电动机的电流检测方法及电动机的控制装置制造方法及图纸

对桥接的多个开关元件按照规定的通电模式进行导通、关断控制，以此检测通过将直流电变换成多相交流电的电力变换器驱动的电动机的相电流的电动机电流检测方法，其特征是，将产生与电流值对应的信号的电流检测元件连接于所述电力变换器的直流侧，变更所述规定的通电模式，以使与所述相电流直接或间接对应的信号在所述电流检测元件上发生，基于发生在所述电流检测元件上的信号和变更后的通电模式，检测出所述电动机的相电流。又，每当对桥接的多个开关元件按照规定的通电模式进行导通、关断控制，以此通过将直流电转换成多相交流电的电力变换器驱动电动机时，检测出所述电动机的相电流，根据所述相电流确定转子位置，生成所述通电模式以跟踪所述转子位置的电动机的控制装置中，具备实现上述电流检测方法的电流检测元件、波形变更装置和电流检测装置，基于用所述电流检测装置检测出的所述相电流生成所述规定的通电模式，根据由所述波形变更装置变更的通电模式对所述开关元件进行导通、关断控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电动机的电流检测方法及电动机的控制装置
本专利技术涉及电动机的向量控制，特别涉及使用单个电流检测元件检测相电流的电动机的电流检测方法以及使用该方法的电动机的控制装置。
技术介绍
在对电动机进行向量控制的情况下，要求在将交流电流转换成交流电压的同时得到相对于电流波形相位延迟较小的电压波形。作为将交流电流转换成交流电压的装置，通常有被称为CT(电流变换器)的计量仪器用变流器和利用霍尔效应的霍尔CT等。其中霍尔CT价格很高，其用途有限。因此，下面将围绕使用计量仪器用变流器的电动机的电流检测方法及控制装置进行说明。图7是表示使用CT检测电流，并根据其检测值对电动机进行向量控制的已有的电动机控制装置的结构方框图。在该图中，将交流电源1的交流电转换为直流电的也称变换器的交流直流变换器2的输出侧连接有平滑电容3，经平滑化后的直流电被提供给也称为逆变器的直流交流变换器5。该直流交流变换器5是将IGBT等开关元件桥接起来的装置，对这些开关元件按照规定的基本通电模式进行导通、关断控制，以此将直流电转换成三相交流电提供给电动机7。该直流交流变换器5的直流侧上连接检测其输入电流的电流检测电阻4，直流交流变换器5和电动机7之间设有分别检测三相交流电流的两个相的电流的CT6a、6b。另外，电流检测电阻4上连接用来检测过电流的过电流检测电路8，CT6a、6b上连接电流检测器9。其中，电流检测器9根据CT6a、6b的各输出信号检测两个相的电流，同时根据三相交流电流的瞬时值的和通常为零，利用计算得出剩下的1个相的电流，将三个相的电流检测信号加在转子位置检测器10上。转子位置检测器10根据三个相的电流检测信号检测出电动机7的转子位置。波形生成器11根据检测到的转子位置信号和从外部输入的转速指令，输出脉冲宽度经调制的三相交流电流，因此产生对构成直流交流变换器5的多个开关元件进行导通、关断控制的基本的通电模式。于是，驱动电路12根据该通电模式对构成直流交流变换器5的开关元件进行导通、关断控制，同时当过电流检测电路8检测出过电流时，停止开关元件的导通、关断控制。-->在上述已有的电动机的控制装置中，为检测出提供给电动机7的三个相的电流，两个电流检测元件、即CT6a和CT6b是不可缺少的，对于这样的结构，如果能够从电动机7与直流交流变换器5的连接电路上去除电流检测元件，包括配线，其电路结构可以简化，这一点是有利的。本专利技术是考虑上述情况而作出的，其目的是提供使用单一的电流检测元件检测提供给电动机的各相的电流的电流检测方法以及使用这样的方法的电动机控制装置。
技术实现思路
采用本专利技术的电动机的电流检测方法时，对桥接的多个开关元件按照规定的通电模式进行导通、关断控制，以此检测通过将直流电变换成多相交流电的电力变换器驱动的电动机的相电流的电动机电流检测方法，其特征是，将产生与电流值对应的信号的电流检测元件连接于所述电力变换器的直流侧，变更所述规定的通电模式，以使与所述相电流直接或间接对应的信号在所述电流检测元件上发生，基于发生在所述电流检测元件上的信号和变更后的通电模式，检测出所述电动机的相电流。又，采用本专利技术的电动机控制装置，每当对桥接的多个开关元件按照规定的通电模式进行导通、关断控制，以此通过将直流电转换成多相交流电的电力变换器驱动电动机时，检测出所述电动机的相电流，根据所述相电流确定转子位置，生成所述通电模式以跟踪所述转子位置的电动机的控制装置中，其特征在于，具备：连接于所述电力变换器直流侧的，产生对应于电流值的信号的电流检测元件、使发生在所述电流检测元件上的信号直接或间接地与相电流对应地变更所述规定的通电模式的波形变更装置、以及基于发生在所述电流检测元件上的所述信号和变更后的通电模式，检测所述电动机的相电流的电流检测装置，基于用所述电流检测装置检测出的所述相电流，生成所述规定的通电模式，根据由所述波形变更装置变更的通电模式对所述开关元件进行导通、关断控制。附图说明图1是本专利技术的电流检测方法及使用该方法的电动机的控制装置的结构框图。图2是表示对于波形发生器的基本通电模式，波形变更器进行模式变更的三种变更例以及电流检测状态的图表。图3是以使通电时间与电气角对应的状态表示基本的通电模式的一个变更例的-->波形图。图4A～4C是对图1所示的实施形态的运作进行说明用的时序图。图5A～5C是对图1所示的实施形态的运作进行说明用的时序图。图6是使微处理器等具有图1所示的实施形态的功能的情况下的具体处理步骤的流程图。图7是表示各线圈的通电状态和检测电流值对应的相的关系的图表。图8是已有的电流检测方法以及使用该方法的电动机的控制装置的结构框图。具体实施方式下面根据附图所示的较佳实施例对本专利技术作详细说明。图1是本专利技术的电流检测方法以及使用该方法的电动机的控制装置的结构框图，图中，与表示已有的装置的图8中的部件相同的部件标注相同的标号，其说明予以省略。该实施例中用来检测出过电流的电流检测电阻4作为相电流检测用的元件共同使用，电流检测器9a根据其两端产生的电压检测提供给电动机7的三个相的电流。为了能够实现这样的电流检测，波形产生器11和驱动电路12之间设有变更用于脉冲宽度调制(PWM)的基本的通电模式的波形变更器13，电流检测器9a的结构被设计成可对照该波形变更器13的输出信号波形确定各相的电流。对于如上所述构成的本实施例的运作，将与其原理一并在下面说明。直流交流变换器5输出经脉冲宽度调制的三相交流电时，利用对于构成该直流交流变换器5的开关元件的通电模式可检测出特定相的电流。即如图7所示，如果存在仅U相电流为H电平、V相及W相的电流均为L电平的通电模式，则电流检测电阻4的两端上产生的电压与U相电流对应。另外，在U相和V相电流都为H电平而W相的电流为L电平的期间，电流检测电阻4的两端产生的电压的符号反转的电压与W相电流对应。这样采用对应于脉冲宽度调制波形的通电模式依次检测、存储三的相的电流的处理方法，则该电流检测能分时检测出三个相的电流。在这种情况下，由于不是同时检测相电流，实际上会产生误差。然而，如果不是要求特别严密，则用分时检测出的三个相的电流检测值求解电路方程式能够计算出以下的通电模式、即构成直流交流变换器5的开关元件的导通、关断模式。利用上述方法可进行电动机的向量控制，然而，一旦分时读入电流值的时间间隔增大，则相对于同时检测出的3个相的电流值其误差也增大，这可能会造成无法平稳地驱动电动机的后果。因此有必要将三个相的电流在尽可能短的时-->间间隔内读入。另一方面，由于开关元件的导通、关断状态变化后电路状态不会立即稳定下来，所以在将电流检测元件产生的信号读入之前的最小待机时间τ是需要的。如果假设该待机时间τ为例如20μs，则要将一个相的电流读入，必须使特定的通电状态持续20微秒以上。换言之，在同一通电状态的持续时间短于20微秒的情况下，电流的读入操作无法进行。其结果是，这个时候应该更新的相的电流值无法更新。还有，在脉冲宽度调制中，在两的相的电流值为相同值时刻、即两个相的电流的瞬时值随时间的推移而相交的点(电气角30°、90°、150°210°、270°、330°)上，两的相的电流的通电状态同时切换。因此这时无法检测新的相电流。图2所示的图表是对于波形生成器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机的电流检测方法，是对桥接的多个开关元件按照规定的通电模式进行导通、关断控制，以此检测通过将直流电变换成多相交流电的电力变换器驱动的电动机的相电流的电动机电流检测方法，其特征在于，将产生与电流值对应的信号的电流检测元件连接于 所述电力变换器的直流侧，变更所述规定的通电模式，以使与所述相电流直接或间接对应的信号在所述电流检测元件上发生，基于发生于所述电流检测元件上的所述信号和变更后的通电模式，检测出所述电动机的相电流。

【技术特征摘要】
JP 2001-3-26 87359/20011.一种电动机的电流检测方法，是对桥接的多个开关元件按照规定的通电模式进行导通、关断控制，以此检测通过将直流电变换成多相交流电的电力变换器驱动的电动机的相电流的电动机电流检测方法，其特征在于，将产生与电流值对应的信号的电流检测元件连接于所述电力变换器的直流侧，变更所述规定的通电模式，以使与所述相电流直接或间接对应的信号在所述电流检测元件上发生，基于发生于所述电流检测元件上的所述信号和变更后的通电模式，检测出所述电动机的相电流。2.如权利要求1所述的电动机电流检测方法，其特征在于，所述电力变换器是将直流电转换成三相交流电的部件，从至少一个所述开关元件的导通、关断状态发生变化的时刻起，至读入产生于所述电流检测元件的信号为止的最小待机时间为τ时，通过执行所述预定通电模式的任何一相时间的移动及时间宽度变更中至少一个动作，并变更所述预定通电模式，使所述两个相的电流在τ以上的时间同时流动的期间与所述两相电流的至少一相电流在τ以上的时间单独流动的期间形成组合。3.如权利要求1所述的电动机电流检测方法，其特征在于，所述电流检测元件是电流检测电阻。4.如权利要求1所述的电动机电流检测方法，其特征在于，所述电流检测元件是电流变换器。5.一种电动机的控制装置，对桥接的多个开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：温品治信，
申请(专利权)人：东芝开利株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]