电力变换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电力变换装置具备：逆变器，其将直流电压转换为交流电压来驱动同步电动机；以及磁极位置修正部，其修正同步电动机的旋转角传感器和转子磁极位置的误差。磁极位置修正部具备：实际电流相位运算部，其根据在同步电动机的旋转中使三相线间短路时的电流来运算电流相位；以及理想电流相位算出部，其根据转子的转速以及定子的温度来算出理想电流相位，根据实际电流相位运算部与理想电流相位算出部的输出的差分来修正磁极位置。的输出的差分来修正磁极位置。的输出的差分来修正磁极位置。

Power conversion device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置


[0001]本专利技术涉及电力变换装置。

技术介绍

[0002]在对以逆变器来驱动永磁铁同步电动机的系统进行控制的情况下，需要相对于定子的转子的磁极位置信息。在电动汽车的情况下，利用对转子安装的旋转角传感器(旋转变压器等)来获取磁极位置信息，进行电动机的转矩控制，但若是有旋转角传感器的安装误差所引起的角度误差，则会产生与转矩指令值不一样的转矩，从而导致车辆的驾驶性变差。
[0003]因此，须推断永磁铁同步电动机的实际转子位置，根据该推断出的实际转子位置来检测旋转角传感器的偏移误差。作为这样的现有技术，例如在专利文献1和专利文献2中有记载。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本专利特开2014
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050122号公报专利文献2：日本专利特开2017
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212783号公报

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0005]专利文献1记载的专利技术是在转子停止状态下仅施加d轴电压，寻找使q轴电流为0的角度。但该方法难以进行Vd的大小和通电时间的校准以及q轴电流的0判定，从而难以充分提高精度。
[0006]专利文献2记载的专利技术是根据在使电动机端短路的状态下检测到的相电流与相电流理论值的差来算出偏移误差。但若是转速相对较低(例如1000～2000rpm)，则电动机温度尤其是定子温度造成的误差大，从而难以充分提高精度。
[0007]本专利技术要解决的问题在于高精度地检测转子的旋转角传感器的偏移误差。解决问题的技术手段
[0008]因此，本专利技术的电力变换装置的特征在于，具备：逆变器，其将直流电压转换为交流电压来驱动同步电动机；以及磁极位置修正部，其修正同步电动机的旋转角传感器和转子磁极位置的误差，磁极位置修正部具备：实际电流相位运算部，其根据在同步电动机的旋转中使三相线间短路时的电流来运算电流相位；以及理想电流相位算出部，其根据转子的转速以及定子的温度来算出理想电流相位，根据实际电流相位运算部与理想电流相位算出部的输出的差分来修正磁极位置。专利技术的效果
[0009]本专利技术能够高精度地检测转子的旋转角传感器的偏移误差。
附图说明
[0010]图1为表示电力变换装置的概略电路构成的图。图2为说明控制器4的处理的处理框图。图3为表示偏移误差算出的次序的流程图。图4为表示三相短路开始后的各相电流的波形的图。图5为表示实施例1中的磁极位置修正部46的构成的框图。图6为表示转速与理想电流相位的关系的图表。图7为表示理想相位电流算出部55的变形例1的框图。图8为表示理想相位电流算出部55的变形例2的框图。图9为表示实施例2中的磁极位置修正部46的构成的框图。图10为表示实施例2中的磁极位置修正部46的变形例的框图。
具体实施方式
[0011]下面，参考附图，对本专利技术的电力变换装置的实施方式进行说明。再者，各图中对同一要素标注同一符号，并省略重复的说明。实施例1
[0012]图1为表示电力变换装置的概略电路构成的图。图1中，电动机2的电力变换装置主要由逆变器1、电池3、控制器4等构成。逆变器1为三相电压型两电平逆变器。
[0013]电动机2与电动车辆系统的驱动机构连接，通过电动机2旋转而使车辆推进。本实施例的电动机2为交流电动机，是三相内置磁铁型同步电动机(IPMSM)。电动机2借助从未图示的转子上设置的永磁铁产生的磁通与因电枢上固定的三相绕组5、6、7中流通的电流iu、iv、iw而产生的磁场的相互作用来进行动作。iu、iv、iw分别为U相电流、V相电流、W相电流。再者，本实施例中是使用永磁铁同步电动机来进行说明，而即便是绕组励磁同步电动机等其他同步电动机，本专利技术也成立。
[0014]电动机2具备磁极位置传感器8。磁极位置传感器8具有检测电动机2的转子的磁极位置作为旋转角度的功能。磁极位置传感器8输出磁极位置信号9(θ)而输入至控制器4。磁极位置信号9(θ)在控制器4中的处理将使用图2于后文叙述。作为磁极位置传感器8，可以由旋转变压器、旋转编码器、绝对式编码器等构成。
[0015]电流传感器10检测在绕组5、6、7中流通的电流，据此输出U相电流传感器信号11(表示电流iu的信号)、V相电流传感器信号12(表示电流iv的信号)、W相电流传感器信号13(表示电流iw的信号)而输入至控制器4。电流传感器信号11、12、13在控制器4中的处理也将使用图2于后文叙述。
[0016]逆变器1包含开关元件14、15、16、17、18、19和回流二极管20、21、22、23、24、25。本实施例的开关元件14～19为Si
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IGBT，包含栅极端子、集电极端子、发射极端子。回流二极管20～25连接于开关元件14～19各自的集电极端子与发射极端子之间。关于回流二极管20～25，在开关元件14～19的集电极端子相较于发射极端子而言为高电位的情况下，通过回流二极管20～25流通电流，防止高反向电压施加至开关元件14～19。但不限于Si
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IGBT与回流二极管的组合，也可由其他半导体元件构成逆变器电路。
[0017]开关元件14～19的导通与断开的切换是根据连接于各开关元件14～19的栅极端
子的栅极驱动信号26、27、28、29、30、31来进行。由控制器4生成成为各栅极驱动信号26～31的来源的6个栅极信号32而输出至栅极驱动电路35。栅极驱动电路35将栅极信号32转换为开关元件14、15、16、17、18、19的导通与断开的切换所需的电位而输出栅极驱动信号26、27、28、29、30、31。控制器4中的栅极信号32的生成将使用图2于后文叙述。
[0018]开关元件14的发射极端子与开关元件15的集电极端子相互连接，其连接点连接于绕组5而流通电流iu。开关元件16的发射极端子与开关元件17的集电极端子相互连接，其连接点连接于绕组6而流通电流iv。开关元件18的发射极端子与开关元件19的集电极端子相互连接，其连接点连接于绕组7而流通电流iw。开关元件14、16、18的集电极端子相互连接而连接于高电位DC线路33。此外，开关元件15、17、19的发射极端子相互连接而连接于低电位DC线路34。
[0019]由此，控制器4根据所生成的栅极信号32而在恰当的时刻进行开关元件14、15、16、17、18、19的导通和断开，对流至绕组5、6、7的电流iu、iv、iw进行控制，实现电动机2的旋转控制。栅极信号32以成为电流iu、iv、iw相互存在120度相位差异的正弦波状的信号的方式呈PWM(脉宽调制)信号的形态。
[0020]电压传感器36连接于高电位DC线路33和低电位DC线路34，检测它们的电位差。高电位DC线路33与低电位DC线路34的电位差通常为例如100V以上的高电压，所以，电压传感器36生成已转换成控制器4能够检测的低电压的DC电压传感器信号37(Vdc)而输入至控制器4。
[0021]逆变器1中包含的平滑电容器38连接于高电位DC线路3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力变换装置，其特征在于，具备：逆变器，其将直流电压转换为交流电压来驱动同步电动机；以及磁极位置修正部，其修正所述同步电动机的旋转角传感器和转子磁极位置的误差，所述磁极位置修正部具备：实际电流相位运算部，其根据在所述同步电动机的旋转中使三相线间短路时的电流来运算电流相位；以及理想电流相位算出部，其根据转子的转速以及定子的温度来算出理想电流相位，所述电力变换装置根据所述实际电流相位运算部与理想电流相位算出部的输出的差分来修正磁极位...

【专利技术属性】
技术研发人员：松尾健太郎，明円恒平，吉田健一，相泽和庆，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：