马达驱动装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种马达驱动装置和方法，马达驱动装置包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件，并且连接到分别对应于多个相的多个线圈中的每一个的第一端；第二逆变器，包括多个第二开关元件，并且连接到多个线圈中的每一个的第二端；多个切换用开关，一端分别连接到多个线圈和多个第二开关元件连接的节点，另一端彼此连接；以及控制器，以第一驱动模式和第二驱动模式中的一个驱动马达，并且在第一驱动模式和第二驱动模式彼此切换时应用死区时间，第一驱动模式将多个第二开关元件保持在断开状态，并且通过对多个第一开关元件的脉宽调制控制来驱动马达，死区时间在预设期间保持多个第二开关元件和多个切换用开关均被断开的状态。二开关元件和多个切换用开关均被断开的状态。二开关元件和多个切换用开关均被断开的状态。

【技术实现步骤摘要】
马达驱动装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种马达驱动装置和方法，更详细地，涉及一种在利用分别连接到马达的线圈两端的两个逆变器来驱动马达的情况下，能够抑制在使用一个逆变器的驱动模式和使用两个逆变器的驱动模式之间进行切换时所发生的各种控制冲击的马达驱动装置和方法。

技术介绍

[0002]通常，包括在马达的各相的线圈的一端连接到一个逆变器，并且另一端彼此连接以形成Y型接线。
[0003]在马达驱动时，逆变器内的开关元件(switching element)在通过脉宽调制控制而被接通/断开的同时，将线间电压(phase
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to
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phase voltage)施加到Y型接线的马达的线圈以产生交流电流，从而产生扭矩。
[0004]将由如上所述的马达产生的扭矩用作动力的电动车辆等环保车辆的燃料效率(或电效率)取决于逆变器
‑
马达的功率转换效率，因此，为了提高燃料效率，最大化逆变器的功率转换效率和马达的效率是很重要的。
[0005]逆变器
‑
马达系统的效率主要取决于逆变器的电压利用率，当在电压利用率较高的区间形成由马达速度和扭矩的关系来确定的车辆的操作点时，可以提高车辆的燃料效率。
[0006]然而，当为了增加马达的最大扭矩而增加马达的线圈数时，电压利用率较高的区间会远离作为车辆的主要操作点的低扭矩区域，从而可能会导致燃料效率变差的问题。另外，从燃料效率方面来看，当将电压利用率较高的区间设计为包括主要操作点时，会对马达的最大扭矩产生限制，从而可能会导致车辆的加速启动性能降低的问题。
[0007]为了解决这种问题，在本
中提出了一种开口端绕组(Open End Winding，OEW)方式的马达驱动方法，该方法通过在马达的线圈两端分别连接逆变器来驱动两个逆变器，而不是通过Y接线来使马达的线圈一端短路。
[0008]相比现有的Y接线结构的马达驱动方法，开口端绕组方式的马达驱动方法可以通过增加相电压来提高电压利用率，并且具有可实现高功率的优点。
[0009]如上所述，能够选择性地使用Y接线结构的马达驱动模式和开口端绕组方式的马达驱动模式的马达驱动装置也已被开发。应用两个马达驱动模式的马达驱动装置设置有能够在马达的线圈一端连接马达的另一个线圈的一端的多个切换用开关。
[0010]在Y接线结构的马达驱动模式中，可通过将切换用开关全部短路并控制一个逆变器来驱动在一端形成有Y接线的马达，在开口端绕组方式的马达驱动模式中，可通过断开所有的切换用开关并控制分别连接在线圈两端的两个逆变器来驱动马达。
[0011]在这种马达驱动装置中，当在马达的驱动过程中需要在Y接线结构的马达驱动模式和开口端绕组方式的马达驱动之间进行切换时，在切换用开关短路状态下，与切换用开关共同连接到相同的马达线圈的一端的逆变器操作，因此，可能会导致直流链路短路。
[0012]另外，在软件方面，在马达的驱动过程中，当在Y接线结构的马达驱动模式和开口端绕组方式的马达驱动模式之间进行切换时，避免控制冲击很重要。其中，控制冲击(control impact)可以对应于扭矩、电路、意料之外的控制变量等发生变动。
[0013]作为上述
技术介绍
所说明的内容仅用于增强对本专利技术的背景的理解，不应被视为承认属于本领域普通技术人员已知的现有技术。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016](专利文献1)US 2009
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0033253 A1
[0017](专利文献2)JP 6285256 B2

技术实现思路

[0018](一)要解决的技术问题
[0019]因此，本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种在利用分别连接到马达的线圈两端的两个逆变器来驱动马达的情况下，能够抑制在使用一个逆变器的驱动模式和使用两个逆变器的驱动模式之间进行切换时所产生的直流链路的短路或各种控制冲击的马达驱动装置和方法。
[0020](二)技术方案
[0021]作为用于解决上述技术问题的方法，本专利技术提供一种马达装置，包括：
[0022]第一逆变器，包括多个第一开关元件，并且连接到分别对应于多个相的多个线圈中的每一个的第一端；
[0023]第二逆变器，包括多个第二开关元件，并且连接到所述多个线圈中的每一个的第二端；
[0024]多个切换用开关，一端分别连接到所述多个线圈和所述多个第二开关元件连接的节点，另一端彼此连接；以及
[0025]控制器，以第一驱动模式和第二驱动模式中的一个驱动所述马达，并且在所述第一驱动模式和所述第二驱动模式彼此切换时应用死区时间，所述第一驱动模式将所述多个第二开关元件保持在断开状态，并且通过对所述多个第一开关元件的脉宽调制控制来驱动所述马达，所述第二驱动模式通过对所述多个第二开关元件的脉宽调制控制来驱动所述马达，所述死区时间在所述第一驱动模式和所述第二驱动模式彼此切换时，在预设期间保持所述多个第二开关元件和所述多个切换用开关均被断开的状态。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，当判断在第一采样周期中将驱动模式从所述第一驱动模式切换到所述第二驱动模式时，所述控制器可以在经过所述第一采样周期之后的第二采样周期并开始所述第二采样周期之后的所述第三采样周期的时间点，将所述多个切换用开关从接通状态控制为断开状态，并且在所述多个切换用开关处于断开状态之后经过所述死区时间时，开始所述第二开关元件的脉宽调制。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述控制器可以执行用于在所述第二采样周期实施所述第二驱动模式的运算，并且可以在所述第三采样周期，利用在所述第二采样周期运算的结果，对所述第二逆变器进行脉宽调制控制。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，当判断在第一采样周期中将驱动模式从所述第一驱动
模式切换到所述第二驱动模式时，所述控制器可以在经过所述第一采样周期之后的第二采样周期并开始所述第二采样周期之后的所述第三采样周期的时间点应用预设的延迟之后，将所述多个切换用开关从接通状态控制为断开状态，并且在所述多个切换用开关处于断开状态之后经过所述死区时间时，开始所述第二开关元件的脉宽调制。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，对应于所述延迟的时间间隔与对应于所述死区时间的时间间隔之和对应于一个采样周期的时间间隔，所述控制器可以在开始所述第三采样周期之后的第四采样周期的时间点，开始所述第二开关元件的脉宽调制。
[0030]在本专利技术的一个实施例中，所述控制器可以执行用于在所述第三采样周期实施所述第二驱动模式的运算，并且可以在所述第四采样周期，利用在所述第三采样周期运算的结果，对所述第二逆变器进行脉宽调制控制。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，当判断在第一采样周期中将驱动模式从所述第二驱动模式切换到所述第一驱动模式时，所述控制器可以在经过所述第一采样周期之后的第二采样周期并开始所述第二采样周期之后的所述第三采样周期本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种马达驱动装置，包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件，并且连接到分别对应于多个相的多个线圈中的每一个的第一端；第二逆变器，包括多个第二开关元件，并且连接到所述多个线圈中的每一个的第二端；多个切换用开关，一端分别连接到所述多个线圈和所述多个第二开关元件连接的节点，另一端彼此连接；以及控制器，以第一驱动模式和第二驱动模式中的一个驱动所述马达，并且在所述第一驱动模式和所述第二驱动模式彼此切换时应用死区时间，所述第一驱动模式将所述多个第二开关元件保持在断开状态，并且通过对所述多个第一开关元件的脉宽调制控制来驱动所述马达，所述第二驱动模式通过对所述多个第二开关元件的脉宽调制控制来驱动所述马达，所述死区时间在所述第一驱动模式和所述第二驱动模式彼此切换时，在预设期间保持所述多个第二开关元件和所述多个切换用开关均被断开的状态。2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，当判断在第一采样周期中将驱动模式从所述第一驱动模式切换到所述第二驱动模式时，所述控制器在经过所述第一采样周期之后的第二采样周期并开始所述第二采样周期之后的所述第三采样周期的时间点，将所述多个切换用开关从接通状态控制为断开状态，并且在所述多个切换用开关处于断开状态之后经过所述死区时间时，开始第二开关元件的脉宽调制。3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其特征在于，所述控制器执行用于在所述第二采样周期实施所述第二驱动模式的运算，并且在所述第三采样周期，利用在所述第二采样周期运算的结果，对所述第二逆变器进行脉宽调制控制。4.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，当判断在第一采样周期中将驱动模式从所述第一驱动模式切换到所述第二驱动模式时，所述控制器在经过所述第一采样周期之后的第二采样周期并开始所述第二采样周期之后的所述第三采样周期的时间点应用预设的延迟之后，将所述多个切换用开关从接通状态控制为断开状态，并且在所述多个切换用开关处于断开状态之后经过所述死区时间时，开始所述第二开关元件的脉宽调制。5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其特征在于，对应于所述延迟的时间间隔与对应于所述死区时间的时间间隔之和对应于一个采样周期的时间间隔，所述控制器在开始所述第三采样周期之后的第四采样周期的时间点，开始所述第二开关元件的脉宽调制。6.根据权利要求5所述的马达驱动装置，其特征在于，所述控制器执行用于在所述第三采样周期实施所述第二驱动模式的运算，并且在所述第四采样周期，利用在所述第三采样周期运算的结果，对所述第二逆变器进行脉宽调制控制。7.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，当判断在第一采样周期中将驱动模式从所述第二驱动模式切换到所述第一驱动模式
时，所述控制器在经过所述第一采样周期之后的第二采样周期并开始所述第二采样周期之后的所述第三采样周期的时间点，将所述多个第二开关元件控制为断开状态，并且在所述多个第二开关元件处于断开状态之后经过所述死区时间时，将所述多个切换用开关从断开状态控制为接通状态。8.根据权利要求7所述的马达驱动装置，其特征在于，所述控制器执行用于在所述第二采样周期实施所述第一驱动模式的运算，并且在所述第三采样周期，利用在所述第二采样周期运算的结果，对所述第一逆变器进行脉宽调制控制。9.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，当判断在第一采样周期中将驱动模式从所述第二驱动模式切换到所述第一驱动模式时，所述控制器在经过所述第一采样周期之后的第二采样周期并开始所述第二采样周期之后的所述第三采样周期的时间点应用预设的延迟之后，将所述多个第二开关元件控制为断开状态，并且在所述多个第二开关元件处于断开状态之后经过所述死区时间时，将所述多个切换用开关从断开状态控制为接通状态。10.根据权利要求9所述的马达驱动装置，其特征在于，对应于所述延迟的时间间隔与对应于所述死区时间的时间间隔之和对应于一个采样周期的时间间隔，所述控制器在开始所述第三采样周期之后的第四采样周期的时间点，将所述多个切换用开关从断开状态控制为接通状态。11.根据权利要求10所述的马达驱动装置，其特征在于，所述控制器执行用于在所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李镕在，郑冈镐，林英卨，沈载勋，河廷穓，
申请(专利权)人：起亚株式会社首尔大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：