电力控制装置、电力控制方法和电动机单元制造方法及图纸

本发明专利技术的电力控制装置的一个方式包括：功率转换电路，其将直流电力转换为交流电力并提供给电动机；以及控制部，其控制功率转换电路所包含的多个开关的开关频率，控制部基于电动机的转速及转矩来决定频率变动幅度fw，使开关频率在以规定的基准频率f0为中心频率的f0

【技术实现步骤摘要】
电力控制装置、电力控制方法和电动机单元


[0001]本专利技术涉及电力控制装置、电力控制方法以及电动机单元。

技术介绍

[0002]在专利文献1中公开了如下技术：在向三相电动机提供三相交流电压的逆变器装置中，使用三种基本电压矢量生成三相PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)信号，并基于三相PWM信号生成分别提供给逆变器装置所包含的至少六个开关元件的每一个的开关信号。[现有技术文献][专利文献][0003]专利文献1：日本专利第3447366号公报

技术实现思路

[专利技术所要解决的课题][0004]在上述那样的逆变器装置中，由于PWM控制时的开关动作而产生噪音。[用于解决问题的手段][0005]本专利技术的电力控制装置的一个方式包括：功率转换电路，该功率转换电路将直流电力转换为交流电力并提供到电动机；以及控制部，该控制部控制所述功率转换电路所包含的多个开关的开关频率，所述控制部基于所述电动机的转速和转矩来决定频率变动幅度fw，在以规定的基准频率f0为中心频率的f0
±
fw的频率范围内使所述开关频率变动。
[0006]本专利技术的电力控制方法中的一个方式包括：控制将直流电力转换为交流电力并提供给电动机的功率转换电路所包含的多个开关的开关频率，控制所述开关频率还包括：基于所述电动机的转速和转矩来决定频率变动幅度fw；以及在以规定的基准频率f0为中心频率的f0
±
fw的频率范围内使所述开关频率变动。
[0007]本专利技术的电动机单元的一个方式包括：电动机；以及向所述电动机提供电力的上述方式的电力控制装置。[专利技术效果][0008]根据本专利技术的上述方式，提供了一种电力控制装置、电力控制方法和电动机单元，能够在确保电动机的控制性的同时兼顾噪声的降低和开关损耗的降低。
附图说明
[0009]图1是示意性地表示本专利技术的一实施方式中的电动机单元的整体结构的图。图2是表示本专利技术的一个实施方式中的电力控制装置的控制部所具有的各功能的功能框图。图3是表示将电动机的转速N和转矩T作为输入值、将频率变动幅度fw作为输出值的频率控制表的一个示例的图。
图4是表示电力控制装置的控制部通过比较三相电压指令信号和载波信号来生成各高侧栅极信号的情况的时序图。图5是表示电力控制装置的控制部按照程序执行的开关控制处理的流程图。本专利技术的具体实施方式
[0010]以下，参照附图对本专利技术的一个实施方式进行详细说明。图1是示意性地表示本实施方式的电动机单元1的整体结构的图。如图1所示，电动机单元1具备电力控制装置10和电动机20。电力控制装置10向电动机20提供电力。作为一个示例，电动机20是转子内置型的3相无刷DC电动机。另外，电动机20例如是搭载于电动车辆的驱动用电动机(牵引电动机)。
[0011]电动机20具有U相端子21u、V相端子21v、W相端子21w、U相线圈22u、V相线圈22v、W相线圈22w和位置传感器23。虽然在图1中省略了图示，但电动机20具有电动机壳体和收纳在电动机壳体内的转子及定子。转子是在电动机壳体的内部由转子轴承等轴承部件可旋转地支承的旋转体。转子具有以沿轴向贯通转子的径向内侧的状态与转子同轴接合的转子轴。定子在电动机壳体的内部以包围转子的外周面的状态被固定，产生使转子旋转所需的电磁力。
[0012]U相端子21u、V相端子21v以及W相端子21w分别是从电动机壳体的表面露出的金属端子。U相端子21u与电力控制装置10的U相连接端子13u连接。V相端子21v与电力控制装置10的V相连接端子13v连接。W相端子21w与电力控制装置10的W相连接端子13w连接。U相线圈22u、V相线圈22v以及W相线圈22w分别是设置于定子的励磁线圈。作为一个示例，U相线圈22u、V相线圈22v以及W相线圈22w在电动机20的内部进行星形接线。
[0013]U相线圈22u连接在U相端子21u与中性点N之间。V相线圈22v连接在V相端子21v与中性点N之间。W相线圈22w连接在W相端子21w与中性点N之间。通过电力控制装置10控制U相线圈22u、V相线圈22v以及W相线圈22w的通电状态，从而产生使转子旋转所需的电磁力。当转子旋转时，转子轴也与转子同步旋转。
[0014]位置传感器23检测转子轴的旋转位置θ，并将表示检测出的旋转位置θ的位置检测信号输出到电力控制装置10的控制部12。位置传感器23是绝对式编码器、增量式编码器或霍尔传感器等。
[0015]电力控制装置10具备功率转换电路11、控制部12、U相连接端子13u、V相连接端子13v、W相连接端子13w、U相电流传感器14、V相电流传感器15和W相电流传感器16。功率转换电路11与电动机20和直流电源50连接，进行直流电力和三相交流电力的相互转换。例如，在功率转换电路11作为逆变器发挥功能时，功率转换电路11将从直流电源50提供的直流电力转换为三相交流电力并向电动机20输出。作为一个示例，直流电源50是搭载于电动车辆的多个电池中的一个。
[0016]功率转换电路11具有6个开关。功率转换电路11具有U相高侧开关Q
UH
、V相高侧开关Q
VH
、W相高侧开关Q
WH
、U相低侧开关Q
UL
、V相低侧开关Q
VL
、W相低侧开关Q
WL
。在本实施方式中，各开关例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。
[0017]U相高侧开关Q
UH
的集电极端子、V相高侧开关Q
VH
的集电极端子及W相高侧开关Q
WH
的集电极端子分别与直流电源50的正极端子连接。U相低侧开关Q
UL
的发射极端子、V相低侧开关Q
VL
的发射极端子以及W相低侧开关Q
WL
的发射极端子分别与直流电源50的负极端子连接。
[0018]U相高侧开关Q
UH
的射极端子分别与U相连接端子13u和U相低侧开关Q
UL
的集电极端子连接。即，U相高侧开关Q
UH
的发射极端子经由U相连接端子13u与电动机20的U相端子21u连接。
[0019]V相高侧开关Q
VH
的发射极端子分别与V相连接端子13v和V相低侧开关Q
VL
的集电极端子连接。即，V相高侧开关Q
VH
的发射极端子经由V相连接端子13v与电动机20的V相端子21v连接。
[0020]W相高侧开关Q
WH
的发射极端子分别与W相连接端子13w和W相低侧开关Q
WL
的集电极端子连接。即，W相高侧开关Q
WH
的发射极端子经由W相连接端子13w与电动机20的W相端子21w连接。
[0021]U相高侧开关Q
UH...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力控制装置，其特征在于，包括：功率转换电路，该功率转换电路将直流电力转换为交流电力并提供给电动机；以及控制部，该控制部控制所述功率转换电路所包含的多个开关的开关频率；所述控制部基于所述电动机的转速及转矩来决定频率变动幅度fw，在以规定的基准频率f0为中心频率的f0
±
fw的频率范围内使所述开关频率变动。2.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于，所述控制部使所述开关频率在所述频率范围内随机地变动。3.如权利要求2所述的电力控制装置，其特征在于，所述控制部通过将所述频率变动幅度fw乘以从
‑
1至+1的数值范围中随机提取的数值α来计算随机频率，并将通过将所述随机频率与所述基准频率f0相加而得的频率决定为所述开关频率。4.如权利要求3所述的电力控制装置，其特征在于，所述数值α是具有规定的周期的伪随机信号的值。5.如权利要求1至4中任一项所述的电力控制装置，其特征在于，所述控制部预先存储将所述转速及所述转矩作为输入值、将所述频率变动幅度fw作为输出值的表，在将所述转速及所述转矩输入到所述表中时，将从所述表得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：椿幸之助，兰林峰，春山佑辅，深谷和希，小笠原大介，仁田哲广，
申请(专利权)人：日本电产艾莱希斯株式会社，
类型：发明
国别省市：