專利名稱：用于消除電流檢測信號的可變的偏移量的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及交流電動機的一種控制系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及用于消除一種器件的電流檢測信號內(nèi)可變的偏移量值的裝置和方法，該器件是通常所說的專用智能功率模塊(以下稱ASIPM)，用于三相交流(AC)電動機的控制系統(tǒng)。
ASIPM是近來開發(fā)的用于控制交流電動機運轉(zhuǎn)的裝置。申請者期待ASIPM成為下一代交流電動機廣泛地接受的控制裝置。然而，與某些類型交流電動機一起使用中存在困難。內(nèi)含在ASIPM中的電流傳感器/檢測器的輸出信號常常包含可變的電流偏移成份。結(jié)果，由于電流偏移成份可以引起電動機中性能降低，包含轉(zhuǎn)矩降低控制、波紋生成控制等等，所以ASIPM不可能輕易地適合于某些類型的交流電動機系統(tǒng)。在這些類型的交流電動機中，該偏移被稱作固定偏差或者剩余偏差，并且表示與愿望值的偏差，即使當整流器將交流電轉(zhuǎn)換成直流控制系統(tǒng)有直流輸出也是如此。


圖1是用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一個傳統(tǒng)的裝置的示意圖。該傳統(tǒng)的裝置有一ASIPM1，用于檢測三相交流電動機的反饋電流和關聯(lián)的相，并用于將反饋電流和關聯(lián)的相信號轉(zhuǎn)換成電壓檢測信號，該電壓檢測信號可以包含偏移成份，即，電流檢測信號。在確定U相和W相之后，可以計算出V相，因為知道三個相電流的和是零。ASIPM1通過輸出放大器2、3向CPU4輸出電壓檢測信號。輸出放大器2、3放大與電壓檢測信號的U相和W相關聯(lián)的信號，以致使其適合于中央處理裝置(以下稱CPU)4的輸入范圍。在CPU4內(nèi)部的模/數(shù)變換器4a將U相和W相的放大信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號。CPU4包含許多的加法器4b、4c、和4d，用于將預定偏移命令加到U相和W相的數(shù)字信號中。
如圖1顯示，傳統(tǒng)的裝置典型情況下需要與在輸出端CU和CW的電壓檢測信號對應的兩個電流傳感器，用于消除電流檢測信號的可變的偏移值。對于某些結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的裝置可以需要對應于CU、CW和CV的三個電流傳感器。傳統(tǒng)的裝置還需要放大器2、3，用于放大電流檢測信號，并且也可以需要一個第三放大器。電流檢測信號通過放大器2、3被輸出到通常內(nèi)含在CPU4中的模/數(shù)變換器4a，但是可以選擇與CPU4無關的模/數(shù)變換器。ASIPM1除了起功率器件的作用用于向三相交流電動機供電之外，通常起電流傳感器的作用。當ASIPM1起功率裝置的作用時，不需要電流傳感器。
圖2是用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一個傳統(tǒng)的方法的流程圖。將參照圖1所示裝置的結(jié)構(gòu)說明圖2的傳統(tǒng)的方法。
在步驟S01中，確定ASIPM1是否響應三相電動機的運轉(zhuǎn)被驅(qū)動。如果ASIPM1未被驅(qū)動，S01步驟進入到這種方法的結(jié)束。否則這種方法進入到步驟S02，在那里反饋信號的電流和關聯(lián)的U相和W相被檢測。然后方法進入步驟S03，在其中電流和關聯(lián)的U相和W相被轉(zhuǎn)換成包含偏移成份的電壓檢測信號，或者電流檢測成份。在步驟S03中產(chǎn)生電壓檢測信號之后，該方法進入步驟S04，在那里與信號U和W關聯(lián)的相被放大以致于落在CPU4的輸入范圍內(nèi)。然后方法進入步驟S05，在此各個電流檢測信號(即，有偏移成份的電壓檢測信號)被模/數(shù)變換器4a轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字值。方法進入步驟S06，在此CPU4計算與信號V的電流關聯(lián)的相位。V的相位可以計算出，因為知道三個信號U、W和V的相的和是零。方法進入步驟S07，在其中確定步驟S02至S06是否已經(jīng)完成預定次數(shù)。如果步驟S02至S06沒有執(zhí)行預定次數(shù)，方法從步驟S07回到步驟S02。在步驟S07，基于確定步驟S02至S06已經(jīng)執(zhí)行預定次數(shù)，方法進入步驟S08，在此確定電壓檢測信號的平均值。在步驟S09，CPU4將來自步驟S08的平均值儲存進入一個存儲器，然后進入步驟S10。在步驟S10，如果它確定ASIPM1目前是被驅(qū)動，方法進入步驟S11，否則方法結(jié)束。在步驟S11，從電流數(shù)據(jù)中消除偏移成份。因此，傳統(tǒng)的裝置的方法通過CPU4的初始化作用導致電流偏移成份被消除。那么隨著ASIPM1被驅(qū)動，在消除電流偏移成份之后，電流相位數(shù)據(jù)可以被使用。
在1993年5月24日(Ohto等)申請的美國專利No.5,319,294中)透露一種用于為電流檢測器自動地調(diào)整偏移校正值的裝置。Ohto等的裝置能被使用于上面描述的傳統(tǒng)的裝置，并且能夠適合于當伺服電動機操作的時候，使各個電流檢測信號的偏移可以響應溫度變化等而被生成。在一交流伺服電動機中，當在電流檢測信號內(nèi)包含偏移成份時，產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩波紋。Ohto等的裝置表面上消除了轉(zhuǎn)矩波紋的影響。由于伺服驅(qū)動裝置包含作為位置檢測器的一編碼器，包含在電流檢測信號中的偏移成份可以通過使用位置檢測器和伺服電動機的動態(tài)的方程式模型被計算出?？梢钥闯?，通過從模/數(shù)轉(zhuǎn)換的電流數(shù)據(jù)反復地減去與電流關聯(lián)的各個相的該數(shù)據(jù)而獲得相電流數(shù)據(jù)。
在Ohto等的裝置中的CPU的操作中存在一個問題，由于在使用電動機的動態(tài)模型中計算的滯后，它可以導致過度補償。因為Ohto等的裝置存在另一問題即只可適合于同步交流電動機。另外，Ohto等的裝置易于受到同步電動機模型的誤差的缺陷的影響。具體地說，當偏移成份極大地變化時，電流檢測信號被向上和/或向下移動。這可以引起電流檢測信號偏離模/數(shù)變換器的輸入范圍(例如，從0V到5V)。當此情況發(fā)生在Ohto等的裝置中時，同步電動機將不產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。
1990年8月16日(里斯)申請的美國專利No.5,053,688中透露一種用于消除在交流電動機的驅(qū)動電流中直流偏移量的反饋電路。里斯裝置表現(xiàn)為依靠復雜的硬件的增加預先消除包含在電流檢測器輸出的信號中的電流偏移成份。然后偏移消除的信號將被用作模/數(shù)變換器的輸入信號。該里斯裝置，它控制使用斬波的脈沖行作為信號源的一個電動機，它可以適合于無刷直流電動機。該里斯裝置使用一個斬波器，其接通/斷開以便斬波脈沖將直流信號轉(zhuǎn)換成為交流電，憑著斬波的脈沖行控制無刷直流電動機。用于減少包含在電流檢測信號中的電流偏移的一種電路被附加在輸出放大器的輸出端口，例如，圖1的放大器2和3的輸出端。包含在由電流傳感器檢測的信號中的電流偏移成份通過包括模擬開關、計數(shù)器、積分電路等等的外部的硬件被減少。然后偏移消除電流信號能被使用作為模/數(shù)變換器的輸入信號。
似乎在電動機運行操作時，用于消除電流偏移的里斯裝置可以被設置為任意地消除一個特別的效應值，但是不適合于由于溫度變化等造成的動態(tài)改變的偏移成份。由于在電流檢測信號中的偏移成份必須通過一個用于電動機和生成波紋的一個動態(tài)模型適當?shù)乇荒M，所以在里斯裝置中出現(xiàn)一個問題，即，CPU的算法和邏輯運算可能導致過補償或者補償不足。因此，里斯裝置有這樣的缺點，即由于它僅取決于動態(tài)模型的準確度，所以它只能在特定情況中精確地運行。
本發(fā)明是為了克服上面的問題和不足設計的。相應地，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置。本發(fā)明依靠使用商業(yè)的上的CPU和微控制器的一內(nèi)部的或者外部的外圍電路，能夠消除由一個電流傳感器生成的偏移的影響。
本發(fā)明的另一目的是提供一種三相交流電動機的控制系統(tǒng)，該三相交流電動機具有用于消除電流偏移的裝置。這是通過使用微電路的伺服驅(qū)動裝置或一逆變器實現(xiàn)的，該逆變器消除適合用于ASIPM裝置的電流檢測信號的可變的偏移值。
為了實現(xiàn)上面的目的，本發(fā)明提供一種裝置，用于消除電流檢測信號的可變的偏移值，它包括用于檢測交流電動機的反饋電流和將該反饋電流轉(zhuǎn)換成為包含偏移成份的電壓檢測信號的裝置；用于差分放大反饋模擬偏移信號和電壓檢測信號的裝置；用于將差分放大的模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置；一個控制裝置，其用于累加數(shù)字信號與數(shù)字偏移值，并且將數(shù)字偏移值與預定偏移命令比較，并且對比較結(jié)果應用一個比例加積分函數(shù)，以及用于輸出脈沖寬度調(diào)制(以下稱PWM)波形的一個數(shù)字偏移信號；以及用于將數(shù)字偏移信號轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號，并為差分放大裝置實行模擬偏移信號的反饋的裝置。
用于檢測電流的裝置可以是一個專用智能功率模塊(ASIPM)，其同時起到向交流電動機供電的電力裝置的作用。
用于差分放大的裝置包括用于差分地運算反饋模擬偏移信號和三相電壓檢測信號的差分放大器；用于放大差分地運算的信號以便使其落在控制裝置的輸入范圍內(nèi)的輸出放大器。差分放大器有一個第一差分放大器用于差分地運算反饋模擬偏移信號和在三相電壓檢測信號之中的U相信號；一個第二差分放大器用于差分地運算反饋模擬偏移信號和在三相電壓檢測信號之中的V相信號；以及一個第三差分放大器用于差分地運算反饋模擬偏移信號和在三相電壓檢測信號之中的W相信號；用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置可以內(nèi)含在控制裝置中。
這種控制裝置包括第一加法部分，用于累加從將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置輸出的數(shù)字信號；一個第二加法部分，用于從預定偏移指令中減去第一加法部分的輸出；一個比例加積分控制器，用于根據(jù)第二加法部分的輸出伴隨比例加積分函數(shù)，并用于輸出PWM波形；以及一個計數(shù)器，用于計算PWM波形的脈沖寬度。
如果用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置適應一個單極的模式，那么預定偏移指令被設置為由關系式(3/2×2n)描述的一個值。變數(shù)n表示位的數(shù)字。如果用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置適應一個雙極的模式，那么預定偏移指令被設置為0。
比例加積分控制器包括一個比例函數(shù)部分，用于與偏移成份成比例地改變運算值；以及一個積分函數(shù)部分，用于通過與偏移值的積分值成比例的一個變化值做出一個新的運算值，以加到該比例函數(shù)。
數(shù)/模轉(zhuǎn)換裝置是一個濾波放大器，用于低通濾波控制裝置中計數(shù)器計數(shù)的PWM波形。濾波放大器是低通濾波由計數(shù)器計數(shù)的PWM波形，積分濾波的波形，以及將積分的波形轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號。
為了實現(xiàn)上面的目的，本發(fā)明提供一種裝置，用于消除在三相交流電動機中的電流檢測信號的可變的偏移值，它包括用于檢測交流電動機的反饋電流和將該反饋電流轉(zhuǎn)換成為包含偏移成份的電壓檢測信號的電流檢測器；用于差分運算反饋模擬偏移信號和電壓檢測信號的差分放大器；用于放大差分運算的電壓檢測信號以便使其落在控制輸入范圍內(nèi)的輸出放大器；用于將放大的信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的模/數(shù)變換器；一個控制部分，其用于累加數(shù)字信號與數(shù)字偏移值，并且將數(shù)字偏移值與預定偏移命令比較，并且根據(jù)比較結(jié)果伴隨一個比例加積分函數(shù)，以及用于輸出PWM波形的一個數(shù)字偏移信號；以及一個數(shù)/模變換器，用于將數(shù)字偏移信號轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號，并用于為差分放大器做出一個反饋的模擬偏移信號。
差分放大器包括第一差分放大器，用于差分運算反饋模擬偏移信號和在三相電壓檢測信號之中的U相信號；第二差分放大器，用于差分運算反饋模擬偏移信號和在三相電壓檢測信號之中的V相信號；第三差分放大器，用于差分運算反饋模擬偏移信號和在三相電壓檢測信號之中的W相信號；數(shù)/模變換器是一個濾波放大器，其低通過濾控制部分中計數(shù)器計數(shù)的PWM波形，積分過濾的波形，然后將積分的波形轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號。
為了實現(xiàn)上面的目的，本發(fā)明提供具有用于消除電流偏移的裝置的三相交流電動機的一種控制系統(tǒng)，該裝置包括一個驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動三相交流電動機，在其中驅(qū)動裝置包含一個變換器和一個逆變器；一個功率裝置，用于控制驅(qū)動裝置的切換；一個電流檢測器，用于檢測三相交流電動機的反饋電流，并用于輸出三相電壓檢測信號；一個電流偏移消除裝置，用于檢測包含在三相電壓檢測信號中的偏移成份，并用于消除該偏移成份；以及一個中央處理裝置，用于控制電流偏移消除裝置，并用于對功率裝置輸出消除偏移的三相電流。
電流偏移消除裝置包括差分放大器，用于差分地放大來自中央處理裝置的三相電壓檢測信號和反饋模擬偏移信號；以及一個數(shù)/模變換器，用于將中央處理裝置輸出的PWM波形轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號。
中央處理裝置包括一個第一加法部分，用于累加從將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置輸出的數(shù)字信號；一個第二加法部分，用于從預定偏移命令中減去第一加法部分的輸出；一個比例加積分控制器，用于根據(jù)第二加法部分的輸出伴隨一個比例加積分函數(shù)，并用于輸出PWM波形；以及一個計數(shù)器，用于計算PWM波形的脈沖寬度。
為了實現(xiàn)上面的目的，本發(fā)明提供一種方法，用于消除電流檢測信號的可變的偏移值，它包括第一步驟，用于檢測交流電動機的反饋電流和將該反饋電流轉(zhuǎn)換成為包含偏移成份的電壓檢測信號；一個第二步驟，用于差分放大反饋模擬偏移信號和電壓檢測信號；一個第三步驟，用于把該差分放大的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；一個第四步驟，其用于為數(shù)字偏移值累加數(shù)字信號，并且將數(shù)字偏移值與預定偏移命令比較，并且根據(jù)比較結(jié)果伴隨一個比例加積分函數(shù)，以及用于輸出PWM的一個數(shù)字偏移信號；以及一個第五步驟，用于將數(shù)字偏移信號轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號，并用于為第二步驟做出一個反饋的模擬偏移信號。
第二步驟有第一子步驟，用于差分運算反饋模擬偏移信號和包含偏移成份的三相電壓檢測信號；以及一個第二子步驟，用于放大差分運算的信號以便使其落入控制的輸入范圍內(nèi)。
第四步驟有第一子步驟，用于累加從第三步驟輸出的數(shù)字信號；第二子步驟，用于從預定偏移命令中減去第一子步驟的輸出；第三子步驟，用于根據(jù)第二子步驟的輸出伴隨一個比例加積分函數(shù)，并用于輸出PWM波形；以及第四子步驟，用于計算PWM波形的脈沖寬度。
如果第三步驟的模/數(shù)變換器適用一個單極的模式，那么在第四步驟中的預定偏移命令是按關系式(3/2×2n)設置的，在此變量n是使用的比特數(shù)。
如果用于第三步驟的模/數(shù)變換器適用雙極的方式，那么在第四步驟中的預定偏移命令被設置為0。
第三子步驟有一個比例函數(shù)步驟，用于與偏移成份成比例地改變運算值；以及一個積分函數(shù)步驟，用于通過增加與偏移值的積分值成比例的一改變值，作出一新的運算值以加到該比例函數(shù)。
第五步驟低通濾波由計數(shù)器計數(shù)的PWM波形，并且積分該濾波的波形，然后將積分的波形轉(zhuǎn)換成為一個模擬偏移信號。
為了實現(xiàn)上面的目的，本發(fā)明提供具有用于消除電流偏移的裝置的三相交流電動機的一種控制方法，該方法包括第一步驟，用于依靠包含變換器和一個逆變器的驅(qū)動裝置驅(qū)動三相交流電動機；一個第二步驟，用于控制驅(qū)動裝置的切換；一個第三步驟，用于檢測三相交流電動機的反饋電流，并用于輸出三相電壓檢測信號；第四步驟，用于檢測包含在三相電壓檢測信號中的偏移成份，并用于消除該偏移成份；以及一個第五步驟，用于控制偏移成份的消除，并用于輸出消除偏移的三相電流。
第四步驟有一第一子步驟，用于將中央處理裝置輸出的PWM波形轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號；以及一個第二子步驟，用于差分地放大三相電壓檢測信號和反饋模擬偏移信號，以及用于消除偏移成份。
第五步驟有第一子步驟，用于將第四步驟的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；第二子步驟，用于累加該數(shù)字信號；第三子步驟，用于從預定偏移命令中減去第二子步驟的輸出；第四子步驟，用于根據(jù)第三子步驟的輸出伴隨一個比例加積分函數(shù)，并用于輸出PWM波形；以及第五子步驟，用于計算PWM波形的脈沖寬度。
在根據(jù)本發(fā)明的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置中，電流檢測裝置檢測三相交流電動機的反饋電流，并將反饋電流轉(zhuǎn)換成為包含偏移成份的電壓檢測信號。差分放大裝置差分放大反饋模擬偏移信號和包含偏移成份的電壓檢測信號。接下來，模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置將差分放大的模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，而控制裝置為數(shù)字偏移值加數(shù)字信號，并將該數(shù)字偏移值與一個預定偏移命令比較，并根據(jù)比較的結(jié)果伴隨一個比例加積分函數(shù)，并輸出該PWM波形的數(shù)字偏移信號。數(shù)/模變換裝置將數(shù)字偏移信號轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號，并向差分放大裝置做出一個反饋的模擬偏移信號。相應地，這個發(fā)明由差分放大裝置、模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、控制裝置以及數(shù)/模轉(zhuǎn)換裝置形成一個閉環(huán)回路，于是能夠消除電流偏移成份。
通過參照附圖對本發(fā)明的描述，上面的目的和優(yōu)點將更加清晰。
圖1是用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一個傳統(tǒng)的裝置的示意圖；圖2是用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一個傳統(tǒng)的方法的流程圖；圖3是具有用于消除電流偏移成份的三相交流電動機的一種控制系統(tǒng)的方框圖；圖4是按照本發(fā)明的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一個裝置的方框圖；圖5是按照本發(fā)明的一個實施例的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一個裝置的詳細的示意圖；圖6描述按照本發(fā)明的實施例的檢測電流和電流傳感器的輸出電壓之間的關系；
圖7描述根據(jù)本發(fā)明的不同的實施例的用于產(chǎn)生比例加積分函數(shù)的一個功能方框圖；圖8描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一個PWM波形；圖9是按照本發(fā)明的一個實施例的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一種方法的流程圖；參照附圖對優(yōu)選實施例的詳細描述將使本發(fā)明變得更加清晰。
圖3是具有用于消除電流偏移成份的三相交流電動機40的一種控制系統(tǒng)的方框圖。交流電動機控制電動機控制系統(tǒng)有一個驅(qū)動裝置30，用于驅(qū)動三相交流電動機40。驅(qū)動裝置30包含一個變換器和一個逆變器。功率裝置20控制驅(qū)動裝置30的切換。電流傳感器50檢測三相交流電動機40的電流iu、iv和iw的反饋，并輸出三電流相CU、CV和CW的電壓檢測信號。顯示為電流偏移60的消除裝置檢測包含在三相CU、CV和CW的電壓檢測信號中的偏移成份，并且消除檢測的偏移成份。中央處理裝置(CPU)10控制電流偏移消除裝置，并且向功率裝置20輸出偏移消除的三相電流。因此，在圖3顯示的三相交流電動機40的控制系統(tǒng)消除了電流偏移成份。
用于消除電流偏移成份60的裝置可能包含差分放大器和一個或者多個數(shù)/模變換器。差分放大器放大從CPU10輸出的差分的模擬反饋偏移信號和包含偏移成份的電壓檢測信號。數(shù)/模變換器將從CPU10輸出的PWM波轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號。
中央處理裝置10有一個第一加法器，用于累加從將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置輸出的數(shù)字信號。CPU10還有一個第二加法器，用于從預定偏移命令中減去第一加法部分的輸出。CPU10有一個比例加積分控制器，其為第二加法部分的輸出伴隨比例加積分函數(shù)，并輸出一個PWM波形。一個計數(shù)器計算該PWM波形的脈沖寬度。CPU10的運算與上面描述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移的裝置和它的方法是相同的。
圖4是按照本發(fā)明的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一個裝置的方框圖。該三相交流電動機控制電動機控制系統(tǒng)包括一個電流傳感器71，用于檢測來自三相交流電動機的反饋電流相iu、iv、iw，并用于將反饋電流轉(zhuǎn)換成為包含偏移成份的電壓檢測信號CU、CV、CW。三相交流電動機控制電動機控制系統(tǒng)還有差分放大器72，用于差分地放大反饋模擬偏移信號和包含偏移成份的電壓檢測信號CU、CV、CW。輸出放大器73放大與三相關聯(lián)的差分放大的電壓檢測信號，以便使其適合模/數(shù)變換器74的輸入范圍。模/數(shù)變換器74將放大的三相模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號。控制器75將數(shù)字信號求和成為一個數(shù)字偏移值并將數(shù)字偏移值與一個預定偏移命令比較?？刂破?5控制部分根據(jù)比較結(jié)果實現(xiàn)比例加積分變換作用。然后控制器75輸出PWM波形的一個數(shù)字偏移信號。數(shù)/模變換器76將數(shù)字偏移信號轉(zhuǎn)換成為模擬偏移信號，并提供該模擬偏移信號作為對差分放大器72的反饋。
圖5是按照本發(fā)明的一個實施例的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的一個裝置的詳細的示意圖。圖4的電流傳感器71，其檢測三相交流電動機的反饋電流相，其可以作為圖5的ASIPM100的一個功能被實現(xiàn)。除了偵測電流之外，ASIPM100還可以作為一個功率裝置用于向交流電動機提供電力。
圖4的差分放大器72可以是在圖5具體表達的第一、第二和第三差分放大器，分別地標記為210、220、230。差分放大器210、220、230表示放大器或者緩沖器，用于對稱地連接有相同的特性的兩個放大裝置(例如，晶體管)，以獲得與兩者的輸入的差別成比例的一個輸出。差分放大器210、220、230可以從電源波動、溫度變化等等中提供一些緩沖或者抵消作用。
差分放大器210、220、230可以是例如使用運算放大器實現(xiàn)。運算放大器的使用能夠容易調(diào)整Voffset。在本發(fā)明的一個實施例中，Voffset的一個通用值可以被用于所有的電流檢測信號。例如，在Voffset±1.1V范圍內(nèi)Voffset電流檢測信號的調(diào)整可以是對于在輸送進入模/數(shù)變換器410的輸入端的2.5V±2.5V的范圍內(nèi)的電流檢測信號而被改變。這樣的一個設置可以通過設置每個運算放大器的增益為2.5/1.1或者大致為2.273而實現(xiàn)。由于電流檢測信號的增益是固定在從±1.1V范圍到±2.5V的范圍，通過隨著檢測信號被處理控制偏移成份，最后的輸出電壓可以被設置為2.5V。
圖4的差分放大器73可以是在圖5具體表達的第一、第二和第三輸出放大器，分別地標記為310、320、330。與輸出放大器73的操作一致，該第一、第二和第三輸出放大器310，320，330放大該差分放大的電壓檢測信號以落在CPU400的輸入范圍內(nèi)。
圖4的模/數(shù)變換器74和控制器75控制部分的機能可以具體表達為圖5的模/數(shù)變換器410和內(nèi)含在CPU400內(nèi)部的其他部件。例如，控制器75可以由第一和第二加法器420和430、比例加積分(PI)控制器440和計時器/計數(shù)器450實現(xiàn)。
按照一個可仿效的實施例，模/數(shù)變換器410特性可以是，例如，有10位、8通道和單極的模式，輸入范圍是從0V到5V。在這個可仿效的實施例中，對于每一相的數(shù)字變換器值將存在在0到1023的范圍內(nèi)，三電流相的數(shù)字轉(zhuǎn)換信號的總數(shù)應該是1,536(＝512×3)。即，當使用的位數(shù)是n時，三相的數(shù)字轉(zhuǎn)換信號的總數(shù)必須是(3/2×2n)。如果用于消除偏移的過程處理不適當，三相的數(shù)字轉(zhuǎn)換信號的總數(shù)可以是與上面描述的可仿效的實施例不同的。如果模/數(shù)變換器的模式是一個雙極的模式，三電流相的數(shù)字轉(zhuǎn)換信號的總數(shù)將是零。該PI控制器440可以是具體表達為使用上面描述的特性的一個閉合環(huán)路。PI控制器440的PWM輸出值必須被轉(zhuǎn)換成一個模擬偏移值，以使它可以被低通濾波器240過濾。相應地，在電流檢測信號的預處理操作中，三相數(shù)字轉(zhuǎn)換信號的總數(shù)應該是1,536。
模/數(shù)變換器410可以選擇適合于雙極模式操作。然而，由于在單極的模式中的電路運算常常有低的生產(chǎn)成本，所以模/數(shù)變換器410較好的是以單極的模式體現(xiàn)。
數(shù)/模變換器76可以由一個低通濾波器240實現(xiàn)，該低通濾波器240能夠通過低通濾波由PI控制器440輸出的PWM波形將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成為模擬信號。低通濾波器240可以以濾波放大器的形式體現(xiàn)。低通濾波器240向CPU400的模/數(shù)變換器410提供反饋電流數(shù)據(jù)，以便消除偏移成份。做為選擇，高性能伺服驅(qū)動裝置或高性能逆變器可以包含用于反饋電流檢測信號的模/數(shù)變換器。
在替換的實施例中，本發(fā)明可能被配置為包括一個外部裝置200，該外部裝置200包含第一、第二、第三差分放大器210、220、230，以及低通濾波器240。該低通濾波器240可以是具有預定增益特性和頻率響應(例如結(jié)合通過區(qū)域和截止頻率)的一個濾波放大器。做為選擇，具體體現(xiàn)低通濾波器240的濾波放大器可以表示為具有響應頻率作用的預定幅度/相位的一個功能塊。
圖9是按照本發(fā)明的一個實施例的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的方法的流程圖。在圖9中描述的方法的步驟將被參照圖5顯示的裝置結(jié)構(gòu)進行詳細地描述。
步驟S21確定ASIPM1是否響應三相交流電動機的運轉(zhuǎn)被驅(qū)動。如果ASIPM1未被驅(qū)動，S21步驟進行到該方法的結(jié)束，否則該方法進行到步驟S22。在步驟S22反饋信號的電流和關聯(lián)的相U和W被檢測，并且方法進行到步驟S23。在步驟S23電流和關聯(lián)的相U和W被轉(zhuǎn)換成包含偏移成份或者電流成份的電壓檢測信號。作為一個用于進行相位測量的示例的相位規(guī)則，進入三相交流電動機的相信號典型情況下在三相交流電動機的輸入端被定義為零。
圖6描述按照本發(fā)明的實施例的檢測電流和電流傳感器的輸出電壓之間的關系。由于由電流檢測器檢測電流從0A(安培)變化到5A，所以電流檢測器的輸出電壓從3.37V變化到1.17V(2.27+/-1.1V Voffset)。表1反映對應于不同層次的檢測電流的輸出電壓。
表1
在一個可仿效的實施例中，對于ASIPM100的輸出電壓，Voffset可以被設置為2.27V。然而，Voffset可以是從最小的1.87V改變到最大值的2.57V的任何值，以適應不同的器件特性或者運算環(huán)境。另外，應該注意到ASIPM100按照在表1中反映的關系產(chǎn)生與三個電流相成比例的三相電壓輸出。
相應地，除Voffset的影響之外，性能中的降低可以導致內(nèi)含在輸出電壓內(nèi)的偏移成份被消除。由于Voffset造成的性能降低可以包括，例如，轉(zhuǎn)矩波紋增加、最大轉(zhuǎn)矩的減小等。因此，為了適當?shù)乜刂粕厦婷枋龅目勺兊妮敵鲭妷?，本發(fā)明應該仔細地調(diào)整到開始狀態(tài)的輸出信號，以及在2.5V±2.5V的范圍中(即，0V到5V)的一個運算狀態(tài)。
為了控制電流偏移信號，輸出信號可以出現(xiàn)的情況必需是在范圍約從1.87V到2.57V的一個輸出范圍內(nèi)。如圖4所示，如果D/A變換器76是被內(nèi)含在這樣的一個電路中，這些電壓范圍可以輕易地實現(xiàn)。很遺憾，如果一個商業(yè)的CPU被用于CPU400，它不可能有一個內(nèi)含的D/A變換器。解決這個問題的一種方法是對CPU400安裝一個外部的D/A變換器。然而，安裝一個外部的D/A變換器可能相對地昂貴。因此，如果需要一個外部的D/A變換器，首選的是通過使用在PWM的輸出的具有一個運算放大器的一個低通濾波器240獲得想要的模擬電壓，如圖5所示。由于許多商業(yè)的CPU產(chǎn)品包含內(nèi)含的計時器/計數(shù)器，本發(fā)明的實施例較好的將使用內(nèi)含的計時器/計數(shù)器，但是也可以做為選擇利用一個外部的計時器/計數(shù)器450構(gòu)成。
在本發(fā)明的一個實施例中，Voffset的一個通用值可以被用于ASIPM100的三個電流檢測信號中的每一個。在預處理操作中，由于電流檢測信號的增益固定在從±1.1V范圍到±2.5V的范圍，所以隨著檢測信號被處理，通過控制偏移成份，對于電流相0A的最終輸出電壓信號可以被設置為2.5V。
再一次參照圖9，在步驟S23模擬偏移信號的反饋信號和電壓檢測信號被差分地放大，并且被輸出。方法進行到步驟S24，在那里信號U、V和W的輸出被放大以致落在CPU400的輸入范圍內(nèi)。然后，在步驟S26，每一電流檢測信號，那就是說，即，包含偏移成份的每一電壓檢測信號由模/數(shù)變換器410轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。接著步驟S26，在步驟S27中，數(shù)字轉(zhuǎn)換信號被累加，然后在步驟S28根據(jù)預定的偏移命令計算出數(shù)字偏移成份。在根據(jù)數(shù)字偏移成份的一個比例加積分函數(shù)被實現(xiàn)之后，在步驟S29數(shù)字偏移信號被輸出。
圖7描述了用于產(chǎn)生比例加積分函數(shù)的一個功能方框圖。實際上，根據(jù)本發(fā)明的不同的實施例，這樣的比例加積分功能通?？梢栽赑I控制器440內(nèi)部、在CPU10內(nèi)部或者在另一CPU內(nèi)部執(zhí)行。傳統(tǒng)的比例加積分函數(shù)系統(tǒng)的一個實施例包括第一加法器101，積分部分102，第二加法器103，比例增益部分104，受控制系統(tǒng)105，以及傳感器106，安排如圖7所示。
第一加法器101從一個要求值中減去一個檢測值，并輸出差分的Z。積分部分102執(zhí)行傳遞函數(shù)1/ST1，因此積分該信號。T1是積分部分102的積分時間常數(shù)。第二加法器103從差分的Z中減去積分部分102的輸出。接下來，比例增益部分104按增益常數(shù)K放大該信號，和輸出一個運算值。K是比例增益部分104的比例增益常數(shù)。因此，受控制系統(tǒng)105由從比例增益部分104輸出的運算值控制輸出一個控制值。傳感器106檢測從受控制系統(tǒng)105輸出的控制值，并反饋該信號到第一加法器101。
通常，在圖7中描述的比例加積分函數(shù)表示比例增益部分104的比例函數(shù)，積分部分102的積分函數(shù)，加上受控系統(tǒng)105的控制特征。由圖7裝置產(chǎn)生的比例加積分函數(shù)是一個控制函數(shù)，其在由零剩余偏差表現(xiàn)的系統(tǒng)中是有用的。該比例加積分函數(shù)的控制函數(shù)較好的是不應該使用于由突變輸入特征表現(xiàn)的一個系統(tǒng)中。在一個替換的實施例中，如果發(fā)現(xiàn)通過使用圖7的比例加積分函數(shù)偏移成份的消除對于系統(tǒng)的運行將是不充分的，那么基于額外的誤差引出的函數(shù)可以被加到該比例加積分函數(shù)。然后該函數(shù)將變成比例加積分加引出函數(shù)。
例如，PI控制器440可以作為CPU400內(nèi)部的一個功能被實現(xiàn)。然后PWM波形變成從比例增益部分104輸出的一個運算值，并且被低通濾波器240轉(zhuǎn)換成一個模擬信號。
再一次參照圖9，在步驟S30 PWM波形由包含在CPU400內(nèi)部的計時器/計數(shù)器450計數(shù)，并且方法進行到步驟S31。在步驟S31數(shù)字偏移信號被轉(zhuǎn)換成模擬偏移信號，并進行到步驟S32。作為步驟S32的部分，確定ASIPM100是否被驅(qū)動。如果ASIPM100未被驅(qū)動，方法返回步驟S24，如果需要，反饋為放大器210、220和230差分放大的信號，用于更進一步消除偏移值。如果ASIPM100被驅(qū)動，該方法結(jié)束。
圖8描述根據(jù)本發(fā)明實施例的PWM波形。從PI控制器440輸出的PWM波形是由計時器/計數(shù)器450計數(shù)的。計時器/計數(shù)器450可以被包含在CPU400內(nèi)部，例如，與系統(tǒng)時鐘CLK結(jié)合。然后PWM波形被低通濾波器240轉(zhuǎn)換成一個模擬信號。圖8顯示分別為1個CLK(時鐘脈沖)、2個CLK和3個CLK的脈沖寬度的a、b和c。
通常，PWM電路(未顯示)表示在其中脈沖寬度根據(jù)信號波的幅度變化的一個電路。該信號波由加法器電路加到一個鋸齒波上，該疊加的波由限幅器分為窄的波形。由限幅器放大/輸出的信號是PWM波。在限制器電路之中，限幅器可以是分開窄的波和按每一特定的電平的差別減低他們的一個電路。
在模擬轉(zhuǎn)換中，在一個預定周期的抽樣時間對模擬信號采樣，并且根據(jù)抽樣數(shù)字化模擬信號。在這樣的情況中，可以使用具有超出一倍和一倍半抽樣頻率的截止頻率的低通濾波器以減少由混疊效應引起的噪音。在數(shù)字轉(zhuǎn)換中低通濾波器還可以是消除非本質(zhì)的或者不必要的噪音必需的，以致再生一個正確的模擬波。即，低通濾波器能被使用作為部分D/A轉(zhuǎn)換器。
因此，商業(yè)的微控制器和CPU可以有一個具有三通道的內(nèi)含的A/D變換器、一個D/A轉(zhuǎn)換器或者一個能夠代替數(shù)/模轉(zhuǎn)換器獲得PWM輸出的計時器/計數(shù)器。在這樣的一個微控制器或者CPU中，本發(fā)明可能使用四個運算放大器實現(xiàn)，因此降低了生產(chǎn)成本。在只有兩個通道商業(yè)的微控制器或者CPU的情況下，另外可能需要具有一個以上的通道的一個A/D轉(zhuǎn)換器。
因此，如在此處透露的，為了消除電流偏移成份，本發(fā)明可以方便地運算而不必CPU的算法運算。另外，由于偏移成份被包含在電流檢測信號中，所以本發(fā)明可以定標和轉(zhuǎn)變到一個想要的參考電平。本發(fā)明還配上在CPU中的一個比例加積分控制器用于控制偏移成份。
當在ASIPM裝置的電流檢測信號中Voffset值被自動地改變時，本發(fā)明能被使用，并且能夠與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率無關的被使用。本發(fā)明既可以使用于單極的模式也可以使用于雙極的模式。當在任何電流檢測器中存在電流檢測信號的偏移成份并且變化很大時，本發(fā)明可以被采用。
即使包含在ASIPM的檢測信號(例如，電流檢測信號)內(nèi)部的偏移成份不定地變化，本發(fā)明也可以用于將電流檢測信號調(diào)整到一個想要的信號電平。
除了連續(xù)地改變Voffset之外，本發(fā)明可以在0V到5V的一個范圍內(nèi)控制改變電流檢測信號，而與在CPU內(nèi)部內(nèi)含的比例加積分控制器的調(diào)整脫機操作無關。相應地，當產(chǎn)品被采用時，本發(fā)明不需要手控制偏移操作，并可以防止由于在交流電動機長時間運轉(zhuǎn)中改變的Voffset造成的性能的下降。
相應地，本發(fā)明被用于電動機的不同的控制電路，例如伺服驅(qū)動裝置，逆變器等等。
在參照優(yōu)選實施例特定地描述本發(fā)明的同時，應該認識到對于本領域的熟練者來說是能夠做出各種改變的，但這些都沒有脫離本發(fā)明的實質(zhì)和權(quán)利要求限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于消除電流檢測信號的可變的偏移量的裝置和方法，其中包括用于檢測來自交流電動機的反饋電流并用于將所述反饋電流轉(zhuǎn)換成為包含偏移成份的電壓檢測信號的裝置；用于差分放大反饋模擬偏移信號和所述電壓檢測信號的裝置；用于將差分放大的模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置；一個控制裝置，其用于將所述數(shù)字信號累加為一個數(shù)字偏移值，并且將所述數(shù)字偏移值與一個預定偏移命令比較，在其中控制裝置對所述比較結(jié)果應用一個比例加積分函數(shù)，并且輸出脈沖寬度調(diào)制波的一個數(shù)字偏移信號；以及一裝置，其用于將所述數(shù)字偏移信號轉(zhuǎn)換成為所述模擬偏移信號，并為所述差分放大裝置提供所述模擬偏移信號的反饋回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于用于檢測電流的所述裝置是一個專用智能功率模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于所述用于差分放大的裝置包括用于差分放大所述模擬偏移信號和三相電壓檢測信號的差分放大器；以及輸出放大器，用于放大所述差分放大的信號使其落在所述控制裝置的輸入范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于所述差分放大器包括第一差分放大器，用于差分放大所述模擬偏移信號和在所述三相電壓檢測信號之中的U相信號；第二差分放大器，用于差分放大所述模擬偏移信號和在所述三相電壓檢測信號之中的V相信號；以及第三差分放大器，用于差分放大所述模擬偏移信號和在所述三相電壓檢測信號之中的W相信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于所述用于轉(zhuǎn)換的裝置被包含在所述控制裝置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于所述控制裝置包括第一加法部分，用于累加從所述轉(zhuǎn)換裝置輸出的數(shù)字信號；第二加法部分，用于從所述預定偏移命令中減去所述第一加法部分的輸出；比例加積分控制器，用于根據(jù)所述第二加法部分的輸出應用所述比例加積分函數(shù)，并用于輸出所述脈沖寬度調(diào)制波形；以及一個計數(shù)器，用于計算所述脈沖寬度調(diào)制波形的脈沖寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于如果所述轉(zhuǎn)換裝置以單極的模式運行，所述預定偏移命令是按(3/2×2n)設置的，其中n是比特位數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于如果所述轉(zhuǎn)換裝置以雙極的模式運行，那么所述預定偏移命令被設置為0。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于所述比例加積分控制器包括一個比例函數(shù)部分，用于與所述偏移成份成比例地改變運算值；以及一個積分函數(shù)部分，用于通過與所述偏移值的積分值成比例的增加一改變值，設置一新的運算值以加到所述比例函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除電流檢測信號的偏移值的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換裝置是一個濾波放大器，用于低通濾波由所述控制裝置中的計數(shù)器計數(shù)的所述脈沖寬度調(diào)制波形。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于所述濾波放大器積分所述濾波的脈沖寬度調(diào)制波形并將它轉(zhuǎn)換成為所述模擬偏移信號。
12.在三相交流電動機中用于消除電流檢測信號的可變偏移值的一種裝置，其中包括一個電流檢測器，用于檢測來自所述三相交流電動機的反饋電流，并用于將所述反饋電流轉(zhuǎn)換成為包含偏移成份的電壓檢測信號；用于差分放大一個模擬偏移信號和所述電壓檢測信號的差分放大器；用于放大所述差分放大的電壓檢測信號以便使其落在控制輸入范圍內(nèi)的輸出放大器；用于將所述放大的信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的模/數(shù)變換器；一個控制部分，其用于將所述數(shù)字信號累加為一個數(shù)字偏移值，并且將所述數(shù)字偏移值與一個預定偏移命令比較，在其中控制部分對所述比較結(jié)果應用一個比例加積分函數(shù)，并且輸出脈沖寬度調(diào)制波的一個數(shù)字偏移信號；以及一個數(shù)/模變換器，用于將所述數(shù)字偏移信號轉(zhuǎn)換成為所述模擬偏移信號，并用于向所述差分放大器提供所述模擬偏移信號的一個反饋回路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于所述差分放大器包括第一差分放大器，用于差分放大所述模擬偏移信號和在所述三相電壓檢測信號之中的U相信號；第二差分放大器，用于差分放大所述模擬偏移信號和在所述三相電壓檢測信號之中的V相信號；以及第三差分放大器，用于差分放大所述模擬偏移信號和在所述三相電壓檢測信號之中的W相信號；
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的裝置，其特征在于所述數(shù)/模變換器是一個濾波放大器，用于低通濾波由在所述控制部分中的計數(shù)器計數(shù)的所述脈沖寬度調(diào)制波形，在其中所述濾波放大器積分所述低通濾波的波形并將積分的波形轉(zhuǎn)換成為所述模擬偏移信號。
15.具有用于消除電流偏移的裝置的三相交流電動機的控制系統(tǒng)，其中包括用于驅(qū)動所述三相交流電動機的一個驅(qū)動裝置，其中所述驅(qū)動裝置包含一個變換器和一個逆變器；一個功率裝置，用于控制所述驅(qū)動裝置的切換；一個電流檢測器，用于檢測來自所述三相交流電動機的反饋電流，并用于輸出三相電壓檢測信號；一個電流偏移消除裝置，用于檢測包含在所述三相電壓檢測信號中的偏移成份，并用于消除所述偏移成份；以及一個中央處理裝置，用于控制所述電流偏移消除裝置，并用于向所述功率裝置輸出消除所述偏移成份的三相電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的具有用于消除電流偏移的裝置的三相交流電動機的控制系統(tǒng)，其特征在于所述電流偏移消除裝置包括差分放大器，用于差分放大所述三相電壓檢測信號和來自所述中央處理裝置的反饋模擬偏移信號；以及一個數(shù)/模變換器，用于將由所述中央處理裝置輸出的一個脈沖寬度調(diào)制波形轉(zhuǎn)換成所述模擬偏移信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的具有用于消除電流偏移的裝置的三相交流電動機的控制系統(tǒng)，其特征在于所述中央處理裝置包括第一加法部分，用于累加從用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的裝置輸出的所述數(shù)字信號；第二加法部分，用于從預定偏移命令中減去所述第一加法部分的輸出；一個比例加積分控制器，用于對所述第二加法部分的輸出應用一個比例加積分函數(shù)，并用于輸出所述脈沖寬度調(diào)制波形；以及一計數(shù)器，用于計算所述脈沖寬度調(diào)制波形的脈沖寬度。
18.一種用于消除電流檢測信號的可變的偏移量的方法，其中包括第一步驟，檢測來自交流電動機的反饋電流并將所述反饋電流轉(zhuǎn)換成為包含偏移成份的電壓檢測信號；第二步驟，差分放大反饋模擬偏移信號和所述電壓檢測信號；第三步驟，把所述差分放大的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；第四步驟，將所述數(shù)字信號累加為一個數(shù)字偏移值，并且將所述數(shù)字偏移值與一個預定偏移命令比較，對所述比較結(jié)果應用一個比例加積分函數(shù)，并且輸出脈沖寬度調(diào)制波的一個數(shù)字偏移信號；以及第五步驟，將所述數(shù)字偏移信號轉(zhuǎn)換成為所述模擬偏移信號，并向所述第二步驟提供所述模擬偏移信號的一個反饋回路。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的方法，其特征在于所述第二步驟包括第一子步驟，差分運算所述模擬偏移信號和包含所述偏移成份的三相電壓檢測信號；以及第二子步驟，放大所述差分運算的信號以使其落入的控制裝置的輸入范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的方法，其特征在于所述第四步驟包括第一子步驟，相加從所述第三步驟輸出的所述數(shù)字信號；第二子步驟，從所述預定偏移命令中減去所述第一子步驟的輸出；第三子步驟，對所述第二子步驟的輸出應用一個比例加積分函數(shù)，并輸出所述脈沖寬度調(diào)制波形；以及第四子步驟，計算所述脈沖寬度調(diào)制波形的脈沖寬度。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的方法，其特征在于如果所述第三步驟的模/數(shù)變換器以單極的模式運行，那么在所述第四步驟中的所述預定偏移指令是按3/2×2n設置，其中n是比特位的數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的方法，其特征在于如果所述第三步驟的模/數(shù)變換器以雙極的模式運行，那么在所述第四步驟中的所述預定偏移指令是設置為0。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于消除電流檢測信號的可變的偏移值的方法，其特征在于所述第三子步驟包括一個比例函數(shù)步驟，用于與所述偏移成份成比例地改變運算值；以及一個積分函數(shù)步驟，用于通過與所述偏移值的積分值成比例的增加一改變值，使得一新的運算值加到所述比例函數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于消除電流檢測信號的偏移值的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)換的第五步驟包括低通濾波由計數(shù)器計數(shù)的所述脈沖寬度調(diào)制波形，積分所述濾波的波形，以及將所述積分的波形轉(zhuǎn)換成為所述模擬偏移信號。
25.具有用于消除電流偏移的裝置的三相交流電動機的一種控制方法，其中包括第一步驟，利用包含一個轉(zhuǎn)換器以及一個逆變器的驅(qū)動裝置驅(qū)動所述三相交流電動機；第二步驟，控制所述驅(qū)動裝置的切換；第三步驟，檢測來自所述三相交流電動機的反饋電流，并輸出三相電壓檢測信號；第四步驟，檢測包含在所述三相電壓檢測信號中的偏移成份，并消除所述偏移成份；以及第五步驟，控制所述偏移成份的消除，并輸出消除偏移的三相電流。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的具有用于消除電流偏移的裝置的三相交流電動機的控制方法，其特征在于所述第四步驟包括第一子步驟，將中央處理裝置輸出的脈沖寬度調(diào)制波形轉(zhuǎn)換成為所述模擬偏移信號；以及第二子步驟，差分放大所述三相電壓檢測信號和反饋模擬偏移信號，以及消除所述偏移成份。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的具有用于消除電流偏移的裝置的三相交流電動機的控制方法，其特征在于所述第五步驟包括第一子步驟，將所述第四步驟的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；第二子步驟，累加所述數(shù)字信號；第三子步驟，從一個預定偏移命令中減去所述第二子步驟的輸出；第四子步驟，對所述第三子步驟的輸出應用一個比例加積分函數(shù)，并輸出所述脈沖寬度調(diào)制波形；以及第五子步驟，計算所述脈沖寬度調(diào)制波形的脈沖寬度。
全文摘要
消除電流檢測信號的可變偏移值的裝置及方法,電流檢測裝置檢測三相電機的反饋電流并轉(zhuǎn)換成電壓檢測信號;差分放大器差分運算反饋模擬偏移和電壓檢測信號;輸出放大器放大電壓檢測信號以落入控制輸入范圍內(nèi);模/數(shù)變換器將放大信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;控制部分將數(shù)字信號加為數(shù)字偏移值,將數(shù)字偏移值與預定偏移命令比較,應用比例加積分函數(shù),輸出PWM數(shù)字偏移信號;數(shù)/模變換器,將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬偏移信號,提供反饋回路。
文檔編號H02P23/00GK1264211SQ0010074
公開日2000年8月23日 申請日期2000年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月2日
發(fā)明者俞皓善, 梁仁秀 申請人:三星電子株式會社