專利名稱：逆變器裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的逆變器裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
一直以來，要求能夠按照電壓指令向電動(dòng)機(jī)輸出電壓的逆變器裝置，為了使得輸出電壓不會(huì)產(chǎn)生失真，提出了不會(huì)產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間導(dǎo)致的偏差電壓的逆變器裝置(例如參見專利文獻(xiàn)I)。根據(jù)專利文獻(xiàn)I的技術(shù)，為了使作為開關(guān)元件的晶體管不會(huì)發(fā)生橋臂短路，補(bǔ)償死區(qū)時(shí)間的輸出信號(hào)比PWM門極信號(hào)延遲，被輸入到晶體管的柵極驅(qū)動(dòng)電路。檢測(cè)晶體管逆變器的輸出電壓，計(jì)測(cè)每次的開關(guān)延遲時(shí)間，即使晶體管的ON開關(guān)時(shí)間、OFF開關(guān)時(shí)間和死區(qū)時(shí)間發(fā)生變化，也能跟隨于該變化，使控制量可變。這樣就能使PWM門極信號(hào)和輸出信 號(hào)始終延遲一定時(shí)間。因此,能夠獲得相對(duì)于PWM信號(hào)存在一定時(shí)間延遲的輸出電壓,其脈沖寬度與輸出電壓信號(hào)的脈沖寬度一致，因而輸出電壓誤差變小。而通過直接檢測(cè)電壓來計(jì)測(cè)開關(guān)延遲，因而由于于溫度變化等而使死區(qū)時(shí)間量發(fā)生變化，也能進(jìn)行跟隨其變化，修正補(bǔ)償量。在先專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平2-307369號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，以往的逆變器裝置需要獲得輸出電壓信號(hào)的電壓檢測(cè)電路。進(jìn)而，按照基波頻率的每半個(gè)周期將偏差電壓抑制為2X (td-ts)期間(td :死區(qū)時(shí)間、ts :存儲(chǔ)時(shí)間)，然而，對(duì)于構(gòu)成開關(guān)元件的晶體管和二極管的半導(dǎo)體特性和驅(qū)動(dòng)電路的雜散電容等產(chǎn)生的電壓的補(bǔ)償，沒有抑制效果。本發(fā)明就是鑒于這種問題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種不需要電壓檢測(cè)電路，能夠?qū)τ谒绤^(qū)時(shí)間以外的要因產(chǎn)生的電壓誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪孀兤餮b置及其控制方法。本申請(qǐng)的代表性發(fā)明是一種逆變器裝置，其具有功率部，該功率部按照每個(gè)設(shè)定時(shí)間周期對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓指令進(jìn)行PWM控制，輸出交流電力，該逆變器裝置具有電壓指令產(chǎn)生部，其與上述時(shí)間周期的N倍(NS I)的周期同步地產(chǎn)生電壓指令；區(qū)間判定部，其產(chǎn)生在上述時(shí)間周期的半周期內(nèi)導(dǎo)通、在下一個(gè)半周期內(nèi)斷開的區(qū)間判別信號(hào)，在上述區(qū)間判別信號(hào)變化的時(shí)候，以使得上述區(qū)間判別信號(hào)導(dǎo)通時(shí)的電流檢測(cè)的變化量與斷開時(shí)的電流檢測(cè)的變化量相等的方式校正上述電壓指令。本申請(qǐng)的另一代表性發(fā)明是一種逆變器裝置的控制方法，該逆變器裝置具有功率部，該功率部按照每個(gè)設(shè)定時(shí)間周期對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓指令進(jìn)行PWM控制，輸出交流電力，該方法的特征在于，與上述時(shí)間同步的N倍(N > I)的周期同步地產(chǎn)生電壓指令，產(chǎn)生在上述時(shí)間周期的半周期內(nèi)導(dǎo)通、在下一個(gè)半周期內(nèi)斷開的區(qū)間判別信號(hào)，計(jì)算在上述區(qū)間判別信號(hào)變化的時(shí)候檢測(cè)到的電流檢測(cè)值及其前次值的差值，利用使得上述區(qū)間判別信號(hào)導(dǎo)通時(shí)的電流變化量與斷開時(shí)的電流變化量相等的電壓校正值對(duì)上述電動(dòng)機(jī)的電壓指令進(jìn)行校正。根據(jù)本發(fā)明，能夠使得PWM控制的每個(gè)前半周期與每個(gè)后半周期的電流脈動(dòng)成分大小相等，減輕電流脈動(dòng)，因此能夠抑制與PWM控制周期相同周期的振動(dòng)及該振動(dòng)導(dǎo)致產(chǎn)生的噪聲。


圖I是示出本發(fā)明第I實(shí)施例的逆變器裝置的框圖。圖2是示出本發(fā)明的d軸電壓校正值生成部12的詳細(xì)情況的框圖。
圖3是示出本發(fā)明效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖4是示出本發(fā)明第2實(shí)施例的逆變器裝置(表生成時(shí))的框圖。圖5是示出本發(fā)明第2實(shí)施例的逆變器裝置(表讀取時(shí))的框圖。圖6是示出本發(fā)明的電壓校正表生成部30的處理步驟的流程圖。圖7是示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的處理步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。 在說明本發(fā)明的實(shí)施例之前，說明在本發(fā)明中校正的電壓誤差。進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換的功率部按照每相具有晶體管Tr和與其反向并聯(lián)連接的二極管FD。構(gòu)成該晶體管Tr的二極管的半導(dǎo)體特性存在這樣的傾向如果流過電動(dòng)機(jī)的電流較小，則與晶體管Tr反向并聯(lián)連接的二極管FD處于未完全導(dǎo)通的狀態(tài)，晶體管Tr的開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生延遲，或者不會(huì)完全地進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作而成為中間狀態(tài)的電壓電平。這種晶體管Tr的開關(guān)動(dòng)作延遲對(duì)晶體管Tr進(jìn)行基極驅(qū)動(dòng)的門極信號(hào)的導(dǎo)通定時(shí)和斷開定時(shí)而言是不同的。另外，由于主電路周圍的雜散電容的影響，也會(huì)產(chǎn)生同樣的問題。例如，晶體管Tr的發(fā)射極-集電極之間的雜散電容的影響。根據(jù)流過電動(dòng)機(jī)的電流大小的不同，對(duì)雜散電容充電的時(shí)間會(huì)產(chǎn)生差，在對(duì)雜散電容充電時(shí)，如果是微小電流指令，則電流為零。這些影響使得電動(dòng)機(jī)端子電壓成為中間狀態(tài)的電壓電平。在死區(qū)時(shí)間以外的原因中，這種現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生電壓誤差。該電壓誤差是在PWM控制周期的前半周期與后半周期內(nèi)不同的值，產(chǎn)生電流脈動(dòng)。為了減輕如上產(chǎn)生的電流脈動(dòng)，在PWM控制周期的每前半周期與每后半周期都提取電動(dòng)機(jī)電流的脈動(dòng)成分，實(shí)施使得在前半周期與后半周期內(nèi)產(chǎn)生的電流脈動(dòng)成分之差為零的控制，將該輸出作為電壓校正值來校正電壓誤差。實(shí)施例I圖I是示出本發(fā)明第I實(shí)施例的逆變器裝置的框圖。該逆變器裝置具有電流控制部I、減法器2、3、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部4、電流檢測(cè)器5、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部6、PWM信號(hào)產(chǎn)生部7、功率部8、電動(dòng)機(jī)9、PWM周期信號(hào)產(chǎn)生部10、區(qū)間判定部ll、d軸電壓校正值生成部12、q軸電壓校正值生成部13、磁極相位檢測(cè)器14。
電流控制部I以使得被施加的電流指令I(lǐng)d_ref、Iq_ref與后述的檢測(cè)電流IcUIq一致的方式對(duì)Id、Iq分別進(jìn)行例如PI (比例/積分)控制，生成Vd_refl、Vq_refl。并且，d、q表示在采用作為磁極位置方向的d軸和與該d軸正交的q軸的坐標(biāo)系中的各成分。減法器2、3從Vd_refl、Vq_refl分別減去后述的電壓校正值Vdfc、Vqfc,輸出dq電壓指令 Vd_ref、Vq_ref。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部4使用dq電壓指令Vd_ref、Vq_ref和磁通相位0 ,輸出通過dq/UVW坐標(biāo)轉(zhuǎn)換求出的相電壓指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref。并且,磁通相位0由電動(dòng)機(jī)9的電動(dòng)機(jī)軸上安裝的磁極相位檢測(cè)器14檢測(cè)。電流檢測(cè)器5與后述的期間判別信號(hào)SD同步地按照設(shè)定周期的每個(gè)半周期檢測(cè)電動(dòng)機(jī)9的相電流Iu、Iv、Iw。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部6通過上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部4的逆運(yùn)算將相電流Iu、Iv、Iw轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電流Id、Iq。 PWM信號(hào)產(chǎn)生部7使用后述的PWM控制信號(hào)、例如三角波載波對(duì)相電壓指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref進(jìn)行PWM (脈沖寬度調(diào)制)控制，轉(zhuǎn)換為PWM脈沖，輸出門極信號(hào)PWMU、PWMV、PWMW0功率部8具有按照每相在各上下臂具備晶體管Tr和續(xù)流二極管FD的主電路、以及晶體管Tr的基極驅(qū)動(dòng)電路，按照上述門極信號(hào)輸出與相電壓指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref相應(yīng)的電壓并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)9。PWM周期信號(hào)產(chǎn)生部10輸出三角波載波作為PWM周期信號(hào)。三角波載波也可以為鋸齒波等其他形狀。以下，有時(shí)會(huì)進(jìn)行三角波載波的波峰、波谷這樣的說明，然而，如果是其他形狀的載波的PWM周期信號(hào)，以該信號(hào)的每個(gè)半周期的形式進(jìn)行說明。區(qū)間判定部11輸出區(qū)間判別信號(hào)SD，該區(qū)間判別信號(hào)SD在作為PWM周期信號(hào)的三角波載波的遞增計(jì)數(shù)區(qū)間(前半周期)為斷開(0)，在遞減計(jì)數(shù)區(qū)間(后半周期)為導(dǎo)通(I)。接著，使用

d軸電壓校正值生成部12。如圖2所示，d軸電壓校正值生成部12具有差值器21、不敏感帶部22、符號(hào)反轉(zhuǎn)器24、加法器25、控制器26、符號(hào)反轉(zhuǎn)器28。差值器21計(jì)算檢測(cè)電流Id與其前次值Id_old之差A(yù) Id。不敏感帶部22對(duì)差A(yù) Id進(jìn)行不敏感帶處理。不敏感帶部22主要以電流檢測(cè)時(shí)的量化誤差和開關(guān)噪聲的去除為目的，根據(jù)需要而設(shè)置。符號(hào)反轉(zhuǎn)器24在區(qū)間判別信號(hào)SD為斷開(0)時(shí)將差A(yù) Id設(shè)為Idfc，在區(qū)間判別信號(hào)SD為導(dǎo)通(I)時(shí)，使差A(yù) I的符號(hào)反轉(zhuǎn)，設(shè)為Idfc。加法器25將Idfc與其前次值Idfc_old相加得到Idfcl，將Idfc_old更新為Idfc0如此，在三角波載波的每個(gè)半周期提取檢測(cè)電流Id的脈動(dòng)成分，提取在前半周期和后半周期產(chǎn)生的電流脈動(dòng)成分之差作為Idfcl?？刂破?6以使電流脈動(dòng)成分之差I(lǐng)dfcl成為零的方式進(jìn)行控制，計(jì)算d軸電壓校正值Vdfcl?？刂破?6由至少使用了比例器或積分器的控制器構(gòu)成。符號(hào)反轉(zhuǎn)器28在區(qū)間判別信號(hào)SD為斷開(0)時(shí)將d軸電壓校正值Vdfc設(shè)為Vdfc，在區(qū)間判別信號(hào)SD為導(dǎo)通(I)時(shí)使d軸電壓校正值Vdfc的符號(hào)反轉(zhuǎn)，設(shè)為Vdfc。
這樣就生成了補(bǔ)償上述電流脈動(dòng)成分之差的d軸電壓校正值Vdfc。d軸電壓校正值生成部12將d軸電壓校正值Vdfc輸出到圖I所示的減法器2。q軸電壓校正值生成部13對(duì)檢測(cè)電流Iq進(jìn)行與d軸電壓校正值生成部12同樣的處理，生成q軸電壓校正值Vqfc，輸出到圖I所示的減法器3。如此進(jìn)行實(shí)施例I。在上述說明中，關(guān)于在三角波載波的前半周期與后半周期產(chǎn)生的電流脈動(dòng)成分之差，可由軟件構(gòu)成FFT，提取與三角波載波的I個(gè)周期相當(dāng)?shù)念l率成分。另外，在前面雖然省略了說明，然而通常在PWM信號(hào)產(chǎn)生部7中附加死區(qū)時(shí)間電路。為此，在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部4中將與死區(qū)時(shí)間Td時(shí)間相當(dāng)?shù)碾妷合陆抵岛蚫q電壓指令Vd_ref、Vq_ref或相電壓指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref相加,或者在PWM信號(hào)產(chǎn)生部7中預(yù)先 將死區(qū)時(shí)間Td時(shí)間校正為PWM脈沖的脈沖寬度，從而進(jìn)行其電壓補(bǔ)償。另外，以上說明的是使用磁極相位檢測(cè)器14檢測(cè)磁通相位0，然而磁通相位0還可以使用以電動(dòng)機(jī)9的指令電流或檢測(cè)電流、指令電壓或檢測(cè)電壓等作為輸入的磁極估計(jì)器通過估計(jì)而求出。下面，使用

應(yīng)用實(shí)施例I的逆變器裝置的效果。圖3是示出本發(fā)明效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)來自電動(dòng)機(jī)9的產(chǎn)生噪聲進(jìn)行了 FFT解析。圖3 (a)是未應(yīng)用實(shí)施例I的功率譜圖，(b)是應(yīng)用了實(shí)施例I的功率譜圖。并且，用于實(shí)驗(yàn)的電動(dòng)機(jī)的容量是200[W]、額定電流是I. 2 [Arms]、三角波載波的周期為250 [ y s]，電動(dòng)機(jī)處于旋轉(zhuǎn)停止?fàn)顟B(tài)，電流為相當(dāng)于額定電流的大約8[%]的值。如圖3可知，通過應(yīng)用實(shí)施例1，能夠大幅降低三角波載波的頻率4kHz的功率譜值。如此，通過使PWM控制周期的每個(gè)前半周期與每個(gè)后半周期的電流脈動(dòng)的大小相同，能夠降低PWM控制周期的振動(dòng)，降低與其相伴的噪聲。實(shí)施例2圖4、圖5是示出本發(fā)明第2實(shí)施例的逆變器裝置的框圖。該逆變器裝置在圖I的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還具備運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換部32和電壓校正值讀取部33，具備電壓校正表生成部30、電壓校正值存儲(chǔ)部31來替代d軸電壓校正值生成部12和q軸電壓校正值生成部13。下面，以電壓校正表的生成和讀取為中心說明第2實(shí)施例。通過圖4的結(jié)構(gòu)來實(shí)施電壓校正表的生成。電壓校正表生成部30通過圖6所示的順序處理生成電壓校正表。說明該生成處理。首先，通過后述的運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換部32將在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部4和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部6中使用的磁通相位0切換為電流的電角相位0i。對(duì)于電流控制部1，將電角相位0i設(shè)定為0 [deg]、電流指令I(lǐng)d_ref和Iq_ref設(shè)定為=0,開始運(yùn)轉(zhuǎn)。接著，按照三角波載波的每個(gè)半周期在前半周期和后半周期內(nèi)比較檢測(cè)電流Id的脈動(dòng)的大小，以使得兩者一致的方式增減電壓校正值Vdfcl而進(jìn)行調(diào)整。在該調(diào)整時(shí)，電壓校正表生成部30在區(qū)間判別信號(hào)SD為斷開(0)時(shí)原樣保持調(diào)整中的電壓校正值Vdfcl，在區(qū)間判別信號(hào)SD為導(dǎo)通(I)時(shí)反轉(zhuǎn)符號(hào)并將調(diào)整中的電壓校正值Vdfcl輸出到減法器2，從電流控制部I輸出的Vd_refl減去調(diào)整中的電壓校正值Vdfcl而生成d軸電壓指令Vd—refo重復(fù)上述處理，確定檢測(cè)電流Id的脈動(dòng)大小按照三角波載波的每個(gè)半周期在前半周期與后半周期一致時(shí)的電壓校正值Vdfcl。并且，作為此時(shí)的一致條件，可以是在上述差異處于既定值以內(nèi)時(shí)、或電壓校正值Vdfcl重復(fù)A和B的值時(shí)的(A+B)/2。也對(duì)檢測(cè)電流Iq實(shí)施到此為止的處理，重復(fù)執(zhí)行直到檢測(cè)電流Iq的脈動(dòng)大小在三角波載波的每個(gè)半周期都一致為止，確定電壓校正值Vqfcl。接著，將此時(shí)的電流的電角相位e i (i)輸出到電壓校正值存儲(chǔ)部31，將Idref 作為電流的大小Iref (j)、將所確定的電壓校正值Vdfcl作為Vdfc2 (i，j)、將Vqfcl作為Vqfc2 (i，j)輸出到電壓校正值存儲(chǔ)部31。使電角相位0 i從0到lend按照每個(gè)1st印實(shí)施上述處理，并且對(duì)于該電角相位Q i，使電流指令I(lǐng)d_ref從0到Jend按照每個(gè)Jstep實(shí)施上述處理。 如上，電壓校正表生成部30生成電壓校正表，電壓校正值存儲(chǔ)部31在內(nèi)部存儲(chǔ)以電角相位9i (i)和電流大小Iref (j)為自變量的電壓校正值Vdf c2 (i，j)、Vqfc2 (i，j)的電壓校正表。并且，Istep, Jstep的值基本上是根據(jù)所要求的精度和所允許的表的大小(存儲(chǔ)容量)而確定的。并且，電流指令I(lǐng)d_ref越小的區(qū)域，電壓校正值的變化率就越大，因此電流大小的可變量并非一定，越小則進(jìn)行細(xì)微的變更就能生成出更有效的表。并且，如果事先知道電壓校正值的最大值、表所需的電角相位e i的最大值，則可以根據(jù)該大小放棄表的生成等。另外，還可以按照每個(gè)相使每個(gè)上下臂的晶體管Tr等的特性相同，生成電角相位e i在0至60度范圍的表。運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換部32切換向電壓校正值存儲(chǔ)部31存儲(chǔ)電壓校正值Vdfc2 (i，j)、Vqfc2 (i，j)的電壓校正表的模式(表生成模式)與從電壓校正值存儲(chǔ)部31讀取電壓校正值Vdfc2 (i，j)、Vqfc2 (i，j)的模式(表讀取模式)。該運(yùn)轉(zhuǎn)的切換是通過減法器2、3的電壓校正值Vdfc、Vqfc、磁通相位0、與省略了圖示的電流指令I(lǐng)d_ref、Iq_ref的切換來進(jìn)行的。S卩，在表生成模式中，電壓校正值存儲(chǔ)部31輸出的電壓校正值Vdfcl、Vqfcl、電角相位0 i是依次可變的電流指令。另外，在表讀取模式中，電壓讀取部33輸出的電壓校正值Vdfc2、Vqfc2、磁極相位檢測(cè)器14輸出的磁通相位e是從外部施加的電流指令。通過圖5的結(jié)構(gòu)實(shí)施電壓校正表的讀取。電壓校正值讀取部33在表讀取模式中，從存儲(chǔ)于電壓校正值存儲(chǔ)部31的電壓校正表中以電流的電角相位(i)和大小Iref (j)為自變量，讀取與其對(duì)應(yīng)的電壓校正值Vdfc2 (i，j)、Vqfc2 (i，j)。并且，電流的電角相位9i (i)和大小Iref (j)分別以式
(I)、(2)的形式求出，從電壓校正值存儲(chǔ)部31生成的表讀取相應(yīng)的前后的值，進(jìn)行線性插值作為電壓校正值Vdfc2、Vqfc2。9 i (i) = 9 +tan-1 (Iq_ref/Id_ref)(]_)I ref (j) =/" (Iq—ref2 + ld—ref2) ■ ■ ■ (2)
并且，式(I)、(2)中電流的電角相位0i (i)和大小Iref (j)的運(yùn)算中，也可以使用檢測(cè)電流Id、Iq來替代所施加的電流指令I(lǐng)d_ref、Iq_ref。在區(qū)間判別信號(hào)SD為斷開(0)時(shí)原樣保持如上獲得的電壓校正值Vdfc2、Vqfc2，在區(qū)間判別信號(hào)SD為導(dǎo)通(I)時(shí)反轉(zhuǎn)符號(hào)，分別輸出到減法器2、3，執(zhí)行實(shí)施例2。并且，在上述內(nèi)容中，說明了 dq軸的電壓校正表的生成和使用，然而，也可以作為UVW狀態(tài)下的相電壓的表來生成，也可以至少作為電角相位0 i或電流大小Iref的I個(gè)函數(shù)來生成電壓校正表。對(duì)相電壓指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下，既可以對(duì)電壓校正值Vdfc2,Vqfc2進(jìn)行2相/3相轉(zhuǎn)換，也可以利用電壓校正值對(duì)U、V、W相的電壓指令進(jìn)行校正，測(cè)定電壓校正值Vufc2 (i，j)、Vvfc2 (i，j)、Vwfc2 (i，j)。進(jìn)行該測(cè)定時(shí)，可測(cè)定2個(gè)相的電壓校正值、例如Vufc2 (i, j)>Vwfc2 (i，j)，根據(jù)測(cè)定出的2個(gè)相的電壓校正值計(jì)算剩余I個(gè)相的電壓校正值。 還可以利用對(duì)I個(gè)相的電壓指令進(jìn)行校正時(shí)剩余2個(gè)相的相電壓輸出會(huì)發(fā)生變化的原理，測(cè)定I個(gè)相的電壓校正值，將該電壓校正值用于校正。關(guān)于此時(shí)的I個(gè)相的電壓指令，選擇3個(gè)相的中間相即可。實(shí)施例3接著，說明本發(fā)明的第3實(shí)施例。圖7是示出第3實(shí)施例的逆變器裝置的控制方法的流程圖。按順序說明各步驟。在步驟STl中，在三角波載波的波峰、波谷的各定時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)9的相電流Iu、Iv、Iw，轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電流Id、Iq。在步驟ST2中，以使得所施加的電流指令I(lǐng)d_ref、Iq_ref與檢測(cè)電流Id、Iq 一致的方式，例如進(jìn)行PI (比例/積分)控制而生成Vd_refl、Vq_refl。在步驟ST3中，計(jì)算檢測(cè)電流Id、Iq與其前次值之差A(yù) Id、A Iq。在步驟ST4中，生成從三角波載波的波谷到波峰的變化區(qū)間為斷開(O)、從波峰到波谷的變化區(qū)間為導(dǎo)通(I)的區(qū)間判別信號(hào)SD。在步驟ST5中，如果區(qū)間判別信號(hào)SD為斷開(0)，則設(shè)A Id為Idfc、設(shè)A Iq為Iqfc。如果區(qū)間判別信號(hào)SD為導(dǎo)通(I )，則設(shè)-A Id為Idfc、設(shè)-A Iq為Iqfc。在步驟ST6中，分別使Idfc、Iqfc與前次值Idfc_old、Iqfc_old相加而得到IdfcU Iqfcl，用Idfc更新前次值Idfc_old，用Iqfc更新前次值Iqfc_old并保存。在步驟ST7中，以使Idfc、Iqfc為零的方式例如進(jìn)行PI控制，將其輸出作為電壓校正值 VdfcI、VqfcI。在步驟ST8中，如果區(qū)間判別信號(hào)SD為斷開(O)Jl^fVdfcl、Vqfcl作為電壓校正值Vdfc、Vqfc。如果區(qū)間判別信號(hào)SD為導(dǎo)通(1)，則將-Vdfcl、-Vqfcl作為電壓校正值Vdfc、Vqfc。在步驟ST9中，從Vd_refl、Vq_refl減去電壓校正值Vdfc、Vqfc,生成dq電壓指令 Vd_ref、Vq_ref。在步驟STlO中，根據(jù)dq電壓指令Vd_ref、Vq_ref進(jìn)行電壓輸出，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)9。并且，各步驟的具體處理已在第I實(shí)施例中說明，因此在此省略說明。并且，以上說明了在步驟ST2中進(jìn)行的電流控制是每當(dāng)生成檢測(cè)電流Id、Iq時(shí)進(jìn)行的，然而也可以在三角波載波的波峰或波谷的任意一處進(jìn)行，也可以在隔幾個(gè)波峰、波谷進(jìn)行I次。如上實(shí)施第3實(shí)施方式。以上說明了本發(fā)明的第I至第3實(shí)施方式，然而本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，可適當(dāng)進(jìn)行變形。例如，可以使用空間矢量方式來代替三角波比較方式，確定門極信號(hào)PWMU、PWMV,PWMW，進(jìn)行圖I的PWM信號(hào)產(chǎn)生部I的運(yùn)算。在空間矢量方式中，使用基本電壓矢量Vl V7中相鄰的2個(gè)電壓矢量(例如Vl和V2)以時(shí)間平均的方式形成電壓指令(矢量)，電壓指令(矢量)的更新是按照所設(shè)定的時(shí)間周期的每個(gè)半周期實(shí)施的。因此，在空間矢量方式中，也按照與所設(shè)定的三角波載波的周期的半周期相當(dāng)?shù)?每個(gè)時(shí)間，輸出門極信號(hào)PWMU、PWMV, PWMW。因此，即使產(chǎn)生了在PWM控制周期的每個(gè)前半周期與每個(gè)后半周期內(nèi)不同的電壓誤差的情況下，也能進(jìn)行電壓校正，可獲得與三角波比較方式同樣的效果。另外，時(shí)間判定部11輸出的區(qū)間判別信號(hào)SD只要是與電壓指令(矢量)的更新定時(shí)同步生成，就能實(shí)施本發(fā)明。另外，電壓校正值所補(bǔ)償?shù)碾妷褐噶畈幌抻赿q電壓指令Vd_ref、Vq_ref。與上述死區(qū)時(shí)間的補(bǔ)償同樣地，既可以是相電壓指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref,也可以轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)的脈沖寬度進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)相電壓指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下，既可以對(duì)電壓校正值Vdfc、Vqfc進(jìn)行2相/3相轉(zhuǎn)換，也可以運(yùn)算每個(gè)U、V、W相的電壓校正值。例如，通過對(duì)U相電流Iu進(jìn)行與d軸電壓校正值生成部12同樣的處理，能夠運(yùn)算U相的電壓校正值Vufc。對(duì)于PWM信號(hào)脈沖寬度的轉(zhuǎn)換，可以在PWM信號(hào)產(chǎn)生部7中將相電壓校正值Vufc、Vvfc、Vwfc轉(zhuǎn)換為PWM脈沖的脈沖寬度來求出。這樣，對(duì)相電壓指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref和PWM信號(hào)的脈沖寬度進(jìn)行補(bǔ)償,顯然也能獲得同樣的效果。而且,上述內(nèi)容說明的是具備以使得電流指令I(lǐng)d_ref、Iq_ref與檢測(cè)電流Id、Iq一致的方式進(jìn)行電流控制的電流控制部I的情況，也可以是構(gòu)成為UVW這3相中至少2相的電流與指令一致的電流控制部。進(jìn)而，即使如V/f恒定控制那樣不具備電流控制部，對(duì)于所施加的電壓指令補(bǔ)償本發(fā)明的電壓校正值，也能獲得同樣效果。標(biāo)號(hào)說明I電流控制部；2、3減法器；4坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部；5電流檢測(cè)器；6坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部；7PWM信號(hào)產(chǎn)生部；8功率部；9電動(dòng)機(jī)；10PWM周期信號(hào)產(chǎn)生部；11區(qū)間判定部；12d軸電壓校正值生成部；13q軸電壓校正值生成部；14磁極相位檢測(cè)器；21差值器；22不敏感帶部；24符號(hào)反轉(zhuǎn)器；25加法器；26控制器；28符號(hào)反轉(zhuǎn)器；30電壓校正表生成部；31電壓校正值存儲(chǔ)部；32運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換部；33電壓校正值讀取部。
權(quán)利要求
1.一種逆變器裝置，其具有功率部，該功率部按照每個(gè)設(shè)定時(shí)間周期對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓指令進(jìn)行PWM控制，輸出交流電力，其特征在于，該逆變器裝置具有 電壓指令產(chǎn)生部，其與上述時(shí)間周期的N倍的周期同步地產(chǎn)生電壓指令，其中，NS I ；區(qū)間判定部，其產(chǎn)生在上述時(shí)間周期的半周期內(nèi)導(dǎo)通、在下一個(gè)半周期內(nèi)斷開的區(qū)間判別信號(hào)； 電流檢測(cè)部，其在上述區(qū)間判別信號(hào)變化的時(shí)候，進(jìn)行上述電動(dòng)機(jī)的電流檢測(cè)； 電壓校正值生成部，其以使得上述區(qū)間判別信號(hào)導(dǎo)通時(shí)的上述電流檢測(cè)的變化量與斷開時(shí)的上述電流檢測(cè)的變化量相等的方式，生成電壓校正值；以及電壓校正部，其使用上述電壓校正值對(duì)上述電壓指令進(jìn)行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的逆變器裝置，其特征在于， 上述電壓校正值生成部具有提取與上述設(shè)定時(shí)間周期同步的電流脈動(dòng)成分的電流脈動(dòng)檢測(cè)部， 根據(jù)上述電流脈動(dòng)成分和上述區(qū)間判別信號(hào)生成電壓校正值。
3.一種逆變器裝置，其具有功率部，該功率部按照每個(gè)設(shè)定時(shí)間周期對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓指令進(jìn)行PWM控制，輸出交流電力，其特征在于，該逆變器裝置具有 電壓指令產(chǎn)生部，其與上述時(shí)間周期的N倍的周期同步地產(chǎn)生電壓指令，其中，NS I ；區(qū)間判定部，其產(chǎn)生在上述時(shí)間周期的半周期內(nèi)導(dǎo)通、在下一個(gè)半周期內(nèi)斷開的區(qū)間判別信號(hào)； 電流檢測(cè)部，其在上述區(qū)間判別信號(hào)變化的時(shí)候，進(jìn)行上述電動(dòng)機(jī)的電流檢測(cè)； 電壓校正值存儲(chǔ)部，其在內(nèi)部至少存儲(chǔ)以電流的電角相位或大小為自變量的電壓校正表; 電壓校正值讀取部，其從上述電壓校正表讀取上述電壓校正值；以及 電壓校正部，其使用上述電壓校正值對(duì)上述電壓指令進(jìn)行校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆變器裝置，其特征在于， 該逆變器裝置具有生成上述電壓校正表的電壓校正表生成部， 上述電壓校正表生成部至少依次改變上述電流的電角相位或大小，計(jì)算在上述區(qū)間判別信號(hào)變化的時(shí)候檢測(cè)出的電流檢測(cè)值與其前次值的差值，將上述區(qū)間判別信號(hào)導(dǎo)通時(shí)的電流變化量與斷開時(shí)的電流變化量相等的電壓校正值作為電壓校正表存儲(chǔ)于上述電壓校正值存儲(chǔ)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的逆變器裝置，其特征在于， 上述電壓指令產(chǎn)生部具有電流控制部，該電流控制部在由作為上述電動(dòng)機(jī)的磁極位置方向的d軸和與該d軸正交的q軸構(gòu)成的dq軸坐標(biāo)系中進(jìn)行上述電動(dòng)機(jī)的電流控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的逆變器裝置，其特征在于， 上述電壓指令產(chǎn)生部具有電流控制部，該電流控制部在與上述電動(dòng)機(jī)的各相對(duì)應(yīng)的UVff坐標(biāo)系中至少按照2個(gè)相進(jìn)行上述電動(dòng)機(jī)的電流控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的逆變器裝置，其特征在于， 對(duì)于上述電流檢測(cè)，上述電壓校正部在由作為上述電動(dòng)機(jī)的磁極位置方向的d軸和與該d軸正交的q軸構(gòu)成的dq軸坐標(biāo)系中生成上述電壓校正值，校正為dq電壓指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的逆變器裝置，其特征在于，對(duì)于上述電流檢測(cè)，上述電壓校正部在與上述電動(dòng)機(jī)的各相對(duì)應(yīng)的UVW坐標(biāo)系中生成上述電壓校正值，校正為UVW電壓指令。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的逆變器裝置，其特征在于， 對(duì)于上述電流檢測(cè)，上述電壓校正部在與上述電動(dòng)機(jī)的各相對(duì)應(yīng)的UVW坐標(biāo)系中生成上述電壓校正值，將上述電壓校正值轉(zhuǎn)換為PWM控制中的PWM時(shí)間寬度而進(jìn)行校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的逆變器裝置，其特征在于， 上述功率部根據(jù)載波比較調(diào)制法進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的逆變器裝置，其特征在于， 上述功率部根據(jù)空間電壓矢量調(diào)制法進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換。
12.一種逆變器裝置的控制方法，該逆變器裝置具有功率部，該功率部按照每個(gè)設(shè)定時(shí)間周期對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓指令進(jìn)行PWM控制，輸出交流電力，該方法的特征在于包括以下步驟 產(chǎn)生在上述時(shí)間周期的半周期內(nèi)導(dǎo)通、在下一個(gè)半周期內(nèi)斷開的區(qū)間判別信號(hào)； 在上述區(qū)間判別信號(hào)變化的時(shí)候，檢測(cè)上述電動(dòng)機(jī)的電流； 計(jì)算上述電流檢測(cè)值與其前次值的差值； 以使得上述區(qū)間判別信號(hào)導(dǎo)通時(shí)的上述電動(dòng)機(jī)電流的變化量與斷開時(shí)的上述電動(dòng)機(jī)電流的變化量相等的方式生成電壓校正值；以及使用上述電壓校正值對(duì)上述電壓指令進(jìn)行校正。
13.一種逆變器裝置的控制方法，該逆變器裝置具有功率部，該功率部按照每個(gè)設(shè)定時(shí)間周期對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓指令進(jìn)行PWM控制，輸出交流電力；以及電壓校正值存儲(chǔ)部，該電壓校正值存儲(chǔ)部在內(nèi)部存儲(chǔ)電壓校正表，該方法的特征在于包括以下步驟 與上述時(shí)間同步的N倍的周期同步地產(chǎn)生電壓指令，其中，N彡I ； 產(chǎn)生在上述時(shí)間周期的半周期內(nèi)導(dǎo)通、在下一個(gè)半周期內(nèi)斷開的區(qū)間判別信號(hào)； 在上述區(qū)間判別信號(hào)變化的時(shí)候，檢測(cè)上述電動(dòng)機(jī)的電流； 運(yùn)算待施加的電流指令或上述檢測(cè)出的電流中的電流相位角或大小中的至少一方； 至少以上述電流的電流相位角或大小為自變量讀取電壓校正值；以及 使用上述電壓校正值對(duì)上述電壓指令進(jìn)行校正。
全文摘要
提供一種逆變器裝置，其不需要電壓檢測(cè)電路，對(duì)由于死區(qū)時(shí)間以外的原因產(chǎn)生的電壓誤差也能進(jìn)行補(bǔ)償。該逆變器裝置具有功率部，其按照每個(gè)設(shè)定時(shí)間周期對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓指令進(jìn)行PWM控制，將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力后輸出；電壓指令產(chǎn)生部，其與時(shí)間周期的N倍(N≥1)的周期同步地產(chǎn)生電壓指令；區(qū)間判定部，其產(chǎn)生在時(shí)間周期的半周期內(nèi)導(dǎo)通、在下一個(gè)半周期內(nèi)斷開的區(qū)間判別信號(hào)；電流檢測(cè)部，其在區(qū)間判別信號(hào)變化的時(shí)候，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的電流檢測(cè)；電壓校正部，其以使得區(qū)間判別信號(hào)導(dǎo)通時(shí)的電流檢測(cè)的變化量與斷開時(shí)的電流檢測(cè)的變化量相等的方式生成電壓校正值，校正為電壓指令。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK102783008SQ20108006507
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
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