本發(fā)明涉及電力轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及用于電力轉(zhuǎn)向裝置的電力轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

近年來，提出了一種機電一體構(gòu)造的電力轉(zhuǎn)向裝置，其在1個電動機殼體總共具備3相以上的電動機繞組，并在電力轉(zhuǎn)換裝置的殼體總共具備2個電力轉(zhuǎn)換部，并將各個殼體結(jié)合。作為機電一體構(gòu)造的系統(tǒng)，例如有專利文獻1所記載的系統(tǒng)。另外，作為使用直流電源和電力轉(zhuǎn)換部來控制3相電動機的方法，pwm控制被廣泛所知。在pwm控制中，檢測流過電動機的電流值和電動機轉(zhuǎn)速，基于從上位給出的指令值和所述檢測結(jié)果，來運算針對電力轉(zhuǎn)換部的電壓指令值，由此將電動機扭矩及電動機轉(zhuǎn)速控制為所希望的值。

這里，作為流經(jīng)電動機各相的電流的檢測方法，舉出了一個通過將電力轉(zhuǎn)換部與電動機電氣連接的配線部來進行檢測的方法，但是存在以下課題：必須在2個電力轉(zhuǎn)換部中分別具備3個電流檢測器和檢測用配線，并且在控制部中必須具備用于對從檢測器得到的值進行放大的運算放大器等，從而電力轉(zhuǎn)換裝置大型化并且連接工序增加。

作為流經(jīng)電動機各相的電流的其他檢測方法，例如有專利文獻2所記載的方法。專利文獻2所記載的技術(shù)是通過使各相的pwm開關(guān)期間與電流檢測器的電流檢測定時同步，從而僅通過1個電流檢測器來求出流經(jīng)電動機各相的電流值的方式。另外，在電力轉(zhuǎn)換部的各相的開關(guān)定時非常接近，無法充分確保電流檢測器檢測電流的時間時，為如下方式：實施修正控制使得電壓矢量vs’與vs”的平均值與電壓矢量vs相等，由此確保用于電流檢測的時間，求取流經(jīng)電動機各相的電流值。通過使該電壓矢量vs’及vs”的平均值與電壓矢量vs相等來實現(xiàn)檢測的控制技術(shù)被稱為“高次諧波重疊方式”。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-250489號公報

專利文獻2：日本特開平11-4594號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明的目的在于，在根據(jù)流經(jīng)電動機的電流值來運算電壓指令值，控制電動機使得成為所希望的動作的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在進行使用了高次諧波重疊方式的電流檢測時，抑制電動機噪音，并且抑制流經(jīng)平滑電容器的有效電流的增加。

本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置是將從直流電源輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓來控制電動機的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具備：平滑電容器，其使所述直流電壓平滑化；第1電力轉(zhuǎn)換部，其具有用于轉(zhuǎn)換電力的橋電路；第2電力轉(zhuǎn)換部，其具有用于轉(zhuǎn)換電力的橋電路，并與所述第1電力轉(zhuǎn)換部并聯(lián)連接；以及控制部，其基于輸出電壓矢量及pwm載波生成pwm脈沖，所述控制部基于第1輸出電壓矢量生成用于控制所述第1電力轉(zhuǎn)換部的輸出的第1pwm脈沖，并且基于第2輸出電壓矢量生成用于控制所述第2電力轉(zhuǎn)換部的輸出的第2pwm脈沖，所述控制部具有修正部，該修正部將預(yù)定的輸出電壓矢量值修正為所述pwm載波的1個周期內(nèi)的平均值成為該預(yù)定的輸出電壓矢量值的2個以上不同的輸出電壓矢量值，所述修正部在作為所述pwm載波的多個周期中的1個周期的第1期間，進行所述第1輸出電壓矢量值的所述修正，并且在作為所述pwm載波的多個周期中的1個周期的與所述第1期間不同的第2期間，進行所述第2輸出電壓矢量值的所述修正。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，在由在直流母線上具有1個電流檢測器的2個電力轉(zhuǎn)換部構(gòu)成的電力轉(zhuǎn)換裝置中，使各個電力轉(zhuǎn)換部的執(zhí)行高次諧波重疊的期間呈間歇性，由此能夠抑制電動機噪音，并且抑制電源與電流檢測器之間的平滑電容器的有效電流的增加。通過本發(fā)明獲得的其他效果在用于實施本發(fā)明的實施方式的說明中變得清楚。

附圖說明

圖1是實施例1中的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖2是實施例1中的第1電力轉(zhuǎn)換部的平滑電容器210的電流波形。

圖3是實施例1中的第2電力轉(zhuǎn)換部的平滑電容器310的電流波形。

圖4是實施例1中的電動機電流波形。

圖5是實施例2中的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖6是表示實施例2中的高次諧波重疊方式的應(yīng)用的圖表。

圖7是實施例3中的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖8是將電動機轉(zhuǎn)速作為參數(shù)的平滑電容器紋波電流有效值的解析結(jié)果。

圖9是表示實施例3中的高次諧波重疊方式的應(yīng)用的圖表。

圖10是將調(diào)制系數(shù)作為參數(shù)的電流檢測率的估算結(jié)果。

圖11是實施例5中的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖12說明關(guān)于電力轉(zhuǎn)向裝置的實施方式。

圖13表示現(xiàn)有例中的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路結(jié)構(gòu)。

圖14是現(xiàn)有例中的不應(yīng)用高次諧波重疊方式時的平滑電容器的電流波形。

圖15是現(xiàn)有例中的應(yīng)用了高次諧波重疊方式時的平滑電容器的電流波形。

圖16是現(xiàn)有例中的應(yīng)用了高次諧波重疊方式時的電動機電流波形。

具體實施方式

下面，參照附圖，對本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的實施方式進行說明。此外，在各圖中對相同要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。另外，作為現(xiàn)有技術(shù)，使用圖13～圖15對高次諧波重疊方式進行說明。

圖14是通過使各相的pwm開關(guān)期間與電流檢測器的電流檢測定時同步，僅用1個電流檢測器來求出流經(jīng)電動機各相的電流值的方式。在圖14中，示出了電力轉(zhuǎn)換裝置在某個動作定時的pwm三角波、針對電力轉(zhuǎn)換部的3相橋電路各相的電壓指令值vu*、vv*、vw*、以及3相橋電路與直流電源之間的平滑電容器的電流波形ic。圖14的期間a表示pwm三角波的波形超過電壓指令值vv*后直到超過電壓指令值vw*為止的期間。期間a是通過使pwm開關(guān)期間與電流檢測定時同步，檢測流經(jīng)電動機u相的電流值的期間。

當(dāng)電力轉(zhuǎn)換裝置在某個動作定時的pwm三角波與電壓指令值為圖14所示的關(guān)系時，在平滑電容器中流過該圖所示的波形的電流。但是，由于u相的電壓指令值vu*與v相的電壓指令值vv*接近，因此期間的寬度狹窄，難以通過電流檢測器來檢測電流。

圖15是進一步實施修正控制使得電壓矢量vs’與vs”的平均值等于電壓矢量vs，由此確保用于電流檢測的時間，求出流經(jīng)電動機各相的電流值的方式。通過使該電壓矢量vs’以及vs”的平均值等于電壓矢量vs來實現(xiàn)電流檢測的控制技術(shù)被稱為“高次諧波重疊方式”。在圖15所示的高次諧波重疊方式中，通過使u相的電壓指令值vu**在三角波的前半后半變化，來擴展期間a的寬度，從而能夠通過電流檢測器進行u相的電流檢測。此外，vu**的平均值與圖14的vu*相等。另外，在高次諧波重疊方式中，除圖15所示的方式以外還提出了很多的方法，即使應(yīng)用上述方式以外的方法也可以得到同樣的效果。

這樣，即使由于各相的電壓指令值接近，無法確保用于電流檢測的充足時間，產(chǎn)生無法正常實施電動機電流檢測的期間的情況下，當(dāng)使用高次諧波重疊方式時，實現(xiàn)僅通過位于直流母線配線上的1個電流檢測器檢測流經(jīng)電動機各相的電流。

但是，在高次諧波重疊方式中，需要延長1個載波周期內(nèi)的某個期間的通電時間(圖15中的期間a)，并且為了使電壓指令值的平均值相等需要新設(shè)置逆向的電流經(jīng)過的期間(期間b)。因此，將圖14及圖15所示的平滑電容器電流ic的波形進行比較可知，當(dāng)應(yīng)用高次諧波重疊方式時流過平滑電容器的有效電流值增加。結(jié)果，存在平滑電容器的發(fā)熱增加的課題。作為平滑電容器，廣泛使用電容量大的電解電容器，但是由于電解電容器為熱壽命部件，因此高次諧波重疊方式最終使電力轉(zhuǎn)換裝置的可靠性降低。

另一方面，為了抑制平滑電容器的有效電流值的增加，不是按pwm的每個周期來實施高次諧波重疊方式，而是考慮僅與電力轉(zhuǎn)換裝置的電流檢測定時同步來實施的方法。但是，若是這樣會在電力轉(zhuǎn)換部的電動機輸出配線端產(chǎn)生與電流檢測周期同步的紋波波形。例如，圖16所示的電動機電流波形未在周期t1實施高次諧波重疊，而是在周期t2實施高次諧波重疊來檢測出電流。結(jié)果，存在如下課題：在電動機電流中呈現(xiàn)的紋波波形中包含pwm載波周期以下的頻率成分，因此從聲音的產(chǎn)生源即電動機產(chǎn)生pwm載波周期以下的即可聽域的異響。但是，特別是在像上述的電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)這樣的車載部件中強烈要求靜音。

如上所述，同時解決電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化、生產(chǎn)率的改善、平滑電容器的溫度上升抑制以及電動機噪音的減低，將成為一個重大課題。

實施例1

使用圖1至圖4，對第1實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置100進行說明。圖1是表示第1實施例的整個電力轉(zhuǎn)換裝置100的整體結(jié)構(gòu)的電路圖。

將直流電源20的電力從直流向交流轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換裝置100與將電能向機械能轉(zhuǎn)換進行驅(qū)動的電動機400連接。這里，通過電力轉(zhuǎn)換裝置100和電動機400來構(gòu)成驅(qū)動裝置10。電動機400例如由三相電動機構(gòu)成。

電力轉(zhuǎn)換裝置100具有電力轉(zhuǎn)換部200和電力轉(zhuǎn)換部300這2個電力轉(zhuǎn)換部。電力轉(zhuǎn)換部200中具備6個半導(dǎo)體元件，該6個半導(dǎo)體元件構(gòu)成用于將電力從直流向3相交流轉(zhuǎn)換的3相橋電路220。作為半導(dǎo)體元件，有mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor：金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)和igbt(insulatedgatebipolartransistor：絕緣柵雙極型晶體管)等功率半導(dǎo)體元件。

在與3相橋電路220相比直流電源20側(cè)的正負(fù)極配線之間，具備一個以上的用于電壓平滑化的平滑電容器210。平滑電容器210使用具有足夠容量的電解電容器或?qū)щ娦愿叻肿踊旌想娊怆娙萜鞯取?/p>

在3相橋電路220與平滑電容器210之間的負(fù)極配線設(shè)置用于檢測電動機的相電流的電流檢測器230。作為電流檢測器230，經(jīng)常使用電阻值小的電阻器，但是也可以使用變流器等其他電流檢測器。與平滑電容器210相比在直流電源20側(cè)，作為噪聲對策部件配置有正常模式扼流圈281和電容器282等。

此外，雖未圖示，但是也可以在將電力轉(zhuǎn)換部200以及電力轉(zhuǎn)換部300與電動機400電氣連接的所有配線上各具備一個用于在異常時將電路接通/斷開的繼電器。作為繼電器，例如有mosfet等半導(dǎo)體元件和機械式的電磁繼電器。另外，相比于正常模式扼流圈281在直流電源20側(cè)或者在電力轉(zhuǎn)換部200及電力轉(zhuǎn)換部300側(cè)具備繼電器。作為繼電器，例如具有將2個mosfet以使源極為相同電位的方式串聯(lián)連接的雙向繼電器或機械式的電磁繼電器。此外，電力轉(zhuǎn)換部300的結(jié)構(gòu)與電力轉(zhuǎn)換部200相同，省略詳細(xì)說明。

接著，對電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部進行說明。電力轉(zhuǎn)換裝置100具有控制部250?？刂撇?50具有電壓指令運算部252，控制部250從驅(qū)動裝置10被賦予用于將電動機控制為希望值的電流指令值。另外，控制部250具有對從電流檢測器230和電流檢測器330得到的電壓值進行放大的電流檢測部253以及電流檢測部353，向電壓指令運算部252賦予電流檢測值。

電壓指令運算部252基于電流指令值和電流檢測值，生成向3相橋電路220及3相橋電路320的各相賦予的電壓指令vu1*、vv1*、vw1*以及vu2*、vv2*、vw2*。這里，將針對電力轉(zhuǎn)換部200的電壓指令值總稱為v1*，將針對電力轉(zhuǎn)換部300的電壓指令值總稱為v2*。

生成的電壓指令v1*及v2*被輸出至pwm生成部251，pwm生成部251向3相橋電路220及3相橋電路320的各個半導(dǎo)體元件輸出柵極電壓指令。此外，pwm生成部251在圖1中各個電力轉(zhuǎn)換部共用，但是也可以分別具備電力轉(zhuǎn)換部200用pwm生成部以及電力轉(zhuǎn)換部300用pwm生成部。

電壓指令運算部252還具有電壓指令修正部255。電壓指令修正部255在圖14所示的電力轉(zhuǎn)換部各相的開關(guān)定時接近或同步，用于使用電流檢測器檢測電流的時間不足時，修正電壓指令使得pwm1周期的電壓指令的平均值相等。結(jié)果，能夠確保用于實施電流檢測的時間，能夠使用在直流母線上具備的電流檢測器230及電流檢測器330檢測電流。

3相橋電路220與3相橋電路320的半導(dǎo)體元件基于從控制部250賦予的柵極電壓指令，接通或斷開。通過將從直流電源20賦予的直流電力向3相交流電力轉(zhuǎn)換，將電動機400控制為所希望的輸出。

接著，對電力轉(zhuǎn)換部200及電力轉(zhuǎn)換部300的尤其是高次諧波重疊方式的動作進行說明。此外，在下面的說明中，假設(shè)各電力轉(zhuǎn)換部的電流檢測周期在pwm載波的2個周期為1次。

考慮在電力轉(zhuǎn)換裝置100的某個定時的動作條件下，各相的電壓指令值不接近，能夠充分確保用于電流檢測的時間的狀態(tài)。此時，把從驅(qū)動裝置10發(fā)送的電流指令值，從電壓指令運算部252均等地分配給電力轉(zhuǎn)換部200和電力轉(zhuǎn)換部300，pwm生成部251基于電壓指令值，向3相橋電路220和3相橋電路330輸出柵極電壓指令。結(jié)果，電力轉(zhuǎn)換部200和電力轉(zhuǎn)換部300向電動機400輸出大致相等的電壓/電流。

接著，考慮電力轉(zhuǎn)換部各相的電壓指令值接近，無法充分確保用于電流檢測的時間的定時。如圖14所示，由于電壓指令值接近，因此在電力轉(zhuǎn)換部200和電力轉(zhuǎn)換部300難以檢測u相的電流。因此，各個電力轉(zhuǎn)換部應(yīng)用圖15所示的高次諧波重疊方式來檢測u相電流。

這里，電力轉(zhuǎn)換部200如圖2所示，設(shè)為在電流檢測周期(即pwm載波2個周期)即期間t1和t2中的期間t2實施電流檢測，基于高次諧波重疊的電壓指令值的修正也僅在期間t2中實施。另一方面，電力轉(zhuǎn)換部300如圖3所示，以電力轉(zhuǎn)換部200為基準(zhǔn)將實施高次諧波重疊方式的定時錯開，在期間t1實施電流檢測以及基于高次諧波重疊的電壓指令值的修正。這樣，使電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300的高次諧波重疊的次數(shù)在電流檢測周期(即pwm載波2個周期)中為1次，該定時在各個電力轉(zhuǎn)換部不一致。

圖4以數(shù)個周期來表示基于上述的電流檢測方式的電動機配線電流的波形。電動機配線的電流波形成為將電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300的輸出相加后的值。在期間t1在電力轉(zhuǎn)換部300出現(xiàn)因高次諧波重疊導(dǎo)致的紋波波形，在期間t2在電力轉(zhuǎn)換部200出現(xiàn)因高次諧波重疊導(dǎo)致的紋波波形。但是，通過將電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300的電流檢測定時錯開1個載波周期，在電動機配線中出現(xiàn)的紋波波形中，不會新產(chǎn)生pwm載波周期以下的頻率成分。結(jié)果，即使使高次諧波重疊方式為間歇，也不會新產(chǎn)生圖16那樣的可聽域的噪音。

通過采取以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制基于高次諧波重疊方式的平滑電容器的有效電流值的增加，能夠抑制平滑電容器的溫度上升。平滑電容器的溫度上升抑制不僅可提高可靠性，還能夠減低平滑電容器容量并且削減個數(shù)。

另外，由于在電力轉(zhuǎn)換裝置的電動機輸出配線端出現(xiàn)的紋波波形為2個電力轉(zhuǎn)換部的輸出的相加，因此與由1個電力轉(zhuǎn)換部構(gòu)成的現(xiàn)有的電力轉(zhuǎn)換裝置的情況相同。即，即使削減高次諧波重疊的次數(shù)，從聲音的產(chǎn)生源即電動機產(chǎn)生的噪音頻率成分也不會在pwm載波頻率以下，抑制可聽域的聲音的產(chǎn)生。

并且，通過使電力轉(zhuǎn)換部所具備的電流檢測器的個數(shù)為1個，還實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化及生產(chǎn)率的提高。

此外，在本實施例中，雖然設(shè)為平滑電容器210和平滑電容器310在各電力轉(zhuǎn)換部中單獨配備的結(jié)構(gòu)，但是也可以構(gòu)成為配置在電力轉(zhuǎn)換部200及300與直流電源20之間從而共用。

另外，雖然電流檢測器230配備在直流母線的負(fù)極側(cè)，但是也可以分別配備在將電力轉(zhuǎn)換部200與平滑電容器210連接的正極側(cè)配線、以及將電力轉(zhuǎn)換部300與平滑電容器310連接的正極側(cè)配線。

并且，在本實施例中，將電流檢測周期假設(shè)為pwm周期的2倍，但是也可以是2倍以上，還可以設(shè)為在與電流檢測周期相匹配的形式下，在基于高次諧波重疊的電壓指令值的修正電動機的噪音不會成為問題的范圍內(nèi)較長的間歇期間。另外，此時各個電力轉(zhuǎn)換部的間歇期間可以不相同，例如在各個間歇期間的公倍數(shù)的定時，高次諧波重疊的期間也可以一致。

實施例2

使用圖5及圖6，對第2實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置100進行說明。此外，對于與第1實施方式共通的結(jié)構(gòu)，省略說明。

在本實施方式中的控制部250中具有：檢測平滑電容器210的溫度的溫度檢測部256、以及檢測平滑電容器310的溫度的溫度檢測部356。這里，作為溫度測定方法，舉出了通過連接熱電偶等來直接讀取的方法、根據(jù)在同一基板上實際安裝的熱敏電阻等來推定的方法、或者使用根據(jù)通電電流的大小導(dǎo)出的發(fā)熱量和通過等效熱網(wǎng)絡(luò)等表現(xiàn)的熱時間常數(shù)來計算內(nèi)部溫度的方法等。

另外，在平滑電容器210和平滑電容器310中規(guī)定了溫度上限tmax。控制部250在電力轉(zhuǎn)換裝置100進行動作的期間，監(jiān)控各個平滑電容器的溫度。下面，將平滑電容器溫度在tmax以下的狀態(tài)下的控制方式分為2個情況，使用圖6來進行說明。

＜情況1＞

將以下情況定義為情況1，即，在平滑電容器溫度tc小于tmax時，不將電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300的高次諧波重疊方式設(shè)為間歇。在情況1中，在平滑電容器溫度tc＜tmax時，高次諧波重疊方式的周期ti0等于pwm載波周期。

然后，電力轉(zhuǎn)換裝置100繼續(xù)動作，在平滑電容器210與平滑電容器310中的某一方或者雙方的溫度變?yōu)閠max以上時，電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300中的一方或者雙方應(yīng)用實施例1所示的高次諧波重疊方式的間歇控制。所應(yīng)用的間歇控制的周期ti1為ti1＞ti0的周期。

＜情況2＞

另一方面，將以下情況定義為情況2，即，在平滑電容器溫度tc小于tmax時，將電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300的高次諧波重疊方式設(shè)為間歇。此時的高次諧波重疊方式的周期為大于pwm載波周期的ti2。

然后，電力轉(zhuǎn)換裝置100繼續(xù)動作，在平滑電容器210與平滑電容器310中的某一方或者雙方的溫度變?yōu)閠max以上時，電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300中的一方或者雙方應(yīng)用控制，使得高次諧波重疊方式的間歇期間與tc＜tmax時相比變大。即，tc＞tmax的間歇控制的周期ti3為ti3＞ti2。

通過實施以上的控制，監(jiān)控平滑電容器的溫度，在平滑電容器溫度在允許值以上時，將高次諧波重疊方式設(shè)為間歇，由此能夠保護平滑電容器。

另外，在平滑電容器溫度為允許以下的期間，能夠使電流檢測周期與pwm的載波周期相等或接近，因此本提案方法也可以用于通過縮短電流檢測周期需要高精度的電動機控制的系統(tǒng)。

實施例3

使用圖7至圖9對第3實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置100進行說明。此外，對于與第1或第2實施方式共通的結(jié)構(gòu)，省略說明。

圖7是表示本實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置100的整體結(jié)構(gòu)的電路圖。本實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置100相較于第1實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，還具備檢測電動機400的轉(zhuǎn)速的位置檢測裝置257。作為位置檢測裝置257可以使用旋轉(zhuǎn)變壓器、gmr(giantmagnetoresistance巨磁阻)傳感器等。

將位置檢測裝置257檢測出的電動機轉(zhuǎn)速rm輸入至控制部250。在控制部250中設(shè)定電動機轉(zhuǎn)速的下限值rmin?？刂撇?50將位置檢測裝置257檢測出的電動機轉(zhuǎn)速rm與電動機轉(zhuǎn)速的下限值rmin進行比較。

圖8表示不應(yīng)用高次諧波重疊方式時以及應(yīng)用高次諧波重疊方式時的平滑電容器的紋波電流的有效值的解析結(jié)果。在圖8中，不應(yīng)用高次諧波重疊方式的情況是指在使電動機電流恒定時，從多條電動機配線直接檢測該電動機電流值的情況。另外，應(yīng)用高次諧波重疊方式的情況是指在使電動機電流恒定時，使用在直流母線具備的電流檢測器求出了該電動機電流值的情況，是將電動機轉(zhuǎn)速rm設(shè)為參數(shù)，在pwm載波的每個周期應(yīng)用了高次諧波重疊方式的情況。

根據(jù)圖8可知，當(dāng)在pwm載波的每個周期應(yīng)用了高次諧波重疊方式的情況下，若電動機轉(zhuǎn)速變小，則在高次諧波重疊方式的影響下平滑電容器的紋波電流有效值增加。這是因為在應(yīng)用高次諧波重疊方式的系統(tǒng)中，若電動機轉(zhuǎn)速變小，則各相的電壓指令值接近，難以進行電流檢測的期間增加。

因此在本實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置100中，控制部250將電動機轉(zhuǎn)速rm與預(yù)定的下限值rmin進行比較，來切換控制。在圖9中，作為電動機轉(zhuǎn)速rm大于rmin時的控制方式，對以下2種情況進行說明。

＜情況1＞

將以下情況定義為情況1，即，在電動機轉(zhuǎn)速rm大于rmin時，不將電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300的高次諧波重疊方式設(shè)為間歇。在情況1中，當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速rm＞rmin時，高次諧波重疊方式的周期ti0等于pwm載波周期。

然后，電力轉(zhuǎn)換裝置100繼續(xù)動作，在電動機轉(zhuǎn)速rm小于rmin時，電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300中的一方或雙方應(yīng)用在實施例1所示的高次諧波重疊方式的間歇控制。應(yīng)用的間歇控制的周期ti1為ti1＞ti0的周期。

＜情況2＞

另一方面，將以下情況定義為情況2，即，在電動機轉(zhuǎn)速rm大于rmin時，將電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300的高次諧波重疊方式設(shè)為間歇。此時的高次諧波重疊方式的周期為大于pwm載波周期的ti2。

然后，電力轉(zhuǎn)換裝置100繼續(xù)動作，在電動機轉(zhuǎn)速rm小于rmin時，電力轉(zhuǎn)換部200與電力轉(zhuǎn)換部300中的一方或雙方應(yīng)用控制，使得高次諧波重疊方式的間歇期間與rm＞rmin時相比變大。即，rm＜rmin的間歇控制的周期ti3成為ti3＞ti2。

另外，上述的本實施方式的控制方式可以與第2實施方式的控制同時應(yīng)用。例如，在情況1的條件下，無論是在電動機轉(zhuǎn)速rm為rmin以下的情況下，還是在平滑電容器溫度tc為上限tmax以下的情況下，可以在pwm載波周期開始應(yīng)用高次諧波重疊。或者，在情況2的條件下，無論是在電動機轉(zhuǎn)速rm為rmin以下的情況下，還是在平滑電容器溫度tc為上限tmax以下的情況下，可以設(shè)為不執(zhí)行使高次諧波重疊方式的應(yīng)用周期變大的控制。

通過實施以上的控制，可以通過平滑電容器自身的溫度以外的控制因子來實施對平滑電容器溫度上升的抑制。在電動機控制中，電動機轉(zhuǎn)速為通常檢測的值，可以不需要追加的檢測部件。

另外，即使在電動機轉(zhuǎn)速大時，因為電流變化快所以需要以短的電流檢測周期檢測電流來高精度地控制電動機的系統(tǒng)中，在電動機轉(zhuǎn)速低時電流變化慢，因此存在可以縮短電流檢測周期的情況。在這樣的系統(tǒng)中，即使在對平滑電容器溫度上升造成影響的電動機轉(zhuǎn)速rm小于下限r(nóng)min的期間實施間歇控制，仍可以維持電動機控制性能以及抑制平滑電容器的溫度上升。

并且，通過應(yīng)用平滑電容器的溫度檢測值的判定結(jié)果和本實施例的方式這雙方，可以實現(xiàn)通過2個參數(shù)來控制平滑電容器溫度，從而進一步改善電力轉(zhuǎn)換裝置的可靠性以及擴展高精度的電動機控制的動作范圍。

實施例4

接著，對第4實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置100進行說明。在作為第3實施方式的圖8中，將電動機轉(zhuǎn)速設(shè)為參數(shù)，估算平滑電容器的紋波電流有效值，但是在本實施方式中將pwm的調(diào)制系數(shù)設(shè)為參數(shù)。

圖10是將pwm調(diào)制系數(shù)設(shè)為參數(shù)，在圖表中表示了電力轉(zhuǎn)換裝置的電流檢測率。圖10是在使用直流母線中配備的1個電流檢測器的情況下，將pwm的調(diào)制系數(shù)設(shè)為參數(shù)，對即使不應(yīng)用高次諧波重疊方式仍能夠進行電流檢測的比例進行估算的結(jié)果。根據(jù)圖10可知，電流檢測率以某個調(diào)制系數(shù)為基準(zhǔn)發(fā)生大的變化。

因此，本實施方式的電壓指令運算部252設(shè)置調(diào)制系數(shù)的基準(zhǔn)值，將該基準(zhǔn)值與根據(jù)電流指令值等運算出的pwm調(diào)制系數(shù)的大小進行比較。電壓指令運算部252根據(jù)比較的結(jié)果，開始或停止高次諧波重疊方式的間歇期間，或者使期間的大小變化。

通過實施這樣的控制，平滑電容器的溫度上升抑制控制的控制參數(shù)增加，控制性提高。此外，與調(diào)制系數(shù)等價，也可以在電壓指令運算部中設(shè)定電動機電流的基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)，根據(jù)電動機電流的大小來實施間歇控制期間的變更。

實施例5

圖11是第5實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置100的電路圖。本實施方式表示了驅(qū)動裝置10，該驅(qū)動裝置10具有由1個電力轉(zhuǎn)換部200和控制部250構(gòu)成的電力轉(zhuǎn)換裝置100、1個電動機400。此外，電力轉(zhuǎn)換裝置的符號與至此的實施例的電力轉(zhuǎn)換部200相同，另外，對于與至此的實施方式結(jié)構(gòu)相同的部分，省略說明。

電力轉(zhuǎn)換裝置100具有檢測平滑電容器210的溫度的溫度檢測部256。另外，電壓指令運算部252具備平滑電容器210的溫度上限tmax。

電力轉(zhuǎn)換裝置100在平滑電容器210的溫度小于上限tmax時，由于噪音對策，在pwm的每個載波周期應(yīng)用高次諧波重疊方式。在平滑電容器210的溫度為上限tmax以上時，實施在至此的實施例中說明的使高次諧波重疊方式為間歇的控制。另外，如第2實施方式中的情況2那樣，在平滑電容器210的溫度成為上限tmax以上時，實施使高次諧波重疊方式的期間變大的控制。

通過采取以上的結(jié)構(gòu)。即使在載波頻率小的系統(tǒng)中，在正常時不會產(chǎn)生噪音的問題。另外，當(dāng)平滑電容器溫度達到上限時，通過實施使高次諧波重疊方式為間歇的控制，來提高電力轉(zhuǎn)換裝置的可靠性。

并且，如第4實施方式所示，作為開始或停止應(yīng)用使高次諧波重疊方式為間歇的控制或者使設(shè)為間歇的周期的大小變化的參數(shù)，選擇電動機轉(zhuǎn)速/電動機電流/調(diào)制系數(shù)等，通過對各參數(shù)設(shè)置基準(zhǔn)值，即便使高次諧波重疊方式的間歇控制定時變化，仍可得到同樣的效果。

實施例6

圖12是將上述實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于電力轉(zhuǎn)向裝置的第6實施方式。如圖12所示，驅(qū)動裝置10經(jīng)由安裝在車輛的方向盤1的旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪4產(chǎn)生扭矩，幫助通過方向盤1進行的轉(zhuǎn)向。這里，驅(qū)動裝置10應(yīng)用了至此說明的控制技術(shù)。

如上所述，本實施方式的電力轉(zhuǎn)向裝置由于具備小型化的電力轉(zhuǎn)換裝置，還能夠應(yīng)用于搭載空間小的車，可以擴展至各個車種。另外，本實施方式的電力轉(zhuǎn)向裝置通過具備靜音化的電力轉(zhuǎn)換裝置，實現(xiàn)在司機附近配備驅(qū)動裝置。另外，本實施方式的電力轉(zhuǎn)向裝置通過抑制電力轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的平滑電容器的溫度上升，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的系統(tǒng)。

此外，在以上的實施例中，雖然設(shè)為電動機由3相構(gòu)成，但即使在同一電動機殼體中構(gòu)成了3相以上的電動機繞組的系統(tǒng)中，本發(fā)明仍可以發(fā)揮同樣的效果。

并且，電力轉(zhuǎn)換裝置具有2個電力轉(zhuǎn)換部，但即使在具有多個電力轉(zhuǎn)換部的情況下，通過將某個電力轉(zhuǎn)換部設(shè)為基準(zhǔn)執(zhí)行其他的電力轉(zhuǎn)換部的間歇控制，也能夠獲得與至此說明的實施例同等的效果。

符號說明

20：直流電源；100：電力轉(zhuǎn)換裝置；200：電力轉(zhuǎn)換部；210：平滑電容器；220：3相橋電路；230：電流檢測器；250：控制部；252：電壓指令運算部；253：電流檢測部；255：修正部；256：溫度檢測部；257：位置檢測裝置；300：電力轉(zhuǎn)換部；310：平滑電容器；320：3相橋電路；330：電流檢測器；353：電流檢測部；356：溫度檢測部；400：電動機。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其將從直流電源輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓來控制電動機，其特征在于，具備：

平滑電容器，其使所述直流電壓平滑化；

第1電力轉(zhuǎn)換部，其具有用于轉(zhuǎn)換電力的橋電路；

第2電力轉(zhuǎn)換部，其具有用于轉(zhuǎn)換電力的橋電路，并與所述第1電力轉(zhuǎn)換部并聯(lián)連接；以及

控制部，其基于輸出電壓矢量以及pwm載波生成pwm脈沖，

所述控制部基于第1輸出電壓矢量生成用于控制所述第1電力轉(zhuǎn)換部的輸出的第1pwm脈沖，并且基于第2輸出電壓矢量生成用于控制所述第2電力轉(zhuǎn)換部的輸出的第2pwm脈沖，

所述控制部具有修正部，該修正部將預(yù)定的輸出電壓矢量值修正為所述pwm載波的1個周期內(nèi)的平均值成為該預(yù)定的輸出電壓矢量值的2個以上的不同的輸出電壓矢量值，

所述修正部在作為所述pwm載波的多個周期中的1個周期的第1期間，進行所述第1輸出電壓矢量值的所述修正，并且在作為所述pwm載波的多個周期中的1個周期的與所述第1期間不同的第2期間，進行所述第2輸出電壓矢量值的所述修正。

2.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

所述第1電力轉(zhuǎn)換部及所述第2電力轉(zhuǎn)換部分別具有對流經(jīng)所述橋電路的直流母線的電流進行檢測，向所述控制部輸出檢測電流值的電流檢測器，

所述第1電力轉(zhuǎn)換部的所述電流檢測器在所述第1期間檢測所述直流母線的電流，

所述第2電力轉(zhuǎn)換部的所述電流檢測器在所述第2期間檢測所述直流母線的電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

具備溫度檢測部，該溫度檢測部檢測所述平滑電容器的溫度，

所述修正部在所述平滑電容器的溫度為預(yù)定溫度以上的情況下，在所述第1期間進行所述第1輸出電壓矢量值的所述修正，并且在所述第2期間進行所述第2輸出電壓矢量值的所述修正。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

所述修正部在所述平滑電容器的溫度小于所述預(yù)定溫度時，在所述pwm載波的每個周期進行所述修正。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

在將n1設(shè)為2以上的自然數(shù)，且將n2設(shè)為大于n1的自然數(shù)時，

所述修正部在所述平滑電容器的溫度小于所述預(yù)定溫度時，在所述pwm載波的n1周期以1次周期進行所述修正，

并且，所述修正部在所述平滑電容器的溫度為所述預(yù)定溫度以上時，在所述pwm載波的n2周期以1次周期進行所述修正。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

具備轉(zhuǎn)速檢測部，該轉(zhuǎn)速檢測部檢測在所述電動機中具備的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，

所述修正部在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為預(yù)定轉(zhuǎn)速以下時，在所述第1期間進行所述第1輸出電壓矢量值的所述修正，并且在所述第2期間進行所述第2輸出電壓矢量值的所述修正。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

所述修正部在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于所述預(yù)定轉(zhuǎn)速時，在所述pwm載波的每個周期進行所述修正。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

在將n3設(shè)為2以上的自然數(shù)，且將n4設(shè)為大于n3的自然數(shù)時，

所述修正部在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于所述預(yù)定轉(zhuǎn)速時，在所述pwm載波的n3周期以1次周期進行所述修正，

并且，所述修正部在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為所述預(yù)定轉(zhuǎn)速以下時，在所述pwm載波的n4周期以1次周期進行所述修正。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

所述修正部在所述第1pwm脈沖或第2pwm脈沖的調(diào)制系數(shù)為預(yù)定調(diào)制系數(shù)以下時，在所述第1期間進行所述第1輸出電壓矢量值的所述修正，并且在所述第2期間進行所述第2輸出電壓矢量值的所述修正。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任意一項所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，

所述平滑電容器具有所述第1電力轉(zhuǎn)換部中包含的第1平滑電容器以及所述第2電力轉(zhuǎn)換部中包含的第2平滑電容器，

所述第1電力轉(zhuǎn)換部具有檢測所述第1平滑電容器的溫度的第1溫度檢測部，

所述第2電力轉(zhuǎn)換部具有檢測所述第2平滑電容器的溫度的第2溫度檢測部，

所述修正部在所述第1平滑電容器的溫度為預(yù)定溫度以上時，在所述第1期間進行所述第1輸出電壓矢量值的所述修正。

11.一種電力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，具備：

權(quán)利要求1至10中的任意一項所述的電力轉(zhuǎn)換裝置；以及

由所述電力轉(zhuǎn)換裝置控制的所述電動機。

說明或聲明(按照條約第19條的修改)

1.將權(quán)利要求2中的“直流電流”(三處)修改為“直流母線的電流”。修改的依據(jù)如下所述。

確認(rèn)在[0027]段落中記載了“……能夠使用在直流母線上具備的電流檢測器230及電流檢測器330檢測電流”。

此外，確認(rèn)在[0038]段落中記載了“……雖然電流檢測器230配備在直流母線的負(fù)極側(cè)，但是也可以分別配備在將電力轉(zhuǎn)換部200與平滑電容器210連接的正極側(cè)配線、以及將電力轉(zhuǎn)換部300與平滑電容器310連接的正極側(cè)配線”。

此外，確認(rèn)在[0052]段落中記載了“……使用在直流母線具備的電流檢測器求出了該電動機電流值的情況”。

基于這樣的記載進行了上述的修改。由此，該修改是在申請初始的說明書或附圖中記載的事項以及根據(jù)該記載事項顯然可得到的事項的范圍內(nèi)進行的修改，是基于申請初始的說明書以及附圖的恰當(dāng)?shù)男薷摹?/p>