专利名称：电机控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用电功率转换器，如三相逆变器等，通过脉宽调制(PWM)控制方式驱动电机的电机控制系统。
背景技术：
图1示出通常已知的在例如JP-A-2002-186171中描述的电机控制系统，其中标号101表示三相无刷电机，102表示逆变器部分，103表示直流(DC)电源，104表示驱动部分，105表示控制部分，106表示温度传感器，107表示温度检测部分。
逆变器部分102有三对开关元件Us，Xs；Vs，Ys；Ws，Zs。每个开关元件都由晶体管等构成。根据从驱动部分104提供的驱动信号，开关元件Us，Xs；Vs，Ys；Ws，Zs被控制导通/关断，使得逆变器部分102可以将从DC电源103提供的DC功率转换为伪三相交流(AC)功率，该AC功率被输出到电机101的线圈项Uc、Vc、Wc。
控制部分105由微计算机等构成，执行PWM信号发生处理，以生成PWM信号，从而根据转速指令获得预定的电机转速，并且输出生成的PWM信号到驱动部分104；控制部分105还执行电机转速反馈处理，用于根据从轴位置检测部分108提供的轴位置数据计算当前电机转速，并控制当前电机转速，使其等于对应于转速命令的预定电机转速；控制部分105还执行下面将提到的热保护处理。
温度传感器106检测逆变器部分102的开关元件Us-Zs的温度。温度检测部分107执行温度检测信号的A/D转换，并将经过A/D转换的信号传递到控制部分105。温度传感器106包括利用电热调节器等的传感器，位于能够检测到开关元件温度的位置，如，在安装在基板上的开关元件附近，或在开关元件封装的表面上等。
轴位置传感器108检测电机101的转子位置。轴位置检测部分109对位置检测信号进行A/D转换，并将经过A/D转换的信号传递到控制部分105。轴位置传感器由分解器、旋转编码器等构成，并将其检测元件耦合到电机102的转子。
温度传感器106用于逆变器部分102的开关元件的热保护。在上述电机控制系统中，当温度传感器106检测到的温度超出预定可接受温度范围的上限时，执行使电机101停止的控制。
利用上述被设计为仅仅根据由温度传感器106检测到的温度执行热保护处理的电机控制系统，即使在开关元件Us-Zs能够实际工作而不会发生任何问题的温度状态，电机101也可能被强制停机。这样，开关元件的潜力本身不能被充分利用，导致电机的工作范围被不必要地变窄的缺陷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电机控制系统，其能够通过在热极限利用电功率转换器如三相逆变器的开关元件来扩展电机操作范围。
根据本发明的一方面，提供了一种电机控制系统，用于利用电功率转换器如三相逆变器等通过PWM控制方式驱动电机。该电机控制系统包括结温度计算装置，用于计算电功率转换器的开关元件的结温度；和结温度降低装置，用于比较由结温度计算装置计算的结温度和预设的温度限制，以便当结温度超过温度限制时，执行结温度降低处理，使得结温度等于或低于该温度限制。
根据该电机控制系统，计算的结温度与预设的温度限制相比较，当结温度超过温度限制时，执行结温度降低处理，以使结温度等于或小于温度限制。因此，开关元件可以有效地在其最大温度限制使用，而与检测到的温度无关，从而可以扩展电机操作范围。
根据本发明另一方面的电机控制系统是利用电功率转换器如三相逆变器等通过PWM控制方式驱动电机的一种电机控制系统，其主要包括损耗计算装置，用于计算电功率转换器的开关元件的损耗；和损耗减小装置，用于比较由损耗计算装置计算的损耗和预设的损耗限制，并且当损耗超出所述损耗限制时，执行损耗减小处理，使损耗等于或小于损耗限制。
根据该电机控制系统，计算的损耗与预设的损耗限制相互比较，当损耗超出损耗限制时，执行损耗减小处理，使损耗等于或小于损耗限制。因此，开关元件可以有效地在其最大温度限制使用，而与检测到的温度无关，从而可以扩展电机操作范围。
根据本发明另一方面的电机控制系统是利用电功率转换器如三相逆变器等通过PWM控制方式驱动电机的一种电机控制系统，其主要包括温度检测装置，用于检测电功率转换器的开关元件的温度；结温度计算装置，用于当由温度检测装置检测到的温度在开关元件的最大温度限制与低于最大温度限制的预定温度之间时，计算电功率转换器的开关元件的结温度；结温度降低装置，用于当由温度检测装置检测到的温度在开关元件的最大温度限制与低于最大温度限制的预定温度之间时，比较由结温度计算装置计算的结温度和预设的温度限制，并且当结温度超出温度限制时，执行结温度降低处理；损耗计算装置，用于当由温度检测装置检测到的温度等于或低于预定温度时，计算电功率转换器的开关元件的损耗；以及损耗减小装置，用于当由温度检测装置检测到的温度等于或低于预定温度时，比较由损耗计算装置计算的损耗和预设损耗限制，并且当损耗超出损耗限制时，执行损耗减小处理，使损耗等于或低于损耗限制。
根据该电机控制系统，当由温度检测装置检测到的温度在开关元件的最大温度限制与低于该最大温度限制的预定温度之间时，预设的温度限制与计算的结温度相比较，当结温度高于温度限制时，执行结温度降低处理，使结温度等于或低于温度限制。另一方面，当由温度检测装置检测到的温度等于或低于预定温度时，预设损耗限制与计算的损耗相比较，当损耗超过损耗限制时，执行损耗减小处理，使损耗等于或低于损耗限制。因此，开关元件能够有效地在其最高温度限制下使用，而不管检测到的温度，从而可以扩展电机操作范围。
根据本发明另一方面的电机控制系统是利用电功率转换器如三相逆变器等通过PWM控制方式驱动电机的一种电机控制系统，其主要包括损耗计算装置，用于计算电功率转换器的开关元件的损耗；结温度计算装置，用于计算电功率转换器的开关元件的结温度；损耗减小装置，用于比较由损耗计算装置计算的损耗与预设损耗限制，并且当损耗超过损耗限制时，执行损耗减小处理，使损耗等于或小于损耗限制；以及结温度降低装置，用于当由比较判断出损耗等于或小于损耗限制时，或者当通过损耗减小处理使损耗变得等于或小于损耗限制时，比较由结温度计算装置计算的温度和预设温度限制，并且当结温度超出温度限制时，执行结温度降低处理，使结温度等于或低于温度限制。
根据该电机控制系统，由损耗计算装置计算的损耗与预设损耗限制相比较，当损耗超过损耗限制时，执行损耗减小处理，使得损耗等于或低于损耗限制。当比较判断出损耗等于或小于损耗限制时，或通过损耗减小处理使得损耗变得等于或小于损耗限制时，由结温度计算装置计算的结温度与预设温度限制相比较，并且当结温度超过温度限制时，执行结温度降低处理，使得结温度等于或低于温度限制。因此，开关元件可以有效地在其最大温度限制使用，而与检测到的温度无关，从而可以扩展电机工作范围。
本发明的上述和其它目的、结构特征、功能、以及优点在以下的说明和附图中会更加清楚。
图1示出传统电机控制系统的框图；图2示出根据本发明的电机控制系统的框图；图3示出图2所示电机控制系统的第一工作范围限制方法流程图；图4示出根据第一工作范围限制方法的开关元件工作范围图；图5A和5B是解释根据第一工作范围限制方法用于减小开关次数的方法的图；图6是在图2所示电机控制系统中执行的第二工作范围限制方法流程图；图7示出根据第二工作范围限制方法的开关元件工作范围图；图8是在图2所示电机控制系统中执行的第三工作范围限制方法流程图；图9示出根据第三工作范围限制方法的开关元件工作范围图；图10是在图2所示电机控制系统中执行的第四工作范围限制方法流程图；图11示出根据第四工作范围限制方法的开关元件工作范围图；具体实施方式
图2示出根据本发明的电机控制系统的一个实施例，其中，标号1表示三相无刷电机，2表示逆变器部分，3表示直流电源部分，4表示驱动部分，5表示控制部分，6表示温度传感器，7表示温度检测部分，8表示电流传感器，9表示电流检测部分，10表示电压传感器，11表示电压检测部分，12表示轴位置传感器，13表示轴位置检测部分。
逆变器部分2具有3对开关元件Us，Xs；Vs，Ys；Ws，Zs，每个开关元件都由晶体管等构成。这些开关元件Us-Zs根据从驱动部分4提供的驱动信号被控制来导通和关断，逆变器部分2将直流功率转换为伪三相交流功率，该交流功率被输出到电机1的线圈相Uc、Vc和Wc上。
控制部分5由微计算机等构成，执行脉宽调制(PWM)信号发生处理，用于生成一个PWM信号，以根据转速命令而达到预定电机转速，并用于输出生成的PWM信号到驱动部分4；还执行电机转速反馈处理，用于根据从轴位置检测部分13提供的轴位置数据计算当前电机转速，并控制当前电机转速，使其等于对应于转速命令的预定电机转速；还执行下面将提到的工作范围限制处理。
温度传感器6检测逆变器部分2的开关元件Us-Zs的温度。温度检测部分7执行温度检测信号的A/D转换，并将经过A/D转换的信号传递到控制部分5。温度传感器6包括利用电热调节器等的传感器，位于能够检测到开关元件温度的位置，如，在安装在基板上的开关元件附近，或在开关元件封装的表面上等。
电流传感器8检测从直流电源3流向逆变器部分2的电流。电流检测部分9对电流检测信号进行A/D转换，并将经过A/D转换的信号传递到控制部分5。电流传感器8由公知的传感器利用旁路电阻等构成，并在从直流电源3到逆变器部分2之间的功率路径中提供。
电压传感器10检测从直流电源3流向逆变器部分2的电压。电压检测部分11对电压检测信号进行A/D转换，并将经过A/D转换的信号传递到控制部分5。电压传感器由公知的传感器利用电压驱动电阻等构成，并在从直流电源3到逆变器部分2之间的功率路径中提供。
轴位置传感器12检测电机1的转子位置。轴位置检测部分13对检测到的信号进行A/D转换，并将经过A/D转换的信号传递到控制部分5。轴位置传感器12由分解器、旋转编码器等构成，并将其检测元件耦合到电机1的转子。同时，在电机1为不具备轴位置传感器12的无传感器类型电机的情况下，轴位置传感器12可以省略，其中，提供一个传感器用于检测从逆变器部分2输出到电机1的线圈相的相电流，或用于检测相电流和相电压，且其中根据从该传感器提供的信号，控制部分5执行计算电机转速的处理。
下面将说明由该电机控制系统执行的工作范围限制处理。
图3和图4示出第一工作范围限制方法，其中图3是工作范围限制处理的流程图，图4示出开关元件的工作范围。
在图4中，Td表示由温度传感器6检测到的温度；Ts-Tj表示预定温度限制Ts减去计算的开关元件结温度Tj所得的差；X1表示结温度限制线；OR1表示在结温度限制线X1下形成的开关元件工作范围(图4中的阴影部分)。结温度限制线按照左-上方向梯度从最大温度限制Max，如150℃，向较低温度区延伸。
第一工作范围限制方法的特征在于计算开关元件Us-Zs的结温度，并进行控制，使计算的结温度Tj在图4所示工作范围OR1内。
具体地，如图3中的流程图所示，当前开关元件Us-Zs的结温度Tj按照以下公式计算(步骤S1)Tj＝Td+(Rh×Lo)， ...公式1其中，Td表示由温度传感器6检测到的温度；Rh表示温度传感器6与开关元件Us-Zs之间的热阻(摄制度每瓦)；Lo表示开关元件Us-Zs中的损耗。
公式1中的热阻Rh可以从温度传感器6和开关元件Us-Zs的说明书中得到。公式1中的损耗Lo是当开关元件Us-Zs被导通或关断时所产生的损耗Lo1与流过开关元件的电流产生的损耗Lo2之和(Lo＝Lo1+Lo2)。损耗Lo1可以根据以下公式计算Lo1＝Ns×f(电压，电流) ...公式2其中，Ns表示每单位时间的开关次数(或切换次数)，f(电压，电流)表示电压和电流的函数，可以表示为f＝α(常数)×电压×函数。开关次数Ns可以根据从控制部分5提供到驱动部分4，用于产生PWM信号的控制信号来确定，电流可以根据从电流检测部分9提供给控制部分5的电流数据确定，电压可以根据从电压检测部分11提供给控制部分5的电压数据确定。
确定Lo2的方法随开关元件是FET，还是晶体管，还是IGBT而不同。当开关元件是FET时，Lo2可以用以下公式计算Lo2＝Rs×Is2， ...公式3而当开关元件是晶体管或IGBT时，Lo2可以用以下公式计算Lo2＝Vcesat×Is， ...公式4
公式3中的符号Rs和Is分别表示开关元件Us-Zs的阻抗和流过开关元件Us-Zs的电流。电阻Rs可以根据开关元件Us-Zs的说明书事先确定，电流Is根据从电流检测部分9提供给控制部分5的电流数据确定。在公式4中，Vcesat可以根据从电压检测部分11提供给控制部分5的电压数据确定，电流Is根据从电流检测部分9提供给控制部分5的电流数据确定。
然后，比较由图4中的结温度限制线X1所表示的温度限制Ts和计算的结温度Tj(步骤S2)。如果Tj≤Ts，则流程返回步骤S1。如果Tj＞Ts，则执行降低结温度Tj的处理(步骤S3)。温度限制Ts事先根据开关元件Us-Zs的说明书确定，例如为150℃。
降低结温度Tj的处理是通过降低公式1中的损耗Lo实现的，更具体地，通过减少公式2中的开关次数Ns或降低公式3和4中的电流Is实现，或结合这两种方法实现。
开关次数Ns可以通过降低用于产生PWM信号的基本载波的频率来降低，根据该PWM信号可以获得预定电机转速。在如图5A所示通过在基本载波(三角波)CW上叠加一个输出设定信号CS来产生PWM信号MS的PWM方法中，开关次数Ns可以通过如图5B所示降低基本调制波CW的频率来降低。在该情况下，尽管基本调制波的频率降低，但输出信号MS的有效电压值不变，所以可以保持电机转速不变。
电流Is可以通过减小所产生的PWM信号的占空比来减小。在PWM信号如图5A所示生成的情况下，电流Is可以通过使所产生的PWM信号MS的高电平部分的时间宽度变窄来降低。在该情况下，输出信号MS的有效电压值减小，从而电机转速降低。
当通过执行结温度T j降低处理(步骤S4)使得满足Tj≤Ts时，流程返回步骤S1。然后重复类似的步骤。
根据第一工作范围限制方法，预设温度限制Ts与计算的结温度Tj比较，如果Tj＞Ts，则执行降低结温度Tj的处理，使得满足Tj≤Ts。因此，电机1的工作范围可以通过在开关元件Us-Zs的最大温度限制有效地加以利用而扩展，而不管检测到的温度Td为多少。
图6和7示出第二工作范围限制方法，其中图6是工作范围限制处理流程图，图7是开关元件的工作范围示意图。
在图7中，Td表示由温度传感器6检测到的温度，Lo表示通过计算得到的开关元件损耗；X2表示损耗限制线；OR2表示在损耗限制线X2之下形成的开关元件的工作范围(图7中的阴影部分)。结温度限制线X2在从最大温度限制Max，例如150℃到较低温度区域的范围内具有常值。
第二工作范围限制方法的特征在于，计算开关元件Us-Zs的损耗Lo，并进行控制，使得计算的损Lo在图7所示工作范围OR2内。
具体而言，如图6的流程图所示，计算当前开关元件Us-Zs的损耗Lo(步骤S11)。损耗Lo是当开关元件Us-Zs被导通或关断时所产生的损耗Lo1与流过开关元件的电流产生的损耗Lo2之和(Lo＝Lo1+Lo2)。Lo1可以从公式1确定，Lo2可以从公式3和4确定。
然后，比较由图7中的结温度限制线X2所表示的损耗限制Ls和计算的损耗Lo(步骤S12)。如果Lo≤Ls，则流程返回步骤S11。如果Lo＞Ls，则执行降低损耗Lo的处理(步骤S13)。损耗限制Ls事先根据开关元件Us-Zs的说明书确定。
降低损耗Lo的处理是通过减少公式2中的开关次数Ns或降低公式3和4中的电流Is实现，或结合这两种方法实现。至于降低开关次数Ns和电流Is的方法，与上述方法相同，在此省略对其解释。
当通过执行损耗Lo降低处理使得满足Lo≤Ls时，流程返回S11。随后，重复类似的处理。
根据该第二工作范围限制方法，预设的损耗限制与计算的损耗Lo相比较，如果Lo＞Ls，则执行Lo降低处理，使得满足Lo≤Ls。因此，电机1的工作范围可以通过在开关元件Us-Zs的最大温度限制有效地加以利用而扩展，而不管检测到的温度Td为多少。
图8和图9示出第三工作范围限制方法，其中，图8是工作范围限制处理流程图，图9是开关元件的工作范围示意图。
图9中，Td表示由温度传感器6检测到的温度；Ts-Tj表示预定温度限制Ts减去计算的开关元件结温度Tj所得的差；Lo表示通过计算得到的开关元件损耗；X1表示结温度限制线；X2表示损耗限制线；OR3表示在结温度限制线X1和损耗限制线X2之下形成的开关元件的工作范围(图9中的阴影部分)。结温度限制线X1按照左-上方向梯度从最大温度限制Max，如150℃，向较低温度区延伸。损耗限制线X2在最大温度限制Max，例如150℃，到较低温度区域内，是一个常值。
第三工作范围限制方法的特征在于，当温度传感器6检测到的温度Td在最大温度限制Max与预定温度T1之间时，计算开关元件Us-Zs的结温度Tj，并进行控制，使得计算的温度Tj在图9所示工作范围OR3中T1的右侧。当温度传感器6检测到的温度Td等于或低于预定温度T1时，计算开关元件Us-Zs的损耗Lo，并将计算的损耗Lo控制在图9所示工作范围OR3中T1的左侧。
具体而言，如图8中的流程图所示，温度传感器6检测到的温度Td与预定温度T1比较(步骤S21)。当Td＞T1时，流程前进到步骤S22。当Td≤T1时，流程前进到步骤S26。
如果Td＞T1，则根据公式1计算当前开关元件Us-Zs的结温度(步骤S22)。公式1中的损耗Lo为当开关元件Us-Zs被导通或关断时所产生的损耗Lo1与流过开关元件的电流产生的损耗Lo2之和(Lo＝Lo1+Lo2)。Lo1可以从公式1确定，Lo2可以从公式3和4确定。
然后，比较由图9中的结温度限制线X1描述的温度限制Ts和通过计算获得的结温度Tj。如果Tj≤Ts，则流程返回到步骤S21。如果Tj＞Ts，则执行降低结温度Tj的处理(步骤S24)。温度限制Ts根据开关元件Us-Zs的说明书事先确定，例如，是150℃。
降低结温度Tj的处理是通过降低公式1中的损耗Lo实现的，更具体地，通过减少公式2中的开关次数Ns或降低公式3和4中的电流Is实现，或结合这两种方法实现。至于降低开关次数Ns和电流Is的方法，与上述方法相同，在此省略对其解释。
当通过执行降低结温度Tj的处理使得Tj≤Ts时(步骤S25)，流程返回步骤S21。然后重复类似的处理。
另一方面，如果在步骤S21判断出Td≤T1，则计算当前开关元件Us-Zs的损耗Lo(步骤S26)。损耗Lo为当开关元件Us-Zs被导通或关断时所产生的损耗Lo1与流过开关元件的电流产生的损耗Lo2之和(Lo＝Lo1+Lo2)。Lo1可以从公式1确定，Lo2可以从公式3和4确定。
然后，比较由图9中的损耗限制线X2所指示的损耗限制Ls与通过计算获得的损耗Lo(步骤S27)。如果Lo≤Ls，则流程返回步骤S21。如果Lo＞Ls，则执行降低损耗Lo的处理(步骤S28)。损耗限制事先根据开关元件Us-Zs的说明书确定。
降低损耗Lo的处理是通过减少公式2中的开关次数Ns或降低公式3和4中的电流Is实现，或结合这两种方法实现。至于降低开关次数Ns和电流Is的方法，与上述方法相同，在此省略对其解释。
当通过执行损耗使得满足Lo≤Ls时(步骤S29)，流程返回到步骤S21。随后重复类似的程序。
根据该第三工作范围限制方法，当温度传感器6检测到的温度Td高于预定温度T1，且等于或低于开关元件Us-Zs的最大温度限制Max时，预设的温度限制Ts与计算的温度Tj相互比较，如果Tj＞Ts，则执行降低结温度Tj的处理，使得满足Tj≤Ts。另一方面，当温度传感器6检测到的温度Td等于或低于预定温度T1时，预设的损耗限制Ls与计算的损耗Lo相互比较，如果Lo＞Ls，则执行降低损耗Lo的处理，使得满足Lo≤Ls。因此，电机1的工作范围可以通过在开关元件Us-Zs的最大温度限制有效地加以利用而扩展，而不管检测到的温度Td为多少。
图10和11示出第四工作范围限制方法，其中，图10是工作范围限制处理流程图，图11是开关元件的工作范围示意图。
在图11中，Td表示温度传感器6检测到的温度；Ts-Tj表示预定温度限制Ts减去计算的开关元件结温度Tj所得的差；Lo表示通过计算得到的开关元件损耗；X1表示结温度限制线；X2表示损耗限制线；OR4表示在结温度限制线X1和损耗限制线X2之下形成的开关元件的工作范围(图11中的阴影部分)。结温度限制线X1按照左-上方向梯度从最大温度限制Max，如150℃，向较低温度区延伸。损耗限制线X2在最大温度限制Max，例如150℃，到较低温度区域内，是一个常值。这些限制线X1和X2在低于最大温度限制Max的预定温度例如25℃相交。
第四工作范围限制方法的特征在于，计算开关元件Us-Zs的损耗Lo，如果Lo＞Ls，则执行控制，使得计算的损耗Lo在图11所示的工作范围OR4内。如果Lo≤Ls，则计算开关元件Us-Zs的结温度Tj，并执行控制，使得结温度Tj在图11所示的工作范围OR4内。
更具体地，如图10的流程图所示，计算当前开关元件Us-Zs的损耗Lo(步骤S31)。损耗Lo是当开关元件Us-Zs被导通或关断时所产生的损耗Lo1与流过开关元件的电流产生的损耗Lo2之和(Lo＝Lo1+Lo2)。Lo1可以从公式1确定，Lo2可以从公式3和4确定。
然后，比较由图11中的损耗限制线X2所表示的损耗限制Ls和计算的损耗Lo(步骤S32)。如果Lo≤Ls，则流程返回步骤S31。如果Lo＞Ls，则执行降低损耗Lo的处理(步骤S33)。损耗限制Ls事先根据开关元件Us-Zs的说明书确定。
降低损耗Lo的处理是通过减少公式2中的开关次数Ns或降低公式3或4中的电流Is实现，或结合这两种方法实现。至于降低开关次数Ns和电流Is的方法，与上述方法相同，在此省略对其解释。
当通过执行损耗Lo降低处理使得满足Lo≤Ls时(步骤S34)，或当在步骤S32判断出Lo≤Ls时，根据公式1计算当前开关元件Us-Zs的损耗Lo(步骤S35)。损耗Lo是当开关元件Us-Zs被导通或关断时所产生的损耗Lo1与流过开关元件的电流产生的损耗Lo2之和(Lo＝Lo1+Lo2)。Lo1可以从公式1确定，Lo2可以从公式3和4确定。
然后，比较由图11中的结温度限制线X1描述的温度限制Ts和通过计算获得的结温度Tj(步骤S36)。如果Tj≤Ts，则流程返回到步骤S31。如果Tj＞Ts，则执行降低结温度Tj的处理(步骤S37)。温度限制Ts根据开关元件Us-Zs的说明书事先确定，例如，是150℃。
降低结温度Tj的处理是通过降低公式1中的损耗Lo实现的，更具体地，通过减少公式2中的开关次数N s或降低公式3和4中的电流Is实现，或结合这两种方法实现。至于降低开关次数Ns和电流Is的方法，与上述方法相同，在此省略对其解释。
当通过执行降低结温度Tj的处理使得Tj≤Ts时(步骤S38)，流程返回步骤S31。然后重复类似的处理。
根据该第四工作范围限制方法，对计算的损耗Lo和预设损耗限制Ls进行比较，当Lo＞Ls，则执行降低损耗Lo的处理，使得满足Lo≤Ls。如果通过比较判断出Lo≤Ls或通过执行降低损耗Lo的处理，使得Lo≤Ls，则将预设的温度限制Ts与计算的温度Tj相互比较，如果Tj＞Ts，则执行降低结温度Tj的处理，使得满足Tj≤Ts。因此，电机1的工作范围可以通过在开关元件Us-Zs的最大温度限制有效地加以利用而扩展，而不管检测到的温度Td为多少。
在上述说明中，通过举例的方式描述了通过逆变器部分2驱动三项无刷电机1的情况。除了无刷电机外，上述工作范围限制方法还可以应用于包括用于驱动电机的逆变器的电机控制系统，如磁阻电机或感应电机，并能获得类似于以上所述的功能和优点。
权利要求
1.一种电机控制系统，用于利用电功率转换器如三项逆变器等通过脉宽调制控制驱动电机，包括结温度计算装置，用于计算所述电功率转换器的开关元件的结温度；和结温度降低装置，用于比较由结温度计算装置计算得到的结温度和预设的温度限制，并且当结温度超过所述温度限制时，执行结温度降低处理，使得结温度等于或低于所述温度限制。
2.一种电机控制系统，用于利用电功率转换器如三项逆变器等通过脉宽调制控制驱动电机，包括损耗计算装置，用于计算所述电功率转换器的开关元件的损耗；和损耗减小装置，用于比较由损耗计算装置计算得到的损耗和预设的损耗限制，并且当损耗超过所述损耗限制时，执行损耗减小处理，使得损耗等于或小于所述损耗限制。
3.一种电机控制系统，用于利用电功率转换器如三项逆变器等通过脉宽调制控制驱动电机，包括温度检测装置，用于检测所述电功率转换器的开关元件的温度；结温度计算装置，用于当由所述温度检测装置检测到的温度在所述开关元件的最大温度限制和低于该最大温度限制的预定温度之间时，计算所述电功率转换器的开关元件的结温度；结温度降低装置，用于当由所述温度检测装置检测到的温度在所述开关元件的最大温度限制和低于该最大温度限制的预定温度之间时，比较由结温度计算装置计算得到的结温度和预设温度限制，并且当所述结温度超出所述温度限制时，执行结温度降低处理；损耗计算装置，用于当由所述温度检测装置检测到的温度等于或低于所述预定温度时，计算所述电功率转换器的开关元件的损耗；和损耗减小装置，用于当由温度检测装置检测到的温度等于或低于所述预定温度时，比较由所述损耗计算装置计算得到的损耗和预设的损耗限制，并且当损耗超过所述损耗限制时，执行损耗减小处理，使得损耗等于或小于所述损耗限制。
4.一种电机控制系统，用于利用电功率转换器如三项逆变器等通过脉宽调制控制驱动电机，包括损耗计算装置，用于计算所述电功率转换器的开关元件的损耗；结温度计算装置，用于计算所述电功率转换器的开关元件的结温度；损耗减小装置，用于比较由所述损耗计算装置计算得到的损耗和预设损耗限制，并且当损耗超过所述损耗限制时，执行损耗减小处理，使得损耗等于或小于所述损耗限制；和结温度降低装置，用于当上述比较判断出所述损耗等于或小于所述损耗限制，或当经过损耗减小处理使得损耗等于或小于所述损耗限制时，比较由所述结温度计算装置计算得到的结温度和预设温度限制，并且当所述结温度超过所述温度限制时，执行结温度降低处理，使得结温度等于或低于所述温度限制。
5.根据权利要求1、3、或4所述的电机控制系统，其中所述结温度降低装置通过减少单位时间内所述开关的开关次数的方法和降低流过所述开关元件的电流的方法中的至少一种方法执行结温度降低处理。
6.根据权利要求2、3、或4所述的电机控制系统，其中所述损耗减小装置通过减少单位时间内所述开关的开关次数的方法和降低流过所述开关元件的电流的方法中的至少一种方法执行损耗减小处理。
7.根据权利要求5所述的电机控制系统，其中所述开关元件的开关次数是通过降低用于产生脉宽调制信号的基本载波频率来减少的。
8.根据权利要求6所述的电机控制系统，其中所述开关元件的开关次数是通过降低用于产生脉宽调制信号的基本载波频率来减少的。
9.根据权利要求5所述的电机控制系统，其中所述电流是通过减小脉宽调制信号的占空比来降低的。
10.根据权利要求6所述的电机控制系统，其中所述电流是通过减小脉宽调制信号的占空比来降低的。
全文摘要
一种电机控制系统包括一个控制部分，该控制部分执行操作范围限制处理，其中计算电功率转换器的开关元件的结温度，并将该结温度与预设温度限制相比较，当结温度超过温度限制时，执行结温度降低处理，使得结温度等于或低于所述温度限制，从而开关元件实际上可以在其最大温度限制使用，而与温度传感器检测到的温度无关，从而扩大电机的工作范围。
文档编号H02P6/12GK1512657SQ20031011317
公开日2004年7月14日 申请日期2003年12月25日 优先权日2002年12月26日
发明者广野大辅 申请人:三电有限公司