旋转电机控制装置

文档序号:31052252发布日期:2022-08-06 08:01阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种旋转电机控制装置,通过第一逆变器以及第二逆变器来驱动控制具有相互独立的多相开路绕组的旋转电机,其中,所述第一逆变器与所述多相开路绕组的一端侧连接,在直流与多相交流之间转换电力,所述第二逆变器与所述多相开路绕组的另一端侧连接,在直流与多相交流之间转换电力,所述第一逆变器和所述第二逆变器分别能够通过开关模式不同的多个控制方式进行控制,并且能够以相互独立的所述控制方式进行控制,作为所述旋转电机的控制区域,设定有第一速度区域和在相同的扭矩下所述旋转电机的转速高于所述第一速度区域的第二速度区域,所述控制方式包括:脉冲宽度调制控制,在电角度的一个周期中输出模式不同的多个脉冲;以及混合脉冲宽度调制控制,进行控制以在电角度的1/2周期即第一期间中输出模式不同的多个脉冲,在剩余的1/2周期即第二期间中持续非有效状态,在所述第二速度区域中,通过所述混合脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个逆变器。2.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置,其中,所述脉冲宽度调制控制是基于指令值和载波而生成多个脉冲的控制,所述混合脉冲宽度调制控制是基于所述指令值的变化域的1/2的波高的所述载波即半载波和所述指令值而生成多个脉冲的控制,所述混合脉冲宽度调制控制通过以下方式生成多个脉冲:双半载波单参考方式,基于作为所述半载波而设定在比所述指令值的振幅中心更靠高电压侧和低电压侧中的一方的第一半载波和所述第一逆变器以及第二逆变器共用的所述指令值,来生成所述第一逆变器用的脉冲,基于具有与所述第一半载波相同的相位且设定在比所述指令值的振幅中心更靠高电压侧和低电压侧中的另一方的第二半载波和所述指令值,来生成所述第二逆变器用的脉冲,或者双半载波双参考方式,基于作为所述半载波而设定在比所述指令值的振幅中心更靠高电压侧和低电压侧中的一方的第一半载波和所述第一逆变器用的第一指令值,来生成所述第一逆变器用的脉冲,基于具有与所述第一半载波相差180度的相位且设定在与所述第一半载波相同的一侧的第二半载波和相位与所述第一指令值相差180度的所述第二逆变器用的第二指令值,来生成所述第二逆变器用的脉冲。3.根据权利要求1或2所述的旋转电机控制装置,其中,在所述第一逆变器以及所述第二逆变器中,交流1相的臂分别由上级侧开关元件和下级侧开关元件的串联电路构成,所述控制方式还包括主动短路控制,在所述主动短路控制中,将多相的全部的所述臂的所述上级侧开关元件设为接通状态或者将多相的全部的所述臂的所述下级侧开关元件设为接通状态,在所述第一速度区域中,执行通过所述主动短路控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个所述逆变器,并且通过所述脉冲宽度调制控制来控制另一个所述逆变器的对象第一速度区域控制。
4.根据权利要求3所述的旋转电机控制装置,其中,在所述第一速度区域中,根据预先规定的条件交替地切换控制所述第一逆变器的所述控制方式和控制所述第二逆变器的所述控制方式。5.根据权利要求3或4所述的旋转电机控制装置,其中,在所述脉冲宽度调制控制中,作为所述控制方式包括有:连续脉冲宽度调制控制,对多相的全部的所述臂连续地进行脉冲宽度调制;以及不连续脉冲宽度调制控制,对多相的一部分的所述臂,包含将开关元件固定为接通状态或者断开状态的期间地进行脉冲宽度调制,在所述第一速度区域内的低速度侧的低速度侧第一速度区域中,通过所述主动短路控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个所述逆变器,并且通过所述连续脉冲宽度调制控制来控制另一个所述逆变器,在所述第一速度区域内的高速度侧的高速度侧第一速度区域中,通过所述主动短路控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个所述逆变器,并且通过所述不连续脉冲宽度调制控制来控制另一个所述逆变器。6.根据权利要求1或2所述的旋转电机控制装置,其中,在所述第一速度区域中,执行通过所述混合脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个逆变器的对象第一速度区域控制。7.根据权利要求3至6中任一项所述的旋转电机控制装置,其中,作为所述旋转电机的控制模式,具有损耗降低优先模式和噪声降低优先模式,并且能够对所述损耗降低优先模式和所述噪声降低优先模式进行切换,在所述损耗降低优先模式中,在所述第一速度区域中,执行所述对象第一速度区域控制,在所述噪声降低优先模式中,在所述第一速度区域中,执行通过所述脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器的代替第一速度区域控制,以代替所述对象第一速度区域控制。8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转电机控制装置,其中,在所述第一逆变器以及所述第二逆变器中,交流1相的臂分别由上级侧开关元件和下级侧开关元件的串联电路构成,所述混合脉冲宽度调制控制包括:混合连续脉冲宽度调制控制,在所述第二期间中以持续非有效状态的方式进行控制,并且在所述第一期间中对多相的全部的所述臂连续地进行脉冲宽度调制;以及混合不连续脉冲宽度调制控制,在所述第二期间中以持续非有效状态的方式进行控制,并且在所述第一期间中对多相的一部分的所述臂,包含将开关元件固定为接通状态或者断开状态的期间地进行脉冲宽度调制,在所述第二速度区域内的低速度侧的低速度侧第二速度区域中,通过所述混合连续脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器,在所述第二速度区域内的高速度侧的高速度侧第二速度区域中,通过所述混合不连续脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器。9.根据权利要求8所述的旋转电机控制装置,其中,作为所述控制方式包括不连续脉冲宽度调制控制,在所述不连续脉冲宽度调制控制
中,对多相的一部分的所述臂,包含将开关元件固定为接通状态或者断开状态的期间地进行脉冲宽度调制,在所述高速度侧第二速度区域中,通过所述不连续脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器,以代替所述混合不连续脉冲宽度调制控制。10.根据权利要求6所述的旋转电机控制装置,其中,在所述第一速度区域以及所述第二速度区域中,在作为预先规定的扭矩的规定扭矩以上的高扭矩区域中,通过所述脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个逆变器,在小于所述规定扭矩的低扭矩区域中,通过所述混合脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个逆变器。11.根据权利要求10所述的旋转电机控制装置,其中,在所述第一逆变器以及所述第二逆变器中,交流1相的臂分别由上级侧开关元件和下级侧开关元件的串联电路构成,在所述脉冲宽度调制控制中,作为所述控制方式包括有:连续脉冲宽度调制控制,对多相的全部的所述臂连续地进行脉冲宽度调制;以及不连续脉冲宽度调制控制,对多相的一部分的所述臂,包含将开关元件固定为接通状态或者断开状态的期间地进行脉冲宽度调制,所述混合脉冲宽度调制控制包括:混合连续脉冲宽度调制控制,在所述第二期间中以持续非有效状态的方式进行控制,并且在所述第一期间中对多相的全部的所述臂连续地进行脉冲宽度调制;以及混合不连续脉冲宽度调制控制,在所述第二期间中以持续非有效状态的方式进行控制,并且在所述第一期间中对多相的一部分的所述臂,包含将开关元件固定为接通状态或者断开状态的期间地进行脉冲宽度调制,将所述第二速度区域内的低速度侧的区域设定为低速度侧第二速度区域,将所述第二速度区域内的高速度侧的区域设定为高速度侧第二速度区域,在所述第一速度区域以及所述低速度侧第二速度区域中的所述低扭矩区域中,通过所述混合连续脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器,在所述高速度侧第二速度区域中的所述低扭矩区域中,通过所述混合不连续脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器,在所述第一速度区域中的所述高扭矩区域中,通过所述连续脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器,在所述第二速度区域中的所述高扭矩区域中,通过所述不连续脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器。12.根据权利要求1至11中任一项所述的旋转电机控制装置,其中,各个控制区域的边界根据与所述旋转电机的扭矩对应的所述旋转电机的转速和多相交流电压的线电压的有效值相对于直流总线电压的比例中的至少一个而设定。13.根据权利要求1至12中任一项所述的旋转电机控制装置,其中,作为所述控制方式,还具有在电角度的一个周期中输出一个脉冲的矩形波控制,还设定有在相同的扭矩下所述旋转电机的转速高于所述第二速度区域的第三速度区
域,在所述第三速度区域中,通过所述矩形波控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器。14.一种旋转电机控制装置,通过第一逆变器以及第二逆变器来驱动控制具有相互独立的多相开路绕组的旋转电机,其中,所述第一逆变器与所述多相开路绕组的一端侧连接,在直流与多相交流之间转换电力,所述第二逆变器与所述多相开路绕组的另一端侧连接,在直流与多相交流之间转换电力,在所述第一逆变器以及所述第二逆变器中,交流1相的臂分别由上级侧开关元件和下级侧开关元件的串联电路构成,作为所述第一逆变器以及所述第二逆变器的控制方式至少具有:脉冲宽度调制控制,在电角度的一个周期中输出模式不同的多个脉冲;以及主动短路控制,将多相的全部的所述臂的所述上级侧开关元件设为接通状态或者将多相的全部的所述臂的所述下级侧开关元件设为接通状态,并且,在所述脉冲宽度调制控制中,作为所述控制方式包括有:连续脉冲宽度调制控制,对多相的全部的所述臂连续地进行脉冲宽度调制;以及不连续脉冲宽度调制控制,对多相的一部分的所述臂,包含将开关元件固定为接通状态或者断开状态的期间地进行脉冲宽度调制,所述第一逆变器和所述第二逆变器分别能够以相互独立的所述控制方式进行控制,作为所述旋转电机的控制区域设定有:第一速度区域;第二速度区域,在相同的扭矩下所述旋转电机的转速高于所述第一速度区域;以及第三速度区域,在相同的扭矩下所述旋转电机的转速高于所述第二速度区域,在所述第一速度区域中,通过所述主动短路控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个逆变器,并且通过所述连续脉冲宽度调制控制来控制另一个所述逆变器,在所述第二速度区域中,通过所述主动短路控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个所述逆变器,并且通过所述不连续脉冲宽度调制控制来控制另一个所述逆变器,在所述第三速度区域中,执行通过所述不连续脉冲宽度调制控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器的对象控制。

技术总结
能够适当地控制在开路绕组(8)的两端分别具有的两个逆变器(10)。作为旋转电机(80)的控制区域(R),设定有第一速度区域(VR1)和在相同的扭矩下旋转电机(80)的转速高于第一速度区域(VR1)的第二速度区域(VR2),旋转电机控制装置(1)在第二速度区域(VR2)中,通过混合脉冲宽度调制控制来控制第一逆变器(11)以及第二逆变器(12)这两个逆变器(10),其中,该混合脉冲宽度调制控制以在电角度的1/2周期即第一期间(T1)中输出模式不同的多个脉冲,在剩余的1/2周期即第二期间(T2)中持续非有效状态的方式进行控制。进行控制。进行控制。


技术研发人员:苏布拉塔
受保护的技术使用者:国立大学法人名古屋工业大学
技术研发日:2020.09.29
技术公布日:2022/8/5
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