电力变换器的制造方法
【专利摘要】一种电力变换器，其减小切换时段(Pc)中转矩纹波和电流纹波，该电力变换器具有包括指令计算器(415、425)的控制器，该指令计算器(415、425)计算第一电压指令值(Du1、Dv1、Dw1)和第二电压指令值(Du2、Dv2、Dw2)，其中，在第一时段(P1)内，第一中性点电压(Vn1)被偏移至输出中心值(VM)以下，并且第二中性点电压(Vn2)被偏移至输出中心值(VM)以上；以及在第二时段(P2)内，第一中性点电压(Vn1)被偏移至输出中心值(VM)以上，并且第二中性点电压(Vn2)被偏移至输出中心值(VM)以下。
【专利说明】
电力变换器
技术领域
[0001 ]本公开内容总体上涉及用于变换电力的电力变换器。
【背景技术】
[0002]通常，本领域已知用于对供给具有2组绕组的电动机的电力进行变换的电力变换器。例如，在专利文献JP 2011-188674A(专利文献I)中，为了便于将热生成分配至绕组中的每个绕组，电力变换器具有与2组绕组对应的两个逆变器，并且与每个逆变器的驱动有关的占空比指令信号的偏移方向以预设间隔进行切换。
[0003]如专利文献I所公开的，当切换占空比指令信号的偏移方向时，这样的切换可能会引起转矩纹波以及振动和噪声。
【发明内容】
[0004]本公开内容的目的在于提供一种能够减小要供给电机的电流的纹波和/或转矩的纹波的电力变换器。
[0005]在本公开内容的一个方面中，本公开内容的电力变换器包括第一逆变器、第二逆变器和控制器，其中该电力变换器变换供给具有第一绕组和第二绕组的旋转电机的电力。
[0006]第一逆变器具有分别对应于第一绕组中的多个相的第一开关元件。
[0007]第二逆变器具有分别对应于第二绕组中的多个相的第二开关元件。
[0008]控制器包括指令计算器。指令计算器计算应用于第一绕组的第一电压指令值和应用于第二绕组的第二电压指令值。
[0009]指令计算器以电压指令切换方案计算第一电压指令值和第二电压指令值，以用于在由指令计算器实施电压指令切换方案时以预设切换时段在第一时段与第二时段之间进行切换。
[0010]在实施期间，(i)在第一时段内，第一中性点电压被向下偏移至可输出电压范围的输出中心值以下，并且第二中性点电压被向上偏移至可输出电压范围的输出中心值以上。此外，(ii)在第二时段内，第一中性点电压被偏移至可输出电压范围的输出中心值以上，并且第二中性点电压被偏移至可输出电压范围的输出中心值以下，使得第一中性点电压和第二中性点电压中的每个的改变的时间常数变得大于预设时间常数。
[0011]在本公开内容中，执行两个状态(S卩，(i)第一中性点电压被偏移至输出中心值以下并且第二中性点电压被偏移至输出中心值以上的状态；以及(ii)第一中性点电压被偏移至输出中心值以上并且第二中性点电压被偏移至输出中心值以下的状态)之间的切换。由此，减小了开关元件之间的热生成不均匀性。
[0012]此外，指令计算器计算第一电压指令值和第二电压指令值，使得第一中性点电压和第二中性点电压中的每个的改变的时间常数变得大于预设时间常数，这意在使第一中性点电压和第二中性点电压逐渐改变。
[0013]以这样的方式，可以减小伴随第一时段与第二时段之间的切换而出现的电流纹波，由此使能够减小转矩纹波以及减小振动和声音。
【附图说明】
[0014]根据参照附图做出的以下详细描述，本公开内容的目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中:
[0015]图1是本公开内容的第一实施方式中的电动转向装置的示意图；
[0016]图2是本公开内容的第一实施方式中的电力变换器的电气构成的电路图；
[0017]图3是本公开内容的第一实施方式中的控制器的框图；
[0018]图4A/图4B是本公开内容的第一实施方式中的偏移方向的切换的轮廓的时序图；
[0019]图5是本公开内容的第一实施方式中的指令计算过程的流程图；
[0020]图6A/图6B/图6C是本公开内容的第一实施方式中的偏移方向的切换的时序图；
[0021]图7是本公开内容的第二实施方式中的指令计算过程的流程图；
[0022]图8是本公开内容的第三实施方式中的控制器的框图；以及
[0023]图9是本公开内容的第四实施方式中的控制器的框图。
【具体实施方式】
[0024]在下文中，基于附图来描述本公开内容的电力变换器。在下面实施方式中，相同的部分具有相同的附图标记并且不再重复对相同部分的描述。
[0025](第一实施方式)
[0026]基于图1至图6来描述本公开内容的第一实施方式中的电力变换器。
[0027]本实施方式的电力变换器I应用于利用电动机10来辅助由驾驶员执行的转向操作的电动转向装置5，电动机1也被描述为旋转电机。
[0028]图1示出了设置有电动转向装置5的转向系统90的整体配置。
[0029]转向系统90包括方向盘(S卩，方向盘)91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴97、车轮98和电动转向装置5等。
[0030]方向盘91与转向轴92连接。转向轴92上设置有转矩传感器94，转矩传感器94检测由驾驶员对方向盘91的操作而输入至转向轴92的转向转矩。转向轴92的末端设置有小齿轮96，并且小齿轮96与齿条轴97啮合。一对车轮98经由拉杆等与齿条轴97的两端连接。
[0031]由此，当驾驶员旋转方向盘91时，连接至方向盘91的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动被小齿轮96转变成齿条轴97的线性运动，并且车轮98根据齿条轴97的位移量而转向一定的角度。
[0032]电动转向装置5具有电动机10、电力变换器I和减速齿轮9等，其中，电动机10输出用于辅助驾驶员对方向盘91的转向操作的辅助转矩，电力变换器I用于电机的驱动控制，减速齿轮9降低用于向转向轴92或齿条轴97输出旋转的电动机10的旋转速度。
[0033]电动机10通过从作为直流电源的电池30接收电力供给而被驱动(参照图2)并且使减速齿轮9来回(即往复)旋转。
[0034]如图2所示，电动机10是三相无刷电动机，并且具有转子和定子(未示出)。转子是圆柱形部件，并且永磁铁附接在表面上且具有磁极。定子具有缠绕于定子上的绕组11和绕组12。第一绕组11包括Ul线圈111、V1线圈112和Wl线圈113。第二绕组12包括U2线圈121、V2线圈122和W2线圈123。
[0035]电力变换器I包括第一逆变器21、第二逆变器22、第一电流检测器26、第二电流检测器27、旋转角传感器29、第一电力继电器31、第二电力继电器32、第一电容器33、第二电容器34以及驱动电路(预驱动器)35和控制器40等。
[0036]第一逆变器21具有六个第一开关元件211至216(“开关元件”在下文中可以被称为“SW元件”)，并且对至第一绕组11的线圈111、112和113的电力供给进行切换。
[0037]设置在高电位侧的高电位侧SW元件211、212和213的漏极分别经由第一高侧母线218与电池30的正电极连接。
[0038]高电位侧SW元件211、212和213的源极分别与设置在低电位侧的低电位侧SW元件214、215和216的漏极连接。
[0039]低电位侧SW元件214、215和216的源极分别经由第一低侧母线219与电池30的负电极连接。
[0040]高电位侧SW元件211、212和213与低电位侧SW元件214、215和216的接合点各自分别与Ul线圈111、V1线圈112和Wl线圈113的一端连接。
[0041 ] 第二逆变器22具有六个第二SW元件221至226，并且对至第二绕组12的线圈121、122和123的电力供给进行切换。
[0042]高电位侧SW元件221、222和223的漏极分别经由第二高侧母线228与电池30的正电极连接。
[0043]高电位侧SW元件221、222和223的源极分别与低电位侧SW元件224、225和226的漏极连接。
[0044]低电位侧SW元件224、225和226的源极分别经由第二低侧母线229与电池30的负电极连接。
[0045]高电位侧SW元件221、222和223与低电位侧SW元件224、225和226的接合点各自分别与U2线圈121、V2线圈122和W2线圈123的一端连接。
[0046]尽管本实施方式的SW元件211至216均为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，但绝缘栅双极晶体管(IGBT)、晶闸管等也可以用作SW元件。
[0047]第一电流检测器26包括电流检测元件261、262和263。
[0048]电流检测元件261设置在SW元件214的低电位侧并且检测提供给Ul线圈111的电流。电流检测元件262设置在SW元件215的低电位侧并且检测提供给Vl线圈112的电流。电流检测元件263设置在SW元件216的低电位侧并且检测提供给Wl线圈113的电流。由第一电流检测器26检测的与提供给第一绕组11的各个相的电流有关的电流检测值在下文中被称为第一电流检测值Iul、Ivl和Iwl。
[0049]第二电流检测器27包括电流检测元件271、272和273。
[0050]电流检测元件271设置在SW元件224的低电位侧并且检测提供给U2线圈121的电流。电流检测元件272设置在SW元件225的低电位侧并且检测提供给V2线圈122的电流。电流检测元件273设置在SW元件226的低电位侧并且检测提供给W2线圈123的电流。由第二电流检测器27检测的与提供给第二绕组12的各个相的电流有关的电流检测值在下文中被称为第二电流检测值Iu2、Iv2和Iw2。
[0051]本实施方式的电流检测元件261至263、271至273是分流电阻器。
[0052]旋转角传感器29检测电动机10的旋转角。
[0053]由旋转角传感器29检测的电动机10的旋转角Θ被输出至控制器40。
[0054]第一电力继电器31能够拦截从电池30到第一逆变器21的电力供给。此外，第二电力继电器32能够拦截从电池30到第二逆变器22的电力供给。
[0055]尽管电力继电器31和32是与SW元件211等相同的M0SFET，但电力继电器31和32也可以是IGBT或机械继电器等。
[0056]此外，当电力继电器31和32被实现为MOSFET等时，优选地使用反向连接保护继电器(未示出)，该反向连接保护继电器与电力继电器31和32串联连接以用于在电池30等的意外反向连接情况下保护电力继电器31和32。
[0057]第一电容器33与电池30和第一逆变器21并联连接。第二电容器34与电池30和第二逆变器22并联连接。
[0058]电容器33和34通过存储电荷来辅助向逆变器21和22供给电力或者控制噪声成分(例如，浪涌电流)。
[0059]在本实施方式中，第一绕组11以及用于控制至第一绕组11的电力供给的第一逆变器21、第一电流检测器26、第一电力继电器31和第一电容器33被统称为“第一系统101” ；第二绕组12以及用于控制至第二绕组12的电力供给的第二逆变器22、第二电流检测器27、第二电力继电器32和第二电容器34被统称为“第二系统102”。在下文中，编号“I”可以用作涉及第一系统101的控制的部件的索引，并且编号“2”可以用作涉及第二系统102的控制的部件的索引。
[0060]控制器40对作为整体的电力变换器I进行控制，并且由执行各种操作和计算的微计算机等构成。控制器40中的每个处理可以是通过由中央处理单元(CPU)执行预先存储的程序而进行的软件处理或者可以是通过专用于这样的处理的电子电路而实现的硬件处理。[0061 ]控制器40基于从转矩传感器94得到的转向转矩、从旋转角传感器29得到的电角度Θ等生成控制信号，该控制信号控制SW元件211至216、221至226的导通(ON)和关断(OFF)切换。所生成的控制信号经由驱动电路(预驱动器)35输出至SW元件211至216、221至226的栅极。
[0062]如图3所示，控制器40具有与第一系统101的控制有关的第一指令计算器41和与第二系统102的控制有关的第二指令计算器42。
[0063]由于第一指令计算器41的分配有编号41x的功能块和第二指令计算器42的分配有编号42x的功能块基本相同(例如，411=421)，下面仅描述功能块41x。
[0064]第一指令计算器41包括3相至2相变换器410、减法器411和412、控制部413、2相至3相变换器414以及占空比计算器415。
[0065]3相至2相变换器410基于电角度Θ来对由第一电流检测器26检测且在偏移误差、增益误差等方面经校正的电流检测值Iul、I vl和Iwl执行dq变换，并且计算出d轴电流检测值Idl和q轴电流检测值Iql。
[0066]d轴减法器411计算d轴电流偏差Δ Idl，d轴电流偏差Δ Idl是d轴电流指令值Id*l与d轴电流检测值Idl之间的偏差。
[0067]q轴减法器412计算q轴电流偏差Δ Iql，q轴电流偏差Δ Iql是q轴电流指令值Iq*l与q轴电流检测值Iql之间的偏差。
[0068]控制部413通过？1计算等来计算(1轴电压指令值￥(1*1和9轴电压指令值\^*1，使得电流偏差Δ Idl和Δ Iql分别收敛至零。
[0069]2相至3相变换器414基于电角度Θ对d轴电压指令值Vd*l和q轴电压指令值Vq*l执行逆dq变换，并且计算出电压指令值Vu*l、Vv*l和Vw*l。
[°07°]占空比计算器415基于电压指令值Vu*l、Vv*l和Vw*l来计算占空比指令值Dul、Dvl和 Dw I ο
[0071]第二指令计算器42的占空比计算器425基于电压指令值Vu*2、Vv*2和Vw*2来计算占空比指令值Du2、Dv2和Dw2。
[0072]在下文中，分别详细地描述第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl的计算和第二占空比指令值Du2、Dv2、Dw2的计算，其中，第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl是与第一逆变器21的控制有关的指令，第二占空比指令值Du2、Dv2、Dw2是与第二逆变器22的控制有关的指令。
[0073]在本实施方式中，基于第一中性点电压Vnl和第二中性点电压Vn2来计算占空比指令值0111、0￥1、0￥1、0112、0￥2、0￥2，使得￥111和￥112中的一个偏移至输出中心值￥]\1以上并且使得Vnl和Vn2中的另一个偏移至该输出中心值VM以下，其中，第一中性点电压Vnl是施加于第一绕组11的电压Vul、Vvl、Vwl的中性点电压，第二中性点电压Vn2是施加于第二绕组21的电压Vu2、Vv2、Vw2的中性点电压，VM是可输出电压范围的中心值。
[0074]通过将第一中性点电压Vnl和第二中性点电压Vn2中的一个偏移至作为可输出电压范围的中心值的输出中心值VM以上而将另一个偏移至值VM以下，第一逆变器21中的零电压矢量和有效电压矢量的生成时刻相对于第二逆变器22中的零电压矢量和有效电压矢量的生成时刻偏移。由此，减小了来自电容器33和34的纹波电流。
[0075]根据本实施方式，占空比计算器415对电压指令值Vu*l、Vv*l和Vw*l执行调制处理，并且计算第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl。
[0076]占空比计算器425对电压指令值Vu*2、Vv*2和Vw*2执行调制处理，并且计算第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2。
[0077]此处，对调制处理进行描述。
[0078]根据本实施方式，“低端设置调制处理”被定义为将第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl中最小一个设置成预设值的调制处理。类似地，“低端设置调制处理”被定义为将第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2中最小一个设置成预设值的调制处理。在本实施方式中，用于将最小相的占空比设置成可输出范围的下限值DL的低端设置调制处理被称为“下限低端设置调制处理”。
[0079]此外，“高端设置调制处理”被定义为将第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl中最高一个设置成预设值的调制处理。类似地，“高端设置调制处理”被定义为将第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2中最高一个设置成预设值的调制处理。
[0080]在本实施方式中，用于将最大相的占空比设置成可输出范围的上限值DH的高端设置调制处理被称为“上限高端设置调制处理”。
[0081]通过执行调制处理，提高了电压使用效率。
[0082]根据本实施方式，两组指令值(S卩，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl以及第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2)中的一组经受低端设置调制处理，而另一组经受高端设置调制处理。
[0083]当第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受下限低端设置调制处理并且第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2经受上限高端设置调制处理时，第一中性点电压Vnl被偏移至输出中心值VM以下并且第二中性点电压Vn2被偏移至输出中心值VM以上。
[0084]当第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受上限高端设置调制处理并且第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2经受下限低端设置调制处理时，第一中性点电压Vnl被偏移至输出中心值VM以上并且第二中性点电压Vn2被偏移至输出中心值VM以下。
[0085]根据本实施方式，考虑到电流检测器26和27检测电流所需的时间以及其他因素，将可输出范围的下限值DL和上限值DH分别设置为0[ % ]至100[ % ]之间的值。
[0086]根据本实施方式，下限值DL被设置成4[% ]并且上限值DH被设置成93[ % ]。此外，输出中心值VM的占空比变换值被称为输出中心占空比DM。输出中心占空比DM被设置成50
[%]o
[0087]当第一中性点电压Vnl被偏移至输出中心值VM以下时，在第一逆变器21中，低电位侧SW元件214至216的ON时段比高电位侧SW元件211至213的ON时段更长。
[0088]类似地，当第二中性点电压Vn2被偏移至输出中心值VM以下时，在第二逆变器22中，低电位侧SW元件224至226的ON时段比高电位侧SW元件221至223的ON时段更长。
[0089]当第一中性点电压Vnl被偏移至输出中心值VM以上时，在第一逆变器21中，高电位侧SW元件211至213的ON时段比低电位侧SW元件214至216的ON时段更长。
[0090]类似地，当第二中性点电压Vn2被偏移至输出中心值VM以上时，在第二逆变器22中，高电位侧SW元件221至223的ON时段比低电位侧SW元件224至226的ON时段更长。
[0091]因此，在本实施方式中，为了防止SW元件211至216、221至226中的一部分过热，对两个状态(即，其中第一中性点电压Vnl向下偏移并且第二中性点电压Vn2向上偏移的第一状态，以及其中第一中性点电压Vnl向上偏移并且第二中性点电压Vn2向下偏移的第二状态)进行切换。由此，在两个系统101和102间分配来自开关元件211至216、221至226的热生成。
[0092]在本实施方式中，两组占空比指令值中的一组(S卩，第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl或第二占空比指令值Du2、Dv2、Dw2)经受下限低端设置调制处理，而两组指令值中的另一组经受上限高端设置调制处理。这使能够实现以下控制:第一中性点电压Vnl和第二中性点电压Vn2中的一个到输出中心值VM以上，并且Vnl和Vn2中的另一个到VM以下。
[0093]现在假设:在状态A下，第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl经受下限低端设置调制处理并且第二占空比指令值Du2、Dv2、Dw2经受上限高端设置调制处理；以及在状态B下，第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl经受上限高端设置调制处理并且第二占空比指令值Du2、Dv2、Dw2经受下限低端设置调制处理。此处，从状态A和状态B中的一个向另一个的直接切换可能引起转矩纹波以及振动和噪声。
[0094]因此，在本实施方式中，当从状态A和状态B中的一个向另一个切换时，占空比计算器415计算并应用占空比指令值0111、0￥1、加1、0112、0￥2和1^2，使得中性点电压￥111和￥112的改变变得大于预设时间常数。占空比指令值0111、0“、0?1、0112、0。和1)?2的应用减小了由上述切换造成的电流的纹波。
[0095]在图4A/图4B中示出占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2和Dw2的转变。
[0096]在图4A中，示出了第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl的轮廓，并且在图4B中示出了第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2的轮廓。
[0097]图4A/图4B仅用于说明偏移方向的切换，而不一定与占空比和/或中性点电压的实际转变一致。
[0098]在下文中，第一中性点电压Vnl的占空比变换值被称为第一中性点电压变换值Dnl，并且第二中性点电压Vn2的占空比变换值被称为第二中性点电压变换值Dn2。
[0099 ]如图4A所示，当从状态A向状态B切换同时最小相的占空比被设置成下限制DL时，将第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl从低端设置调制切换至高端设置调制。在这样的时刻，最大相的占空比变成小于上限值DH的值。
[0100]第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl然后逐渐向上偏移直到最大相的占空比达到上限值DH。由此，第一中性点电压变换值Dnl逐渐增加。
[0101]如图4B所示，当从状态A向状态B切换同时最大相的占空比被设置成上限值DH时，将第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2从高端设置调制切换至低端设置调制。在这样的时刻，最小相的占空比变成大于下限值DL的值。
[0102]第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2然后逐渐向下偏移直到最小相的占空比达到下限值DL。由此，第二中性点电压变换值Dn2逐渐减小。
[0103]当从状态B向状态A切换时，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl如图4B所示地偏移并且第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2如图4A所示地偏移。
[0104]然而，当从状态A向状态B切换时，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl可以通过低端设置调制(即，不如上所述地切换至高端设置调制)来向上偏移。当最大相的占空比达到上限值DH时(S卩，在最大相的占空比达到上限值DH之后)，可以将低端设置调制切换至高端设置调制。此外，第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2通过高端设置调制来向下偏移(S卩，不切换至低端设置调制)。当最小相的占空比达到下限值DL时(S卩，在最小相的占空比达到下限值DL之后)，可以将高端设置调制切换至低端设置调制。这同样适用于从状态B到状态A的切换。
[0105]基于图5的流程图来描述本实施方式的指令计算过程。图5的过程由占空比计算器415以预定间隔来执行。
[0106]图5描述了第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl的计算。由于第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2的计算与第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl的计算相同，所以省略了对第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2的计算的描述。
[0107]在第一步骤SlOl中，将预调制占空比指令值Dul_b、Dvl_b、Dwl_b中的最大值称为“Dl_max”并且将其中的最小值称为“Dl_min”，其中，预调制占空比指令值Dul_b、Dvl_b、Dwl_b是电压指令值Vu*l、Vv*l和Vw*l的占空比变换值。
[0?08] 在S102中，将偏移标志设置成“先前值”。
[0?09]在S103中，确定对从开始切换偏移方向起的时间进行计数的计数器的计数值Cnt是否大于计数确定值Cth，计数确定值Cth是表示切换时段Pc的预定计数值。
[0110]当确定计数值Cnt等于或小于计数确定值Cth时(S卩，当在开始切换偏移方向之后尚未经过切换时段Pc时)(S103:否)，过程进行至S106。此时偏移标志保持为先前值。
[0?11 ]当确定计数值Cnt大于计数确定值Cth时(即，当在开始切换偏移方向之后已经过切换时段Pc时)(S103:是)，过程进行至S104。
[0112]在S104中，改变偏移标志。更具体地，当偏移标志的先前值是“向上偏移”时，将偏移标志改变成“向下偏移”。当偏移标志的先前值是“向下偏移”时，将偏移标志改变成“向上偏移”。
[0113]在S105中，初始化计数值Cnt。
[0114]在S106中，递增计数值Cnt。
[0115]在S107中，确定偏移标志是否指示向下偏移。当确定偏移标志不指示向下偏移时(即，当偏移标志是向上偏移时)(S107:否)，过程进行至S114。当确定偏移标志指示向下偏移时(S017:是)，过程进行至S108。
[0116]在S108中，确定当前偏移标志是否不同于先前值。当确定当前偏移标志与先前值相同时(S108:否)，过程进行至S111。当确定当前偏移标志不同于先前值时(S108:是)，过程进行至S109。
[0117]在S109中，计算目标偏移量X0。目标偏移量XO被定义为在执行从上限高端设置调制到下限低端设置调制的直接切换时占空比的偏移量。目标偏移量XO用式(I)来表示。
[0118]X0 = DH-(Dl_max-Dl_min)-DL = 93-(Dl_max-Dl_min)-4(Sl)
[0119]在SllO中，初始化低通滤波器。
[0120]在Slll中，计算滤波值X，滤波值X是对目标偏移量XO进行低通滤波处理后的值。稍后描述低通滤波器的时间常数。
[0121]在下文中，取决于上下文，“式”也可以指示“不等式”。
[0122]在S112中，计算占空比改变量Y。用式(2)表示占空比改变量Y。
[0123]Y=XO-X...式(2)
[0124]此外，考虑到幅度改变，限制占空比改变量Y，使得第一占空比指令值Du1、DvI和Dwl被控制成处于以下范围内:在可输出下限值DL以上并且在可输出上限值DH以下。
[0125]占空比改变量Y的下限由式(3)来定义。
[0126]Dl_min-Dl_min+DL+Y>DL
[0127]Y>0 式(3)
[0128]占空比改变量Y的上限由式(4)来定义。
[0129]Dl_max-Dl_min+DL-Y <DH
[0130]Y<DH-DL-Dl_max+Dl_min
[0131]Y < 89-Dl_max+Dl_min 式(4)
[0132]在S113中，计算第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl。第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl用式(5-1)至式(5-3)来表示。
[0133]Dul =Dul_b-Dl_min+DL+Y = Dul_b_Dl_min+4+Y 式(5-1)
[0134]Dvl =Dvl_b-Dl_min+DL+Y = Dvl_b_Dl_min+4+Y 式(5-2)
[0135]Dwl =Dwl_b-Dl_min+DL+Y = Dwl_b_Dl_min+4+Y 式(5-3)
[0136]在当偏移标志是向上偏移时(S107:否)执行的S114中，确定当前偏移标志是否与先前值相同。当确定当前偏移标志与先前值相同时(S114:否)，过程进行至S117。当确定当前偏移标志不同于先前值时(S114:是)，过程进行至S115。
[0137]在S115中，计算目标偏移量X0。目标偏移量XO被定义为在执行从下限低端设置调制到上限高端设置调制的方向切换时中性点电压VnI的偏移量。目标偏移量XO用式(6)来表不O
[0138]X0 = 4+(Dl_max-Dl_min)-93 式(6)
[0139]在S116中，初始化低通滤波器。
[0140]在S117中，计算滤波值X，滤波值X是在对目标偏移量XO进行低通滤波处理后的值。低通滤波器是用于Slll中的计算的同一低通滤波器。
[0141]在S118中，通过式(2)来计算占空比改变量Y。
[0142]此外，考虑到幅度改变，限制占空比改变量Y，使得第一占空比指令值Du1、DvI和Dwl被控制成处于以下范围内:在可输出下限值DL以上并且在可输出上限值DH以下。
[0143]占空比改变量Y的下限由式(7)来定义。
[0144]Dl_min-Dl_max+DH+Y>DL
[0145]Y>Dl_max-Dl_min+DL-DH
[0146]Y>Dl_max-Dl_min-89 式(7)
[0147]占空比改变量Y的上限用式(8)来表示。
[0148]Dl_max-Dl_max+DH+Y < DH
[0149]Y<0 式(8)
[0150]在S119中，计算第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl。第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl用式(9-1)至式(9-3)来表示。
[0151]DuI = DuI_b_DI_max+DH+Y = DuI_b_DI_max+9 3+Y 式(9-1)
[0152]Dvl =Dvl_b_Dl_max+DH+Y = Dvl_b_Dl_max+93+Y 式(9-2)
[0153]DwI = DwI_b_DI_max+DH+Y = DwI_b_DI_max+9 3+Y 式(9-3)
[0154]基于图6A/图6B/图6C的时序图来描述本实施方式的指令计算过程。
[0155]在图6A中，示出了预调制占空比指令值Dul_b、Dvl_b、Dwl_b，在图6B中，示出了目标偏移量XO、滤波值X和占空比改变量Y，以及在图6C中，示出了第一占空比指令值Dul、Dvl和 Dw I ο
[0156]在图6A/图6B/图6C中，电动机10被假设成以每单位时间预设转数的速度旋转。
[0157]如图6B所示，第一转变时段Psl和第一保持时段Pkl被共同称为第一时段Pl，其中，在第一转变时段Psl期间偏移第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl以用于第一中性点电压Vnl的向下偏移，在第一保持时段Pkl期间第一中性点电压Vnl保持在输出中心值VM以下。
[0158]在本实施方式中，第一时段Pl是向下偏移标志被设置并且第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受低端设置调制的时段。第一转变时段Psl是从第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受上限高端设置调制处理的一种状态向第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受下限低端设置调制处理的另一种状态转变的时段。在第一保持时段Pkl中，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受下限低端设置调制处理。
[0159]此外，第二转变时段Ps2和第二保持时段Pk2被共同称为第二时段P2，其中，在第二转变时段Ps2期间偏移第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl以用于第一中性点电压Vnl的向上偏移，在第二保持时段Pk2期间第一中性点电压Vnl保持在输出中心值VM以上。
[0160]在本实施方式中，第二时段P2是向上偏移标志被设置并且第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受高端设置调制处理的时段。第二转变时段Ps2是从第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受下限低端设置调制处理的一种状态向第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受上限高端设置调制处理的另一种状态转变的时段。在第二保持时段Pk2中，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受上限高端设置调制处理。
[0161]虽然图6A/图6B/图6C中未示出，关于第二系统102，在第一转变时段Psl中偏移第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2以用于第二中性点电压Vn2的向上偏移，并且在第一保持时段Pkl中第二中性点电压Vn2保持在输出中心值VM以上。此外，在第二转变时段Ps2中偏移第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2以用于第二中性点电压Vn2的向下偏移，并且在第二保持时段Pk2中第二中性点电压Vn2保持在输出中心值VM以下。
[0162]在第一保持时段Pkl和第二保持时段Pk2中，如果占空比指令值Dul ^DvUDw1、Du2、Dv2和Dw2的幅度恒定，则第一中性点电压Vnl和第二中性点电压Vn2保持为恒定值。然而，当该幅度改变时，中性点电压Vnl和Vn2根据幅度改变而改变。
[0163]根据本实施方式，在第一时段Pl中，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受低端设置调制并且第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2经受高端设置调制处理。此外，在第一保持时段Pkl中，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受下限低端设置处理并且第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2经受上限高端设置调制处理。
[0164]在第二时段P2中，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受高端设置调制处理并且第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2经受低端设置调制处理。此外，在第二保持时段Pk2中，第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl经受上限高端设置调制处理并且第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2经受下限低端设置调制处理。
[ΟΙ65] 如图6A所示，预调制占空比指令值0111_13、0￥1_13和0￥1_13是三相正弦波。
[0166]如图6B所示，第一时段Pl和第二时段P2以切换时段Pc的间隔进行切换。切换时段Pc可以被定义为特定时间段，在该特定时间段期间由于流入SW元件211至216的电流的不均匀性而引起的元件温度差保持在预设值(例如，七摄氏度)内或不允许超过该预设值，换言之，例如切换时段Pc可以被设置成10ms或几百ms。切换时段Pc可以被设置成预先设定的特定值。
[0167]此外，切换时段Pc可以根据电流积分值Is而变化(S卩，可以在电流积分值Is超过确定阈值Ith时切换第一时段Pl和第二时段P2)。电流积分值Is可以被定义为由电流检测器26和27检测到的电流检测值1111、1￥1、1?1、1112、1￥2和1?2的积分值，或者电流积分值18可以被计算为提供给SW元件211至216中的每个的电流的积分值(8卩，可以被计算为SW元件电流的积分值)。
[0168]此外，在本实施方式中，通过以下方式来减小电流的纹波:当第一时段Pl与第二时段P2之间转变时，不是将第一中性点电压Vnl瞬时偏移至期望值，而是通过设置转变时段Psl、Ps2来逐渐偏移中性点电压Vnl。
[0169]根据本实施方式，当占空比改变量Y下降至O或者下降至基本上等于O的值时，认为中性点电压Vn I和Vn2已经达到期望值，并且这被认为是转变时段Ps I和Ps 2结束。
[0170]此外，基于目标偏移量XO和目标偏移量XO的滤波值X来计算转变时段Psl和Ps2中的占空比改变量Y。在这样的情况下，通过将低通滤波器的时间常数设置成大于电流控制的响应性的时间常数(例如，约I OOHz 4约若干ms )，伴随中性点电压Vn I的偏移而出现的电流纹波成分被电流控制吸收。此外，通过将低通滤波器的时间常数设置成大于电动机的时间常数，减小了伴随中性点电压Vnl的偏移而出现的转矩纹波。
[0171]通过增加低通滤波器的时间常数以及扩展转变时段Psl和Ps2(这意味着中性点电压Vnl被缓慢地偏移)将伴随切换而出现的电流纹波减少更大的量。然而，低通滤波器的时间常数被适当地设定，使得转变时段Psl和Ps2分别等于或小于切换时段Pc。
[0172]如图6C所示，当设置了转变时段PsI和Ps2并且将中性点电压VnI和Vn2的切换的时间常数设置成大于状态A和状态B的切换时的预设时间常数时，第一占空比指令值Dul、Dv2和Dw I平滑地改变。由此，在不造成中性点电压Vn I和Vn2的突然改变的情况下(这意味着电压VnI和Vn平滑地改变)，减小电流的纹波。
[0173]如以上详细描述的，本实施方式的电力变换器I对具有第一绕组11和第二绕组12的电动机10的电力进行变换，并且变换器I设置有第一逆变器21、第二逆变器22和控制器
40 ο
[0174]第一逆变器21包括以对应于第一绕组11的多个相中的每个相的方式设置的第一SW元件211至216。
[0175]第二逆变器22包括以对应于第二绕组12的多个相中的每个相的方式设置的第二SW元件221至226。
[0176]控制器40具有占空比计算器415和425，占空比计算器415和425计算与施加于第一绕组11的电压有关的第一占空比指令值0111、0“、^1以及第二占空比指令值0112、0。和Dw20
[0177]第一时段Pl被定义为以下时段:在该时段内，第一中性点电压Vnl被向下偏移至可输出电压范围的输出中心值VM以下并且第二中性点电压Vn2被向上偏移至可输出电压范围的输出中心值VM以上。
[0178]第二时段P2被定义为以下时段:在该时段内，第一中性点电压Vnl被向上偏移至可输出电压范围的输出中心值VM以上并且第二中性点电压Vn2被向下偏移至可输出电压范围的输出中心值VM以下。
[0179]根据本实施方式，第一时段Pl是包括转变时段Psl的低端设置调制时段，并且第二时段P2是包括转变时段Ps2的高端设置调制时段。换言之，第一时段Pl包括转变时段Psl，在转变时段PsI期间，(i)第一中性点电压VnI在高于输出中心值VM的电压范围内向下偏移，并且(i i)第二中性点电压Vn2在低于输出中心值VM的电压范围内向上偏移。类似地，第二时段P2包括转变时段Ps2，在转变时段Ps2期间，(i)第一中性点电压Vnl在低于输出中心值VM的电压范围内向上偏移，并且(ii)第二中性点电压Vn2在高于输出中心值VM的电压范围内向下偏移。此外，在第一时段Pl中，忽视由于幅度改变而引起的第一中性点电压Vnl的暂时向上偏移和/或由于幅度改变而引起的第二中性点电压Vn2的暂时向下偏移，第一时段Pl被认为是与偏移方向的这种暂时改变无关地继续进行。这同样适用于第二时段P2。
[0180]当占空比计算器415和425以切换时段Pc的间隔对第一时段Pl和第二时段P2进行切换时，占空比计算器415、425计算第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl和第二占空比指令值0112、0￥2、0?2，使得在第一时段？1和第二时段?2中第一中性点电压￥111和第二中性点电压Vn2的改变的时间常数大于预设时间常数。
[0181]更实际地，(i)通过将用于对目标偏移量XO进行滤波的滤波器处理的时间常数设置成大于预设时间常数以及(ii)通过使用滤波处理后的滤波值X来计算占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2、Dw20
[0182]根据本实施方式，以切换时段Pc的间隔对两个状态(S卩，第一中性点电压Vnl被偏移至输出中心值VM以上并且第二中性点电压Vn2被偏移至输出中心值VM以下的一种状态；以及第一中性点电压Vnl被偏移至输出中心值VM以下并且第二中性点电压Vn2被偏移至输出中心值VM以上的另一种状态)进行切换(即交替)。以此方式，减小了 SW元件211至216以及221至226之间的不均匀热生成。
[0183]此外，当在第一时段Pl与第二时段P2之间进行切换时，占空比计算器415、425将第一中性点电压Vnl和第二中性点电压Vn2的改变的时间常数增加至大于预设时间常数，使得第一中性点电压Vnl和第二中性点电压Vn2分别根据由占空比计算器415、425计算的第一电压指令值和第二电压指令值来逐渐地改变。
[0184]因此，减小了伴随第一时段Pl与第二时段P2之间的切换而出现的电流的纹波，从而减小转矩纹波、振动和/或噪声。
[0185]预设时间常数是根据控制器40的控制的响应性的值。通过将中性点电压Vnl和Vn2的改变的时间常数增加至大于电流控制的响应性，伴随第一时段Pl与第二时段P2之间的切换而出现的电流纹波成分被电流控制减小。
[0186]预设时间常数是电动机10的时间常数。通过将中性点电压Vnl的改变的时间常数增加至大于电动机10的时间常数，减小了伴随第一时段Pl与第二时段P2之间的切换而出现的转矩纹波。
[0187]预设时间常数是将转变时段Psl和Ps2控制成等于或小于切换时段Pc的值，其中，转变时段Ps I和Ps2分别是直到第一中性点电压Vn I和第二中性点电压Vn2达到目标值的时段。通过使用这样的时间常数，第一时段Pl和第二时段P2之间的切换适当地在切换时段Pc内完成。
[0188]切换时段Pc被定义为特定时间段，在该特定时间段期间，第一SW元件211至216与第二 SW元件221至226间的元件温度差保持处于预设值内或不允许超过预设值。通过这样设置切换时段Pc，减小了 SW元件间的热生成不均匀性。
[0189]此外，切换时段Pc可以是根据电流积分值Is的可变值。以此方式，更加适当地减小了 SW元件间的热生成不均匀性。
[0190]根据本实施方式，占空比计算器415和425对应于“指令计算器”。第一占空比指令值Du 1、Dv 1、DwI对应于“第一电压指令值”，以及第二占空比指令值Du2、Dv2、Dw2对应于“第二电压指令值”。
[0191](第二实施方式)
[0192]基于图7来描述本公开内容的第二实施方式。在本实施方式中，占空比计算器415中的指令计算过程发生改变，这在下面描述中被重点描述。
[0193]根据第一实施方式，两组指令值(S卩，第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl以及第二占空比指令值Du2、Dv2、Dw2)中的一组经受高端设置调制处理，而另一组经受低端设置调制处理。
[0194]根据本实施方式，在不执行调制处理(S卩，信号保持三相正弦曲线形式)的情况下，通过使占空比指令值0111、0￥1、加1、0112、0￥2和1)?2偏移来将第一中性点电压￥111和第二中性点电压Vn2中的一个偏移至输出中心值以上而将另一个偏移至输出中心值以下。
[0195]基于图7的流程图来描述本实施方式的指令计算过程。如图5的过程那样，占空比计算器415以预定时间间隔来执行图7的过程。以第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl为重点来描述该过程。
[0196]S201至S207的过程与图5中的SlOl至S107的过程相同。当确定偏移标志不是向下偏移标志时(即，当偏移标志指示向上偏移时)(S207:否)，过程进行至S215。当确定偏移标志是向下偏移标志时(S207:是)，过程进行至S208。
[0197]在S208中，计算偏移量Sft。偏移量Sft是当前幅度下的输出中心占空比DM与第一中性点电压变换值Dnl之差，并且用式(10)来表示。
[0198]Sft= I Dnl-DM I 式(10)
[0199]S209与图5中的S108相同，并且确定当前偏移标志是否不同于先前值。当确定当前偏移标志与先前值相同时(S209:否)，过程进行至S212。当确定当前偏移标志不同于先前值时(S209:是)，过程进行至S210。
[0200]在S210中，计算目标偏移量X0。
[0201]目标偏移量XO用式(11)来表示。
[0202]X0 = 2XSft 式(11)
[0203]S211和S212与图5中的SllO和Slll相同。
[0204]在S213中，通过式(2)来计算占空比改变量Y。
[0205]此外，考虑到幅度改变，限制占空比改变量Y，使得第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl被控制成处于以下范围内:在可输出下限值DL以上并且在可输出上限值DH以下。
[0206]占空比改变量Y的下限通过式(12)来定义。
[0207]Dl_min-Sft+Y>DL
[0208]Y>DL+Sft-Dl_min
[0209]Y> 4+Sft-Dl_min 式(12)
[0210]占空比改变量Y的上限通过式(13)来定义。
[0211]Dl_max-Sft+Y < DH
[0212]Y < DH-Dl_max+Sft
[0213]Y < 93-Dl_max+Sft 式(13)
[0214]在S214中，计算第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl。第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl用式(14-1)至式(14-3)来表示。
[0215]Du = Dul_b-Sft+Y 式(14-1)
[0216]Dv = Dvl_b-Sft+Y 式(14-2)
[0217]Dw = Dwl_b_Sft+Y 式(14-3)
[0218]在当偏移标志是向上偏移(S207:否)时执行的S215中，如在S210中那样，通过式
(11)来计算偏移量Sft。
[0219]S216至S219的过程与S209至S212的过程相同。
[0220]在S220中，通过式(2)来计算占空比改变量Y。
[0221 ]此外，考虑到幅度改变，限制占空比改变量Y，使得第一占空比指令值Du1、Dv I和Dwl被控制成处于以下范围内:在可输出下限值DL以上并且在可输出上限值DH以下。
[0222]占空比改变量Y的下限通过式(15)来定义。
[0223]Dl_min+Sft-Y>DL
[0224]Y>DL-Sft-Dl_min
[0225]Y> 4-Sft-Dl_min 式(15)
[0226]占空比改变量Y的上限通过式(16)来定义。
[0227]Dl_max+Sft-Y<DH
[0228]Y<DH-Dljnax-Sft
[0229]Y < 93-Dl_max-Sft 式(16)
[0230]在S221中，计算第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl。第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl用式(17-1)至(17-3)来表示。
[0231]Du = Dul_b+Sft-Y 式(17-1)
[0232]Dv = Dvl_b+Sft-Y 式(17-2)
[0233]Dw = Dwl_b+Sft_Y 式(17-3)
[0234]根据本实施方式，在不执行调制处理的情况下，使具有三相正弦曲线形式的第一占空比指令值Dul、Dvl、Dwl和第二占空比指令值Du2、Dv2、Dw2中的一个以向下方向偏移，而使另一个以向上方向偏移。
[0235]在实施这样的偏移方案时，也实现了与上述实施方式相同的效果。
[0236](第三实施方式)
[0237]基于图8来描述本公开内容的第三实施方式。
[0238]根据本实施方式，如以上提及的实施方式那样，计算占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2、Dw2，使得第一中性点电压Vnl和第二中性点电压Vn2中的一个上升至输出中心值VM以上而另一个下降至值VM以下。
[0239]占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2、Dw2的计算可以在具有第一实施方式中的调制处理的情况下执行，或者可以如第二实施方式那样在不具有调制处理的情况下执行。这同样可以适用于第四实施方式。
[0240]本实施方式的第一指令计算器43除具有以上提及的实施方式的第一指令计算器41的功能块中的每个以外，还具有校正值计算器416和加法器418。
[0241 ]由占空比计算器415计算的偏移标志被输入至校正值计算器416。校正值计算器416计算第一电流校正值Cul、Cvl和Cwl，以用于校正由第一电流检测器26检测的第一电流检测值Iul、Ivl、Iwl。根据偏移标志、通过映射计算等来计算第一电流校正值Cul、Cvl和Cwl ο
[0242]在加法器418中，将第一电流校正值Cul、Cvl和Cwl加至第一电流检测值Iul、Ivl、1￥1，并且计算出校正后电流检测值1111_(3、1￥1_(:和]^1_(3。
[0243]在3相至2相变换器410中，执行校正后电流检测值Iul_c、Ivl_(^PIWl_(^^dq变换，并且计算出d轴电流检测值Idl和q轴电流检测值Iql。
[0244]根据本实施方式，要理解的是，电流校正值Cul、Cvl和Cwl用于根据偏移标志来改变校正偏移误差的校正值。
[0245]此处，校正计算器416也可以被配置成:(i)根据偏移标志来计算校正增益误差的校正值，以及(ii)对电流检测值Iul、Ivl、Iwl的增益误差进行校正，以用于计算校正后电流检测值]^1_(3、1￥1_(:和]^1_(3。这同样适用于校正后电流检测值1112_(3、1￥2_(3和]^2_(3和第四实施方式。
[0246]第二指令计算器44除了具有以上提及的实施方式的第二指令计算器42的功能块中的每个以外，还具有校正值计算器426和加法器428。
[0247]第二指令计算器44的校正值计算器426计算第二电流校正值Cu2、Cv2、Cw2，以用于校正由第二电流检测器27检测的第二电流检测值Iu2、Iv2、Iw2。根据偏移标志，通过映射计算等来计算第二电流校正值Cu2、Cv2、Cw2。
[0248]在加法器428中，将第二电流校正值Cu2、Cv2和Cw2加至第二电流检测值Iu2、Iv2、1￥2，以用于计算校正后电流检测值1111_(3、1￥1_(:和]^1_(3。
[0249]在3相至2相变换器420中，执行对校正后电流检测值Iu2_c、IV2_(^PIw2_(^^dq变换，并且计算出d轴电流检测值Id2和q轴电流检测值Iq2。
[0250]根据本实施方式，电力变换器I具有电流检测器26和27，电流检测器26和27检测在第一绕组11和第二绕组12的多个相中的每个相中流动的电流。
[0251 ] 控制器40具有校正值计算器416和426以及加法器418和428。
[0252]校正值计算器416和426根据第一中性点电压Vnl的偏移方向或第二中性点电压乂112的偏移方向来改变对从电流检测器26和27获得的电流检测值1111、1￥1、1?1、1112、“2、1界2进行校正的校正值(:111、01、0￥1、(:112、02、〇￥2。
[0253 ]更具体地，校正值计算器416根据第一中性点电压Vn I的偏移方向来改变对从电流检测器26获得的电流检测值Iul、Ivl、Iwl进行校正的校正值Cul、Cvl、Cwl。校正值计算器426根据第二中性点电压Vn2的偏移方向来改变对从电流检测器27获得的电流检测值Iu2、I v2、Iw2进行校正的校正值Cu2、Cv2、Cw2。
[0254]加法器418和428基于校正值Cul、Cvl、Cwl、Cu2、Cv2、Cw2来校正电流检测值Iul、Ivl、Iwl、Iu2、Iv2、Iw20
[0255]由此，根据偏移方向来适当地校正电流检测值1111、1￥1、1界1、1112、1￥2、1界2的偏移误差和增益误差等。
[0256]此外，占空比计算器415和425基于通过对值Iul、Ivl、Iwl、Iu2、Iv2、Iw2进行校正而得到的校正后电流检测值Iul_c、Ivl_c、Iwl_c、Iu2_c、Iv2_c、Iw2_c来计算占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2、Dw2，从而使得能够更适当地计算占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2和Dw2。
[0257]也实现了与以上提及的实施方式相同的效果。
[0258]根据本实施方式，校正值计算器416和426对应于“校正值计算器”，并且加法器418和428对应于“校正器”。
[0259](第四实施方式)
[0260]基于图9来描述本公开内容的第四实施方式。
[0261 ]本实施方式的第一指令计算器45具有校正值计算器417而不是第三实施方式的校正值计算器416。本实施方式的第二指令计算器46具有校正值计算器427而不是第三实施方式的校正值计算器426。
[0262]由占空比计算器415计算的第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl被输入至校正值计算器417。校正值计算器417根据第一占空比指令值Dul、Dvl和Dwl，通过映射计算等计算第一电流校正值Cul、Cvl和Cwl。
[0263]由占空比计算器425计算的第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2被输入至校正值计算器427。校正值计算器427根据第二占空比指令值Du2、Dv2和Dw2，通过映射计算等计算第二电流校正值Cu2、Cv2和Cw2。
[0264]以此方式，更适当地校正了电流检测值。
[0265]根据本实施方式，电力变换器I包括电流检测器26和27，电流检测器26和27检测在第一绕组11和第二绕组12的多个相中的每个相中流动的电流。
[0266]控制器40具有校正值计算器417和427以及加法器418和428。
[0267]校正值计算器417和427基于占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2和Dw2来计算对从电流检测器26和27获得的电流检测值Iul、Ivl、Iwl、Iu2、Iv2、Iw2进行校正的校正值Cul、Cvl、Cwl、Cu2、Cv2、Cw20
[0268]加法器418和428基于校正值011、01、0￥1、012、02和0￥2来校正电流检测值1111、Ivl、Iwl、Iu2、Iv2和Iw20
[Ο269] 以此方式，根据占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2和Dw2来更适当地校正偏移误差和/或增益误差。
[0270]此外，基于通过对电流检测值Iul、Ivl、Iwl、Iu2、Iv2和Iw2进行校正而得到的校正后电流检测值Iul_c、Ivl_c、Iwl_c、Iu2_c、Iv2_dPIw2_c，占空比计算器415和425计算占空比指令值Dul、Dvl、Dwl、Du2、Dv2和Dw2，这使得能够更适当地计算占空比指令值Dul、Dvl、DwlnDu2nDv2^PDw20
[0271]也实现了与以上提及的实施方式相同的效果。
[0272]根据本实施方式，校正值计算器417和427对应于“校正值计算器”，并且加法器418和428对应于“校正器”。
[0273](其他实施方式)
[0274](a)指令计算器
[0275]根据以上提及的实施方式，由占空比计算器计算的第一占空比指令值对应于“第一电压指令值”，并且由占空比计算器计算的第二占空比指令值对应于“第二电压指令值”。
[0276]根据其他实施方式，预占空比变换电压指令值可以经受偏移处理，并且偏移处理后的偏移后电压指令值可以被变换成占空比。
[0277]这同样可以适用于调制处理。也就是说，占空比变换前的电压指令值例如可以被认为是第一电压指令值和第二电压指令值，并且在第一实施方式中可以在(i)控制器413和423与(ii)占空比计算器415和425之间的位置处设置诸如调制处理器和偏移处理器的功能块。在这样的情况下，调制处理器和偏移处理器对应于“指令计算器”。
[0278]在以上提及的实施方式中，对目标偏移量执行滤波的低通滤波器的时间常数是预设时间常数。
[0279]根据其他实施方式，考虑到电机的响应性根据电流的大小而改变这一点，时间常数可以是根据电流大小的可变值。此处，“电流大小”可以指示基于电流检测值或基于电流指令值的值。
[0280]根据以上提及的实施方式，对目标偏移量进行滤波。
[0281]根据其他实施方式，通过使用除目标偏移量以外的滤波后的其他参数，第一电压指令值和第二电压指令值的计算可以被配置成将第一中性点电压和第二中性点电压改变的时间常数控制成大于预设的时间常数。
[0282](b)校正值计算器
[0283]根据第四实施方式，校正值计算器将占空比指令值认为是“电压指令值”，并且基于占空比指令值来计算电流校正值。
[0284]根据其他实施方式，替代使用占空比指令值，可以基于三个相中的电压指令值来计算电流校正值。
[0285]此外，电压指令值可以是d/q轴变换值，而不是三个相中的电压指令值。在这种情况下，在d/q轴变换之后可以对由3相至2相变换器变换的d/q轴变换电流检测值进行校正。
[0286](c)电流检测器
[0287]根据以上提及的实施方式，电流检测器是分流电阻器并且被设置在低电位侧SW元件的低电位侧的位置处。
[0288]根据其他实施方式，电流检测器可以不必是分流电阻器，而是例如霍尔IC等。
[0289]此外，根据其他实施方式，电流检测器可以设置在除低电位侧SW元件的低电位侧以外的位置处，例如在高电位侧SW元件的高电位侧的位置或者绕组与逆变器之间的位置等。
[0290](d)旋转电机
[0291]在以上提及的实施方式中，旋转电机是具有三个相的无刷电机。
[0292]在其他实施方式中，也可以使用具有除三个相以外(例如具有四个相或更多相)的多相旋转电机。
[0293]此外，除了无刷电动机以外，也可以使用任何电动机。
[0294]此外，旋转电机不仅可以是电动机，也可以是发电机，并且可以是具有电动机和发电机功能的电动机发电机。
[0295]根据以上提及的实施方式，旋转电机可以应用于电动转向装置。
[0296]根据其他实施方式，旋转电机可以应用于除电动转向装置以外的装置。
[0297](e)切换周期
[0298]切换时段，或更具体地，切换周期可以被设定成用于避免可能由旋转电机或电动转向装置在结构上限定的谐振频率。
[0299]此外，切换周期可以不必被设置成某个固定值，而是也可以首先被设置成具有125ms周期，然后可以切换至10ms周期，然后可以被切换至175ms周期，然后再次被切换至125ms周期。优选地，可以将这些切换周期的最小公倍数控制成较大的数。换言之，可以按顺序布置具有不同时间长度的切换时段以形成切换周期。以此方式，减小了电流的纹波以及减小了振动和噪声。
[0300]尽管已经参照附图结合本公开内容的优选实施方式描述了本公开内容，但要指出的是，对于本领域技术人员而言，各种改变和修改将变得明显，并且这样的改变、修改和概述方案被理解为处于由所附权利要求书限定的本公开内容的范围内。
【主权项】
1.一种电力变换器，用于变换提供给具有第一绕组和第二绕组的旋转电机的电力，所述电力变换器包括: 第一逆变器(21)，其具有分别对应于所述第一绕组中的多个相的第一开关元件(211至216); 第二逆变器(22)，其具有分别对应于所述第二绕组中的多个相的第二开关元件(221至226)； 控制器(40)，其包括指令计算器(415、425)，所述指令计算器(415、425)计算应用于所述第一绕组的第一电压指令值和应用于所述第二绕组的第二电压指令值，其中， 所述指令计算器以电压指令切换方案计算所述第一电压指令值和所述第二电压指令值，以用于在通过所述指令计算器实现所述电压指令切换方案时按照预设切换时段(Pc)在第一时段(Pl)和第二时段(P2)之间进行切换，在实现所述电压指令切换方案期间:(i)在所述第一时段(Pl)内，第一中性点电压(VnI)被向下偏移至可输出电压范围的输出中心值(VM)以下，并且第二中性点电压(Vn2)被向上偏移至所述可输出电压范围的输出中心值(VM)以上；以及(ii)在所述第二时段(P2)内，所述第一中性点电压(Vnl)被偏移至所述可输出电压范围的输出中心值(VM)以上，并且所述第二中性点电压(Vn2)被偏移至所述可输出电压范围的输出中心值(VM)以下，使得所述第一中性点电压和所述第二中性点电压中的每个的改变的时间常数变得大于预设时间常数。2.根据权利要求1所述的电力变换器，其中， 所述预设时间常数是根据由所述控制器执行的控制的响应性来设置的。3.根据权利要求1所述的电力变换器，其中， 所述预设时间常数是所述旋转电机的时间常数。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力变换器，其中， 所述预设时间常数被设置成一个值，该值将用于所述第一中性点电压和所述第二中性点电压向目标值转变的转变时段控制成等于或短于所述预设切换时段。5.根据权利要求1至3中任一项所述的电力变换器，其中， 所述预设切换时段被设置成将所述第一开关元件与所述第二开关元件之间的温度差控制成等于或小于预设值。6.根据权利要求1至3中任一项所述的电力变换器，其中， 所述预设切换时段能够根据电流积分值而变化。7.根据权利要求1至3中任一项所述的电力变换器，还包括: 电流检测器(26、27)，其检测在所述第一绕组和所述第二绕组的每个相中流动的电流，其中， 所述控制器包括: 校正值计算器(416、426)，其根据所述第一中性点电压的偏移方向或者根据所述第二中性点电压的偏移方向来改变校正值，所述校正值用于校正从所述电流检测器得到的电流检测值；以及 校正器(418、428)，其基于所述校正值来校正所述电流检测值;并且 所述指令计算器基于被所述校正器校正的校正电流值来计算所述第一电压指令值和所述第二电压指令值。8.根据权利要求1至3中任一项所述的电力变换器，还包括: 电流检测器(26、27)，其检测在所述第一绕组和所述第二绕组的每个相中流动的电流，其中， 所述控制器包括: 校正值计算器(417、427)，其基于所述第一电压指令值或所述第二电压指令值来计算校正值，所述校正值用于校正从所述电流检测器得到的电流检测值；以及校正器(418、428)，其基于所述校正值来校正所述电流检测值，并且所述指令计算器基于被所述校正器校正的校正电流值来计算所述第一电压指令值和所述第二电压指令值。
【文档编号】H02P21/05GK105915125SQ201610089707
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月17日
【发明人】铃木崇志
【申请人】株式会社电装