用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供了控制設(shè)備（10）和電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（1）?？刂圃O(shè)備（10）具有兩個(gè)逆變器（601，602），控制設(shè)備（10）輸出具有相同幅度和30°相位差的AC電流（Iu1，Iu2）。當(dāng)電動(dòng)機(jī)磁通量（ψu(yù)1，ψu(yù)2）包括五次諧波的失真成分時(shí)，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的扭矩（T1，T2）中生成六次諧波的扭矩紋波。在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的扭矩和（Tsum）中，六次諧波的扭矩紋波被抵消。具有五倍頻率的五次諧波電流被疊加在電流的基本成分（Iu11，Iu21）上，使得基波電流的峰值被降低。結(jié)果，由電流峰值引起的熱生成能夠被降低。
【專利說明】用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)上知道，在用于具有三相線圈組的三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備中，通過將η次諧波疊加在AC電流的主要成分上來降低扭矩紋波(torque ripple)(例如，對(duì)應(yīng)于JP-A-2006-158198的JP3804686)。這種情況下的η次諧波(第η階諧波)通常是五次諧波。
[0003]旋轉(zhuǎn)機(jī)的扭矩由電流與磁通量的乘積來確定，因此如果電流和磁通量的乘積不隨相位變化，則不出現(xiàn)扭矩紋波。然而，在磁通量包含失真成分的情況下，很可能由于與失真成分對(duì)應(yīng)的扭矩的影響而出現(xiàn)扭矩紋波。
[0004]在上述專利文獻(xiàn)中公開的驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備中，電動(dòng)機(jī)由電力轉(zhuǎn)換器所構(gòu)成的一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)。例如，當(dāng)在磁通量包含五次諧波失真成分的情況下基于上述專利文獻(xiàn)將具有特定幅度的五次諧波電流疊加在AC電流的主要成分上時(shí)，與磁通量的失真成分對(duì)應(yīng)的扭矩和與五次諧波電流對(duì)應(yīng)的扭矩相互抵消。
[0005]然而，根據(jù)磁通量的失真成分的幅度(大小)與被疊加的諧波電流的幅度之間的關(guān)系，扭矩并不總是被抵消掉并且在某些情況下扭矩紋波殘留下來。如果相電流的峰值較高，則電力轉(zhuǎn)換器和線圈組易于生成大量的熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，一個(gè)目的是提供一種用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其在不增大扭矩紋波的情況下減少熱生成。
[0007]根據(jù)一個(gè)方面,提供了一種用于控制具有兩個(gè)三相繞線組(three-phase windingset)的三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)的控制設(shè)備。該控制設(shè)備包括電力轉(zhuǎn)換器所構(gòu)成的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制器單元。這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與這兩個(gè)三相繞線組對(duì)應(yīng)地提供以向這兩個(gè)三相繞線組輸出AC電流。AC電流具有彼此相同的幅度并且它們之間的相位差為(30±60Xn) °，其中“η”是整數(shù)?？刂破鲉卧刂迫嘈D(zhuǎn)機(jī)的輸出?？刂破鲉卧谑茿C電流并且是三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的輸出的主要成分的基波電流上疊加高達(dá)基波電流的五倍的頻率的五次諧波電流，從而降低基波電流的峰值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是由根據(jù)第一實(shí)施例的控制設(shè)備控制的用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逆變器的電路圖；
[0009]圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備被用于的電動(dòng)力(electricpower)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意圖；
[0010]圖3A、圖3B和圖3C是根據(jù)第一實(shí)施例的控制設(shè)備被用于的三相電動(dòng)機(jī)的不意圖；[0011]圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的用于三相電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備的框圖；
[0012]圖5是根據(jù)第一實(shí)施例的用于三相電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備的控制部分的框圖；
[0013]圖6A、圖6B和圖6C是每個(gè)都示出三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角速度與被疊加的電流的幅度之間的關(guān)系的特性圖；
[0014]圖7是示出d_q軸坐標(biāo)上的電流相位的說明圖；
[0015]圖8A、圖8B和圖8C分別是在根據(jù)第一實(shí)施例的用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備中疊加五次諧波電流的情況下的扭矩、電流和磁通量的波形圖；
[0016]圖9A、圖9B和圖9C分別是在根據(jù)第一實(shí)施例的用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備中疊加五次諧波電流的情況下的扭矩、電流和磁通量的波形圖；
[0017]圖10是圖9B中所示的相電流的峰值部分的放大波形圖；
[0018]圖11是根據(jù)第二實(shí)施例的用于三相電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備的控制部分的框圖；
[0019]圖12是根據(jù)第三實(shí)施例的用于三相電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備的控制部分的框圖；以及
[0020]圖13是根據(jù)第四實(shí)施例的用于三相電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備的控制部分的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]將參照?qǐng)D中所示的多個(gè)實(shí)施例來描述用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備。用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備被用于車輛的電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0022](第一實(shí)施例)
[0023]將首先參照?qǐng)D1至圖4來描述所述多個(gè)實(shí)施例所共有的用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備的基本配置。
[0024]參照?qǐng)D2，電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)I是為車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90提供的。轉(zhuǎn)向盤91被固定至轉(zhuǎn)向軸92的頂部，轉(zhuǎn)向軸92被提供有用于感測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器94。轉(zhuǎn)向軸92的底部具有與齒條軸97嚙合的小齒輪96。輪胎對(duì)98通過拉桿等可旋轉(zhuǎn)地連接至齒條軸97的兩個(gè)縱向端。小齒輪96將轉(zhuǎn)向軸92的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成齒條軸97的線性運(yùn)動(dòng)。該輪子對(duì)98轉(zhuǎn)向了與齒條軸97的線性位移對(duì)應(yīng)的角度。
[0025]電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)I包括電致動(dòng)器2和減速齒輪89。致動(dòng)器2使其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。齒輪89使旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)降低并且向轉(zhuǎn)向軸92傳輸降低的旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器2包括作為生成轉(zhuǎn)向輔助扭矩的三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的電動(dòng)機(jī)80和作為對(duì)電動(dòng)機(jī)80進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的控制設(shè)備的電子控制單元(ECU) 10。電動(dòng)機(jī)80是三相無刷電動(dòng)機(jī)并且使減速齒輪89在正向和反向兩個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。
[0026]E⑶10包括控制器單元65和作為電力轉(zhuǎn)換器的逆變器單元60，該電力轉(zhuǎn)換器根據(jù)來自控制器單元65的命令來控制向電動(dòng)機(jī)80的供電。提供旋轉(zhuǎn)角度傳感器85以感測(cè)電動(dòng)機(jī)80的旋轉(zhuǎn)角度。傳感器85包括作為設(shè)置在電動(dòng)機(jī)80中的磁生成構(gòu)件的磁體以及設(shè)置在E⑶10中的磁感測(cè)元件。
[0027]控制器單元65基于來自扭矩傳感器94的轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)、來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器85的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)等來控制對(duì)逆變器單元60的輸出。通過此控制，電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)I的致動(dòng)器2生成用于輔助要被轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向盤91的轉(zhuǎn)向輔助扭矩。另外，致動(dòng)器2將所生成的扭矩傳輸至轉(zhuǎn)向軸92。
[0028]更詳細(xì)地，如圖1中所示，電動(dòng)機(jī)80包括兩個(gè)三相繞線組801和802。第一三相繞線組801包括U相繞線(Ul線圈)811、V相繞線(VI線圈)812和W相繞線(Wl線圈)813。第二三相繞線組802還包括U相繞線(U2線圈)821、V相繞線(V2線圈)822和W相繞線(W2線圈)823。
[0029]逆變器單元60包括分別與第一繞線組801和第二繞線組802相關(guān)聯(lián)的第一逆變器601和第二逆變器602。在下文中，一個(gè)逆變器和一個(gè)相關(guān)聯(lián)的三相繞線組的組合單元構(gòu)成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0030]E⑶10除了包括逆變器單元60和控制器單元65以外還包括供電繼電器521、522、電容器53、第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流傳感器701、第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流傳感器702等。電流傳感器701,702分別對(duì)從逆變器601、602供應(yīng)至繞線組801、802的相電流進(jìn)行檢測(cè)。例如，電池51可以是12V的DC電源。供電繼電器521、522能夠切斷從電池51至逆變器601、602的供電。電容器53與電池51并聯(lián)連接以聚集電荷，補(bǔ)充向逆變器601、602的供電并且抑制如浪涌電流的噪聲成分。
[0031]第一逆變器601包括以橋式電路形式連接的六個(gè)開關(guān)元件611至616以對(duì)向第一繞線組801的繞線811、812、813的供電進(jìn)行切換。開關(guān)元件611至616是MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。開關(guān)元件611至616被稱為FET611至FET616。
[0032]高電勢(shì)側(cè)的FET611、612、613的漏極連接至電池51的正極。FET611、612、613的源極分別連接至低電勢(shì)側(cè)的FET614、615、616的漏極。FET614、615、616的源極分別經(jīng)由構(gòu)成電流傳感器701的電流感測(cè)元件711、712、713連接至電池51的負(fù)極。高電勢(shì)側(cè)的FET611、612,613與低電勢(shì)側(cè)的FET614、615、616之間的結(jié)點(diǎn)分別連接至繞線811、812、813的一端。電流感測(cè)元件711、712、713分別檢測(cè)供應(yīng)至第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的U相、V相、W相的繞線811、812,813的相電流。
[0033]在第二逆變器602中，開關(guān)元件(FET)621至626和構(gòu)成電流傳感器702的電流感測(cè)元件721、722、723與在第一逆變器601中類似地配置?？刂破鲉卧?5包括微型計(jì)算機(jī)67和驅(qū)動(dòng)電路(預(yù)驅(qū)動(dòng)器)68等。微型計(jì)算機(jī)67基于諸如轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)和旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)的輸入信號(hào)來計(jì)算各種控制值。驅(qū)動(dòng)電路68連接至FET611至616和FET621至626的柵極并且在微型計(jì)算機(jī)67的控制下接通和關(guān)斷FET。
[0034]如圖3中所示來配置電動(dòng)機(jī)80。如圖3A中所示，配置電動(dòng)機(jī)80使得轉(zhuǎn)子83相對(duì)于定子84繞旋轉(zhuǎn)軸O旋轉(zhuǎn)。三相無刷電動(dòng)機(jī)80特征在于定子84的線圈的數(shù)量是12 Xm并且轉(zhuǎn)子83的永磁體87的極的數(shù)量是12Xm。這里，“m”是自然數(shù)。圖3A至圖3C示出了一個(gè)實(shí)例，其中，數(shù)量“m”是2。數(shù)量“m”可以是非2的另一自然數(shù)。
[0035]圖3B示意性示出了在推力方向Z (圖3A)上觀看時(shí)轉(zhuǎn)子83的永磁體87和定子84。永磁體87以使得N極和S極交替兩次的方式具有總共4個(gè)(=2X2)極。定子線圈包括24個(gè)(12X2)線圈。24個(gè)線圈分成4個(gè)線圈分組，每個(gè)線圈分組包括6個(gè)線圈。在每個(gè)線圈分組中，Ul線圈、U2線圈、Vl線圈、V2線圈、Wl線圈和W2線圈依次均以間隔30°的電角按順時(shí)針方向布置。兩個(gè)線圈分組構(gòu)成一個(gè)繞線組。圖3C示出了在推力方向Z上觀看時(shí)定子84的演變視圖和在徑向方向R (圖3A)上觀看時(shí)繞線的演變的視圖。例如，構(gòu)成Ul線圈的繞線是通過圍繞凸起86 (其被設(shè)在每一第六凸起處)順序地纏繞線圈線來形成。
[0036]因此，在U相中，Ul線圈811的電角是0°，U2線圈821的電角是+30°。即，U2線圈821相對(duì)于Ul線圈811在+30°關(guān)系的位置處。類似地，在W相中，電角為+150°的W2線圈823相對(duì)于Wl線圈813在+30°關(guān)系的位置處。在V相中，電流反向供應(yīng)。由于此原因，Vl線圈812的電角是-120° (=60° -180° )，而V2線圈822的電角是-90°(=90° -180° )。因此，V2線圈822相對(duì)于Vl線圈812在+30°關(guān)系的位置處。結(jié)果，供應(yīng)至第二繞線組802的三相AC電流的相位相對(duì)于供應(yīng)至第一繞線組801的三相AC的相位被延遲了 30°。供應(yīng)至兩個(gè)繞線組801和802的三相AC電流的幅度被設(shè)定成彼此相等。
[0037]圖4中示出了 E⑶10的整體的框圖。如參照?qǐng)D2所描述的，E⑶10通過控制器單元65控制電動(dòng)機(jī)80的驅(qū)動(dòng)，控制器單元65控制分別從第一逆變器601和第二逆變器602供應(yīng)至第一繞線組801和第二繞線組802的電流。這里，作為去往電動(dòng)機(jī)80的輸出的主要成分的AC電流被稱為基波電流?；娏鲗?duì)應(yīng)于正弦波的基本成分(第一階的成分)的電流。電流傳感器701、702感測(cè)分別從逆變器601、602逐相供應(yīng)至繞線組801、802的相電流并將感測(cè)到的電流反饋至控制器單元65。
[0038]如通過圖4中的兩點(diǎn)虛線所指示的，控制器單元65包括電流反饋計(jì)算部30、三相至兩相轉(zhuǎn)換部(3-2轉(zhuǎn)換部)381、382、兩相至三相轉(zhuǎn)換部(2-3轉(zhuǎn)換部)391,392等。在圖4及后續(xù)的圖中，數(shù)字I和2分別附在表示電流和電壓的附圖標(biāo)記的末尾，從而將第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)區(qū)分開。
[0039]這里將對(duì)電流反饋計(jì)算部30僅關(guān)于其輸入和輸出的要點(diǎn)(它們?cè)诙鄠€(gè)實(shí)施例中是共同的)進(jìn)行描述。其細(xì)節(jié)將在后面參照每個(gè)實(shí)施例來描述。在此部30中，輸入旋轉(zhuǎn)角度Θ、d軸電流命令值Id*和q軸電流命令值Iq*。這里，d軸和q軸是d_q坐標(biāo)的兩個(gè)軸。
[0040]d軸電流命令值Id*是與磁通量方向平行的d軸電流的電流命令值。q軸電流命令值Iq*是與d軸垂直的q軸電流的電流命令值。d軸電流命令值Id*和q軸電流命令值Iq*在一些實(shí)施例中用作用于控制操作的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的共同值或者在另一些實(shí)施例中用作用于控制操作的這種電流命令值的和或差。
[0041]在電流反饋計(jì)算部30中，輸入了通過每個(gè)系統(tǒng)的3-2轉(zhuǎn)換部391、392的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電流檢測(cè)值Idl、IqU Id2、Iq2。電流反饋計(jì)算部30基于電流命令值和電流檢測(cè)值執(zhí)行控制計(jì)算并且將電壓命令值Vdl、Vql、Vd2、Vq2輸出至每個(gè)系統(tǒng)的2_3轉(zhuǎn)換部381、382。電流反饋計(jì)算部30還將基于旋轉(zhuǎn)角度Θ、d軸電流命令值Id*、q軸電流命令值Iq*以及電流相位Θ i計(jì)算的d軸電流的六次諧波成分和q軸電流的六次諧波成分疊加在電流命令值(即，d軸電流命令值Id*和q軸電流命令值Iq*)上。
[0042]2-3轉(zhuǎn)換部381基于從旋轉(zhuǎn)角度傳感器85反饋回的旋轉(zhuǎn)角度Θ將兩相電壓命令值VdUVql轉(zhuǎn)換成U相、V相、W相的三相電壓命令值Vul、Vvl、Vwl，并且將它們輸出至第一逆變器601。2-3轉(zhuǎn)換部382基于旋轉(zhuǎn)角度(Θ -30) °分別將兩相電壓命令值Vd2、Vq2轉(zhuǎn)換成U相、V相、W相的三相電壓命令值Vu2、Vv2、Vw2,并且將它們輸出至第二逆變器602。
[0043]3-2轉(zhuǎn)換部391基于旋轉(zhuǎn)角度Θ將通過電流傳感器701檢測(cè)到的三相電流檢測(cè)值IuU IvU Iwl轉(zhuǎn)換成d軸電流檢測(cè)值Idl和q軸電流檢測(cè)值Iql。
[0044]3-2轉(zhuǎn)換部392基于旋轉(zhuǎn)角度(Θ -30) °將通過電流傳感器702檢測(cè)到的三相電流檢測(cè)值Iu2、Iv2、Iw2轉(zhuǎn)換成d軸電流檢測(cè)值Id2和q軸電流檢測(cè)值Iq2。
[0045]更具體地，根據(jù)第一實(shí)施例，電流反饋計(jì)算部30如圖5所示進(jìn)行配置，其中電流反饋計(jì)算部30由附圖標(biāo)記301來表示。
[0046]電流反饋計(jì)算部301包括在箭頭標(biāo)記的合并點(diǎn)處示出的作為反饋的主要部分的多個(gè)加法器和減法器以及每個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器311、312。作為反饋的次要部分的疊加電流計(jì)算部201包括速度計(jì)算部21、五次諧波幅度計(jì)算部22、低通濾波器24、五次諧波電流計(jì)算部25、電流相位計(jì)算部27以及三相至兩相轉(zhuǎn)換部(3-2轉(zhuǎn)換部)28。在主要部分中，電流命令值Id*、Iq*被劃分成第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流命令值Idl*、Iql*和第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流命令值Id2*、Iq2*。由于第一逆變器601和第二逆變器602的電特性相同，所以基本上一半的電流命令值被送至每個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0047]在疊加電流計(jì)算部201中，速度計(jì)算部21計(jì)算旋轉(zhuǎn)的角速度ω。幅度計(jì)算部22根據(jù)角速度ω來計(jì)算AC電流的五次諧波電流幅度15’。AC電流的五次諧波電流對(duì)應(yīng)于電流的五次諧波成分，其具有高達(dá)基波電流(即，基本成分)的五倍的頻率。諧波意味著被積極利用的波，而不是意味著諸如噪聲的消極成分。計(jì)算不僅意味著算術(shù)運(yùn)算而且意味著映射數(shù)據(jù)的檢索。例如，如圖6Α中所示，如此設(shè)定角速度ω與AC電流的五次諧波電流幅度I5'之間的關(guān)系，即，隨著角速度ω逼近零,五次諧波電流幅度15’增大。角速度ω的正負(fù)極性指示電動(dòng)機(jī)80的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)角速度ω小于閾值-COci并且大于閾值+(^時(shí)，五次諧波電流幅度15’被設(shè)定成0，使得將不疊加五次諧波電流。 [0048]在圖6Α所示的實(shí)例中，五次諧波電流幅度15’在其中角速度ω在O與土 ω。之間的范圍內(nèi)線性變化。作為修改示例，如圖6Β中所示，五次諧波幅度15’可在其中角速度ω在O與土 Coci之間的范圍內(nèi)階梯式地變化?？商孢x地，如圖6C中所示，五次諧波幅度15’可在等于或小于五次諧波電流幅度15’的預(yù)定最大值15’max的范圍內(nèi)與角速度ω —般成反比地變化。
[0049]低通濾波器24處理根據(jù)如上所述的角速度ω計(jì)算的五次諧波電流幅度15’，并且將其作為經(jīng)濾波的電流幅度I5輸入至五次諧波電流計(jì)算部25。五次諧波電流計(jì)算部25基于電流命令值Id*、Iq*來計(jì)算電流相位Θ i。應(yīng)當(dāng)注意的是，如圖7中所示，電流相位Θ i對(duì)應(yīng)于電流矢量Ia*相對(duì)于作為參考的q軸的角度。在d-q軸坐標(biāo)中，電流矢量Ia*具有d軸成分Id*和q軸成分Iq*。電流相位Θ i在從q軸的順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向上分別被定義為正和負(fù)。
[0050]五次諧波電流計(jì)算部25通過利用電流幅度I5和電流相位Θ i通過下面的等式(1.1)至(1.6)來計(jì)算五次諧波相電流。這里，Θ是相對(duì)于作為參考的第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的U相軸的電角的相位。在下面的等式中，為了簡(jiǎn)化，省略了角度的單位(° )。
[0051]Iul5=I5Sin (5 Θ - Θ i)...(1.1)
[0052]Ivl5=I5Sin (5 ( Θ-120) - Θ i)...(1.2)
[0053]Iwl5=I5Sin (5 ( Θ+120) - Θ i)...(1.3)
[0054]Iu25=I5sin (5 ( Θ-30) - Θ i)...(1.4)
[0055]Iv25=I5sin (5 ( Θ-150) - Θ i)...(1.5)
[0056]Iw25=I5sin (5 ( θ+90) - Θ i)...(1.6)
[0057]3-2轉(zhuǎn)換部28將五次諧波電流計(jì)算部25所計(jì)算的每個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的相電流Iul5、Ivl5, Iwl5, Iu25、Iv25、Iw25d-q轉(zhuǎn)換成每個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的六次諧波成分的疊加電流命令值Idl6*、Iql6*、Id26*、Iq26*。疊加電流命令值 Idl6*、Iql6*、Id26*、Iq26* 被分別疊加至主要部分中的電流命令值Idl*、Iql*、Id2*、Iq2*。
[0058]因此,第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器311輸入有d軸電流命令值(Idl*+Idl6*)和q軸電流命令值(Iql*+Iql6*)(它們包括附加的疊加電流命令值)以及與從3_2轉(zhuǎn)換部391反饋的電流檢測(cè)值Idl、Iql的偏差?？刂破?11通過比例與積分控制計(jì)算來計(jì)算第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電壓命令值Vdl、Vql以將偏差降低至O。類似地，第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器312輸入有(Id2*+Id26*)、(Iq2*+Iq26*)與Id2、Iq2之間偏差，控制器312通過比例與積分控制計(jì)算來計(jì)算第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電壓命令值Vd2、Vq2以通過反饋控制將偏差降低至O。
[0059]接下來將參考圖8A、圖8B、圖8C、圖9A、圖9B、圖9C、圖10來描述包括如上所述配置的電流反饋計(jì)算部301的控制器單元65所提供的操作和優(yōu)點(diǎn)。這里，將首先解釋一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制的在通用電動(dòng)機(jī)中的電流、磁通量以及扭矩之間的關(guān)系。然后，將關(guān)于其中五次諧波成分的諧波電流被疊加在基本成分的基波電流上(圖8A、圖SB、圖SC)并且不被疊加在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(其中輸出相位差為30°的AC電流)的電動(dòng)機(jī)的ECUlO中(圖9A、圖9B、圖9C、圖10)的情況來解釋電流和扭矩特性。在圖8A、圖8B、圖8C至圖10中，代表性地示出了僅U相的電流和磁通量的波形。在下面的解釋中所使用的符號(hào)定義如下:
[0060]I':一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的基本成分的電流幅度[0061 ] +5: —個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的五次諧波成分的電流幅度
[0062]I1:兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的基本成分的電流幅度( = (1/2) XI')
[0063]I5:兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的五次諧波成分的電流幅度(=(1/2) X +5)
[0064]Ui1:—個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間共同的電動(dòng)機(jī)的基本成分的磁通量幅度
[0065]Ψ5:一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間共同的電動(dòng)機(jī)的五次諧波成分的磁通量幅度O O)
[0066]Θ:相位或電角(° )(基本成分的一個(gè)循環(huán)周期是θ=360° )
[0067]T++: —個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的扭矩
[0068]Tl:第一實(shí)施例中的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的扭矩
[0069]Τ2:第一實(shí)施例中的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的扭矩
[0070]Tsum:第一實(shí)施例中的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的扭矩和(Τ1+Τ2)
[0071]這里，為了匹配一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的輸出和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的輸出，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的電流幅度Ip I5被分別設(shè)定為一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的電流幅度工+^工+^的一半。電流、磁通量和扭矩的量綱是[A]、[Wb] = [WXs/A] = [Nm/A]和[Nm]。電流和磁通量的乘積的量綱因此等于扭矩的量綱。不用考慮這些物理量的具體數(shù)值。
[0072]在一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)中，如果電流和磁通量都僅是基本成分，即，無高次諧波，則在通過下面的等式(2)表示時(shí)扭矩T++是常數(shù)并且不隨相位Θ變化。
[0073]
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制具有兩個(gè)三相繞線組(801,802)的三相旋轉(zhuǎn)機(jī)(80)的驅(qū)動(dòng)的控制設(shè)備(10)，所述控制設(shè)備(10)包括: 電力轉(zhuǎn)換器(601，602)所構(gòu)成的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與所述兩個(gè)三相繞線組(801，802)對(duì)應(yīng)地提供以向所述兩個(gè)三相繞線組(801，802)輸出AC電流，所述AC電流具有彼此相同的幅度并且所述AC電流之間的相位差為(30±60Xn)°，其中“η”是整數(shù)；以及 控制器單元(65 )，用于控制所述三相旋轉(zhuǎn)機(jī)(80 )的輸出， 其中，所述控制器單元(65)在是AC電流并且是所述三相旋轉(zhuǎn)機(jī)(80)的輸出的主要成分的基波電流上疊加高達(dá)所述基波電流的五倍的頻率的五次諧波電流，從而降低所述基波電流的峰值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備(10)，其中: 所述控制器單元(65)根據(jù)所述三相旋轉(zhuǎn)機(jī)(80)的旋轉(zhuǎn)角速度來改變疊加在所述基波電流上的所述五次諧波電流的幅度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備(10)，其中: 隨著所述三相旋轉(zhuǎn)機(jī)(80)的所述旋轉(zhuǎn)角速度逼近零，所述控制器單元(65)增大疊加在所述基波電流上的所述五次諧波電流的幅度。
4.一種電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(1)，包括: 用于生成輔助車輛的轉(zhuǎn)向操作的輔助扭矩的三相旋轉(zhuǎn)機(jī)(80 ); 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的用于三相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備(10);以及 用于向轉(zhuǎn)向軸(92)傳遞所述三相旋轉(zhuǎn)機(jī)(80)的旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)裝置(89)。
【文檔編號(hào)】B62D5/04GK103684167SQ201310379084
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】鈴木崇志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝