功率變換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率變換裝置，尤其適合于抑制起因于無效時(shí)間的電流 應(yīng)變的抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在功率變換器的開關(guān)方式中，逆變器的輸出電壓因?yàn)榱朔乐股舷卤鄣拈_關(guān)元件短 路而設(shè)定的無效時(shí)間的不同而不同。因此，輸出電壓在相電流的零交叉點(diǎn)及其附近變得不 連續(xù)，此時(shí)，相電流也隨之變得不連續(xù)，可能會(huì)導(dǎo)致電流波形產(chǎn)生應(yīng)變。其結(jié)果，導(dǎo)致在相電 流的零交叉點(diǎn)附近電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)脈動(dòng)，或者使得噪音變大。
[0003] 為了做到無論逆變器的輸出電流的大小如何均能夠抑制波形應(yīng)變的產(chǎn)生，例如 已知有專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)，其按照輸出電流的大小來補(bǔ)償由逆變器的接通延遲 (ON-delay)引起的輸出電壓的下降。
[0004] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本國專利特開平3-135389號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在上述專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，與逆變器輸出電流的指令信號(hào)的大小以及極 性相對(duì)應(yīng)地求出各相的無效時(shí)間補(bǔ)償電壓，將該補(bǔ)償電壓與逆變器輸出電壓的指令信號(hào)相 加，由此來進(jìn)行無效時(shí)間的補(bǔ)償，所以在進(jìn)行無效時(shí)間的補(bǔ)償時(shí)，需要高精度地判斷電動(dòng)機(jī) 電流的零交叉的產(chǎn)生時(shí)間，并且需要使無效時(shí)間補(bǔ)償電壓與電動(dòng)機(jī)電流的極性相一致。也 就是說，在專利文獻(xiàn)1的方式中，由于根據(jù)相電流指令值的大小以及極性來決定無效時(shí)間 補(bǔ)償電壓，所以在為了防止誤檢測(cè)而在檢測(cè)逆變器輸出電流的電流檢測(cè)器的輸出設(shè)置具有 噪音去除功能的噪音濾波器的場(chǎng)合，尤其是在高頻率時(shí)，相電流指令值與實(shí)際的相電流之 間可能會(huì)產(chǎn)生相位差，導(dǎo)致無法進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。
[0008] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，使得在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高并 且頻率高的逆變器中，也能夠通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來抑制起因于無效時(shí)間的電流應(yīng)變，能夠降 低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪音。
[0009] 解決方案
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的功率變換裝置具有：驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的逆變器；檢測(cè)所 述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁極位置的旋轉(zhuǎn)編碼器；檢測(cè)所述逆變器的輸出電流的電流檢測(cè)器；從 檢測(cè)逆變器輸出電流的電流檢測(cè)器的輸出除去噪音的噪音濾波器；以及控制運(yùn)算部分，該 控制運(yùn)算部分根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的磁極位置的相位運(yùn)算轉(zhuǎn)矩軸的電流指令以及磁通軸的電 流指令，并且根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩軸的電流指令以及磁通軸的電流指令運(yùn)算三相的電流指令值， 在所述功率變換裝置中，根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及因所述電流檢測(cè)器和所述噪音濾波器 而產(chǎn)生的遲延時(shí)間來運(yùn)算所述三相的電流指令值與所述逆變器的實(shí)際的輸出電流之間的 相位差，并且將所述相位差與所述電動(dòng)機(jī)的所述磁極位置的相位相加。
[0011] 發(fā)明效果
[0012] 在本發(fā)明中，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及因電流檢測(cè)器和噪音濾波器而產(chǎn)生的遲延時(shí) 間來運(yùn)算三相的電流指令值與逆變器的實(shí)際的輸出電流之間的相位差，并且將相位差與電 動(dòng)機(jī)的磁極位置的相位相加來運(yùn)算三相的電流指令值，所以能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定無效時(shí)間補(bǔ)償 電壓的相位，即使在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高的情況下也能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來抑制起因于無效時(shí)間 的電流應(yīng)變，能夠降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)和噪音。
【附圖說明】
[0013] 圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的方塊圖。
[0014] 圖2表示現(xiàn)有的控制方式中的電流波形。
[0015] 圖3表示本發(fā)明的一實(shí)施方式中的電流波形。
[0016] 圖4是表示現(xiàn)有的控制方式的方塊圖。
[0017] 圖5是無效時(shí)間補(bǔ)償電壓的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。為了便于了解與現(xiàn)有技術(shù)的差別，先對(duì)現(xiàn)有 技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019] 圖4是表示現(xiàn)有的控制方式的方塊圖。功率變換裝置的主電路部分由電源1、將電 源1的商用交流電源變換為直流電壓的整流器2、將通過整流器2變換為直流的電壓變換 為任意頻率的交流電壓的逆變器3、由逆變器3驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)4、檢測(cè)電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速和磁 極位置的旋轉(zhuǎn)編碼器5構(gòu)成。逆變器3根據(jù)電動(dòng)機(jī)的矢量控制來控制旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)的磁通 軸分量和轉(zhuǎn)矩軸分量，由此來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在磁通軸中，通過將磁通軸電流指令I(lǐng)d*與磁通軸 電流IdFB的差分輸入磁通軸電流控制系統(tǒng)塊11來運(yùn)算磁通軸分量的電壓指令值Vd*。其 中，磁通軸電流IdFB通過對(duì)從輸入了電流檢測(cè)器6的輸出信號(hào)的噪音濾波器7輸出的逆變 器3的輸出電流IuFB、IvFB、IwFB (以下稱為相電流檢測(cè)值）進(jìn)行三相-二相變換（8)而獲 得。
[0020] 在轉(zhuǎn)矩軸中，通過將電動(dòng)機(jī)4的速度指令ore*與從旋轉(zhuǎn)編碼器5獲得的轉(zhuǎn)速 ω reFB的差分輸入速度控制系統(tǒng)塊12而獲得轉(zhuǎn)矩指令τ *。此后進(jìn)一步將其輸入轉(zhuǎn)矩-電 流變換增益塊（KT) 13而獲得轉(zhuǎn)矩軸電流指令I(lǐng)q*。將轉(zhuǎn)矩軸電流指令I(lǐng)q*與通過對(duì)相電流 檢測(cè)值進(jìn)行三相-二相變換（8)而獲得的轉(zhuǎn)矩軸電流IqFB之間的差分輸入轉(zhuǎn)矩軸電流控 制系統(tǒng)塊14而獲得轉(zhuǎn)矩軸分量的電壓指令Vq*。
[0021] 另一方面，根據(jù)對(duì)磁通軸電流指令I(lǐng)d*和轉(zhuǎn)矩軸電流指令I(lǐng)q*進(jìn)行二相-三相變 換（15)而獲得的逆變器3的輸出電流的三相電流指令I(lǐng)u*、Iv*、Iw* (以下稱為相電流指令 值）的極性，由無效時(shí)間補(bǔ)償電路17確定無效時(shí)間補(bǔ)償量的極性，并進(jìn)行無效時(shí)間補(bǔ)償電 壓的運(yùn)算。
[0022] 通過對(duì)磁通軸分量的電壓指令Vd*和轉(zhuǎn)矩軸分量的電壓指令Vq*進(jìn)行二相-三相 變換（16)，能夠獲得對(duì)于逆變器3的各相的電壓指令。將該電壓指令與無效時(shí)間補(bǔ)償電壓 相加，運(yùn)算三相電壓指令Vu*、Vv*、Vw* (以下稱為相電壓指令值），通過對(duì)相電壓指令值與 載體的比較生成PWM脈沖，以驅(qū)動(dòng)逆變器2的開關(guān)元件。
[0023] 在該控制方式中，根據(jù)相電流指令值運(yùn)算無效時(shí)間補(bǔ)償電壓，在相電流指令值與 逆變器輸出的實(shí)際的電流Iu、IV、Iw (以下稱為實(shí)際的相電流）沒有相位差的場(chǎng)合，能夠獲 得良好的無效時(shí)間補(bǔ)償動(dòng)作，能夠抑制實(shí)際的相電流的應(yīng)變。
[0024] 另一方面，在相電流指令值與實(shí)際的相電流之間存在有相位差的場(chǎng)合，由于會(huì)產(chǎn) 生無效時(shí)間補(bǔ)償電壓與實(shí)際的相電流的極性不一致的區(qū)間，所以無法適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行無效時(shí)間 補(bǔ)償。為此，不僅無效時(shí)間補(bǔ)償?shù)男Ч档?，而且由于將極性與實(shí)際的電流不同的無效時(shí)間 補(bǔ)償電壓與相電壓指令值相加，所以不但得不到所期待的效果，反而會(huì)導(dǎo)致電流應(yīng)變?cè)龃蟆?br>[0025] 圖5是在相電流指令值與實(shí)際的相電流之間存在有相位差Δ Θ re的場(chǎng)合運(yùn)