專利名稱：相電流檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相電流檢測(cè)裝置，該相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流。
背景技術(shù)：
以前，在由逆變器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，作為用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)相電流的裝置，提出了一種使輸出脈沖變形為可測(cè)定的輸出的裝置。
當(dāng)采用上述結(jié)構(gòu)時(shí)，產(chǎn)生以下不良情況，即由振鈴引起的電流測(cè)定誤差，由脈沖輸出時(shí)間的延長(zhǎng)引起的波形失真，運(yùn)轉(zhuǎn)范圍的縮小，異常噪聲的產(chǎn)生等。
特別是，由于沒(méi)有提出任何對(duì)振鈴的解析方案，因而存在以下不良情況，即難以減少振鈴，不能進(jìn)行高速反應(yīng)，或者不能提高測(cè)定精度。
并且，雖然考慮到可使用并聯(lián)電阻來(lái)檢測(cè)流過(guò)直流鏈路的脈沖電流，但是難以減少噪聲的影響和提高測(cè)定精度，而且由于由并聯(lián)電阻的電感引起的峰值電壓，存在不能對(duì)長(zhǎng)脈沖以外的脈沖進(jìn)行電流檢測(cè)的不良情況。因此，使用并聯(lián)電阻來(lái)檢測(cè)相電流還未達(dá)到實(shí)用化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題作出的，本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制振鈴并以高速和高精度實(shí)現(xiàn)電流取入的相電流檢測(cè)裝置。
此外，本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠使用并聯(lián)電阻以高精度檢測(cè)相電流的相電流檢測(cè)裝置。
權(quán)利要求1的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流；其特征在于，在功率器件不會(huì)由于開關(guān)引起的浪涌電壓而損壞的范圍內(nèi)，把設(shè)置在直流鏈路上的電流檢測(cè)器的功率器件側(cè)的旁路電容器的電容設(shè)定得盡量小。
權(quán)利要求2的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流；其特征在于，把設(shè)置在直流鏈路上的電流檢測(cè)器的功率器件側(cè)的旁路電容器的電容設(shè)定成使由電源側(cè)的一對(duì)電容器的合成電容和這些電容器間的布線電感所產(chǎn)生的諧振現(xiàn)象引起的電流檢測(cè)器上的電流在電流檢測(cè)器可檢測(cè)的最小電流以下。
權(quán)利要求3的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)為把電流從電源側(cè)的旁路電容器通過(guò)直流鏈路上的電流檢測(cè)器直接提供給功率器件。
權(quán)利要求4的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流；其特征在于，在電流檢測(cè)器中設(shè)置低通濾波器，并把該低通濾波器的截止頻率設(shè)定為能夠在測(cè)定誤差范圍內(nèi)，對(duì)由從電源側(cè)的旁路電容器到功率器件的布線、從功率器件到電動(dòng)機(jī)的布線以及電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振鈴頻率分量進(jìn)行充分抑制的頻率。
權(quán)利要求5的相電流檢測(cè)裝置采用包含用于切換截止頻率的切換部件的低通濾波器作為上述低通濾波器。
權(quán)利要求6的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流；其特征在于，在電流檢測(cè)器中設(shè)置具有可在規(guī)定的最小電壓矢量長(zhǎng)度上檢測(cè)電流的響應(yīng)速度的濾波器，并設(shè)定從逆變器到電動(dòng)機(jī)的線路長(zhǎng)度，以便使用該濾波器，使由從電源側(cè)的旁路電容器到功率器件的布線、從功率器件到電動(dòng)機(jī)的布線以及電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振鈴為可抑制的頻率以上。
權(quán)利要求7的相電流檢測(cè)裝置采用包含利用放大器的通過(guò)速率的低通濾波器的濾波器作為上述濾波器。
權(quán)利要求8的相電流檢測(cè)裝置采用具有把振鈴頻率和最高輸出電壓相乘所獲得的值以下的通過(guò)速率的放大器作為上述放大器。
權(quán)利要求9的相電流檢測(cè)裝置采用由運(yùn)算放大器構(gòu)成并且頻帶受反饋電容限制的放大器作為在電流檢測(cè)器中包含的放大器。
權(quán)利要求10的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流；其特征在于，與電流檢測(cè)器并聯(lián)地設(shè)置由LC串聯(lián)諧振電路構(gòu)成的濾波器，并使其諧振頻率與由從電源側(cè)的旁路電容器到功率器件的布線、從功率器件到電動(dòng)機(jī)的布線以及電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振鈴頻率一致。
權(quán)利要求11的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置包含決定部件，該決定部件對(duì)與發(fā)給逆變器的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，決定電流檢測(cè)定時(shí)和最小電壓矢量長(zhǎng)度中的至少一方。
權(quán)利要求12的相電流檢測(cè)裝置采用以下決定部件作為上述決定部件，該決定部件在起動(dòng)時(shí)，在直流電流流過(guò)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)下，對(duì)與發(fā)給逆變器的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定。
權(quán)利要求13的相電流檢測(cè)裝置采用使用三角波比較方式進(jìn)行PWM波產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置作為上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，并采用以下決定部件作為上述決定部件，該決定部件對(duì)與發(fā)給逆變器的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定，并在三角波的上升邊、下降邊各自的傾斜邊進(jìn)行用于相電流檢測(cè)的電流測(cè)定。
權(quán)利要求14的相電流檢測(cè)裝置采用以下決定部件作為上述決定部件，該決定部件不進(jìn)行用于相電流檢測(cè)的電流測(cè)定，對(duì)與發(fā)給逆變器的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定。
權(quán)利要求15的相電流檢測(cè)裝置采用用于驅(qū)動(dòng)密閉型壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)作為上述電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求16的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置具有第一濾波器，該第一濾波器抵消由并聯(lián)電阻附帶的電感分量引起的誤差。
權(quán)利要求17的相電流檢測(cè)裝置采用以下第一濾波器作為上述第一濾波器，該第一濾波器在比電流檢測(cè)電路所要求的頻率特性的上限低的頻率處具有極點(diǎn)。
權(quán)利要求18的相電流檢測(cè)裝置采用以下第一濾波器作為上述第一濾波器，該第一濾波器內(nèi)含與由并聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻附帶的電感分量所產(chǎn)生的零點(diǎn)頻率相同的極點(diǎn)。
權(quán)利要求19的相電流檢測(cè)裝置還包含第二濾波器，該第二濾波器消除流過(guò)并聯(lián)電阻的電流的無(wú)用振動(dòng)分量。
權(quán)利要求20的相電流檢測(cè)裝置采用由無(wú)源元件構(gòu)成并與并聯(lián)電阻直接連接的濾波器作為上述第一或第二濾波器。
權(quán)利要求21的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置具有噪聲消除裝置，該噪聲消除裝置消除由從并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通引起的噪聲。
權(quán)利要求22的相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置裝有電路元件，以便不受由從并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通引起的噪聲的影響。
權(quán)利要求23的相電流檢測(cè)裝置把電路元件安裝成與由并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通的平面平行。
權(quán)利要求24的相電流檢測(cè)裝置用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，并且包含為檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流而插入直流鏈路的并聯(lián)電阻；電流檢測(cè)電路；以檢測(cè)電流輸出作為輸入的微計(jì)算機(jī)；其特征在于，把電流檢測(cè)電路的信號(hào)地線和微計(jì)算機(jī)地線連接在并聯(lián)電阻的一側(cè)。
權(quán)利要求25的相電流檢測(cè)裝置用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，并且包含為檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流而插入直流鏈路的并聯(lián)電阻；電流檢測(cè)電路；以檢測(cè)電流輸出作為輸入的微計(jì)算機(jī)；其特征在于，把共模扼流圈插入電流檢測(cè)輸出和微計(jì)算機(jī)地線之間。
權(quán)利要求1的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，在功率器件不會(huì)由于開關(guān)引起的浪涌電壓而損壞的范圍內(nèi)，把設(shè)置在直流鏈路上的電流檢測(cè)器的功率器件側(cè)的旁路電容器的電容設(shè)定得盡量小，因而不會(huì)使由諧振引起的電流振鈴流到電流檢測(cè)器，可提高電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求2的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，把設(shè)置在直流鏈路上的電流檢測(cè)器的功率器件側(cè)的旁路電容器的電容設(shè)定成使由電源側(cè)的一對(duì)電容器的合成電容和這些電容器之間的布線電感所產(chǎn)生的諧振現(xiàn)象引起的電流檢測(cè)器上的電流為電流檢測(cè)器可檢測(cè)的最小電流以下，因而可大幅減少測(cè)定誤差，可提高電流測(cè)定精度。
權(quán)利要求3的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，把電流從電源側(cè)的旁路電容器通過(guò)直流鏈路上的電流檢測(cè)器直接提供給功率器件，因而可把諧振電流的影響抑制到大致為0，可提高電流測(cè)定精度。
權(quán)利要求4的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，在電流檢測(cè)器中設(shè)置低通濾波器，并把該低通濾波器的截止頻率設(shè)定為能夠在測(cè)定誤差范圍內(nèi)，對(duì)由從電源側(cè)的旁路電容器到功率器件的布線、從功率器件到電動(dòng)機(jī)的布線以及電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振鈴頻率分量進(jìn)行充分抑制的頻率，因而可在測(cè)定誤差范圍內(nèi)，對(duì)振鈴頻率分量進(jìn)行充分抑制，可提高電流測(cè)定精度。
權(quán)利要求5的相電流檢測(cè)裝置采用包含用于切換截止頻率的切換部件的低通濾波器作為上述低通濾波器，因而除了能夠靈活適應(yīng)布線長(zhǎng)度等的變化以外，還能達(dá)到與權(quán)利要求4同樣的作用。
權(quán)利要求6的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，在電流檢測(cè)器中設(shè)置具有可在規(guī)定的最小電壓矢量長(zhǎng)度上檢測(cè)電流的響應(yīng)速度的濾波器，并設(shè)定從逆變器到電動(dòng)機(jī)的線路長(zhǎng)度，以便使用該濾波器，使由從電源側(cè)的旁路電容器到功率器件的布線、從功率器件到電動(dòng)機(jī)的布線以及電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振鈴為可抑制的頻率以上，因而可對(duì)振鈴頻率分量進(jìn)行充分抑制，可提高電流測(cè)定精度。
權(quán)利要求7的相電流檢測(cè)裝置采用包含利用放大器的通過(guò)速率的低通濾波器的濾波器作為上述濾波器，因而可達(dá)到與權(quán)利要求6同樣的作用。
權(quán)利要求8的相電流檢測(cè)裝置采用具有把振鈴頻率和最高輸出電壓相乘所獲得的值以下的通過(guò)速率的放大器作為上述放大器，因而可達(dá)到與權(quán)利要求7同樣的作用。
權(quán)利要求9的相電流檢測(cè)裝置采用由運(yùn)算放大器構(gòu)成并且頻帶受反饋電容限制的放大器作為在電流檢測(cè)器中包含的放大器，因而可大幅減少過(guò)沖和下沖，可達(dá)到與權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
權(quán)利要求10的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，與電流檢測(cè)器并聯(lián)地設(shè)置由LC串聯(lián)諧振電路構(gòu)成的濾波器，并使其諧振頻率與由從電源側(cè)的旁路電容器到功率器件的布線、從功率器件到電動(dòng)機(jī)的布線以及電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振鈴頻率一致，因而可減少振鈴的影響，可提高電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求11的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，該相電流檢測(cè)裝置包含決定部件，該決定部件對(duì)與發(fā)給逆變器的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，決定電流檢測(cè)定時(shí)和最小電壓矢量長(zhǎng)度中的至少一方，因而可減少由器件引起的延遲等的影響，并可提高電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求12的相電流檢測(cè)裝置采用以下決定部件作為上述決定部件，該決定部件在起動(dòng)時(shí)，在直流電流流到電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)下，對(duì)與發(fā)給逆變器的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定，因而可在電流值不變化并且PWM寬度也不變化的狀態(tài)下測(cè)定延遲時(shí)間，進(jìn)而可提高電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求13的相電流檢測(cè)裝置采用使用三角波比較方式進(jìn)行PWM波產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置作為上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，并采用以下決定部件作為上述決定部件，該決定部件對(duì)與發(fā)給逆變器的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定，并在三角波的上升邊、下降邊各自的傾斜邊進(jìn)行用于相電流檢測(cè)的電流測(cè)定，因而總是可以在測(cè)定延遲時(shí)間的同時(shí)，進(jìn)行相電流測(cè)定，可提高電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求14的相電流檢測(cè)裝置采用以下決定部件作為上述決定部件，該決定部件不進(jìn)行用于相電流檢測(cè)的電流測(cè)定，對(duì)與發(fā)給逆變器的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定，因而即使在采用無(wú)對(duì)稱性的方式時(shí)，也能適當(dāng)停止相電流檢測(cè)而進(jìn)行延遲時(shí)間測(cè)定，可提高電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求15的相電流檢測(cè)裝置采用用于驅(qū)動(dòng)密閉型壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)作為上述電動(dòng)機(jī)，因而當(dāng)驅(qū)動(dòng)密閉型壓縮機(jī)時(shí)，可達(dá)到與權(quán)利要求1至權(quán)利要求14中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
權(quán)利要求16的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使用第一濾波器可抵消由并聯(lián)電阻附帶的電感分量引起的誤差，進(jìn)而可提高相電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求17的相電流檢測(cè)裝置采用以下濾波器作為上述第一濾波器，該濾波器在比電流檢測(cè)電路所要求的頻率特性的上限低的頻率處具有極點(diǎn)，因而可在寬范圍內(nèi)達(dá)到平直特性，進(jìn)而可提高相電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求18的相電流檢測(cè)裝置采用以下濾波器作為上述第一濾波器，該濾波器內(nèi)含與由并聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻附帶的電感分量所產(chǎn)生的零點(diǎn)頻率相同的極點(diǎn)，因而可在寬范圍內(nèi)達(dá)到平直特性，進(jìn)而可提高相電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求19的相電流檢測(cè)裝置還包含第二濾波器，該第二濾波器消除流過(guò)并聯(lián)電阻的電流的無(wú)用振動(dòng)分量，因而除了可排除無(wú)用振動(dòng)分量的影響以外，還可達(dá)到與權(quán)利要求16至權(quán)利要求18中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
權(quán)利要求20的相電流檢測(cè)裝置采用由無(wú)源元件構(gòu)成并與并聯(lián)電阻直接連接的濾波器作為上述第一或第二濾波器，因而可采用難以產(chǎn)生由非線性引起誤差的廉價(jià)結(jié)構(gòu)，達(dá)到與權(quán)利要求16至權(quán)利要求19中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
權(quán)利要求21的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使用噪聲消除裝置，可消除由從并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通引起的噪聲，可提高相電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求22的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通過(guò)安裝電路元件，可不受由從并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通引起的噪聲的影響，可提高相電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求23的相電流檢測(cè)裝置把電路元件安裝成與從并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通平面平行，因而可達(dá)到與權(quán)利要求22同樣的作用。
權(quán)利要求24的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用為檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流而插入直流鏈路中的并聯(lián)電阻、電流檢測(cè)電路、以及以檢測(cè)電流輸出作為輸入的微計(jì)算機(jī)來(lái)檢測(cè)相電流時(shí)，把電流檢測(cè)電路的信號(hào)地線和微計(jì)算機(jī)地線連接在并聯(lián)電阻的一側(cè)，因而無(wú)論流過(guò)微計(jì)算機(jī)地線的電流如何，都能防止信號(hào)地線的電位變化，可提高相電流檢測(cè)精度。
權(quán)利要求25的相電流檢測(cè)裝置當(dāng)在用于把來(lái)自PWM逆變器的輸出提供給電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用為檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流而插入直流鏈路中的并聯(lián)電阻、電流檢測(cè)電路、以及用于以檢測(cè)電流輸出作為輸入的微計(jì)算機(jī)來(lái)檢測(cè)相電流時(shí)，把共模扼流圈插入電流檢測(cè)輸出和微計(jì)算機(jī)地線之間，因而可防止共模信號(hào)傳送，可減少流過(guò)微計(jì)算機(jī)地線的噪聲電流，提高相電流檢測(cè)精度。


圖1是示出使用逆變器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是用二維表示向電動(dòng)機(jī)施加的施加電壓的圖。
圖3是對(duì)V1矢量輸出時(shí)的電流的流動(dòng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖4是對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖5是示出流過(guò)直流鏈路的電流的實(shí)測(cè)例的圖。
圖6是示出應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是著眼于諧振在概念上對(duì)圖6進(jìn)行重畫的圖。
圖8是示出從電流檢測(cè)來(lái)看的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的概念電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是示出流過(guò)直流鏈路的電流的實(shí)測(cè)例的圖。
圖10是示出在布線長(zhǎng)度為2m時(shí)流過(guò)直流鏈路的電流的實(shí)測(cè)例的圖。
圖11是示出電纜長(zhǎng)度和振鈴振動(dòng)周期的關(guān)系的圖。
圖12是示出RC一階濾波器的構(gòu)成的圖。
圖13是示出RC一階濾波器的響應(yīng)特性的圖。
圖14是示出RC一階濾波器的頻率特性的圖。
圖15是示出在省略濾波器時(shí)的電流波形的圖。
圖16是示出在使用低速放大器時(shí)的電流波形的圖。
圖17是示出由低速放大器產(chǎn)生的電流波形的圖。
圖18是示出頻帶受期間電容限制的放大器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖19是示出在省略電容器時(shí)的電流波形的圖。
圖20是示出在設(shè)置電容器時(shí)的電流波形的圖。
圖21是示出應(yīng)用本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的另一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖22是示出應(yīng)用本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖23是對(duì)各部分的延遲時(shí)間進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖24是對(duì)電流波形測(cè)定進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖25是對(duì)電流的檢測(cè)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖26是示出在采用三角波比較方式時(shí)的直流鏈路電流的圖。
圖27是并聯(lián)電阻的等效電路圖。
圖28是示出并聯(lián)電阻特性的圖。
圖29示出濾波器與并聯(lián)電阻的連接狀態(tài)的電路圖。
圖30是示出電感消除濾波器的特性的圖。
圖31是示出具有電感消除濾波器的電流檢測(cè)電路的特性的圖。
圖32是示出在消除寄生電感狀態(tài)下的電流測(cè)定波形的圖。
圖33是示出在消除無(wú)用振動(dòng)分量狀態(tài)下的電流測(cè)定波形的圖。
圖34是對(duì)未實(shí)施噪聲消除對(duì)策的狀態(tài)下的并聯(lián)電阻和放大器之間的環(huán)路和產(chǎn)生磁通的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖35是對(duì)使并聯(lián)電阻和放大器之間的環(huán)路閉合、并在并聯(lián)電阻側(cè)和放大器側(cè)消除磁通的狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖36是示出把放大器安裝成與磁通平面平行的狀態(tài)的圖。
圖37是示出電流檢測(cè)電路的信號(hào)地線和微計(jì)算機(jī)地線的常規(guī)連接狀態(tài)的圖。
圖38是示出使電流檢測(cè)電路的信號(hào)地線和微計(jì)算機(jī)地線連接在并聯(lián)電阻的一側(cè)的狀態(tài)的電路圖。
圖39是示出把共模扼流圈插入檢測(cè)電流輸出和微計(jì)算機(jī)地線之間的狀態(tài)的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是示出使用逆變器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。表1示出了逆變器(功率器件)的輸出電壓矢量和開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)的關(guān)系。
表1

其中，Tu+、Tv+、Tw+分別表示u相、v相、w相的上橋臂的開關(guān)元件，Tu-、Tv-、Tw-分別表示u相、v相、w相的下橋臂的開關(guān)元件，在表1中，ON表示上橋臂的開關(guān)元件為ON并且下橋臂的開關(guān)元件為OFF的狀態(tài)，OFF表示上橋臂的開關(guān)元件為OFF并且下橋臂的開關(guān)元件為ON的狀態(tài)。
在上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，在用于以交流電源1為輸入的整流電路2的輸出端子之間連接第一電容器2a，將三相逆變器3與第一電容器2a并聯(lián)連接，并把三相逆變器3的輸出提供給電動(dòng)機(jī)4。而在三相逆變器3的輸入側(cè)并聯(lián)連接第二電容器，并在第一電容器2a和第二電容器3a之間連接電流檢測(cè)器5。
該電流檢測(cè)器5具有并聯(lián)電阻5a，其被插入在第一電容器2a和第二電容器3a之間的布線上；以及電流輸出部5b，其以并聯(lián)電阻5a的端子間電壓為輸入，并作為檢測(cè)電流輸出。
因此，當(dāng)電壓矢量為V0和V7時(shí)，電動(dòng)機(jī)4的所有端子與電源的負(fù)(-)線或者正(+)線連接，并且不向電動(dòng)機(jī)4施加使電流增減的電壓(以下僅稱為電壓)。而當(dāng)電壓矢量例如為V1時(shí)，電動(dòng)機(jī)的w相的端子與電源的正(+)線連接，其他相的端子與電源的負(fù)(-)線連接，并在使w相電流增加的方向(u相和v相為負(fù)方向)施加電壓。
在PWM的情況下，由于電壓的大小由在載波內(nèi)輸出電壓矢量的時(shí)間比率來(lái)決定，因此當(dāng)各相的電壓大致相等時(shí)，輸出與各相之間的電壓差相當(dāng)?shù)臉O短期間的電壓矢量(以下將其稱為電壓矢量短)。并且，當(dāng)輸出電壓低時(shí)，輸出特別短的電壓矢量，并且不向電動(dòng)機(jī)4施加電壓的電壓矢量V0和V7占用載波內(nèi)的大部分期間。
圖2是用二維表示向電動(dòng)機(jī)4施加的施加電壓的圖。把向u相施加正電壓并向v相和w相施加負(fù)電壓的情況定義為u相方向，同樣定義v相方向和w相方向，并且電壓大小用矢量長(zhǎng)度來(lái)表示。
在此情況下，電壓矢量V0～V7如圖2所示配置，例如，當(dāng)輸出夾在電壓矢量V1和電壓矢量V3之間的a矢量時(shí)，使用一般空間矢量法，例如，在按照V0、V1、V3和V7的順序適當(dāng)改變電壓矢量的同時(shí)，輸出該電壓矢量。
當(dāng)減小輸出電壓(縮短矢量長(zhǎng)度)時(shí)，為了延長(zhǎng)電壓矢量V0和V7的輸出時(shí)間并保存a矢量的方向，可使電壓矢量V1和V3的輸出時(shí)間的比率保持恒定。
當(dāng)從直流鏈路檢測(cè)相電流時(shí)，例如，當(dāng)輸出a矢量時(shí)，使用在輸出電壓矢量V1的期間，w相電流流過(guò)直流鏈路(參照?qǐng)D3中的箭頭)，在輸出電壓矢量V3的期間，u相電流的正負(fù)相反的電流流過(guò)直流鏈路的這種性質(zhì)，可從直流鏈路檢測(cè)相電流{參照?qǐng)D4，以及“PWMインバ一タの三相出力電流の直流側(cè)での検出法(PWM逆變器的三相輸出電流的直流側(cè)的檢測(cè)法)”，谷沢等人，IEa-94-17(以下稱為參考文獻(xiàn))}。
如果考慮實(shí)際的電流檢測(cè)，則在從電流值變化到電路穩(wěn)定的過(guò)渡狀態(tài)下有無(wú)法測(cè)定的期間(參照?qǐng)D5)。因此，必須盡量縮短過(guò)渡狀態(tài)，以便沒(méi)有無(wú)用脈沖限制地測(cè)定電流。
圖6是示出應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與圖1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的不同點(diǎn)僅在于在電流檢測(cè)器5的略微上游側(cè)還設(shè)置有第三電容器3b，該第三電容器3b與第一電容器2a并聯(lián)連接；以及在功率器件不會(huì)由于開關(guān)引起的浪涌電壓而損壞的范圍內(nèi)把第二電容器3a的電容設(shè)定得盡量小。
上述結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的作用如下所述。
從交流電源1輸入的功率由整流電路2進(jìn)行整流，然后由第一電容器2a進(jìn)行平滑化，并被提供給逆變器3，然后根據(jù)電壓矢量被提供給電動(dòng)機(jī)4。
然后，為了保護(hù)逆變器3的功率器件，把第二電容器3a設(shè)置在功率器件的附近，并且使從第二電容器3a到功率器件的電感分量盡量小。
并且，由于第一電容器2a是大電容電容器，因而第一電容器2a和第三電容器3b之間的布線長(zhǎng)度較長(zhǎng)。
圖7是著眼于諧振而對(duì)圖6進(jìn)行重畫的圖。在第一電容器2a和第三電容器3b之間連接有由布線產(chǎn)生的電感2b和2c。
從圖7可知，如果在第一電容器2a和第三電容器3b之間的由布線產(chǎn)生的電感2b和2c、第二電容器3a和第三電容器3b的合成電容之間產(chǎn)生諧振，并且把第二電容器3a和第三電容器3b的電容設(shè)定為同等程度(例如，1μF左右)，則周期長(zhǎng)并且電流大的振鈴電流會(huì)流過(guò)電流檢測(cè)器5。
然而，在本實(shí)施例中，由于在功率器件不會(huì)由于開關(guān)引起的浪涌電壓而損壞的范圍內(nèi)，把第二電容器3a的電容設(shè)定得盡量小，因而可使由諧振引起的電流振鈴基本不會(huì)流過(guò)電流檢測(cè)器5，進(jìn)而可提高電流檢測(cè)精度。
并且，諧振電流由第一電容器2a和第三電容器3b之間的由布線產(chǎn)生的電感2b和2c、電動(dòng)機(jī)相電流、第二電容器3a和第三電容器3b來(lái)決定，并且流過(guò)電流檢測(cè)器5的諧振電流由第二電容器3a和第三電容器3b的電容比來(lái)決定(由于諧振電流被分配給第二電容器3a和第三電容器3b，因而只有流過(guò)第二電容器3a的諧振電流才流過(guò)電流檢測(cè)器5)。
因此，如果可決定第一電容器2a和第三電容器3b之間的由布線產(chǎn)生的電感2b和2c、電動(dòng)機(jī)相電流、第二電容器3a的電容和第三電容器3b的電容，則可容易算出由流過(guò)電流檢測(cè)器5的諧振電流引起的誤差，然而，卻很難對(duì)第一電容器2a和第三電容器3b之間的由布線產(chǎn)生的電感2b和2c進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)。因此，通過(guò)對(duì)由電流最大時(shí)(功率器件ON時(shí)的電流階躍為最大時(shí))的諧振電流引起的誤差進(jìn)行實(shí)測(cè)，并把第二電容器3a和第三電容器3b的電容比設(shè)定成使由諧振電流引起的誤差為設(shè)定的檢測(cè)電流的最小值以下，可消除測(cè)定誤差。
并且，如上所述，在第二電容器3a的影響下，由第一電容器2a和第三電容器3b之間的由布線產(chǎn)生的電感2b和2c、第二電容器3a和第三電容器3b引起的諧振電流流過(guò)電流檢測(cè)器5而產(chǎn)生誤差。另一方面，雖然第二電容器3a防止功率器件由于伴隨開關(guān)的峰值電壓而被破壞，但是由于電流檢測(cè)器5前后的電壓差很小，因而通過(guò)使用盡量短的布線來(lái)連接第三電容器3b、電流檢測(cè)器5和功率器件，可使第三電容器3b承擔(dān)第二電容器3a的功能，而把第二電容器3a的電容設(shè)定為0。
結(jié)果，可防止諧振電流流過(guò)電流檢測(cè)器5，可把諧振電流的影響抑制到大致為0。
圖8是示出從電流檢測(cè)來(lái)看的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的概念電路結(jié)構(gòu)的圖。
在第三電容器3b和功率器件之間，電感分量占主要地位，在功率器件和電動(dòng)機(jī)4之間，電容分量占主要地位。并且，電動(dòng)機(jī)4由繞組構(gòu)成，盡管具有大電感，如果考慮振鈴的頻率分量，則電容分量還是占主要地位。并且，電動(dòng)機(jī)4具有提供給定子的雜散電容。因此，由這些電感和電容產(chǎn)生諧振。此時(shí)的頻率同由第一電容器2a和第三電容器3b之間的由布線產(chǎn)生的電感2b和2c、第二電容器3a和第三電容器3b的合成電容所產(chǎn)生的諧振現(xiàn)象相比是高速的，并且如圖9所示，流過(guò)電流檢測(cè)器5的電流在從電壓矢量輸出開始的短暫的期間內(nèi)振動(dòng)。
圖10示出了在把布線長(zhǎng)度設(shè)定為2m時(shí)的實(shí)測(cè)波形。
在該觀測(cè)波形中，在2m的布線長(zhǎng)度下觀測(cè)到200ns左右的諧振頻率。該頻率同由第一電容器2a和第三電容器3b之間的由布線產(chǎn)生的電感2b和2c、第二電容器3a和第三電容器3b的合成電容所產(chǎn)生的諧振現(xiàn)象相比為10倍左右的高速，并在進(jìn)行上述實(shí)施例處理的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中成為最大的誤差因素。
圖11示出了根據(jù)這種波形測(cè)定的從功率器件到電動(dòng)機(jī)4的布線和有無(wú)電動(dòng)機(jī)4的諧振周期的關(guān)系。
由圖可知，振動(dòng)周期由于電動(dòng)機(jī)4的附加而增加恒定的值，并隨著布線長(zhǎng)度(電纜長(zhǎng)度)的增加而直線增加。從圖11中可知，在電纜長(zhǎng)度從2m到16m的范圍內(nèi)有多達(dá)三倍的周期變化，考慮到如果適應(yīng)例如16m把截止頻率設(shè)定較低，則電流檢測(cè)用的所需矢量長(zhǎng)度變長(zhǎng)，則由電流檢測(cè)器5形成的濾波器必須具有適應(yīng)該頻率的頻率特性。
從以上可知，在進(jìn)行上述實(shí)施例的處理的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，通過(guò)設(shè)置能夠在測(cè)定誤差范圍內(nèi)，對(duì)由從第三電容器3b到功率器件的布線、從功率器件到電動(dòng)機(jī)4的布線以及電動(dòng)機(jī)4所產(chǎn)生的振鈴頻率分量進(jìn)行充分抑制的濾波器，可進(jìn)一步提高電流測(cè)定精度。
并且，作為該濾波器，優(yōu)選的是采用具有用于切換截止頻率的部件的濾波器，通過(guò)切換頻率特性，可靈活適應(yīng)布線長(zhǎng)度等的變化。
以下，對(duì)該濾波器進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
其中，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，以圖12所示的RC一階濾波器電路為例進(jìn)行說(shuō)明。
該RC一階濾波器電路的階躍響應(yīng)特性如圖13所示，頻率特性如圖14所示。如果假定在最小矢量長(zhǎng)度輸出時(shí)在矢量的最后檢測(cè)電流，則根據(jù)由檢測(cè)定時(shí)的響應(yīng)速度決定的容許誤差Es，使用1-Es＝{1-exp(-tmin/CR)}
(式中，tmin是檢測(cè)定時(shí)的時(shí)刻)的關(guān)系來(lái)決定CR值，并使用該值來(lái)算出濾波器的截止頻率f0。根據(jù)tmin時(shí)的振鈴的振幅Vr和由振鈴引起的容許誤差Es，算出應(yīng)抑制的振鈴量Es/Vr，并據(jù)此求出振鈴頻率fr。
因此，通過(guò)設(shè)定從逆變器3到電動(dòng)機(jī)4的布線長(zhǎng)度使在振鈴頻率fr以上，可提高電流檢測(cè)精度。
并且，圖15示出了不進(jìn)行濾波時(shí)的實(shí)測(cè)波形，圖16示出了使用低速放大器(25V/μs)時(shí)的實(shí)測(cè)波形。
參照?qǐng)D15和圖16可知，通過(guò)使用低速放大器，可有效抑制振鈴。換言之，通過(guò)使用利用放大器的通過(guò)速率的低通濾波器，可有效抑制振鈴。
然后，如果用通過(guò)速率為f×Vmax(V/s)的放大器對(duì)頻率為f、振幅為Vmax的方形波進(jìn)行放大，則如圖17所示，則變?yōu)檎穹鵙max/2，成為其以上的頻率分量大大衰減，而其以下的頻率分量通過(guò)的所謂的截止頻率。
圖18是示出電流輸出部5b的結(jié)構(gòu)的一例的電路圖。
該電流輸出部5b把輸入信號(hào)提供給正向輸入端子，并且使反向輸入端子通過(guò)電阻5b2與地線連接。該電流輸出部5b具有運(yùn)算放大器5b1，用于從輸出端子輸出輸出信號(hào)；以及電阻5b3和電容器5b4，該兩者在運(yùn)算放大器5b1的反向輸入端子和輸出端子之間相互并聯(lián)連接。
圖19示出了在省略電容器5b4時(shí)的實(shí)測(cè)波形，圖20示出了在設(shè)置電容器5b4時(shí)的實(shí)測(cè)波形。對(duì)比圖19和圖20可知，通過(guò)設(shè)置電容器5b4，可大幅減少過(guò)沖(overshoot)和下沖(undershoot)，而且盡管對(duì)頻帶進(jìn)行了限制，也能實(shí)現(xiàn)高速化。
圖21是示出應(yīng)用本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的另一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與圖6的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的不同點(diǎn)僅在于，將LC串聯(lián)諧振電路5c與并聯(lián)電阻5a并聯(lián)連接。并且，使該LC串聯(lián)諧振電路5c的諧振頻率與由從第三電容器3b到功率器件的布線、從功率器件到電動(dòng)機(jī)4的布線以及電動(dòng)機(jī)4所產(chǎn)生的振鈴頻率一致。
當(dāng)采用該結(jié)構(gòu)時(shí)，可通過(guò)LC串聯(lián)諧振電路使由振鈴引起的電流旁路，提高電流檢測(cè)精度。
圖22是示出應(yīng)用本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與圖6的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的不同點(diǎn)在于，把來(lái)自電流檢測(cè)器5的電流輸出提供給CPU7，把來(lái)自CPU7的端口輸出提供給驅(qū)動(dòng)器電路7a，并把來(lái)自驅(qū)動(dòng)器電路7a的驅(qū)動(dòng)器輸出提供給逆變器3(功率器件)。
當(dāng)采用該結(jié)構(gòu)時(shí)，電流檢測(cè)器5依次檢測(cè)流過(guò)直流鏈路的電流，并把該電流提供給CPU7。
CPU7在每個(gè)電流檢測(cè)定時(shí)對(duì)電流進(jìn)行抽樣，并通過(guò)如參考文獻(xiàn)所示的處理來(lái)檢測(cè)相電流。然后，進(jìn)行速度控制和電流控制等用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的處理，并在驅(qū)動(dòng)器電路7a中指定輸出電壓矢量。驅(qū)動(dòng)器電路7a根據(jù)CPU7的指令來(lái)驅(qū)動(dòng)功率器件的開關(guān)元件，并把電壓(電流)提供給電動(dòng)機(jī)4。此時(shí)，參考文獻(xiàn)利用根據(jù)功率器件的開關(guān)狀態(tài)相電流出現(xiàn)在直流鏈路上這一情況來(lái)檢測(cè)相電流，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置也可同樣檢測(cè)相電流。
當(dāng)在上述結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中檢測(cè)相電流時(shí)，如參考文獻(xiàn)所示，對(duì)窄脈沖的電流檢測(cè)成為問(wèn)題。
在輸出極窄脈沖(電壓矢量長(zhǎng)度盡量短)的情況下，由于不能進(jìn)行電流測(cè)定，因而進(jìn)行限制最小脈沖寬度(最小電壓矢量長(zhǎng)度)等的處理，但是如果最小電壓矢量長(zhǎng)度變長(zhǎng)，則會(huì)產(chǎn)生不能輸出的電壓矢量增加、電壓(電流)波形失真的問(wèn)題，因而必須把最小電壓矢量長(zhǎng)度設(shè)定得盡量短。
如上所述對(duì)窄脈沖的振鈴等的影響進(jìn)行排除，然而為了進(jìn)行正確的電流檢測(cè)，還必須考慮由器件引起的延遲等，使檢測(cè)定時(shí)與電流一致。
圖23示出了各部分的延遲。
把CPU7的端口延遲、驅(qū)動(dòng)器電路7a的延遲、以及功率器件的延遲相加作為總延遲。盡管圖23僅示出了上升邊延遲，但在下降邊也同樣產(chǎn)生延遲。
在通常使用的電路中，這些延遲各自均為數(shù)百ns，綜合起來(lái)為500ns～1μs，并隨著溫度、偏差等而成倍左右地變化。因此，當(dāng)考慮1μs左右以下的脈沖限制時(shí)，不能忽視延遲時(shí)間的變化。
考慮到這種情況，通過(guò)對(duì)與CPU7的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、或者下降邊延遲時(shí)間、或者電流波形中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)的關(guān)系進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)該結(jié)果來(lái)決定電流檢測(cè)定時(shí)或者最小電壓矢量，可使檢測(cè)定時(shí)與電流一致。
參照?qǐng)D24進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
圖24是對(duì)電流波形的測(cè)定方法進(jìn)行說(shuō)明的圖，假定如圖24所示從輸出指令定時(shí)開始，經(jīng)過(guò)各延遲，輸出功率器件輸出。
由于電流波形是每個(gè)PWM的重復(fù)波形，因而可以認(rèn)為按每個(gè)PWM周期重復(fù)輸出從輸出開始到輸出結(jié)束的時(shí)間不同但形狀相同的波形。
此時(shí)，如果對(duì)每個(gè)PWM使用各種電流檢測(cè)延遲時(shí)間來(lái)檢測(cè)電流，則可測(cè)定從輸出開始定時(shí)起輸出何種波形。對(duì)下降邊也是同樣，可觀測(cè)從輸出結(jié)束定時(shí)起的延遲時(shí)間和波形。
因此，可通過(guò)該操作來(lái)取得綜合上升邊延遲時(shí)間和下降邊延遲時(shí)間、上升時(shí)的振鈴波形等。
然后，如圖25中(a)所示，可把綜合上升時(shí)間+振鈴波形的收斂時(shí)間(到電路穩(wěn)定的時(shí)間)設(shè)定為電流檢測(cè)延遲時(shí)間的下限，如圖25中(b)所示，可把綜合上升時(shí)間+到電路穩(wěn)定的時(shí)間-綜合下降時(shí)間(其中，綜合下降時(shí)間是從輸出結(jié)束定時(shí)到下降邊開始的時(shí)間)設(shè)定為最小矢量長(zhǎng)度的下限即可，可以不依賴延遲時(shí)間，準(zhǔn)確地進(jìn)行相電流的測(cè)定。當(dāng)然，最小值是使用各下限值的情況。
這里，由于該測(cè)定是使用圖22的裝置的電流檢測(cè)器5進(jìn)行的，因而電流檢測(cè)器5的檢測(cè)時(shí)間等延遲包含在各延遲內(nèi)被檢測(cè)出來(lái)。
并且，優(yōu)選的是在起動(dòng)時(shí)，在直流電流流過(guò)電動(dòng)機(jī)4的狀態(tài)下，對(duì)與CPU7的指令對(duì)應(yīng)的各延遲時(shí)間進(jìn)行測(cè)定。在這種情況下，由于電流值不變化，而且PWM寬度也不變化，因而可實(shí)現(xiàn)正確測(cè)定。并且，由于在起動(dòng)后很難使直流電流流動(dòng)，因而必須在起動(dòng)時(shí)使直流電流流動(dòng)。
而且，優(yōu)選的是在PWM波產(chǎn)生中使用三角波比較方式，并在上升邊下降邊的各自的傾斜邊進(jìn)行與CPU7的指令對(duì)應(yīng)的延遲時(shí)間等的測(cè)定和用于相電流檢測(cè)的電流測(cè)定。
圖26是示出三角波比較方式中的直流鏈路電流的圖。
Vn是輸出電壓矢量的例子。在三角波比較方式中，在一個(gè)載波內(nèi)輸出相互對(duì)稱的兩個(gè)電壓矢量，可觀測(cè)到兩個(gè)相互對(duì)稱的電流波形。因此，優(yōu)選的是將其中之一用于相電流檢測(cè)，而將另一個(gè)用于延遲時(shí)間測(cè)定，從而總是可以在測(cè)定延遲時(shí)間的同時(shí)進(jìn)行相電流測(cè)定，可提高電流檢測(cè)精度。
在PWM波產(chǎn)生中使用鋸齒波比較方式時(shí)，由于沒(méi)有上述對(duì)稱性，因而不能在一個(gè)載波內(nèi)進(jìn)行相電流檢測(cè)和延遲時(shí)間測(cè)定。然而，在這種情況下，通過(guò)適當(dāng)停止相電流檢測(cè)而進(jìn)行延遲時(shí)間測(cè)定，可提高電流檢測(cè)精度。
而且，可使用由上述各電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)4來(lái)驅(qū)動(dòng)密閉型壓縮機(jī)。
這里，密閉型壓縮機(jī)通常不使用位置傳感器(不使用位置傳感器來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的方法)來(lái)驅(qū)動(dòng)。而近年來(lái)，由于使用相電壓、相電流以及機(jī)器常數(shù)來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的技術(shù)不斷發(fā)展，因而應(yīng)用能夠根據(jù)直流鏈路電流來(lái)正確檢測(cè)相電壓的上述各實(shí)施例是有效的。
并且，由于密閉型壓縮機(jī)采用把電動(dòng)機(jī)配置在密封制冷劑和冷凍機(jī)油的空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)，因而介電常數(shù)比空氣中還高，因此應(yīng)用圖8至圖26的實(shí)施例特別有效。
以下將對(duì)使用并聯(lián)電阻進(jìn)行相電流檢測(cè)的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖27是示出并聯(lián)電阻的等效電路的圖，電阻分量Rs和寄生電感Ls串聯(lián)連接。
因此，假定流過(guò)并聯(lián)電阻的電流為Is，頻率為ω，則寄生電感產(chǎn)生jωLsIs的電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致產(chǎn)生測(cè)定誤差。由于高頻率分量越高該誤差越大，因而在進(jìn)行脈沖電流之類的高速電流測(cè)定時(shí)，尤其成為大問(wèn)題。
圖28示出了Rs＝0.0025Ω、Ls＝10e-9時(shí)從Is到所檢測(cè)的電壓(Rs+jωLs)Is的傳遞函數(shù)的波德圖。從圖28可知，在約40kHz時(shí)存在零點(diǎn)，并且在該值以上的頻率時(shí)振幅增大。在設(shè)計(jì)通常電流檢測(cè)電路時(shí)，通過(guò)對(duì)必要的電流檢測(cè)頻帶進(jìn)行頻帶限制來(lái)減少噪聲。當(dāng)測(cè)定脈沖電流時(shí)，1MHz左右的電流檢測(cè)頻帶是必要的，因此，存在的問(wèn)題是高頻電流在具有這種零點(diǎn)的并聯(lián)電阻上會(huì)成為噪聲，因而不能進(jìn)行正確的電流測(cè)定。
因此，通過(guò)在電流檢測(cè)器中設(shè)置用于消除由寄生電感Ls引起的電動(dòng)勢(shì)的濾波器，可消除該影響，并可進(jìn)行正確和高速的電流檢測(cè)。
圖29示出了該電路結(jié)構(gòu)的一例，在并聯(lián)電阻的輸出上設(shè)置有RC濾波器。
這里，選擇消除由寄生電感Ls引起的電動(dòng)勢(shì)用的電容器Cc和電阻Rc，以滿足CcRc＝Ls/Rs的關(guān)系。
此時(shí)，從在并聯(lián)電阻上產(chǎn)生的電壓到輸出V0的傳遞函數(shù)為1/(jωCcRc+1)。
如果用波德圖表示Cc＝0.1e-6F、Rc＝40Ω時(shí)的傳遞函數(shù)，則如圖30所示，可知在約40kHz處存在極點(diǎn)。
此時(shí)從電流Is到輸出V0的傳遞函數(shù)為V0＝(Rs+jωLs)Is/(1+jωCc(Rs+Rc)-ω2LsCc)，特性如圖31所示，在高至100MHz以上時(shí)為平直特性，并且在高頻區(qū)域?yàn)樗p的特性，因而沒(méi)有噪聲影響，能以極高精度測(cè)定相電流。
也就是說(shuō)，通過(guò)把極點(diǎn)設(shè)定在比電流檢測(cè)電路所要求的頻帶(例如1MHz)低的頻率(例如40kHz)，可獲得100MHz以上的平直特性。
并且，由于極點(diǎn)和零點(diǎn)的偏差表現(xiàn)為頻率高低上的增益差，因而通過(guò)保持若干偏差，可把頻率特性整形為期望形狀。
例如，通過(guò)使極點(diǎn)大于零點(diǎn)，可使高頻增益大于低頻增益，并可強(qiáng)調(diào)脈沖上升邊。然而，如果偏差過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生測(cè)定誤差，因而優(yōu)選的是在不產(chǎn)生測(cè)定誤差的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
并且，妨礙振鈴電流等的測(cè)定的電流分量流過(guò)并聯(lián)電阻，通過(guò)對(duì)該分量進(jìn)一步濾波，可實(shí)現(xiàn)誤差極小的高精度測(cè)定。圖32示出了消除寄生電感Ls時(shí)的實(shí)機(jī)測(cè)定波形，而圖33示出了消除了無(wú)用振動(dòng)分量時(shí)的實(shí)機(jī)測(cè)定波形。從圖32和圖33可知，通過(guò)實(shí)施兩種濾波，可進(jìn)行極好的電流測(cè)定。
如上所述，存在以下情況，即由于在并聯(lián)電阻上寄生的電感分量而產(chǎn)生數(shù)十kHz的零點(diǎn)。因此，當(dāng)測(cè)定具有數(shù)MHz分量的脈沖電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大的峰值電壓，當(dāng)把該峰值電壓直接輸入到放大器等有源元件時(shí)，會(huì)受到放大器的通過(guò)速率和動(dòng)態(tài)范圍的限制影響而不能正確進(jìn)行放大，或者必須使用非常昂貴的電路結(jié)構(gòu)。
因此，通過(guò)在預(yù)先通過(guò)濾波器整形為適合測(cè)定的波形之后，把該波形輸入到放大器等有源元件，可進(jìn)行電流測(cè)定，而不會(huì)產(chǎn)生上述問(wèn)題。
此外，盡管可以考慮把濾波器設(shè)置在取動(dòng)態(tài)范圍較大的放大器等有源元件以后的級(jí)，然而由于濾波器難以集成化，因而在使電流檢測(cè)器集成化時(shí)存在問(wèn)題。由于在這種情況下，上述濾波器也可以觀測(cè)到極好的電流波形，因而通過(guò)把濾波器直接設(shè)置在并聯(lián)電阻的近旁，可使濾波器以后的電路集成化。
并且，如圖34所示，如果電流流過(guò)并聯(lián)電阻，則其周邊產(chǎn)生磁通。而如果該磁通通過(guò)由并聯(lián)電阻兩端和放大器等電路形成的環(huán)路內(nèi)，則產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，成為噪聲，而產(chǎn)生測(cè)定誤差。因此，通常，通過(guò)把環(huán)路設(shè)計(jì)得盡量小來(lái)減少該噪聲，但是，環(huán)路減少卻由于并聯(lián)電阻大小等的制約和與放大器的設(shè)置位置有關(guān)的制約等而存在限度。然而，通過(guò)設(shè)置用于消除由交鏈磁通引起的電動(dòng)勢(shì)的噪聲消除部，可使噪聲減少。
圖35示出了這種情況的一例。這里，采用使由布線形成的環(huán)路閉合，在并聯(lián)電阻側(cè)和放大器側(cè)消除磁通的結(jié)構(gòu)。因此，可消除由交鏈磁通引起的電動(dòng)勢(shì)，可提高電流檢測(cè)精度。
圖36示出了不接受由磁通引起的噪聲的安裝結(jié)構(gòu)。這里，通過(guò)把電流配置成與由電流引起的磁通的平面平行，可實(shí)現(xiàn)不受磁通影響的結(jié)構(gòu)。
并且，當(dāng)進(jìn)行圖37所示的布線(常規(guī)上一般不進(jìn)行的布線)時(shí)，由于噪聲電流和布線上的寄生電阻而使測(cè)定電流產(chǎn)生誤差。雖然通過(guò)采用設(shè)置上述噪聲消除部，而不接受噪聲或者能回避噪聲的安裝結(jié)構(gòu)，可以減少在電流檢測(cè)電路輸入上產(chǎn)生的噪聲，但是，減少流過(guò)微計(jì)算機(jī)地線的噪聲電流是不容易的。因此，如圖38所示，通過(guò)使電流檢測(cè)電路的信號(hào)地線和微計(jì)算機(jī)地線連接在并聯(lián)電阻的一端，可防止流過(guò)微計(jì)算機(jī)地線的電流使信號(hào)地線的電位發(fā)生變化而成為噪聲，能進(jìn)行正確的電流測(cè)定。
并且，如圖39所示，通過(guò)配備共模扼流圈，可防止共模信號(hào)傳送，可減少流到微計(jì)算機(jī)地線的噪聲電流，并防止噪聲產(chǎn)生。
權(quán)利要求1的發(fā)明可達(dá)到使由諧振引起的電流振鈴不會(huì)流過(guò)電流檢測(cè)器，可提高電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求2的發(fā)明可達(dá)到大幅減少測(cè)定誤差，提高電流測(cè)定精度的特有效果。
權(quán)利要求3的發(fā)明可達(dá)到把諧振電流的影響抑制到大致為0，提高電流測(cè)定精度的特有效果。
權(quán)利要求4的發(fā)明可達(dá)到在測(cè)定誤差范圍內(nèi)對(duì)振鈴頻率分量進(jìn)行充分抑制，提高電流測(cè)定精度的特有效果。
權(quán)利要求5的發(fā)明除了可靈活適應(yīng)布線長(zhǎng)度等的變化以外，還可達(dá)到與權(quán)利要求4同樣的效果。
權(quán)利要求6的發(fā)明可達(dá)到對(duì)振鈴頻率分量進(jìn)行充分抑制，提高電流測(cè)定精度的特有效果。
權(quán)利要求7的發(fā)明可達(dá)到與權(quán)利要求6同樣的效果。
權(quán)利要求8的發(fā)明可達(dá)到與權(quán)利要求7同樣的效果。
權(quán)利要求9的發(fā)明可大幅減少過(guò)沖和下沖，可達(dá)到與權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
權(quán)利要求10的發(fā)明可達(dá)到減少振鈴影響，提高電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求11的發(fā)明可達(dá)到減少由部件引起的延遲等的影響，提高電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求12的發(fā)明可達(dá)到能夠在電流值不變化并且PWM寬度也不變化的狀態(tài)下測(cè)定延遲時(shí)間，進(jìn)而提高電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求13的發(fā)明可達(dá)到總是可以在測(cè)定延遲時(shí)間的同時(shí)進(jìn)行電流檢測(cè)，可提高電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求14的發(fā)明可達(dá)到即使在采用無(wú)對(duì)稱性的方式時(shí)，也能適當(dāng)停止相電流檢測(cè)而進(jìn)行延遲時(shí)間測(cè)定，可提高電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求15的發(fā)明在驅(qū)動(dòng)密閉型壓縮機(jī)時(shí)，可達(dá)到與權(quán)利要求1至權(quán)利要求14中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
權(quán)利要求16的發(fā)明可達(dá)到提高相電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求17的發(fā)明可達(dá)到在寬范圍內(nèi)達(dá)到平直特性，進(jìn)而可提高相電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求18的發(fā)明可達(dá)到在寬范圍內(nèi)達(dá)到平直特性，進(jìn)而可提高相電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求19的發(fā)明除了可排除無(wú)用振動(dòng)分量的影響以外，還可達(dá)到與權(quán)利要求16至權(quán)利要求18中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
權(quán)利要求20的發(fā)明可以采用難以產(chǎn)生由非線性引起的誤差的廉價(jià)結(jié)構(gòu)，達(dá)到與權(quán)利要求16至權(quán)利要求19中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
權(quán)利要求21的發(fā)明可達(dá)到提高相電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求22的發(fā)明可達(dá)到提高相電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求23的發(fā)明可達(dá)到與權(quán)利要求22同樣的效果。
權(quán)利要求24的發(fā)明可達(dá)到不管流過(guò)微計(jì)算機(jī)地線的電流如何，都可防止信號(hào)地線的電位變化，提高相電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求25的發(fā)明可達(dá)到防止共模信號(hào)傳送，減少流過(guò)微計(jì)算機(jī)地線的噪聲電流，提高相電流檢測(cè)精度的特有效果。
權(quán)利要求
1.一種相電流檢測(cè)裝置，在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，該相電流檢測(cè)裝置根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，在功率器件(3)不會(huì)由于開關(guān)引起的浪涌電壓而損壞的范圍內(nèi)，把設(shè)置在直流鏈路上的電流檢測(cè)器(5)的功率器件(3)側(cè)的旁路電容器(3a)的電容設(shè)定得盡量小。
2.一種相電流檢測(cè)裝置，在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，該相電流檢測(cè)裝置根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，把設(shè)置在直流鏈路上的電流檢測(cè)器(5)的功率器件(3)側(cè)的旁路電容器(3a)的電容設(shè)定成使由電源側(cè)的一對(duì)電容器(2a)(3b)的合成電容和這些電容器間的布線電感所產(chǎn)生的諧振現(xiàn)象引起的電流檢測(cè)器上的電流在電流檢測(cè)器(5)可檢測(cè)的最小電流以下。
3.一種相電流檢測(cè)裝置，在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，該相電流檢測(cè)裝置根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)為把電流從電源側(cè)的旁路電容器(2a)通過(guò)直流鏈路上的電流檢測(cè)器(5)直接提供給功率器件(3)。
4.一種相電流檢測(cè)裝置，在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，該相電流檢測(cè)裝置根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，在電流檢測(cè)器(5)中設(shè)置低通濾波器，并把該低通濾波器的截止頻率設(shè)定為能夠在測(cè)定誤差范圍內(nèi)，對(duì)由從電源側(cè)的旁路電容器(2a)到功率器件(3)的布線、從功率器件(3)到電動(dòng)機(jī)(4)的布線以及電動(dòng)機(jī)(4)所產(chǎn)生的振鈴頻率分量進(jìn)行充分抑制的頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述低通濾波器包含用于切換截止頻率的切換部件。
6.一種相電流檢測(cè)裝置，在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，該相電流檢測(cè)裝置根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，在電流檢測(cè)器(5)中設(shè)置具有可在規(guī)定的最小電壓矢量長(zhǎng)度上檢測(cè)電流的響應(yīng)速度的濾波器，并設(shè)定從逆變器(3)到電動(dòng)機(jī)(4)的線路長(zhǎng)度，以便通過(guò)該濾波器使由從電源側(cè)的旁路電容器(2a)到功率器件(3)的布線、從功率器件(3)到電動(dòng)機(jī)(4)的布線以及電動(dòng)機(jī)(4)所產(chǎn)生的振鈴在可抑制的頻率以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述濾波器包含利用放大器(5b1)的通過(guò)速率的低通濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述放大器(5b1)具有把振鈴頻率和最高輸出電壓相乘所獲得的值以下的通過(guò)速率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，在電流檢測(cè)器(5)內(nèi)包含的放大器(5b1)由運(yùn)算放大器(5b1)構(gòu)成，并且頻帶受反饋電容(5b4)的限制。
10.一種相電流檢測(cè)裝置，在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，該相電流檢測(cè)裝置根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，與電流檢測(cè)器(5)并聯(lián)地設(shè)置由LC串聯(lián)諧振電路構(gòu)成的濾波器，并使其諧振頻率與由從電源側(cè)的旁路電容器(2a)到功率器件(3)的布線、從功率器件(3)到電動(dòng)機(jī)(4)的布線以及電動(dòng)機(jī)(4)所產(chǎn)生的振鈴頻率一致。
11.一種相電流檢測(cè)裝置，在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，該相電流檢測(cè)裝置根據(jù)直流鏈路的電流和附加的矢量圖來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置包含決定部件，該決定部件對(duì)與發(fā)給逆變器(3)的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，決定電流檢測(cè)定時(shí)和最小電壓矢量長(zhǎng)度中的至少一方。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述決定部件在起動(dòng)時(shí)，在直流電流流過(guò)電動(dòng)機(jī)(4)的狀態(tài)下，對(duì)與發(fā)給逆變器(3)的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置使用三角波比較方式進(jìn)行PWM波產(chǎn)生，并且上述決定部件對(duì)與發(fā)給逆變器(3)的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定，并在三角波的上升邊、下降邊各自的傾斜邊進(jìn)行用于相電流檢測(cè)的電流測(cè)定。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述決定部件不進(jìn)行用于相電流檢測(cè)的電流測(cè)定，對(duì)與發(fā)給逆變器(3)的指令對(duì)應(yīng)的至少流過(guò)直流鏈路的電流的上升邊延遲時(shí)間、下降邊延遲時(shí)間和電流波形中的至少一方進(jìn)行測(cè)定。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求14中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電動(dòng)機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)密閉型壓縮機(jī)。
16.一種相電流檢測(cè)裝置，該相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置具有第一濾波器，該第一濾波器抵消由并聯(lián)電阻附帶的電感分量引起的誤差。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述第一濾波器在比電流檢測(cè)電路所要求的頻率特性的上限低的頻率處具有極點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述第一濾波器內(nèi)含與由并聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻附帶的電感分量所產(chǎn)生的零點(diǎn)頻率相同的極點(diǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至權(quán)利要求18中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置還包含第二濾波器，該第二濾波器消除流過(guò)并聯(lián)電阻的電流的無(wú)用振動(dòng)分量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述第一或第二濾波器由無(wú)源元件構(gòu)成，并與并聯(lián)電阻直接連接。
21.一種相電流檢測(cè)裝置，該相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置具有噪聲消除裝置，該噪聲消除裝置消除由并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通所引起的噪聲。
22.一種相電流檢測(cè)裝置，該相電流檢測(cè)裝置在把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，使用并聯(lián)電阻對(duì)流過(guò)直流鏈路的電流進(jìn)行檢測(cè)；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置裝有電路元件，以便不受由并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通所引起的噪聲的影響。
23.根據(jù)權(quán)利要求23所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，把電路元件安裝成與并聯(lián)電阻和直流鏈路產(chǎn)生的磁通平面平行。
24.一種相電流檢測(cè)裝置，該相電流檢測(cè)裝置用于把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，并且包含為檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流而插入直流鏈路的并聯(lián)電阻；電流檢測(cè)電路；以檢測(cè)電流輸出作為輸入的微計(jì)算機(jī)；其特征在于，把電流檢測(cè)電路的信號(hào)地線和微計(jì)算機(jī)地線連接在并聯(lián)電阻的一側(cè)。
25.一種相電流檢測(cè)裝置，該相電流檢測(cè)裝置用于把來(lái)自PWM逆變器(3)的輸出提供給電動(dòng)機(jī)(4)并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(4)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，并且包含為檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流而插入直流鏈路的并聯(lián)電阻；電流檢測(cè)電路；以檢測(cè)電流輸出作為輸入的微計(jì)算機(jī)；其特征在于，把共模扼流圈插入在電流檢測(cè)輸出和微計(jì)算機(jī)地線之間。
全文摘要
在用于輸入交流電源1的整流電路2的輸出端子間連接第一電容器2a，使第一電容器2a與三相逆變器3并聯(lián)連接，并把三相逆變器3的輸出提供給電動(dòng)機(jī)4。然后，在三相逆變器3的輸入側(cè)并聯(lián)連接第二電容器3a，在第一電容器2a和第二電容器3a之間連接電流檢測(cè)器5，從電流檢測(cè)器5使第三電容器與第一電容器2a僅在電源側(cè)并聯(lián)連接，在功率器件不會(huì)由于開關(guān)引起的浪涌電壓而損壞的范圍內(nèi)，把第二電容器3a的電容設(shè)定得盡量小，此外可抑制振鈴，并可以高速和高精度實(shí)現(xiàn)電流取入。
文檔編號(hào)H02M5/45GK1478319SQ02802758
公開日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2002年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者前田敏行, 谷口智勇, 勇 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社