專利名稱：相電流檢測(cè)方法、逆變器控制方法、電動(dòng)機(jī)控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相電流檢測(cè)方法、逆變器控制方法、電動(dòng)機(jī)控制方法及其裝置，具體涉及適用于在把來(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，并進(jìn)行電流控制或者無(wú)位置傳感器的控制的裝置的相電流檢測(cè)方法、逆變器控制方法、電動(dòng)機(jī)控制方法及其裝置。
背景技術(shù)：
以往，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，一般檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，進(jìn)行電流控制。
于是，為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，提出了以下兩種方法(1)使用直流電流互感器來(lái)檢測(cè)相電流的方法，以及(2)使用并聯(lián)電阻并根據(jù)并聯(lián)電阻的端子間電壓來(lái)檢測(cè)相電流的方法。
當(dāng)采用上述(1)的方法時(shí)，由于直流電流互感器價(jià)格昂貴，因而存在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置整體成本提高的不良情況。
當(dāng)采用上述(2)的方法時(shí)，由于脈沖寬度因運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而顯著變窄，并且相電流的測(cè)定誤差變大，因而對(duì)脈沖寬度進(jìn)行限制，以使脈沖寬度不會(huì)窄到某個(gè)程度以下。然而，如果進(jìn)行這種處理，則存在電流波形失真的不良情況，以及在起動(dòng)時(shí)不能檢測(cè)相電流的不良情況等。具體地說(shuō)，正如“[PWMインバ一タの三相出力電流の直流即での検出法(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(以下稱為引用文獻(xiàn))所示，當(dāng)使用逆變器輸入來(lái)檢測(cè)相電流時(shí)，存在以下不良情況，即脈沖寬度在相電壓輸出鄰接的部分變窄、相電流檢測(cè)產(chǎn)生大的誤差、不能進(jìn)行相電流檢測(cè)。因此，對(duì)以下對(duì)策作了探討，即在脈沖寬度變窄的部分使PWM變形，使窄脈沖寬度的脈沖不會(huì)出現(xiàn)，來(lái)對(duì)相電流進(jìn)行測(cè)定等，然而由于PWM的變形，電流波形發(fā)生失真。
并且，由于脈沖寬度變窄的現(xiàn)象，在低速旋轉(zhuǎn)等電壓非常低時(shí)，脈沖寬度的窄部分以相電壓鄰接的部分為中心擴(kuò)大并連續(xù)發(fā)生，因而僅采用上述對(duì)策在電動(dòng)機(jī)的所有運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作出的，目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)成本降低并能穩(wěn)定檢測(cè)期望定時(shí)處的相電流，同時(shí)能大幅減低電壓波形失真的相電流檢測(cè)方法、使用該相電流檢測(cè)方法的逆變器控制方法及其裝置。
本發(fā)明第1方面的相電流檢測(cè)方法在把來(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，當(dāng)檢測(cè)直流鏈路電流，并算出電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，判定是否可在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，并對(duì)可進(jìn)行電流檢測(cè)作出響應(yīng)，進(jìn)行電流檢測(cè)。
本發(fā)明第2方面的相電流檢測(cè)方法在通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
本發(fā)明第3方面的相電流檢測(cè)方法在輸出電壓矢量的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
本發(fā)明第4方面的相電流檢測(cè)方法在除了從通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間開(kāi)始到硬件穩(wěn)定為止的期間之外的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
本發(fā)明第5方面的相電流檢測(cè)方法對(duì)受到響應(yīng)時(shí)間制約不能在期間中央進(jìn)行抽樣作出響應(yīng)，從期間開(kāi)始經(jīng)過(guò)響應(yīng)時(shí)間之后對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
本發(fā)明第6方面的相電流檢測(cè)方法在把來(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，對(duì)施加電壓矢量短到難以進(jìn)行電流測(cè)定的程度作出響應(yīng)，根據(jù)過(guò)去的電流值來(lái)估計(jì)電流。
本發(fā)明第7方面的相電流檢測(cè)方法在把來(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，根據(jù)由過(guò)去的電流檢測(cè)值生成的電流預(yù)測(cè)值來(lái)校正電流檢測(cè)值，對(duì)期望定時(shí)處的電流值進(jìn)行預(yù)測(cè)。
本發(fā)明第8方面的相電流檢測(cè)方法通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
本發(fā)明第9方面的相電流檢測(cè)方法通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
本發(fā)明第10方面的相電流檢測(cè)方法根據(jù)振幅的大小，采用第8方面的方法、第9方面的方法進(jìn)行電流值的預(yù)測(cè)。
本發(fā)明第11方面的逆變器控制方法在把來(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，并進(jìn)行電流控制或者無(wú)位置傳感器的控制時(shí)，使用載波周期內(nèi)的兩個(gè)電流測(cè)定定時(shí)處的電流測(cè)定值來(lái)進(jìn)行控制。
本發(fā)明第12方面的相電流檢測(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，檢測(cè)直流鏈路電流，并算出電動(dòng)機(jī)的相電流，該相電流檢測(cè)裝置包含電流檢測(cè)部件，用于判定是否可在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，并對(duì)可進(jìn)行電流檢測(cè)作出響應(yīng)，進(jìn)行電流檢測(cè)。
本發(fā)明第13方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述電流檢測(cè)部件，該部件在通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
本發(fā)明第14方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述電流檢測(cè)部件，該部件在輸出電壓矢量的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
本發(fā)明第15方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述電流檢測(cè)部件，該部件在除了從通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間開(kāi)始到硬件穩(wěn)定為止的期間之外的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
本發(fā)明第16方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述電流檢測(cè)部件，該部件對(duì)受到響應(yīng)時(shí)間制約不能在期間中央進(jìn)行抽樣作出響應(yīng)，從期間開(kāi)始經(jīng)過(guò)響應(yīng)時(shí)間之后對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
本發(fā)明第17方面的相電流檢測(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，該相電流檢測(cè)裝置包含電流估計(jì)部件，用于對(duì)施加電壓矢量短到難以進(jìn)行電流測(cè)定的程度作出響應(yīng)，根據(jù)過(guò)去的電流值來(lái)估計(jì)電流。
本發(fā)明第18方面的相電流檢測(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，該相電流檢測(cè)裝置包含電流預(yù)測(cè)部件，用于根據(jù)由過(guò)去的電流檢測(cè)值所估計(jì)的電流估計(jì)值來(lái)校正電流檢測(cè)值，對(duì)期望定時(shí)處的電流值進(jìn)行預(yù)測(cè)。
本發(fā)明第19方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述電流預(yù)測(cè)部件，該部件通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
本發(fā)明第20方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述電流預(yù)測(cè)部件，該部件通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
本發(fā)明第21方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述電流預(yù)測(cè)部件，該部件對(duì)振幅較大作出響應(yīng)，通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正；對(duì)振幅較小作出響應(yīng)，通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
本發(fā)明第22方面的逆變器控制裝置在把來(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，并進(jìn)行電流控制或者無(wú)位置傳感器的控制，該逆變器控制裝置包含控制部件，用于使用載波周期內(nèi)的兩個(gè)電流測(cè)定定時(shí)處的電流測(cè)定值進(jìn)行控制。
本發(fā)明第23方面的相電流檢測(cè)方法在把來(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，對(duì)最小脈沖寬度進(jìn)行限制，該方法推測(cè)電流檢測(cè)時(shí)的電流方向，并根據(jù)該推測(cè)結(jié)果使最小脈沖寬度發(fā)生變化。
本發(fā)明第24方面的相電流檢測(cè)方法采用選通脈沖寬度作為上述脈沖寬度。
本發(fā)明第25方面的相電流檢測(cè)方法根據(jù)電流的流動(dòng)方向和輸出的矢量圖形來(lái)算出電流在直流鏈路上出現(xiàn)的期間，并設(shè)定選通脈沖寬度使算出的期間為用于直流鏈路的電流檢測(cè)的最小矢量輸出期間。
本發(fā)明第26方面的相電流檢測(cè)方法對(duì)引起輸出矢量變化的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的圖形進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)該預(yù)測(cè)結(jié)果使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。
本發(fā)明第27方面的相電流檢測(cè)方法根據(jù)構(gòu)成上述PWM逆變器的開(kāi)關(guān)元件來(lái)設(shè)定響應(yīng)時(shí)間，配合引起電流變化的開(kāi)關(guān)元件，使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。
本發(fā)明第28方面的相電流檢測(cè)方法根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)上述電流方向。
本發(fā)明第29方面的相電流檢測(cè)方法根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)上述電流方向。
本發(fā)明第30方面的相電流檢測(cè)方法根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)電流方向的處理和根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)電流方向的處理進(jìn)行切換。
本發(fā)明第31方面的相電流檢測(cè)方法對(duì)所推測(cè)的電流在電流估計(jì)誤差內(nèi)作出響應(yīng)，在除空載時(shí)間以外的矢量輸出期間應(yīng)用脈沖寬度限制。
本發(fā)明第32方面的相電流檢測(cè)方法僅在電流檢測(cè)所必需的時(shí)間使構(gòu)成上述PWM逆變器的開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)斷開(kāi)。
本發(fā)明第33方面的電動(dòng)機(jī)控制方法當(dāng)根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓，或者根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)相電流，并根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)電壓或者檢測(cè)的相電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)所要求的電壓的高狀態(tài)、低狀態(tài)，把直流鏈路電壓控制得較高或者較低。
本發(fā)明第34方面的電動(dòng)機(jī)控制方法在低轉(zhuǎn)速時(shí)或者輕負(fù)載時(shí)，減低功率因數(shù)，提高輸出電壓或者輸出電流。
本發(fā)明第35方面的電動(dòng)機(jī)控制方法根據(jù)電流的方向和輸出矢量圖形來(lái)算出電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)圖形，根據(jù)算出結(jié)果來(lái)算出器件的延遲時(shí)間，并校正電動(dòng)機(jī)電壓。
本發(fā)明第36方面的相電流檢測(cè)方法對(duì)矢量輸出期間比最小矢量輸出期間長(zhǎng)作出響應(yīng)，算出選通脈沖寬度，以使指令電壓矢量長(zhǎng)度和矢量輸出期間相等。
本發(fā)明第37方面的相電流檢測(cè)方法使進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的變換器與上述PWM逆變器串聯(lián)連接，并在電流檢測(cè)時(shí)，禁止變換器、PWM逆變器開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明第38方面的相電流檢測(cè)方法把電流檢測(cè)部設(shè)置成與直流鏈路上的平滑電容器串聯(lián)，并對(duì)變換器電流和逆變器電流進(jìn)行檢測(cè)。
本發(fā)明第39方面的相電流檢測(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，對(duì)最小脈沖寬度進(jìn)行限制，該相電流檢測(cè)裝置包含最小脈沖寬度變化部件，用于推測(cè)電流檢測(cè)時(shí)的電流方向，并根據(jù)該推測(cè)結(jié)果使最小脈沖寬度發(fā)生變化。
本發(fā)明第40方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)電流的流動(dòng)方向和輸出的矢量圖形來(lái)算出電流在直流鏈路上出現(xiàn)的期間，并設(shè)定選通脈沖寬度使算出的期間為用于直流鏈路的電流檢測(cè)的最小矢量輸出期間。
本發(fā)明第41方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件對(duì)引起輸出矢量變化的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的圖形進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)該預(yù)測(cè)結(jié)果使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。
本發(fā)明第42方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)構(gòu)成上述PWM逆變器的開(kāi)關(guān)元件來(lái)設(shè)定響應(yīng)時(shí)間，配合引起電流變化的開(kāi)關(guān)元件，使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。
本發(fā)明第43方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)上述電流方向。
本發(fā)明第44方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)上述電流方向。
本發(fā)明第45方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)電流方向的處理和根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)電流方向的處理進(jìn)行切換。
本發(fā)明第46方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件對(duì)所推測(cè)的電流在電流估計(jì)誤差內(nèi)作出響應(yīng)，在除空載時(shí)間以外的矢量輸出期間應(yīng)用脈沖寬度限制。
本發(fā)明第47方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件僅在電流檢測(cè)所必需的時(shí)間使構(gòu)成上述PWM逆變器的開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)斷開(kāi)。
本發(fā)明第48方面的電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓，或者根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)相電流，并根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)電壓或者檢測(cè)的相電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)，在該電動(dòng)機(jī)控制裝置中包含電動(dòng)機(jī)電壓控制部件，用于根據(jù)電動(dòng)機(jī)所要求的電壓的高狀態(tài)、低狀態(tài)，把直流鏈路電壓控制得較高或者較低。
本發(fā)明第49方面的電動(dòng)機(jī)控制裝置采用以下部件作為上述電動(dòng)機(jī)電壓控制部件，該部件在低轉(zhuǎn)速時(shí)或者輕負(fù)載時(shí)，減低功率因數(shù)，提高輸出電壓或者輸出電流。
本發(fā)明第50方面的電動(dòng)機(jī)控制裝置采用以下部件作為上述電動(dòng)機(jī)電壓控制部件，該部件根據(jù)電流的方向和輸出矢量圖形來(lái)算出電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)圖形，根據(jù)算出結(jié)果來(lái)算出器件的延遲時(shí)間，并校正電動(dòng)機(jī)電壓。
本發(fā)明第51方面的相電流檢測(cè)裝置采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件對(duì)矢量輸出期間比最小矢量輸出期間長(zhǎng)作出響應(yīng)，算出選通脈沖寬度，以使指令電壓矢量長(zhǎng)度和矢量輸出期間相等。
本發(fā)明第52方面的相電流檢測(cè)裝置使進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的變換器與PWM逆變器串聯(lián)連接，并采用以下部件作為變換器逆變器控制部件，該部件在電流檢測(cè)時(shí)，禁止變換器、PWM逆變器開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明第53方面的相電流檢測(cè)裝置為了對(duì)變換器電流和逆變器電流進(jìn)行檢測(cè)，把電流檢測(cè)部設(shè)置成與直流鏈路上的平滑電容器串聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明第1方面的相電流檢測(cè)方法，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，檢測(cè)直流鏈路電流，并算出電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，判定是否可在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，并對(duì)可進(jìn)行電流檢測(cè)作出響應(yīng)，進(jìn)行電流檢測(cè)，因而即使在空載時(shí)間期間中也能檢測(cè)相電流。
根據(jù)本發(fā)明第2方面的相電流檢測(cè)方法，在通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣，因而除了可在平均電流和直流鏈路電流大致一致的時(shí)刻檢測(cè)電流并抑制高次諧波誤差以外，還可達(dá)到本發(fā)明第1方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第3方面的相電流檢測(cè)方法，在輸出電壓矢量的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣，因而除了可簡(jiǎn)化處理以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第1方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第4方面的相電流檢測(cè)方法，在除了從通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間開(kāi)始到硬件穩(wěn)定為止的期間之外的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣，因而除了可確實(shí)排除硬件不穩(wěn)定期間的影響以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第1方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第5方面的相電流檢測(cè)方法，對(duì)受到響應(yīng)時(shí)間制約不能在期間中央進(jìn)行抽樣作出響應(yīng)，從期間開(kāi)始經(jīng)過(guò)響應(yīng)時(shí)間之后對(duì)電流進(jìn)行抽樣，因而除了可在響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)也能正確檢測(cè)相電流以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第2或第3方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第6方面的相電流檢測(cè)方法，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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，對(duì)施加電壓矢量短到難以進(jìn)行電流測(cè)定的程度作出響應(yīng)，根據(jù)過(guò)去的電流值來(lái)估計(jì)電流，因而即使在不能進(jìn)行正確的電流測(cè)定時(shí)，也能采用某種程度正確的相電流。
根據(jù)本發(fā)明第7方面的相電流檢測(cè)方法，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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，根據(jù)由過(guò)去的電流檢測(cè)值生成的電流預(yù)測(cè)值來(lái)校正電流檢測(cè)值，對(duì)期望定時(shí)處的電流值進(jìn)行預(yù)測(cè)，因而即使在檢測(cè)時(shí)刻和電流獲得定時(shí)不同時(shí)，也能獲得誤差少的相電流值。
根據(jù)本發(fā)明第8方面的相電流檢測(cè)方法，通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正，因而僅進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算就能達(dá)到與第7方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第9方面的相電流檢測(cè)方法，通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正，因而可達(dá)到與第7方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第10方面的相電流檢測(cè)方法，根據(jù)振幅的大小，采用第8、第9方面的方法進(jìn)行電流值的預(yù)測(cè)，因而總是可進(jìn)行良好的相電流估計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明第11方面的逆變器控制方法，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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，并進(jìn)行電流控制或者無(wú)位置傳感器的控制時(shí)，使用載波周期內(nèi)的兩個(gè)電流測(cè)定定時(shí)處的電流測(cè)定值來(lái)進(jìn)行控制，因而可實(shí)現(xiàn)跟從電流指令的電流控制，并可提高電流控制環(huán)路的控制速度。
根據(jù)本發(fā)明第12方面的相電流檢測(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，檢測(cè)直流鏈路電流，并算出電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，通過(guò)電流檢測(cè)部件，可判定是否可在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，并對(duì)能進(jìn)行電流檢測(cè)作出響應(yīng)，進(jìn)行電流檢測(cè)。因此，即使在空載時(shí)間期間中也能檢測(cè)相電流。
根據(jù)本發(fā)明第13方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述電流檢測(cè)部件，該部件在通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣，因而可在平均電流和直流鏈路電流大致一致的時(shí)刻檢測(cè)電流并抑制高次諧波誤差以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第12方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第14方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述電流檢測(cè)部件，該部件在輸出電壓矢量的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣，因而除了可簡(jiǎn)化處理以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第12方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第15方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述電流檢測(cè)部件，該部件在除了從通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間開(kāi)始到硬件穩(wěn)定為止的期間之外的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣，因而除了可確實(shí)排除硬件不穩(wěn)定期間的影響以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第12方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第16方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述電流檢測(cè)部件，該部件對(duì)受到響應(yīng)時(shí)間制約不能在期間中央進(jìn)行抽樣作出響應(yīng)，從期間開(kāi)始經(jīng)過(guò)響應(yīng)時(shí)間之后對(duì)電流進(jìn)行抽樣，因而除了可在響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)也能正確檢測(cè)相電流以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第13～15方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第17方面的相電流檢測(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，通過(guò)電流估計(jì)部件，可對(duì)施加電壓矢量短到難以進(jìn)行電流測(cè)定的程度作出響應(yīng)，使用過(guò)去的電流值來(lái)估計(jì)電流。因此，即使在不能進(jìn)行正確的電流測(cè)定時(shí)，也能采用某種程度正確的相電流。
根據(jù)本發(fā)明第18方面的相電流檢測(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，通過(guò)電流預(yù)測(cè)部件，可根據(jù)由過(guò)去的電流檢測(cè)值所估計(jì)的電流估計(jì)值來(lái)校正電流檢測(cè)值，并可對(duì)期望定時(shí)處的電流值進(jìn)行預(yù)測(cè)。
因此，即使在檢測(cè)時(shí)刻與電流取得定時(shí)不同時(shí)，也能獲得誤差少的相電流值。
根據(jù)本發(fā)明第19方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述電流預(yù)測(cè)部件，該部件通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正，因而僅進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算就能達(dá)到與本發(fā)明第18方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第20方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述電流預(yù)測(cè)部件，該部件通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正，因而可達(dá)到與本發(fā)明第18方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第21方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述電流預(yù)測(cè)部件，該部件對(duì)振幅較大作出響應(yīng)，通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正；對(duì)振幅較小作出響應(yīng)，通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正，因而總是可進(jìn)行良好的相電流估計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明第22方面的逆變器控制裝置，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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，并進(jìn)行電流控制或者無(wú)位置傳感器的控制時(shí)，通過(guò)控制部件，可使用載波周期內(nèi)的兩個(gè)電流測(cè)定定時(shí)處的電流測(cè)定值進(jìn)行控制。
因此，可實(shí)現(xiàn)跟從電流指令的電流控制，并可提高電流控制環(huán)路的控制速度。
根據(jù)本發(fā)明第23方面的相電流檢測(cè)方法，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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，為了對(duì)最小脈沖寬度進(jìn)行限制，推測(cè)電流檢測(cè)時(shí)的電流方向，并根據(jù)該推測(cè)結(jié)果使最小脈沖寬度發(fā)生變化，因而可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第24方面的相電流檢測(cè)方法，采用選通脈沖寬度作為上述脈沖寬度，因而根據(jù)選通脈沖寬度，可達(dá)到與本發(fā)明第23方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第25方面的相電流檢測(cè)方法，根據(jù)電流的流動(dòng)方向和輸出的矢量圖形來(lái)算出電流在直流鏈路上出現(xiàn)的期間，并設(shè)定選通脈沖寬度使算出的期間為用于直流鏈路的電流檢測(cè)的最小矢量輸出期間，因而可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第26方面的相電流檢測(cè)方法，對(duì)引起輸出矢量變化的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的圖形進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)該預(yù)測(cè)結(jié)果使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化，因而可實(shí)現(xiàn)正確的相電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第27方面的相電流檢測(cè)方法，根據(jù)構(gòu)成上述PWM逆變器的開(kāi)關(guān)元件來(lái)設(shè)定響應(yīng)時(shí)間，配合引起電流變化的開(kāi)關(guān)元件，使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化，因而可考慮各開(kāi)關(guān)元件的響應(yīng)時(shí)間來(lái)設(shè)定最小選通脈沖寬度，并可達(dá)到與本發(fā)明第24～26方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第28方面的相電流檢測(cè)方法，根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)上述電流方向，因而即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，也能高精度估計(jì)電流的方向，并可達(dá)到與本發(fā)明第24～27方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第29方面的相電流檢測(cè)方法，根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)上述電流方向，因而即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，以及當(dāng)高速控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)等，也能高精度估計(jì)電流的方向，并可達(dá)到與本發(fā)明第24～27方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第30方面的相電流檢測(cè)方法，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)電流方向的處理和根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)電流方向的處理進(jìn)行切換，因而總是可高精度估計(jì)電流的方向，并可達(dá)到與本發(fā)明第24～27方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第31方面的相電流檢測(cè)方法，對(duì)所推測(cè)的電流在電流估計(jì)誤差內(nèi)作出響應(yīng)，在除空載時(shí)間以外的矢量輸出期間應(yīng)用脈沖寬度限制，因而可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)，并可達(dá)到與本發(fā)明第24～30方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第32方面的相電流檢測(cè)方法，僅在電流檢測(cè)所必需的時(shí)間使構(gòu)成上述PWM逆變器的開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)斷開(kāi)，因而即使在如輸出最大電壓時(shí)那樣，在載波周期內(nèi)連續(xù)輸出僅一個(gè)矢量時(shí)，也能利用最小限度的電壓降低來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)，并可達(dá)到與本發(fā)明第24～30方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第33方面的電動(dòng)機(jī)控制方法，當(dāng)根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓，或者根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)相電流，并根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)電壓或者算出的相電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)所要求的電壓的高狀態(tài)、低狀態(tài)，把直流鏈路電壓控制得較高或者較低，因而可穩(wěn)定控制電動(dòng)機(jī)，并可進(jìn)行脈沖寬度限制影響少的良好波形輸出，同時(shí)總是可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第34方面的電動(dòng)機(jī)控制方法，在低轉(zhuǎn)速時(shí)或者輕負(fù)載時(shí)，減低功率因數(shù)，提高輸出電壓或者輸出電流，因而除了可容易進(jìn)行電流檢測(cè)以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第33方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第35方面的電動(dòng)機(jī)控制方法，根據(jù)電流的方向和輸出矢量圖形來(lái)算出電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)圖形，根據(jù)算出結(jié)果來(lái)算出器件的延遲時(shí)間，并校正電動(dòng)機(jī)電壓，因而可實(shí)現(xiàn)高精度的電壓檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第36方面的相電流檢測(cè)方法，對(duì)矢量輸出期間比最小矢量輸出期間長(zhǎng)作出響應(yīng)，算出選通脈沖寬度，以使指令電壓矢量長(zhǎng)度和矢量輸出期間相等，因而除了可一面抑制波形失真，一面準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第24～27方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第37方面的相電流檢測(cè)方法，使進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的變換器與上述PWM逆變器串聯(lián)連接，并在電流檢測(cè)時(shí)，禁止變換器、PWM逆變器開(kāi)關(guān)，因而可排除噪聲影響，并可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第38方面的相電流檢測(cè)方法，把電流檢測(cè)部設(shè)置成與直流鏈路上的平滑電容器串聯(lián)，并對(duì)變換器電流和逆變器電流進(jìn)行檢測(cè)，因而除了可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并容易實(shí)施噪聲對(duì)策以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第37方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第39方面的相電流檢測(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)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，對(duì)最小脈沖寬度進(jìn)行限制時(shí)，通過(guò)最小脈沖寬度變化部件，可推測(cè)電流檢測(cè)時(shí)的電流方向，并可根據(jù)該推測(cè)結(jié)果使最小脈沖寬度發(fā)生變化。
因此，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第40方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)電流的流動(dòng)方向和輸出的矢量圖形來(lái)算出電流在直流鏈路上出現(xiàn)的期間，并設(shè)定選通脈沖寬度使算出的期間為用于直流鏈路的電流檢測(cè)的最小矢量輸出期間，因而可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第41方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件對(duì)引起輸出矢量變化的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的圖形進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)該預(yù)測(cè)結(jié)果使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化，因而可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第42方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)構(gòu)成上述PWM逆變器的開(kāi)關(guān)元件來(lái)設(shè)定響應(yīng)時(shí)間，配合引起電流變化的開(kāi)關(guān)元件，使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化，因而可考慮各開(kāi)關(guān)元件的響應(yīng)時(shí)間來(lái)設(shè)定最小選通脈沖寬度，并可達(dá)到與本發(fā)明第39～41方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第43方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)上述電流方向，因而即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，也能高精度估計(jì)電流的方向，并可達(dá)到與本發(fā)明第39～42方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第44方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)上述電流方向，因而即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，以及當(dāng)高速控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)等，也能高精度估計(jì)電流的方向，并可達(dá)到與本發(fā)明第39～42方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第45方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)電流方向的處理和根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)電流方向的處理進(jìn)行切換，因而總是可高精度估計(jì)電流的方向，并可達(dá)到與本發(fā)明第39～42方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第46方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件對(duì)所推測(cè)的電流在電流估計(jì)誤差內(nèi)作出響應(yīng)，在除空載時(shí)間以外的矢量輸出期間應(yīng)用脈沖寬度限制，因而可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)，并可達(dá)到與本發(fā)明第39～45方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第47方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件僅在電流檢測(cè)所必需的時(shí)間使構(gòu)成上述PWM逆變器的開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)斷開(kāi)，因而即使如最大電壓輸出時(shí)那樣，在載波周期內(nèi)連續(xù)輸出僅一個(gè)矢量時(shí)，也能以最小限度的電壓降低來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)，并可達(dá)到與本發(fā)明第39～45方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
本發(fā)明第48方面的電動(dòng)機(jī)控制裝置當(dāng)根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓，或者根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)相電流，并根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)電壓或者算出的相電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)電壓控制部件，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)所要求的電壓的高狀態(tài)、低狀態(tài)，把直流鏈路電壓控制得較高或者較低。
因此，可穩(wěn)定控制電動(dòng)機(jī)，并可進(jìn)行脈沖寬度限制影響少的良好波形輸出，同時(shí)總是可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第49方面的電動(dòng)機(jī)控制裝置，采用以下部件作為電動(dòng)機(jī)電壓控制部件，該部件根據(jù)電流的方向和輸出矢量圖形來(lái)算出電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)圖形，根據(jù)算出結(jié)果來(lái)算出器件的延遲時(shí)間，并校正電動(dòng)機(jī)電壓，因而除了可容易進(jìn)行電流檢測(cè)以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第48方面同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第50方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述電動(dòng)機(jī)電壓控制部件，該部件在低轉(zhuǎn)速時(shí)或者輕負(fù)載時(shí)，減低功率因數(shù)，提高輸出電壓或者輸出電流，因而可實(shí)現(xiàn)高精度的電壓檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第51方面的相電流檢測(cè)裝置，采用以下部件作為上述最小脈沖寬度變化部件，該部件對(duì)矢量輸出期間比用于電流檢測(cè)的矢量長(zhǎng)度長(zhǎng)作出響應(yīng)，算出選通脈沖寬度，以使指令電壓矢量長(zhǎng)度和矢量輸出期間相等，因而除了可一面抑制波形失真，一面準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第39～42方面中的任何一項(xiàng)同樣的作用。
根據(jù)本發(fā)明第52方面的相電流檢測(cè)裝置，使進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的變換器與上述PWM逆變器串聯(lián)連接，并采用以下部件作為變換器逆變器控制部件，該部件在電流檢測(cè)時(shí)，禁止變換器、PWM逆變器開(kāi)關(guān)，因而可排除噪聲影響，并可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明第53方面的相電流檢測(cè)裝置，為了對(duì)變換器電流和逆變器電流進(jìn)行檢測(cè)，把電流檢測(cè)部設(shè)置成與直流鏈路上的平滑電容器串聯(lián)，因而除了可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并可容易實(shí)施噪聲對(duì)策以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第52方面同樣的作用。


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是示出電壓矢量和相電壓的關(guān)系的圖。
圖3是對(duì)電壓矢量V1輸出時(shí)的電流進(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是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的一實(shí)施例的方框圖。
圖6是對(duì)本發(fā)明的相電流檢測(cè)方法的一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
圖7是對(duì)圖5的相電流檢測(cè)裝置的概括的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖8是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的另一實(shí)施例的方框圖。
圖9是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
圖10是對(duì)本發(fā)明的相電流檢測(cè)方法的又一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
圖11是對(duì)圖9的相電流檢測(cè)裝置的概括的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖12是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
圖13是對(duì)本發(fā)明的相電流檢測(cè)方法的又一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
圖14是示出流過(guò)直流鏈路的實(shí)際電流波形的一例的圖。
圖15是示出相電流的瞬時(shí)變化和平均電流的一例的圖。
圖16是對(duì)流過(guò)直流鏈路的實(shí)際電流波形、空載時(shí)間期間、以及過(guò)渡響應(yīng)期間的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖17是對(duì)流過(guò)直流鏈路的實(shí)際電流波形、響應(yīng)時(shí)間、以及抽樣時(shí)間的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖18是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
圖19是對(duì)電流值的預(yù)測(cè)方法的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖20是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
圖21是對(duì)電流值的預(yù)測(cè)方法的另一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖22是示出本發(fā)明的逆變器控制裝置的一實(shí)施例的方框圖。
圖23是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
圖24是示出功率器件根據(jù)選通信號(hào)的響應(yīng)的一例的圖。
圖25是示出根據(jù)電流的相位信息來(lái)算出電流的方向的處理的概略圖。
圖26是對(duì)根據(jù)電流的相位信息來(lái)算出電流的方向的處理進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
圖27是示出根據(jù)電流值系列來(lái)預(yù)測(cè)電流的方向的處理的概略圖。
圖28是示出為了電流檢測(cè)而使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)的處理的一例的概略圖。
圖29是示出為了電流檢測(cè)而使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)的處理的優(yōu)選例的概略圖。
圖30是示出本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置的一實(shí)施例的電路圖。
圖31是示出功率器件根據(jù)選通信號(hào)的響應(yīng)的另一例的圖。
圖32是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的電路圖。
圖33是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的電路圖。
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)方法、逆變器控制方法及其裝置的實(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(kāi)關(guān)元件的開(kāi)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(kāi)關(guān)元件，Tu-、Tv-、Tw-分別表示u相、v相、w相的下橋臂的開(kāi)關(guān)元件，在表1中，ON表示上橋臂的開(kāi)關(guān)元件為ON并且下橋臂的開(kāi)關(guān)元件為OFF的狀態(tài)，OFF表示上橋臂的開(kāi)關(guān)元件為OFF并且下橋臂的開(kāi)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，在直流電源E的輸出端子間連接第一電容器2a，使三相逆變器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。然后，在三相逆變器3的輸入側(cè)和第一電容器2a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；以及電流檢測(cè)部5b，其輸入并聯(lián)電阻5a的端子間電壓，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，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)。并且，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，從而在使w相電流增加的方向(u相和v相為負(fù)方向)施加電壓。
對(duì)于PWM來(lái)說(shuō)，電壓大小由在載波內(nèi)輸出電壓矢量的時(shí)間比率來(lái)決定，因而當(dāng)各相的電壓大致相等時(shí)，輸出與相間電壓差相當(dāng)?shù)臉O短期間的電壓矢量(以下將其稱為電壓矢量較短)。并且，當(dāng)輸出電壓較低時(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是用二維表示的向電動(dòng)機(jī)4施加的施加電壓圖。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，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，只要使電壓矢量V1和V3的輸出時(shí)間比率保持恒定即可。
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)，使用以下性質(zhì)，即在輸出電壓矢量V1的期間，w相電流流過(guò)直流鏈路(參照?qǐng)D3中的箭頭)，并在輸出電壓矢量V3的期間，u相電流的正負(fù)相反的電流流入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即での検出法(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))}。
如參考文獻(xiàn)所示，當(dāng)使用逆變器輸入來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流時(shí)，有時(shí)脈沖寬度在相電壓輸出鄰接的部分變窄，相電流發(fā)生大的誤差，或不能進(jìn)行檢測(cè)。因此，正在探討在脈沖寬度變窄的部分使PWM變形，以使脈沖寬度窄的脈沖不會(huì)出現(xiàn)，來(lái)對(duì)相電流進(jìn)行測(cè)定等的對(duì)策。然而，脈沖變窄的現(xiàn)象，在低速旋轉(zhuǎn)等電壓極低時(shí)，脈沖寬度的窄部分以相電壓鄰接部分為中心擴(kuò)大并連續(xù)發(fā)生，因而僅使用現(xiàn)有的對(duì)策在電動(dòng)機(jī)的所有運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)是困難的。
如果考慮這種不良情況，則當(dāng)要求電壓矢量變短的低電壓時(shí)、當(dāng)相間電位差較小時(shí)，可設(shè)定最小電壓矢量輸出時(shí)間，并且當(dāng)因最小矢量輸出時(shí)間限制而使輸出電壓比期望電壓值大時(shí)，通過(guò)施加反向電壓，可平均獲得期望電壓。
圖5是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的一實(shí)施例的方框圖。
在該相電流檢測(cè)裝置中，在輸入交流電源1的整流電路2的輸出端子間連接第一電容器2a，并且連接三相逆變器3，并把三相逆變器3的輸出提供給電動(dòng)機(jī)4。而且，在三相逆變器3的輸入側(cè)和第一電容器2a之間設(shè)置電流檢測(cè)器5。
而且，該相電流檢測(cè)裝置具有輸出時(shí)間檢測(cè)部6a，其輸入電壓矢量指令，并對(duì)有必要擴(kuò)大輸出時(shí)間的電壓矢量進(jìn)行檢測(cè)；輸出時(shí)間擴(kuò)大部6b，其輸入電壓矢量指令和由輸出時(shí)間檢測(cè)部6a所檢測(cè)的電壓矢量，并進(jìn)行輸出時(shí)間的擴(kuò)大處理(在電流檢測(cè)器5中擴(kuò)大到可檢測(cè)的長(zhǎng)度)；減法部6g，其從電壓矢量指令中減去實(shí)際輸出的電壓矢量長(zhǎng)度，并輸出誤差；輸出誤差累計(jì)部6d，其對(duì)來(lái)自減法部6g的誤差進(jìn)行累計(jì)，并算出與電壓矢量指令的輸出的累計(jì)誤差；逆矢量發(fā)生部6e，其輸出對(duì)擴(kuò)大了的電壓矢量的表1的ON/OFF進(jìn)行更換而獲得的矢量(逆矢量)；以及選擇部6f，其根據(jù)來(lái)自輸出誤差累計(jì)部6d的累計(jì)誤差的正負(fù)進(jìn)行切換動(dòng)作，并選擇來(lái)自輸出時(shí)間擴(kuò)大部6b的輸出和來(lái)自逆矢量發(fā)生部6e的輸出。
圖6是對(duì)本發(fā)明的相電流檢測(cè)方法的一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
當(dāng)提供電壓矢量指令時(shí)，在步驟SP1，判定電壓矢量長(zhǎng)度是否比預(yù)設(shè)定的規(guī)定值小，當(dāng)判定為電壓矢量長(zhǎng)度比預(yù)設(shè)定的規(guī)定值小時(shí)，在步驟SP2，進(jìn)行擴(kuò)大電壓矢量長(zhǎng)度的處理。
在步驟SP1，當(dāng)判定為電壓矢量長(zhǎng)度在預(yù)設(shè)定的規(guī)定值以上時(shí)，或者在進(jìn)行了步驟SP2的處理時(shí)，在步驟SP3，判定累計(jì)誤差是否在0以上，如果累計(jì)誤差小于0，則在步驟SP4產(chǎn)生逆矢量。
在步驟SP3，當(dāng)判定為累計(jì)誤差在0以上時(shí)，或者在進(jìn)行了步驟SP4的處理時(shí)，在步驟SP5，輸出電壓矢量，在步驟SP6，從電壓矢量指令中減去輸出電壓并算出誤差，在步驟SP7，對(duì)誤差進(jìn)行累計(jì)，并直接返回到最初處理。
以下參照?qǐng)D7，對(duì)上述相電流檢測(cè)裝置和方法的作用進(jìn)行說(shuō)明。
如圖7所示，當(dāng)電壓矢量指令包含短電壓矢量V1時(shí)，輸出時(shí)間擴(kuò)大部6b根據(jù)來(lái)自輸出時(shí)間檢測(cè)部6a的輸出把電壓矢量V1擴(kuò)大到最小矢量長(zhǎng)度。
然后，通過(guò)輸出誤差累計(jì)部6d對(duì)由此產(chǎn)生的誤差進(jìn)行累計(jì)(參照?qǐng)D7中的區(qū)間a)。這里，由于累計(jì)結(jié)果為負(fù)，因而在隨后的載波中，逆矢量發(fā)生部6e產(chǎn)生最小矢量長(zhǎng)度的逆矢量V6(參照?qǐng)D7中的區(qū)間b)。
如果進(jìn)行該處理，則由于累計(jì)誤差為正，因而在隨后的載波中，再次輸出擴(kuò)大到最小矢量長(zhǎng)度的電壓矢量V1。
這樣，可減小與電壓矢量指令的誤差，同時(shí)可輸出最小矢量長(zhǎng)度以上長(zhǎng)度的電壓矢量。結(jié)果，可提高相電流的檢測(cè)精度。
圖8是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的另一實(shí)施例的方框圖。
該相電流檢測(cè)裝置與圖5的相電流檢測(cè)裝置的不同點(diǎn)僅在于，根據(jù)電流指令和電動(dòng)機(jī)電流的差來(lái)進(jìn)行電壓矢量長(zhǎng)度的擴(kuò)大和逆矢量的輸出，而不是根據(jù)誤差電壓的累計(jì)值來(lái)進(jìn)行電壓矢量長(zhǎng)度的擴(kuò)大和逆矢量的輸出。這里，由于流過(guò)線圈的電流為電壓積分，因而通過(guò)圖8的相電流檢測(cè)裝置，可達(dá)到與圖5的相電流檢測(cè)裝置同樣的作用。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
圖8的相電流檢測(cè)裝置具有電流控制部7a，其輸入電流指令和來(lái)自電流檢測(cè)器5的檢測(cè)電流并進(jìn)行電流控制運(yùn)算，并輸出電壓指令；電壓矢量發(fā)生部7b，其輸入電壓指令，根據(jù)電壓指令的相位角和振幅來(lái)生成電壓矢量指令，并生成切換信號(hào)；逆矢量發(fā)生部6e，其輸入電壓矢量指令，并進(jìn)行逆矢量的輸出；選擇部7c，其根據(jù)切換信號(hào)來(lái)選擇電壓矢量指令和逆矢量中的一方；輸出時(shí)間檢測(cè)部6a，其輸入從選擇部7c輸出的電壓矢量指令，并對(duì)有必要擴(kuò)大輸出時(shí)間的電壓矢量進(jìn)行檢測(cè)；以及輸出時(shí)間擴(kuò)大部6b，其輸入電壓矢量指令和由輸出時(shí)間檢測(cè)部6a檢測(cè)的電壓矢量，并進(jìn)行輸出時(shí)間的擴(kuò)大處理(在電流檢測(cè)器5中擴(kuò)大到可檢測(cè)的長(zhǎng)度)。
當(dāng)采用該相電流檢測(cè)裝置時(shí)，由電流控制部7a根據(jù)電流指令和檢測(cè)電流來(lái)生成電壓指令。然后，電壓矢量發(fā)生部7b根據(jù)電壓指令的相位角和振幅來(lái)生成電壓矢量指令。
然而，由于最小矢量長(zhǎng)度受到輸出時(shí)間檢測(cè)部6a和輸出時(shí)間擴(kuò)大部6b的限制，因而存在以下情況，即實(shí)際施加給電動(dòng)機(jī)4的電壓大于該值，電流流得過(guò)多，電壓指令為負(fù)。
在這種情況下，通過(guò)控制選擇部7c輸出逆矢量發(fā)生部6e生成的逆矢量，可減小與指令電流的差，同時(shí)可輸出最小矢量長(zhǎng)度以上長(zhǎng)度的電壓矢量。
圖9是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
該相電流檢測(cè)裝置與圖8的相電流檢測(cè)裝置的不同點(diǎn)僅在于，采用僅輸出電壓矢量指令的電壓矢量發(fā)生部7b，省略選擇部7c，省略逆矢量發(fā)生部6e，并采用輸出時(shí)間檢測(cè)部6c用于對(duì)檢測(cè)比最小矢量長(zhǎng)度短的電壓矢量作出響應(yīng)，還輸出輸出停止指令，并僅在規(guī)定時(shí)間(例如，1個(gè)載波)把該輸出停止指令提供給電壓矢量發(fā)生部7b。
圖10是對(duì)本發(fā)明的相電流檢測(cè)方法的又一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
當(dāng)提供電流指令時(shí)，在步驟SP1，使用電流檢測(cè)器5來(lái)檢測(cè)直流鏈路電流，在步驟SP2，進(jìn)行電流控制運(yùn)算獲得電壓指令，在步驟SP3，判定是否指示輸出停止。
然后，當(dāng)未指示輸出停止時(shí)，在步驟SP4，發(fā)生電壓矢量，在步驟SP5，判定電壓矢量長(zhǎng)度是否比預(yù)設(shè)定的規(guī)定值小。
當(dāng)在步驟SP3判定出已處于指示輸出停止的狀態(tài)時(shí)，在步驟SP6解除輸出停止。
當(dāng)在步驟SP5判定為電壓矢量長(zhǎng)度比預(yù)設(shè)定的規(guī)定值小時(shí)，在步驟SP7，擴(kuò)大矢量長(zhǎng)度，在步驟SP8，輸出電壓矢量，在步驟SP9，指示輸出停止。
當(dāng)在步驟SP5判定為電壓矢量長(zhǎng)度在預(yù)設(shè)定的規(guī)定值以上時(shí)，在步驟SP10，輸出電壓矢量。然后，當(dāng)進(jìn)行了步驟SP6的處理時(shí)、進(jìn)行了步驟SP9的處理時(shí)、或者進(jìn)行了步驟SP10的處理時(shí)，直接返回到最初處理。
以下參照?qǐng)D11，對(duì)上述相電流檢測(cè)裝置和方法的作用進(jìn)行說(shuō)明。
如圖11所示，當(dāng)電壓矢量指令包含短電壓矢量V1時(shí)，輸出時(shí)間擴(kuò)大部6b根據(jù)來(lái)自輸出時(shí)間檢測(cè)部6a的輸出把電壓矢量V1擴(kuò)大到最小矢量長(zhǎng)度。
這樣，輸出電流產(chǎn)生誤差(參照?qǐng)D11中的區(qū)間a)。
通過(guò)在進(jìn)行了矢量長(zhǎng)度擴(kuò)大的隨后的載波中停止電壓矢量的輸出，可減小輸出電流的誤差，或者可改變正負(fù)。
在該隨后的載波中，再次輸出電壓矢量。
以下，同樣通過(guò)在擴(kuò)大了電壓矢量的隨后的載波中停止電壓矢量的輸出，可減小與電流指令的誤差，同時(shí)可輸出最小矢量長(zhǎng)度以上長(zhǎng)度的電壓矢量。
并且，在該實(shí)施例中，雖然把輸出停止時(shí)間設(shè)定為1個(gè)載波，但是優(yōu)選的是根據(jù)電壓矢量的擴(kuò)大寬度、寬度的擴(kuò)大比例使輸出停止時(shí)間發(fā)生變化。
并且，也可采用對(duì)誤差電壓進(jìn)行累計(jì)而獲得的累計(jì)誤差，而不采用電流偏差。
圖12是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
該相電流檢測(cè)裝置與圖9的相電流檢測(cè)裝置的不同點(diǎn)僅在于，還設(shè)有電流圖形算出部7d，其輸入從電流檢測(cè)器5輸出的相電流，并算出相電流的方向；空載時(shí)間可否映射(map)7e，其輸入相電流的方向和電壓矢量指令，并算出是否可在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，當(dāng)可進(jìn)行電流檢測(cè)時(shí)，輸出空載時(shí)間許可信號(hào)；以及抽樣定時(shí)算出部7f，其根據(jù)電壓矢量輸出和來(lái)自空載時(shí)間可否映射7e的輸出信號(hào)，在包含空載時(shí)間的矢量輸出期間中的規(guī)定定時(shí)處輸出電流檢測(cè)定時(shí)信號(hào)，并把該信號(hào)提供給電流檢測(cè)器5，并且作為輸出時(shí)間檢測(cè)部6c，還具有以下功能，即接收空載時(shí)間許可信號(hào)，把空載時(shí)間包含在輸出時(shí)間內(nèi)，并對(duì)比最小矢量長(zhǎng)度短的電壓矢量進(jìn)行檢測(cè)。
圖13是對(duì)本發(fā)明的相電流檢測(cè)方法的又一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
當(dāng)提供電流指令時(shí)，在步驟SP1，使用電流檢測(cè)器5來(lái)檢測(cè)直流鏈路電流，在步驟SP2，根據(jù)檢測(cè)的直流鏈路電流(相電流)來(lái)算出電流圖形，在步驟SP3，進(jìn)行電流控制運(yùn)算獲得電壓指令，在步驟SP4，根據(jù)電壓指令來(lái)發(fā)生電壓矢量，在步驟SP5，算出是否可在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，在步驟SP6，判定是否可利用空載時(shí)間。
然后，當(dāng)在步驟SP6判定為可利用空載時(shí)間時(shí)，在步驟SP7，判定把電壓矢量長(zhǎng)度和空載時(shí)間相加所得的值是否比預(yù)設(shè)定的規(guī)定值小。
當(dāng)在步驟SP7判定為把電壓矢量長(zhǎng)度和空載時(shí)間相加所得的值比預(yù)設(shè)定的規(guī)定值小時(shí)，在步驟SP8，擴(kuò)大電壓矢量長(zhǎng)度，直到相加值為規(guī)定值。
當(dāng)在步驟SP6判定為不可利用空載時(shí)間時(shí)，在步驟SP9，判定電壓矢量長(zhǎng)度是否比預(yù)設(shè)定的規(guī)定值小。
當(dāng)在步驟SP9判定為電壓矢量長(zhǎng)度比預(yù)設(shè)定的規(guī)定值小時(shí)，在步驟SP10，擴(kuò)大電壓矢量長(zhǎng)度。
當(dāng)在步驟SP7判定為相加值在規(guī)定值以上時(shí)、當(dāng)在步驟SP9判定為電壓矢量長(zhǎng)度在規(guī)定值以上時(shí)、在進(jìn)行了步驟SP8的處理時(shí)、或者進(jìn)行了步驟SP10的處理時(shí)，在步驟SP11，輸出電壓矢量，在步驟SP12，判定是否可利用空載時(shí)間。
當(dāng)在步驟SP12判定為可利用空載時(shí)間時(shí)，在步驟SP13，把空載時(shí)間加到電壓矢量長(zhǎng)度上。
當(dāng)在步驟SP12判定為不可利用空載時(shí)間時(shí)，或者進(jìn)行了步驟SP13的處理時(shí)，在步驟SP14，算出抽樣定時(shí)，并直接結(jié)束一連串處理。
以下對(duì)上述相電流檢測(cè)裝置和方法的作用進(jìn)行說(shuō)明。
如圖14所示，如圖4所示意的電流實(shí)際包含空載時(shí)間(上橋臂和下橋臂的開(kāi)關(guān)元件的雙方為OFF狀態(tài))。
在空載時(shí)間中流過(guò)直流鏈路的電流由相電流的方向和附加的電壓矢量來(lái)決定。因此，當(dāng)與附加的電壓矢量對(duì)應(yīng)的應(yīng)測(cè)定的電流與在空載時(shí)間流過(guò)的電流相等時(shí)，除了附加電壓矢量的期間之外，空載時(shí)間期間也變?yōu)榭蓽y(cè)定電流的期間。也就是說(shuō)，當(dāng)在由電流的方向決定的空載時(shí)間期間中接通(ON)的回流二極管和與附加的電壓矢量對(duì)應(yīng)的接通(ON)的晶體管相同時(shí)，在空載時(shí)間期間中也可進(jìn)行電流測(cè)定。表2示出了該關(guān)系的一例。
表2
SW狀態(tài) 電流方向 端子電壓狀態(tài) 電壓矢量 電流方向 直流鏈路電流值 極性在表2中，SW狀態(tài)和端子電壓狀態(tài)的表1的ON用“1”來(lái)表示，并且用d來(lái)表示在空載時(shí)間期間中。電流的方向也同樣，流入電動(dòng)機(jī)用“1”來(lái)表示。直流鏈路電流表示此時(shí)在直流鏈路上出現(xiàn)的電流及其極性。此后，即使在空載時(shí)間期間中，也可導(dǎo)出可進(jìn)行電流測(cè)定的圖形。同樣也可導(dǎo)出其他圖形。
因此，雖然常規(guī)上僅在排除空載時(shí)間的期間中統(tǒng)一進(jìn)行相電流檢測(cè)，但是采用本實(shí)施例，也可在可利用的空載時(shí)間期間中進(jìn)行相電流檢測(cè)。
在本實(shí)施例中，雖然使用空載時(shí)間可否映射來(lái)判定是否可在空載時(shí)間期間中進(jìn)行相電流檢測(cè)，但是可以例如根據(jù)電流電壓相位差的范圍，判定是否可在空載時(shí)間期間中進(jìn)行相電流檢測(cè)。
在上述各實(shí)施例中，優(yōu)選的是采用通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間中央作為對(duì)電流進(jìn)行抽樣的定時(shí)。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
圖15示出了相電流的瞬時(shí)波形和平均電流的關(guān)系的一例。這里，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，使用一個(gè)相來(lái)表示。
雖然作為相電流，優(yōu)選的是測(cè)定平均電流，但是瞬時(shí)電流中包含PWM所引起的高次諧波，因而在PWM接通(ON)時(shí)以及在PWM斷開(kāi)(OFF)時(shí)，產(chǎn)生大的誤差。并且，如上所述，雖然存在相電流在空載時(shí)間期間中流過(guò)直流鏈路的情況，但是在這種情況下，雖然電流流過(guò)開(kāi)關(guān)元件等有源元件和流入回流二極管是不同的，但是直流鏈路和電動(dòng)機(jī)各相的連接關(guān)系與電壓矢量輸出時(shí)相同，因而可考慮歸入PWM ON的時(shí)間。
如果考慮這些情況，則通過(guò)采用通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間中央，作為在相電流在PWM ON期間和空載時(shí)間期間內(nèi)流過(guò)直流鏈路的期間中，平均電流和直流鏈路電流大致相互一致的定時(shí)，可削減高次諧波誤差。
并且，當(dāng)空載時(shí)間通常與PWM ON時(shí)間相比十分小，并且PWM ON時(shí)間比空載時(shí)間短時(shí)，電壓矢量的出現(xiàn)時(shí)間本身較短，因而電流高次諧波變小，難以產(chǎn)生誤差。因此，可在除空載時(shí)間以外的PWM ON期間的中心進(jìn)行電流檢測(cè)，可簡(jiǎn)化控制。
并且，在空載時(shí)間期間中，存在可以進(jìn)行電流檢測(cè)的情況和不能進(jìn)行電流檢測(cè)的情況，并且，如果考慮實(shí)際電流檢測(cè)，則在從電流值變化到電路穩(wěn)定的過(guò)渡期間，存在不能測(cè)定電流的期間。因此，有必要避開(kāi)過(guò)渡狀態(tài)進(jìn)行正確測(cè)定，在沒(méi)有無(wú)用脈沖限制的狀態(tài)下測(cè)定電流。
如果考慮這種情況，則優(yōu)選的是，使在除了從通過(guò)并聯(lián)電阻觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間開(kāi)始到硬件穩(wěn)定為止的期間之外的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
圖16示出了實(shí)際電流波形的一例。
在這種情況下，雖然可在除空載時(shí)間和過(guò)渡響應(yīng)期間以外的期間c和f中進(jìn)行電流檢測(cè)，然而優(yōu)選的是，可進(jìn)行電流檢測(cè)的空載時(shí)間時(shí)間d也包含在檢測(cè)期間內(nèi)，例如，在電壓矢量V1輸出時(shí)，在期間c和d的中央檢測(cè)電流，而在電壓矢量V3輸出時(shí)，在期間f的中央檢測(cè)電流。
并且，當(dāng)受到電路延遲和穩(wěn)定時(shí)間等的響應(yīng)時(shí)間的制約，不能在上述中央進(jìn)行抽樣時(shí)，優(yōu)選的是從期間開(kāi)始經(jīng)過(guò)響應(yīng)時(shí)間的時(shí)刻以后進(jìn)行抽樣，可正確檢測(cè)相電流。
具體地說(shuō)，例如，當(dāng)如圖17所示提供流過(guò)直流鏈路的電流波形時(shí)，由于響應(yīng)時(shí)間比期間c和d的1/2大，因而不可能在上述期間中央進(jìn)行抽樣，然而通過(guò)在從期間c開(kāi)始經(jīng)過(guò)響應(yīng)時(shí)間的時(shí)刻以后進(jìn)行抽樣，可正確檢測(cè)相電流。
圖18是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
該相電流檢測(cè)裝置具有d-q軸變換部8a，電流值存儲(chǔ)部8b，d-q軸PI控制部8c，電流比較部8d，電壓矢量發(fā)生部8e，以及抽樣定時(shí)算出部8f。
上述d-q軸變換部8a輸入從電流檢測(cè)器5輸出的直流鏈路電流，并根據(jù)另外算出的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，將其變換為配合轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q軸。因此，當(dāng)電流隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，該輸出變?yōu)橹绷魇噶俊?br> 上述電流值存儲(chǔ)部8b存儲(chǔ)1個(gè)載波的電流值。
上述d-q軸PI控制部8c通過(guò)PI控制，根據(jù)電流指令和電流檢測(cè)值來(lái)算出輸出電壓指令。
上述電流比較部8d通過(guò)對(duì)來(lái)自d-q軸變換部8a的電流值和來(lái)自電流值存儲(chǔ)部8b的電流值進(jìn)行比較來(lái)判定電流矢量是否變動(dòng)較大。
上述電壓矢量發(fā)生部8e根據(jù)算出的輸出電壓指令來(lái)生成電壓矢量。
上述抽樣定時(shí)算出部8f根據(jù)電壓矢量適當(dāng)輸出抽樣定時(shí)，并把該抽樣定時(shí)提供給電流檢測(cè)器5。
并且，8h是選擇部，用于根據(jù)來(lái)自電流比較部8d的輸出信號(hào)進(jìn)行切換動(dòng)作，并在來(lái)自d-q軸變換部8a的電流和來(lái)自電流值存儲(chǔ)部8b的電流中選擇其中之一。8g是減法部，用于算出電流指令和所選電流的差。
上述結(jié)構(gòu)的相電流檢測(cè)裝置的作用如下所述。
當(dāng)輸出電壓矢量較短，在電流檢測(cè)器5中不能檢測(cè)正確電流時(shí)，來(lái)自d-q軸變換部8a的輸出與前次相比變化較大。因此，當(dāng)在電流比較部8d中判定為電流矢量變動(dòng)較大時(shí)，判斷為電流檢測(cè)失敗，使選擇部8進(jìn)行切換動(dòng)作，選擇來(lái)自電流值存儲(chǔ)部8b的電流值。
并且，減法部8g、d-q軸PI控制部8c和電壓矢量發(fā)生部8e的作用是現(xiàn)有公知的，因而省略說(shuō)明。
在上述情況下，雖然不進(jìn)行電流檢測(cè)，但是在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，僅在兩個(gè)相電壓大致相等的情況下，電壓矢量長(zhǎng)度才變短，并且隨著電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，電壓矢量長(zhǎng)度變長(zhǎng)，因而不會(huì)發(fā)生大的問(wèn)題。
這里，雖然在檢測(cè)出電流檢測(cè)失敗后，選擇來(lái)自電流值存儲(chǔ)部8b的電流值(電流預(yù)測(cè)值)，但是也可以在檢測(cè)出電壓矢量輸出期間在規(guī)定閾值以下時(shí)，選擇來(lái)自電流值存儲(chǔ)部8b的電流值。
此外，也可以采用d-q軸PI控制部8c的積分項(xiàng)，而不設(shè)置電流存儲(chǔ)部8b，因而可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。
在上述實(shí)施例中，雖然直接采用來(lái)自電流檢測(cè)部5b的電流值作為電流值，但是可以根據(jù)由過(guò)去的電流檢測(cè)值所生成的電流預(yù)測(cè)值，對(duì)由進(jìn)行d-q變換的定時(shí)與抽樣定時(shí)算出部8f指示的、用于配合脈沖輸出的電流檢測(cè)的抽樣定時(shí)之間的偏差引起的電流偏差進(jìn)行校正，對(duì)期望定時(shí)處的電流值進(jìn)行預(yù)測(cè)，此外，還可把來(lái)自電流檢測(cè)部5b的電流測(cè)定值反映到每個(gè)抽樣定時(shí)的控制上，使控制實(shí)現(xiàn)高速化。
以下參照?qǐng)D19進(jìn)一步說(shuō)明。
在圖19中，tn-2和tn-1是以前的電流取得值，t0是電流檢測(cè)定時(shí)，tn是期望電流取得定時(shí)。
假設(shè)應(yīng)取得的電流值為相電流，則電流值隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而大致以正弦波狀變化。因此，當(dāng)電流檢測(cè)定時(shí)和電流取得定時(shí)不同時(shí)，由于伴隨旋轉(zhuǎn)的電流變化而產(chǎn)生誤差。
然而，通過(guò)根據(jù)tn-1以前的取得電流值算出t0和tn的電流預(yù)測(cè)值，把t0的實(shí)際測(cè)定值與t0的預(yù)測(cè)值的差δ加到tn處的電流預(yù)測(cè)值上，并把該相加值設(shè)定為tn處的檢測(cè)電流值，即使當(dāng)電流檢測(cè)時(shí)刻和電流取得定時(shí)不同時(shí)，也能獲得誤差少的電流值。
圖20是示出用于進(jìn)行上述校正的相電流檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
該相電流檢測(cè)裝置與圖18的相電流檢測(cè)裝置的不同點(diǎn)僅在于，在電流檢測(cè)器5和d-q軸變換部8a之間設(shè)置比較部8i和加法部8j；設(shè)置逆d-q軸變換部8k；以及省略電流比較部8d和選擇部8h。
上述逆d-q軸變換部8k輸入從d-q軸PI控制部8c輸出的d-q軸平均電流，并根據(jù)另外算出的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置把該d-q軸平均電流變換為相電流。
上述比較部8i把相電流與由電流檢測(cè)器5所檢測(cè)的對(duì)應(yīng)的電流值進(jìn)行比較，算出誤差電流(圖19的t0的δ)。
因此，如果到了應(yīng)取得電流的定時(shí)(圖19的tn)，則可把來(lái)自逆d-q軸變換部8k的相電流與來(lái)自比較部8i的誤差電流相加，并把該相加值作為電流檢測(cè)值提供給d-q軸變換部8a。
結(jié)果，可使用通過(guò)加上誤差電流而校正的電流值來(lái)生成期望的電壓矢量。
并且，可通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上，校正預(yù)測(cè)電流。
以下參照?qǐng)D21進(jìn)一步說(shuō)明。
通過(guò)根據(jù)tn-2和tn-1以前的檢測(cè)電流值來(lái)算出t0和tn處的電流預(yù)測(cè)值(b和c)，使t0處的實(shí)際測(cè)定值(a)和t0處的預(yù)測(cè)值(b)的比δ與tn處的電流預(yù)測(cè)值(c)相乘，并把該相乘值作為tn處的檢測(cè)電流值(d)，即使當(dāng)電流檢測(cè)時(shí)刻與電流獲得定時(shí)不同時(shí)，也能獲得誤差少的電流值。
在進(jìn)行該校正的情況下，在圖20的相電流檢測(cè)裝置中，可采用除法部8m來(lái)替代比較部8i，并可采用乘法部8n來(lái)替代加法部8j。
并且，在作為比值算出振幅誤差的情況下，如果在電流值較大時(shí)，可進(jìn)行精度高的估計(jì)，然而如果電流值較小，則會(huì)大幅出現(xiàn)噪聲等的影響，并且與實(shí)際電流有較大不同。
因此，通過(guò)根據(jù)電流值，對(duì)與圖19對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)方法和與圖21對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行適當(dāng)切換，總是可實(shí)現(xiàn)良好的電流估計(jì)。
圖22是示出本發(fā)明的逆變器控制裝置的一實(shí)施例的方框圖。
該逆變器控制裝置具有逆d-q軸變換部9a，誤差電流檢測(cè)部9b，d-q軸變換部9c，d-q軸PI控制部9d，電壓矢量發(fā)生部9e，以及抽樣定時(shí)算出部9f。
上述逆d-q軸變換部9a使用另外算出的轉(zhuǎn)子角度把電流指令變換為相電流指令。
檢測(cè)直流鏈路電流的電流檢測(cè)器5不僅輸出檢測(cè)電流，而且輸出表示該電流是哪一相的相信號(hào)。
上述誤差電流檢測(cè)部9b僅對(duì)所檢測(cè)的相進(jìn)行比較，把其他相設(shè)定為0，并作為誤差電流輸出。
上述d-q軸變換部9c把誤差電流變換為d-q軸電流。
如果采用該逆變器控制裝置，則通過(guò)使用誤差電流檢測(cè)部9b輸出相電流指令和檢測(cè)電流值的誤差電流，并把該誤差電流依次提供給d-q軸變換部9c、d-q軸PI控制部9d和電壓矢量發(fā)生部9e，可實(shí)現(xiàn)跟從電流指令的電流控制。
在這種情況下，由于不進(jìn)行無(wú)用估計(jì)，因而誤差累積較小，并且由于可在檢測(cè)后立即開(kāi)始隨后的電壓矢量的計(jì)算，因而可提高電流控制環(huán)路的控制速度。
在應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)的無(wú)傳感器的控制時(shí)也相同。
圖23是示出本發(fā)明的相電流檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例的方框圖。
電流檢測(cè)部5b輸入并聯(lián)電阻5a的端子間電壓，測(cè)定直流鏈路電流，并把該結(jié)果提供給電動(dòng)機(jī)控制部10和電流預(yù)測(cè)部11a。電流預(yù)測(cè)部11a通過(guò)對(duì)前次電流的方向等加以近似使用等，可預(yù)測(cè)隨后電流檢測(cè)時(shí)的電流方向，并提供給矢量圖形表11b。矢量圖形表11b根據(jù)電流方向和來(lái)自電動(dòng)機(jī)控制部10的指令電壓矢量(圖形，長(zhǎng)度)，輸出所輸出的矢量及其長(zhǎng)度和電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。選通脈沖寬度擴(kuò)大部11c根據(jù)該輸出，根據(jù)表3算出電流檢測(cè)所必需的所需選通脈沖寬度，當(dāng)選通脈沖寬度較短時(shí)，擴(kuò)大為所需的選通脈沖寬度，并把該選通脈沖寬度輸出到PWM調(diào)制器11d。
表3

此時(shí)，如果同時(shí)輸出電流檢測(cè)定時(shí)，并且在PWM調(diào)制器11d中檢測(cè)定時(shí)到來(lái)時(shí)，則把該定時(shí)通知給電流檢測(cè)部5b。
并且，矢量圖形表11b的內(nèi)容例如如表4所示。
表4 直流鏈路變化的定時(shí) 以下進(jìn)一步說(shuō)明。
電流與電壓矢量同樣，采用把流出方向設(shè)定為1的矢量表現(xiàn)。例如，當(dāng)u相為流出方向，并且v相和w相為流入方向時(shí)，為4(＝用二進(jìn)數(shù)表示為100)的方向。此時(shí)，根據(jù)電流和電壓矢量圖形出現(xiàn)在直流鏈路上的電流如表4所示。這里，電壓矢量欄包含空載時(shí)間并表示作為相電壓輸出的電壓矢量，用d表示的部分表示在空載時(shí)間輸出的矢量，用v表示的部分表示在開(kāi)關(guān)確定的狀態(tài)輸出的電壓矢量。并且，直流鏈路電流欄表示此時(shí)流過(guò)直流鏈路的電流。并且，用粗線表示的部分表示電壓和電流變化的定時(shí)，并且在下部表示引起該變化的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這里，需要注意的是表4是以根據(jù)三角波比較的矢量生成為例作成，并且開(kāi)關(guān)動(dòng)作隨著三角波的上升和下降而相反。
從該表4可以知道是否可根據(jù)檢測(cè)時(shí)刻的電流方向和輸出的電壓矢量在空載時(shí)間中觀測(cè)電流，以及由于開(kāi)關(guān)的哪一動(dòng)作而引起電流變化。
以下對(duì)最小選通脈沖寬度的決定方法進(jìn)行說(shuō)明。
功率器件根據(jù)選通信號(hào)的響應(yīng)如圖24所示。并且，在圖24中，選通信號(hào)是用于ON/OFF功率器件的指令信號(hào)，Ic是功率器件的電流，Tdon是從選通信號(hào)ON到功率器件電流Ic開(kāi)始變化的時(shí)間，Tr是功率器件電流Ic的上升邊時(shí)間，Ts是電流測(cè)定所必要的抽樣時(shí)間(最小矢量輸出期間)，Tdoff是從選通信號(hào)OFF到功率器件電流Ic開(kāi)始變化的時(shí)間，Tf是功率器件電流Ic的下降邊的時(shí)間。
而且，從選通信號(hào)ON到功率器件ON結(jié)束的時(shí)間Ton和從選通信號(hào)OFF到功率器件OFF結(jié)束的時(shí)間Toff采用下式來(lái)確定。
Ton＝Tdon+TrToff＝Tdoff+Tf此時(shí)，為確保Ts所必要的選通脈沖寬度(在選通信號(hào)上輸出矢量的期間)如表3所示。其中，表3一并記載了把保持時(shí)間設(shè)定為0時(shí)的電流檢測(cè)定時(shí)。
因此，通過(guò)估計(jì)檢測(cè)時(shí)刻的電流方向，使用表4并根據(jù)所估計(jì)的檢測(cè)時(shí)刻的電流方向和應(yīng)輸出的電壓矢量來(lái)算出矢量輸出前后的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，算出用于檢測(cè)的選通脈沖寬度，并當(dāng)要輸出的選通脈沖寬度比該用于檢測(cè)的選通脈沖寬度短時(shí)，把選通脈沖寬度校正為更長(zhǎng)，并輸出該選通脈沖寬度，可進(jìn)行準(zhǔn)確的電流檢測(cè)。
并且，優(yōu)選的是，按照P側(cè)、N側(cè)或者各開(kāi)關(guān)元件來(lái)設(shè)定響應(yīng)時(shí)間，并配合引起電流變化的開(kāi)關(guān)元件，使該最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。其中，P側(cè)的開(kāi)關(guān)元件表示與正電壓連接的開(kāi)關(guān)元件，N側(cè)的開(kāi)關(guān)元件表示與負(fù)電壓連接的的開(kāi)關(guān)元件。
還要把考慮元件的響應(yīng)時(shí)間所算出的最小選通脈沖寬度和電流檢測(cè)定時(shí)寫(xiě)入按照?qǐng)D23的矢量圖形表11b的電流方向和電壓矢量的每個(gè)組合所設(shè)定的各條目?jī)?nèi)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)控制的指令電壓矢量長(zhǎng)度比最小選通脈沖寬度短時(shí)，可通過(guò)使用一對(duì)選通脈沖寬度擴(kuò)大部11c中的各方來(lái)擴(kuò)大選通脈沖寬度，考慮開(kāi)關(guān)元件的每個(gè)區(qū)分的響應(yīng)時(shí)間來(lái)設(shè)定最小選通脈沖寬度。
可根據(jù)電流的相位信息，算出上述電流的方向。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖25所示可知，如果把電動(dòng)機(jī)的電角轉(zhuǎn)速設(shè)定為ω，則在UVW坐標(biāo)上的時(shí)刻t處的電流矢量在δt時(shí)間后前進(jìn)ωδt。因此，可估計(jì)使電流矢量前進(jìn)ωδt的電流矢量，并根據(jù)該方向算出各相電流的方向。此時(shí)，由于不會(huì)因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生誤差，因而可在高速旋轉(zhuǎn)等情況下進(jìn)行高精度推測(cè)。
圖26是對(duì)該處理進(jìn)行說(shuō)明的流程圖，在步驟SP1，檢測(cè)電流矢量，在步驟SP2，根據(jù)檢測(cè)時(shí)刻算出δt，在步驟SP3，算出使電流矢量前進(jìn)ωδt的矢量，在步驟SP4，算出各相電流的方向，并直接結(jié)束一連串處理。
還可根據(jù)電流值系列來(lái)預(yù)測(cè)上述電流的方向。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖27所示，根據(jù)與1個(gè)相對(duì)應(yīng)的、時(shí)刻t1處的檢測(cè)電流和時(shí)刻t2處的檢測(cè)電流，例如使用線性外插，可算出時(shí)刻t3處的電流值，并可根據(jù)該值算出電流的方向。在這種情況下，由于不使用轉(zhuǎn)速信息等，因而即使轉(zhuǎn)速有測(cè)定誤差等，也能檢測(cè)電流的方向。并且，即使當(dāng)電流和轉(zhuǎn)速相比變化較快時(shí)等，也能減少誤差。
這里，雖然對(duì)線性預(yù)測(cè)作了例示，但是當(dāng)然可以通過(guò)進(jìn)行更高次的預(yù)測(cè)，來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度化。
并且，優(yōu)選的是根據(jù)轉(zhuǎn)速，對(duì)根據(jù)電流的相位信息來(lái)算出電流方向的處理和根據(jù)電流值系列來(lái)預(yù)測(cè)電流方向的處理進(jìn)行切換。
如上所述，當(dāng)根據(jù)電流的相位信息算出電流方向的處理是高速時(shí)，在電流變動(dòng)較多的情況下，根據(jù)電流值系列預(yù)測(cè)電流方向的處理是有效的。因此，通過(guò)根據(jù)轉(zhuǎn)速對(duì)上述處理進(jìn)行適當(dāng)切換和使用，總是可進(jìn)行高精度的電流的方向推測(cè)。
當(dāng)存在由于推測(cè)電流在電流推測(cè)誤差內(nèi)而搞錯(cuò)電流方向的可能性時(shí)，優(yōu)選的是在除空載時(shí)間以外的矢量輸出時(shí)間應(yīng)用脈沖寬度限制。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
當(dāng)電流值變小時(shí)，存在電流的方向由于測(cè)定誤差和估計(jì)誤差而推測(cè)出錯(cuò)的可能性。此時(shí)，從表4可知，由于在空載時(shí)間期間中出現(xiàn)的矢量發(fā)生變化，或者最小選通脈沖限制寬度算錯(cuò)，因而存在不能進(jìn)行電流測(cè)定的可能性。因此，當(dāng)所推測(cè)的電流為電流推測(cè)誤差以內(nèi)的大小時(shí)，通過(guò)假設(shè)不能在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，而算出脈沖寬度限制的大小，可進(jìn)行準(zhǔn)確的電流檢測(cè)。
例如，當(dāng)表4的電流的方向?yàn)?，輸出電壓矢量為4和6，U相電流較小并且方向未知時(shí)，由于電流的方向?yàn)?和5中的任何一項(xiàng)，因而不知道是否在空載時(shí)間期間中出現(xiàn)4的矢量。在這種情況下，通過(guò)把在空載時(shí)間中未出現(xiàn)4矢量的電流方向設(shè)定為5，并算出最小選通脈沖寬度，可進(jìn)行準(zhǔn)確的電流檢測(cè)。
并且，例如，在輸出最大電壓時(shí)進(jìn)行電流檢測(cè)的情況下，優(yōu)選的是通過(guò)僅在電流檢測(cè)所必需的時(shí)間使1個(gè)開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
當(dāng)在PWM逆變器中輸出高輸出電壓時(shí)，在載波內(nèi)連續(xù)輸出1個(gè)矢量。此時(shí)，由于僅輸出一個(gè)矢量，因而不能對(duì)電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)所必需的兩個(gè)電流進(jìn)行檢測(cè)。
因此，雖然輸出電壓稍有下降，但是有必要通過(guò)輸出用于電流檢測(cè)的矢量來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)。在此情況下，與通常調(diào)制同樣，如果使用互補(bǔ)PWM來(lái)輸出用于檢測(cè)的矢量，則用于矢量輸出的空載時(shí)間和用于返回到原始矢量的空載時(shí)間成為必要，應(yīng)輸出的原始矢量的輸出期間被大幅削減。
例如，在圖3中，通過(guò)使Tu-的選通信號(hào)斷開(kāi)，可從直流鏈路檢測(cè)v相電流。然而在此情況下，如果使Tu+的選通信號(hào)接通，則如圖28所示，使Tu+分別接通斷開(kāi)需要空載時(shí)間td，當(dāng)該空載時(shí)間td比用于電流檢測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，輸出電壓降低程度超過(guò)必要的程度。
因此，在這種情況下，可通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)元件，選擇性地?cái)嚅_(kāi)電流被檢測(cè)的元件，通過(guò)設(shè)定空載時(shí)間狀態(tài)，檢測(cè)電流。此時(shí)，即使在空載時(shí)間不能進(jìn)行電流檢測(cè)的情況下，可通過(guò)斷開(kāi)互補(bǔ)連接的開(kāi)關(guān)而使空載時(shí)間狀態(tài)延長(zhǎng)，進(jìn)行電流檢測(cè)。這樣，可以不受空載時(shí)間影響，設(shè)定任意長(zhǎng)度的檢測(cè)脈沖寬度，可有效輸出電壓。
并且，在根據(jù)流過(guò)直流鏈路的電流來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流并對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的裝置中，優(yōu)選的是，響應(yīng)電動(dòng)機(jī)所要求的電壓較低這種情況，通過(guò)把直流鏈路電壓控制得較低，使脈沖寬度保持較寬，相反，響應(yīng)電動(dòng)機(jī)所要求的電壓較高這種情況，通過(guò)把直流鏈路電壓控制得較高，盡量避免在載波內(nèi)連續(xù)輸出一個(gè)電壓矢量的狀態(tài)。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
圖30示出了電路結(jié)構(gòu)例。
直流鏈路電壓控制部12可通過(guò)對(duì)從商用電源1生成直流電壓的變換器部的內(nèi)部設(shè)置的開(kāi)關(guān)元件Tc的通電狀態(tài)進(jìn)行切換，對(duì)直流鏈路的電壓進(jìn)行控制。其中，上述開(kāi)關(guān)元件Tc連接在與整流電路2的一個(gè)輸出端子相互串聯(lián)連接的電抗器12a和二極管12b的連接點(diǎn)與整流電路2的另一個(gè)輸出端子之間。而且，開(kāi)關(guān)元件Tc與保護(hù)二極管12c并聯(lián)連接。
逆變器部3輸入直流鏈路電壓，并通過(guò)實(shí)施PWM調(diào)制，生成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所必要的電壓。由于逆變器部3的矢量輸出期間由直流鏈路電壓和輸出到電動(dòng)機(jī)4的電壓之比來(lái)決定，因而電動(dòng)機(jī)電壓越高、直流鏈路電壓越低，則矢量輸出期間就越長(zhǎng)。另一方面，矢量輸出越長(zhǎng)，則對(duì)電流檢測(cè)器的電流檢測(cè)進(jìn)行的最小脈沖寬度限制越小等，從而可檢測(cè)正確電流，因而當(dāng)電動(dòng)機(jī)要求電壓較低時(shí)，可通過(guò)把直流鏈路電壓控制得較低，以不包含最小脈沖寬度限制的平滑波形高精度地進(jìn)行電流檢測(cè)。
相反，如果電動(dòng)機(jī)要求電壓變高，則矢量輸出期間變長(zhǎng)，最終達(dá)到在載波內(nèi)連續(xù)輸出一個(gè)矢量的狀態(tài)。因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)要求電壓較高時(shí)，通過(guò)把直流鏈路電壓控制得較高，可在載波內(nèi)發(fā)生與通常時(shí)同樣的兩個(gè)矢量，可檢測(cè)兩個(gè)相電流。
并且，優(yōu)選的是控制為通過(guò)在低轉(zhuǎn)速或者輕負(fù)載時(shí)減低功率因數(shù)，提高輸出電壓或者輸出電流，容易地實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
正如在“正弦波駆動(dòng)による空調(diào)機(jī)用IPMモ一タの高効率運(yùn)転制御法基于正弦波驅(qū)動(dòng)的空調(diào)機(jī)用IPM電動(dòng)機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)控制法”，松野等，電學(xué)論D，119卷10號(hào)、平成11年(以下稱為參考文獻(xiàn)2)所公開(kāi)的那樣，即使轉(zhuǎn)矩相同，電動(dòng)機(jī)的端子電壓和端子電流也隨電流相位而大幅變化。因此，在矢量輸出期間變短的低轉(zhuǎn)速時(shí)，通過(guò)使電流相位超前以提高輸出電壓，或者在輸出電流變小并且電流的方向檢測(cè)變得困難的低負(fù)載時(shí)，通過(guò)使電流相位超前或者延遲來(lái)增加電動(dòng)機(jī)端子電流，可容易進(jìn)行電流檢測(cè)。
并且，優(yōu)選的是當(dāng)根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓并控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，根據(jù)電流方向和輸出矢量圖形來(lái)算出電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)圖形，并根據(jù)該結(jié)果來(lái)算出器件的延遲時(shí)間，校正電壓。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
圖31示出了選通信號(hào)、功率器件電流Ic和功率器件的集電極-發(fā)射極間電壓Vce的關(guān)系。
對(duì)于逆變器電路來(lái)說(shuō)，由于即使接通選通信號(hào)，功率器件電流Ic流出，成對(duì)橋臂的回流二極管仍處于接通狀態(tài)，因而電壓Vce不會(huì)立即消失，而在功率器件電流Ic得到維持的時(shí)刻，急劇變化為0。而在斷開(kāi)情況下，由于在功率器件電流Ic變少的時(shí)刻，回流二極管接通，因而電壓Vce急劇變大。因此，可以把與電壓相關(guān)的瞬時(shí)時(shí)間在接通時(shí)設(shè)定為T(mén)on，在斷開(kāi)時(shí)設(shè)定為T(mén)doff。
因此，通過(guò)對(duì)空載時(shí)間期間中的矢量輸出加以考慮，根據(jù)電流方向和輸出電壓矢量圖形算出矢量輸出期間，進(jìn)而，根據(jù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，把瞬時(shí)時(shí)間在接通時(shí)設(shè)定為T(mén)on，在斷開(kāi)時(shí)設(shè)定為T(mén)doff，來(lái)并校正電壓，可進(jìn)行高精度的電壓檢測(cè)。
并且，當(dāng)矢量輸出期間比最小矢量輸出期間長(zhǎng)時(shí)，優(yōu)選的是算出選通脈沖寬度，以使指令電壓矢量長(zhǎng)度和矢量輸出期間相等。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
如果使用包含空載時(shí)間在內(nèi)的輸出矢量長(zhǎng)度、引起電流變化的開(kāi)關(guān)變化及其瞬時(shí)時(shí)間的信息，則可容易地控制選通脈沖寬度，以使電動(dòng)機(jī)控制的輸出的指令電壓矢量長(zhǎng)度與電壓矢量輸出期間的長(zhǎng)度一致。
并且，優(yōu)選的是使進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的變換器與逆變器串聯(lián)連接，并進(jìn)行控制，使在電流檢測(cè)時(shí)，不進(jìn)行變換器和逆變器的所有開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
通常，電流檢測(cè)需要電流的抽樣時(shí)間，此間如果混入噪聲，則電流檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生誤差。對(duì)于使變換器和逆變器串聯(lián)連接的電動(dòng)機(jī)控制裝置來(lái)說(shuō)，如圖32所示，變換器部12和逆變器部3都需要檢測(cè)電流，逆變器部3和變換器12在電路上由電容器2a進(jìn)行隔離，不存在相互影響。然而，實(shí)際上相互受到由于開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的噪聲的影響。因此，當(dāng)變換器部12和逆變器部3的各自電流檢測(cè)器進(jìn)入用于電流檢測(cè)的抽樣等電流檢測(cè)動(dòng)作時(shí)，通過(guò)控制成對(duì)所有開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作進(jìn)行抑制，可防止噪聲的影響，進(jìn)行高精度的電流檢測(cè)。
并且，優(yōu)選的是使電流檢測(cè)器與直流鏈路上的平滑電容器2a串聯(lián)連接，并對(duì)變換器電流和逆變器電流雙方進(jìn)行檢測(cè)。
以下進(jìn)一步說(shuō)明。
圖33示出了電路結(jié)構(gòu)。將用于電流檢測(cè)的電阻器5a與連接在直流鏈路上的平滑電容器2a串聯(lián)連接，當(dāng)電流從變換器流入時(shí)，電流沿箭頭A表示的方向流動(dòng)，當(dāng)電流流入逆變器部時(shí)，電流沿箭頭B表示的方向流動(dòng)，因而都可在電阻器5a中進(jìn)行電流檢測(cè)。
在進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，如果箭頭A和箭頭B的電流同時(shí)流動(dòng)，則不能進(jìn)行獨(dú)立的電流檢測(cè)，因而例如當(dāng)電動(dòng)機(jī)電壓上升，并且箭頭B的電流的切斷期間極短時(shí)等，可在測(cè)定箭頭B的電流之后測(cè)定A-B，并算出箭頭A的電流等來(lái)求出電流。
通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，由于只要采用一個(gè)電流檢測(cè)電路即可，因而可降低成本，此外還由于無(wú)需在多點(diǎn)接地，因而可容易實(shí)施噪聲對(duì)策。
本發(fā)明第1方面可達(dá)到即使在空載時(shí)間期間中也能檢測(cè)相電流的特有效果。
本發(fā)明第2方面除了可在平均電流和直流鏈路電流大致一致的時(shí)刻檢測(cè)電流并抑制高次諧波誤差以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第1方面同樣的效果。
本發(fā)明第3方面除了可簡(jiǎn)化處理以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第1方面同樣的效果。
本發(fā)明第4方面除了可確實(shí)排除硬件不穩(wěn)定期間的影響以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第1方面同樣的效果。
本發(fā)明第5方面除了可在響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)也能正確檢測(cè)相電流以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第2或3方面同樣的效果。
本發(fā)明第6方面可達(dá)到即使在不能進(jìn)行正確的電流測(cè)定時(shí)，也能采用某種程度正確的相電流的特有效果。
本發(fā)明第7方面可達(dá)到即使在檢測(cè)時(shí)刻和電流取得定時(shí)不同時(shí)，也能獲得誤差少的相電流值的特有效果。
本發(fā)明第8方面僅通過(guò)進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算就能達(dá)到與本發(fā)明第7方面同樣的效果。
本發(fā)明第9方面可達(dá)到與本發(fā)明第7方面同樣的效果。
本發(fā)明第10方面可達(dá)到總是能進(jìn)行良好的相電流估計(jì)的特有效果。
本發(fā)明第11方面可達(dá)到能實(shí)現(xiàn)跟從電流指令的電流控制，并能提高電流控制環(huán)路的控制速度的特有效果。
本發(fā)明第12方面可達(dá)到即使在空載時(shí)間期間中也能檢測(cè)相電流的特有效果。
本發(fā)明第13方面除了可在平均電流和直流鏈路電流大致一致的時(shí)刻檢測(cè)電流并抑制高次諧波誤差以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第12方面同樣的效果。本發(fā)明第14方面除了可簡(jiǎn)化處理以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第12方面同樣的效果。
本發(fā)明第15方面除了可確實(shí)排除硬件不穩(wěn)定期間的影響以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第12方面同樣的效果。
本發(fā)明第16方面除了可在響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)也能正確檢測(cè)相電流以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第13～15方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第17方面可達(dá)到即使在不能進(jìn)行正確的電流測(cè)定時(shí)，也能采用某種程度正確的相電流的特有效果。
本發(fā)明第18方面可達(dá)到即使在檢測(cè)時(shí)刻和電流取得定時(shí)不同時(shí)，也能獲得誤差少的相電流值的特有效果。
本發(fā)明第19方面僅通過(guò)進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算就能達(dá)到與本發(fā)明第18方面同樣的效果。
本發(fā)明第20方面可達(dá)到與本發(fā)明第18方面同樣的效果。
本發(fā)明第21方面可達(dá)到總是能進(jìn)行良好的相電流估計(jì)的特有效果。
本發(fā)明第22方面可達(dá)到能實(shí)現(xiàn)跟從電流指令的電流控制，并能提高電流控制環(huán)路的控制速度的特有效果。
本發(fā)明第23方面可達(dá)到能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第24方面可根據(jù)選通脈沖寬度達(dá)到與本發(fā)明第23方面同樣的效果。
本發(fā)明第25方面可達(dá)到能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第26方面可達(dá)到能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第27方面可通過(guò)考慮各開(kāi)關(guān)元件的響應(yīng)時(shí)間來(lái)設(shè)定最小選通脈沖寬度，達(dá)到與本發(fā)明第24～26方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第28方面可即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，也能高精度估計(jì)電流的方向，達(dá)到與本發(fā)明第24～27方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第29方面可即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時(shí)、當(dāng)高速控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)等，也能高精度估計(jì)電流的方向，達(dá)到與本發(fā)明第24～27方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第30方面總是可高精度估計(jì)電流的方向，可達(dá)到與本發(fā)明第24～27方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第31方面可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)，達(dá)到與本發(fā)明第24～30方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第32方面即使在如最大電壓輸出時(shí)那樣，在載波周期內(nèi)連續(xù)輸出僅一個(gè)矢量時(shí)，也能以最小限度的電壓降低進(jìn)行電流檢測(cè)，達(dá)到與本發(fā)明第24～30方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第33方面可達(dá)到以下特有效果，即可穩(wěn)定控制電動(dòng)機(jī)，并可進(jìn)行脈沖寬度限制影響少的良好波形輸出，同時(shí)總是可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)。
本發(fā)明第34方面除了可容易進(jìn)行電流檢測(cè)以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第33方面同樣的效果。
本發(fā)明第35方面可實(shí)現(xiàn)高精度的電壓檢測(cè)。
本發(fā)明第36方面除了可一面抑制波形失真，一面準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)以外，還可達(dá)到能準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第37方面可達(dá)到能排除噪聲影響，準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第38方面除了可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，并容易實(shí)施噪聲對(duì)策以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第37方面同樣的效果。
本發(fā)明第39方面可達(dá)到能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第40方面可達(dá)到能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第41方面可達(dá)到能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第42方面可通過(guò)考慮各開(kāi)關(guān)元件的響應(yīng)時(shí)間來(lái)設(shè)定最小選通脈沖寬度，達(dá)到與本發(fā)明第39～41方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第43方面可即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，也能高精度估計(jì)電流的方向，達(dá)到與本發(fā)明第39～42方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第44方面可即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時(shí)、當(dāng)高速控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)等，也能高精度估計(jì)電流的方向，達(dá)到與本發(fā)明第39～42方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第45方面總是可高精度估計(jì)電流的方向，達(dá)到與本發(fā)明第39～42方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第46方面可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)，達(dá)到與本發(fā)明第39～45方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第47方面即使在如最大電壓輸出時(shí)那樣，在載波周期內(nèi)連續(xù)輸出僅一個(gè)矢量時(shí)，也能以最小限度的電壓降低進(jìn)行電流檢測(cè)，達(dá)到與本發(fā)明第39～45方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第48方面可達(dá)到能穩(wěn)定控制電動(dòng)機(jī)，并可進(jìn)行脈沖寬度限制影響少的良好波形輸出，同時(shí)總是可準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第49方面除了可容易進(jìn)行電流檢測(cè)以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第48方面同樣的效果。
本發(fā)明第50方面可實(shí)現(xiàn)高精度的電壓檢測(cè)。
本發(fā)明第51方面除了可一面抑制波形失真，一面準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第39～42方面中的任何一項(xiàng)同樣的效果。
本發(fā)明第52方面可達(dá)到能排除噪聲影響，準(zhǔn)確進(jìn)行電流檢測(cè)的特有效果。
本發(fā)明第53方面除了可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，容易實(shí)施噪聲對(duì)策以外，還可達(dá)到與本發(fā)明第52方面同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種相電流檢測(cè)方法，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，檢測(cè)直流鏈路電流，并算出電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，判定是否可在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，并對(duì)可進(jìn)行電流檢測(cè)作出響應(yīng)，進(jìn)行電流檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，在通過(guò)并聯(lián)電阻(5a)觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，在輸出電壓矢量的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，在除了從通過(guò)并聯(lián)電阻(5a)觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間開(kāi)始到硬件穩(wěn)定為止的期間之外的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求3中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)受到響應(yīng)時(shí)間制約不能在期間中央進(jìn)行抽樣作出響應(yīng)，從期間開(kāi)始經(jīng)過(guò)響應(yīng)時(shí)間之后對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
6.一種相電流檢測(cè)方法，其特征在于，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，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流時(shí)，對(duì)施加電壓矢量短到難以進(jìn)行電流測(cè)定的程度作出響應(yīng)，根據(jù)過(guò)去的電流值來(lái)估計(jì)電流。
7.一種相電流檢測(cè)方法，其特征在于，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，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流時(shí)，根據(jù)由過(guò)去的電流檢測(cè)值生成的電流預(yù)測(cè)值來(lái)校正電流檢測(cè)值，對(duì)期望定時(shí)處的電流值進(jìn)行預(yù)測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)振幅的大小，采用權(quán)利要求8的方法、權(quán)利要求9的方法進(jìn)行電流值的預(yù)測(cè)。
11.一種逆變器控制方法，其特征在于，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，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流，并進(jìn)行電流控制或者無(wú)位置傳感器的控制時(shí)，使用載波周期內(nèi)的兩個(gè)電流測(cè)定定時(shí)處的電流測(cè)定值進(jìn)行控制。
12.一種相電流檢測(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，檢測(cè)直流鏈路電流，并算出電動(dòng)機(jī)(4)的相電流；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置包含電流檢測(cè)部件(5)(7e)(7f)，用于判定是否可在空載時(shí)間中進(jìn)行電流檢測(cè)，并對(duì)可進(jìn)行電流檢測(cè)作出響應(yīng)，進(jìn)行電流檢測(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電流檢測(cè)部件(5)(7e)(7f)在通過(guò)并聯(lián)電阻(5a)觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電流檢測(cè)部件(5)(7e)(7f)在輸出電壓矢量的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電流檢測(cè)部件(5)(7e)(7f)在除了從通過(guò)并聯(lián)電阻(5a)觀測(cè)與電壓矢量對(duì)應(yīng)的電流的期間開(kāi)始到硬件穩(wěn)定為止的期間之外的期間中央對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電流檢測(cè)部件(5)(7e)(7f)對(duì)受到響應(yīng)時(shí)間制約不能在期間中央進(jìn)行抽樣作出響應(yīng)，從期間開(kāi)始經(jīng)過(guò)響應(yīng)時(shí)間之后對(duì)電流進(jìn)行抽樣。
17.一種相電流檢測(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，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(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)裝置包含電流估計(jì)部件(8b)(8d)(8h)，用于對(duì)施加電壓矢量短到難以進(jìn)行電流測(cè)定的程度作出響應(yīng)，根據(jù)過(guò)去的電流值來(lái)估計(jì)電流。
18.一種相電流檢測(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，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(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)裝置包含電流預(yù)測(cè)部件(8i)(8j)，用于根據(jù)由過(guò)去的電流檢測(cè)值所估計(jì)的電流估計(jì)值來(lái)校正電流檢測(cè)值，對(duì)期望定時(shí)處的電流值進(jìn)行預(yù)測(cè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電流預(yù)測(cè)部件(8i)(8j)通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電流預(yù)測(cè)部件(8i)(8j)通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電流預(yù)測(cè)部件(8i)(8j)對(duì)振幅較大作出響應(yīng)，通過(guò)根據(jù)誤差電流運(yùn)算振幅誤差，并累加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正；對(duì)振幅較小作出響應(yīng)，通過(guò)把誤差電流加到期望定時(shí)處的預(yù)測(cè)電流值上來(lái)進(jìn)行電流檢測(cè)值的校正。
22.一種逆變器控制裝置，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，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的相電流，并進(jìn)行電流控制或者無(wú)位置傳感器的控制；其特征在于，該逆變器控制裝置包含控制部件(9a)(9b)(9c)(9d)(9e)，用于使用載波周期內(nèi)的兩個(gè)電流測(cè)定定時(shí)處的電流測(cè)定值進(jìn)行控制。
23.一種相電流檢測(cè)方法，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，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流時(shí)，對(duì)最小脈沖寬度進(jìn)行限制；其特征在于，推測(cè)電流檢測(cè)時(shí)的電流方向，并根據(jù)該推測(cè)結(jié)果使最小脈沖寬度發(fā)生變化。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，上述脈沖寬度是選通脈沖寬度。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)電流的流動(dòng)方向和輸出的矢量圖形算出電流在直流鏈路上出現(xiàn)的期間，并設(shè)定選通脈沖寬度使算出的期間為用于直流鏈路的電流檢測(cè)的最小矢量輸出期間。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或者權(quán)利要求25所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)引起輸出矢量變化的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的圖形進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)該預(yù)測(cè)結(jié)果使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。
27.根據(jù)權(quán)利要求24至權(quán)利要求26中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)構(gòu)成上述PWM逆變器(3)的開(kāi)關(guān)元件設(shè)定響應(yīng)時(shí)間，配合引起電流變化的開(kāi)關(guān)元件，使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。
28.根據(jù)權(quán)利要求24至權(quán)利要求27中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)電流相位信息來(lái)推測(cè)上述電流方向。
29.根據(jù)權(quán)利要求24至權(quán)利要求27中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)上述電流方向。
30.根據(jù)權(quán)利要求24至權(quán)利要求27中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)電動(dòng)機(jī)(4)的轉(zhuǎn)速，對(duì)根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)電流方向的處理和根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)電流方向的處理進(jìn)行切換。
31.根據(jù)權(quán)利要求24至權(quán)利要求30中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所推測(cè)的電流在電流估計(jì)誤差內(nèi)作出響應(yīng)，在除空載時(shí)間以外的矢量輸出期間應(yīng)用脈沖寬度限制。
32.根據(jù)權(quán)利要求24至權(quán)利要求30中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，僅在電流檢測(cè)所必需的時(shí)間使構(gòu)成上述PWM逆變器(3)的開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)斷開(kāi)。
33.一種電動(dòng)機(jī)控制方法，根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓，或者根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)相電流，并根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)電壓或者算出的相電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)；其特征在于，根據(jù)電動(dòng)機(jī)所要求的電壓的高狀態(tài)、低狀態(tài)，把直流鏈路電壓控制得較高或者較低。
34.一種電動(dòng)機(jī)控制方法，根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓，或者根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)相電流，并根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)電壓或者算出的相電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)；其特征在于，在低轉(zhuǎn)速時(shí)或者輕負(fù)載時(shí)，減低功率因數(shù)，提高輸出電壓或者輸出電流。
35.一種電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于，根據(jù)電流的方向和輸出矢量圖形來(lái)算出電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)圖形，根據(jù)算出結(jié)果來(lái)算出器件的延遲時(shí)間，并校正電動(dòng)機(jī)電壓。
36.根據(jù)權(quán)利要求24至權(quán)利要求27中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)矢量輸出期間比最小矢量輸出期間長(zhǎng)作出響應(yīng)，算出選通脈沖寬度，以使指令電壓矢量長(zhǎng)度和矢量輸出期間相等。
37.一種相電流檢測(cè)方法，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)算出相電流；其特征在于，使進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的變換器與上述PWM逆變器(3)串聯(lián)連接，并在電流檢測(cè)時(shí)，禁止變換器、PWM逆變器開(kāi)關(guān)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的相電流檢測(cè)方法，其特征在于，把電流檢測(cè)部設(shè)置成與直流鏈路上的平滑電容器串聯(lián)，并對(duì)變換器電流和逆變器電流進(jìn)行檢測(cè)。
39.一種相電流檢測(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，根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)(4)的相電流時(shí)，對(duì)最小脈沖寬度進(jìn)行限制；其特征在于，該相電流檢測(cè)裝置包含最小脈沖寬度變化部件，用于推測(cè)電流檢測(cè)時(shí)的電流方向，并根據(jù)該推測(cè)結(jié)果使最小脈沖寬度發(fā)生變化。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件根據(jù)電流的流動(dòng)方向和輸出的矢量圖形來(lái)算出電流在直流鏈路上出現(xiàn)的期間，并設(shè)定選通脈沖寬度使算出的期間為用于直流鏈路的電流檢測(cè)的最小矢量輸出期間。
41.根據(jù)權(quán)利要求39或者權(quán)利要求40所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件對(duì)引起輸出矢量變化的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的圖形進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)該預(yù)測(cè)結(jié)果使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。
42.根據(jù)權(quán)利要求39至權(quán)利要求41中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件根據(jù)構(gòu)成上述PWM逆變器(3)的開(kāi)關(guān)元件設(shè)定響應(yīng)時(shí)間，配合引起電流變化的開(kāi)關(guān)元件，使最小選通脈沖寬度發(fā)生變化。
43.根據(jù)權(quán)利要求39至權(quán)利要求42中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)上述電流方向。
44.根據(jù)權(quán)利要求39至權(quán)利要求42中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)上述電流方向。
45.根據(jù)權(quán)利要求39至權(quán)利要求42中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件根據(jù)電動(dòng)機(jī)(4)的轉(zhuǎn)速，對(duì)根據(jù)電流的相位信息來(lái)推測(cè)電流方向的處理和根據(jù)電流值系列來(lái)推測(cè)電流方向的處理進(jìn)行切換。
46.根據(jù)權(quán)利要求39至權(quán)利要求45中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件對(duì)所推測(cè)的電流在電流估計(jì)誤差內(nèi)作出響應(yīng)，在除空載時(shí)間以外的矢量輸出期間應(yīng)用脈沖寬度限制。
47.根據(jù)權(quán)利要求39至權(quán)利要求45中的任何一項(xiàng)所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件僅在電流檢測(cè)所必需的時(shí)間使構(gòu)成上述PWM逆變器(3)的開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)斷開(kāi)。
48.一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓，或者根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)相電流，并根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)電壓或者算出的相電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)；其特征在于，在該電動(dòng)機(jī)控制裝置中包含電動(dòng)機(jī)電壓控制部件，用于根據(jù)電動(dòng)機(jī)所要求的電壓的高狀態(tài)、低狀態(tài)，把直流鏈路電壓控制得較高或者較低。
49.一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，根據(jù)直流鏈路電壓和選通脈沖寬度來(lái)算出電動(dòng)機(jī)電壓，或者根據(jù)直流鏈路電流和附加的矢量圖形來(lái)檢測(cè)相電流，并根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)電壓或者算出的相電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)；其特征在于，上述電動(dòng)機(jī)電壓控制部件在低轉(zhuǎn)速時(shí)或者輕負(fù)載時(shí)，減低功率因數(shù)，提高輸出電壓或者輸出電流。
50.一種相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述電動(dòng)機(jī)電壓控制部件根據(jù)電流的方向和輸出矢量圖形來(lái)算出電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)圖形，根據(jù)算出結(jié)果來(lái)算出器件的延遲時(shí)間，并校正電動(dòng)機(jī)電壓。
51.一種相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，上述最小脈沖寬度變化部件對(duì)矢量輸出期間比用于電流檢測(cè)的矢量長(zhǎng)度長(zhǎng)作出響應(yīng)，算出選通脈沖寬度，以使指令電壓矢量長(zhǎng)度和矢量輸出期間相等。
52.一種相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，使進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的變換器與PWM逆變器(3)串聯(lián)連接，并且變換器逆變器控制部件在電流檢測(cè)時(shí)，禁止變換器、PWM逆變器開(kāi)關(guān)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的相電流檢測(cè)裝置，其特征在于，為了對(duì)變換器電流和逆變器電流進(jìn)行檢測(cè)，把電流檢測(cè)部設(shè)置成與直流鏈路上的平滑電容器串聯(lián)。
全文摘要
一種相電流檢測(cè)裝置，具有輸出時(shí)間檢測(cè)部，輸入電壓矢量指令，對(duì)有必要擴(kuò)大輸出時(shí)間的電壓矢量進(jìn)行檢測(cè)；輸出時(shí)間擴(kuò)大部，輸入電壓矢量指令和由輸出時(shí)間檢測(cè)部檢測(cè)的電壓矢量，進(jìn)行輸出時(shí)間的擴(kuò)大處理；減法部，其從電壓矢量指令中減去實(shí)際輸出的電壓矢量長(zhǎng)度，并輸出誤差；輸出誤差累計(jì)部，其對(duì)來(lái)自減法部的誤差進(jìn)行累計(jì)，并算出與電壓矢量指令對(duì)應(yīng)的輸出的累計(jì)誤差；逆矢量發(fā)生部，其輸出對(duì)擴(kuò)大的電壓矢量的表1中的ON/OFF進(jìn)行更換而獲得的矢量；以及選擇部，其根據(jù)來(lái)自輸出誤差累計(jì)部的累計(jì)誤差的正負(fù)進(jìn)行切換動(dòng)作，并選擇來(lái)自輸出時(shí)間擴(kuò)大部的輸出和來(lái)自逆矢量發(fā)生部的輸出。可實(shí)現(xiàn)成本降低，并穩(wěn)定檢測(cè)期望定時(shí)處的相電流，同時(shí)大幅減低電壓波形失真。
文檔編號(hào)H02P27/06GK1783698SQ20051011450
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月29日
發(fā)明者前田敏行, 谷口智勇 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社