逆變器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及逆變器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有用于驅(qū)動電動機的逆變器的逆變器裝置中，在得到比平滑電容器靠電源側(cè)的電流(以下，電源輸入電流)的電流值時，使用電流傳感器檢測電源輸入電流或不使用電流傳感器，而利用從平滑電容器到逆變電路側(cè)的電流即逆變器的直流母線電流(以下，簡稱為直流母線電流)的檢測值推算電源輸入電流。
[0003]專利文獻I中記載有檢測電源輸入電流(其中，在該文獻中記為“轉(zhuǎn)換器電路的母線直流電流”)的發(fā)明。但，因追加檢測該電源輸入電流的電流傳感器，所以具有安裝面積增大并且成本上升這類問題。
[0004]于是，如專利文獻2記載的發(fā)明，記載有下述技術(shù):不使用檢測電源輸入電流的電流傳感器而檢測直流母線電流，將對該檢測的直流母線電流的檢測信號進行濾波處理后的信號推算為電源輸入電流，進行電動機控制。
[0005]然而，為了檢測直流母線電流，需要充分確保直流母線電流的采樣期間。
[0006]在專利文獻3中記載有下述方式(以下，簡單地稱為脈沖移位(pulse shift))，在檢測逆變器裝置的PWM脈沖和流入到逆變器的脈沖狀的直流母線電流時，在三相中至少2相的PWM脈沖的信號差(線間電壓的脈寬)小于規(guī)定的時間時，為了充分確保直流母線電流的采樣期間，而增加PWM脈沖的信號差(線間電壓的脈寬)確保所需的線間電壓的脈寬。
[0007]但是，在專利文獻2記載的發(fā)明中如果應用上述的脈沖移位，則具有濾波處理后的直流母線電流的電流紋波增大這種問題。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本專利5069882號
[0011]專利文獻2:日本專利3843391號
[0012]專利文獻3:日本特開平11 - 004594號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0014]因此，期待一種不使用用于檢測電源輸入電流的電流傳感器的逆變器裝置，其在應用脈沖移位的情況下，也能夠以高的精度推算電源輸入電流。
[0015]用于解決問題的技術(shù)方案
[0016]本發(fā)明的逆變器裝置逆變器裝置，包括:正極側(cè)端子，其與電源的正極側(cè)連接；負極側(cè)端子，其與電源的負極側(cè)連接；三相的逆變電路，其與電動機連接，驅(qū)動電動機；平滑電容器；正極側(cè)連接點，其電連接正極側(cè)端子、逆變電路、和平滑電容器；負極側(cè)連接點，其電連接負極側(cè)端子、逆變電路、和平滑電容器；PWM發(fā)生器，其生成用于驅(qū)動逆變電路的三相的PffM波；脈沖移位部，其基于PWM波，生成PWM發(fā)生器執(zhí)行脈沖移位的第一指令或PWM發(fā)生器不執(zhí)行脈沖移位的第二指令；電流檢測器，其檢測因逆變電路驅(qū)動而在正極側(cè)連接點和逆變電路之間或負極側(cè)連接點和逆變電路之間流動的直流母線電流；運算部，其基于在PWM周期內(nèi)的規(guī)定的電壓向量的輸出持續(xù)時間的各規(guī)定的時刻檢測出的直流母線電流的瞬時值，運算PWM周期中的直流母線電流的平均值；和電源輸入電流推算部，其將PffM周期中的直流母線電流的平均值推算為在PWM周期內(nèi)在正極側(cè)端子和正極側(cè)連接點之間或負極側(cè)端子和負極側(cè)連接點之間流動的電源輸入電流。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，在應用脈沖移位的情況下，也能夠推算精度高的電源輸入電流。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明的逆變器裝置等結(jié)構(gòu)的方框圖；
[0020]圖2是表示第一實施方式的直流母線電流和電動機電流的關(guān)系的圖；
[0021]圖3是表示第一實施方式的電流檢測定時(timing)的波形圖；
[0022]圖4是表示第一實施方式的脈沖移位動作的波形圖；
[0023]圖5是表示第一實施方式的電源輸入電流檢測結(jié)果的特性圖；
[0024]圖6是表示第二實施方式的電源輸入電流的運算動作的波形圖；
[0025]圖7是應用了本發(fā)明的逆變器裝置的電動動力轉(zhuǎn)向(power steering)裝置的構(gòu)成圖；
[0026]圖8是應用了本發(fā)明的逆變器裝置的電動制動裝置的構(gòu)成圖；
[0027]圖9是用于取得第二實施方式的電流誤差的波形圖；
[0028]圖10是對脈沖移位部的脈沖移位的功能進行說明的圖。
[0029]附圖標記說明
[0030]100:逆變器裝置
[0031]110:電流控制器
[0032]lll:dp 轉(zhuǎn)換器
[0033]120:電流檢測器
[0034]121:三相運算器
[0035]130:逆變電路
[0036]150:旋轉(zhuǎn)位置檢測器
[0037]200:電池
[0038]220:PWM 發(fā)生器
[0039]230:脈沖移位部
[0040]240:電源電流運算器
[0041]300:電動機
[0042]320:旋轉(zhuǎn)位置傳感器
[0043]500:電動機裝置
[0044]Idc:直流母線電流
[0045]Idl，Id2、Id3:直流母線電流的瞬時值
[0046]leal:電流平均值
[0047]I src:電源輸入電流
[0048]Iu、lv, Iw, 1U，IU':電動機電流
[0049]Ipsl，Ips2:電流誤差
[0050]Tpwm:PffM周期(載波周期)
[0051]Upw, Vpw、Wpw:脈沖周期
[0052]Ttl、Tt2:脈沖移位量
[0053]TPS:最小脈寬
【具體實施方式】
[0054]—第一實施方式一
[0055]圖1是表示本發(fā)明的逆變器裝置及其周邊的構(gòu)成的方框圖。
[0056]電動機裝置500適于根據(jù)電動機輸出使逆變電路的PffM波發(fā)生脈沖移位，提高逆變電路的直流母線電流的檢測精度，由此高效驅(qū)動電動機的用途。電動機裝置500具有電動機300和逆變器裝置100。
[0057]逆變器裝置100具有逆變電路130、檢測逆變電路130的直流母線電流的分流(shunt)電阻Rsh、電流檢測器120、脈沖移位部230、電源電流運算器240、三相運算器121、dq轉(zhuǎn)換器111、電流控制器110、PffM發(fā)生器220、旋轉(zhuǎn)位置檢測器150、平滑電容器160、正極側(cè)端子80、負極側(cè)端子81、正極側(cè)連接點90、負極側(cè)連接點91。正極側(cè)連接點90連接正極側(cè)端子80、平滑電容器160、逆變電路130。負極側(cè)連接點91連接負極側(cè)端子81、平滑電容器160、逆變電路130。
[0058]電池200是逆變器裝置100的直流電壓源。電池200的正極經(jīng)由正極側(cè)端子80與逆變器裝置100連接。另外，電池200的負極經(jīng)由負極側(cè)端子81與逆變器裝置100連接。電池200的直流電壓VB通過逆變器裝置100的逆變電路130轉(zhuǎn)換為可變電壓、可變頻率的3相交流，施加于電動機300。
[0059]電動機300是通過3相交流的供給而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的同步電動機。為了與電動機300的感應電壓的相位一致地控制3相交流的施加電壓的相位，在電動機300上安裝有旋轉(zhuǎn)位置傳感器320。旋轉(zhuǎn)位置檢測器150根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置傳感器320的輸入信號運算檢測位置Θ，并且運算旋轉(zhuǎn)速度ωΓ。在此，旋轉(zhuǎn)位置傳感器320更優(yōu)選由鐵心和繞組構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver)，不過，即便采用GMR傳感器或使用霍爾元件的傳感器也沒有問題。
[0060]逆變器裝置100具有用于控制電動機300的輸出的電流控制功能，檢測流入到逆變電路130的脈沖狀的直流母線電流，作為插入到平滑電容器160和逆變電路130之間的分流電阻Rsh的兩端的電壓(直流母線電流ldc)。在此，將分流電阻Rsh安裝于電池200的負極側(cè)，但安裝于電池200的正極側(cè)也沒有問題。
[0061]電流檢測器120根據(jù)脈沖移位部230的觸發(fā)定時(trig timing) Trig，在IPffM周期內(nèi)至少檢測兩個檢測值(ldl，ld2)作為直流母線電流值(參照圖1、圖4)。
[0062]三相運算器121基于直流母線電流值(Idl，Id2)、和由PffM脈沖圖形(pulsepattern)決定的電壓向量，推算三相的電動機電流值(Iu，Iv，Iw)。對于三相的電動機電流值(Iu，Iv，Iw)的推算，使用圖2、3在后面敘述。
[0063]dq轉(zhuǎn)換器111運算根據(jù)三相的電動機電流值(Iu，Iv, Iw)和旋轉(zhuǎn)位置Θ進行dq轉(zhuǎn)換的電流推算值(Id，Iq) ο
[0064]電流控制器110以電流推算值(Id，Iq)與根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩生成的電流指令值(Id*，Iq*) 一致的方式運算電壓指令(Vd*，Vq*)。不過，作為電壓指令(Vd*，Vq*)，需要用于使由電源電流運算器240推算出的電源輸入電流Isrc不超過電源輸入電流的限制值(電源輸入電流指令)的限制。這是考慮電池負載狀態(tài)及推算壽命狀態(tài)的結(jié)果。
[0065]PffM發(fā)生器220根據(jù)電壓指令(Vd*，Vq*)和旋轉(zhuǎn)角度Θ，生成經(jīng)脈寬調(diào)制(PffM)的驅(qū)動信號即PWM波。將該PWM波發(fā)送至脈沖移位部230。
[0066]脈沖移位部230接收PffM發(fā)生器220生成的PffM脈沖圖形(PffM波)，將是否執(zhí)行脈沖移位的指令發(fā)送到PWM發(fā)生器220。
[0067]使用圖10對關(guān)于脈沖移位部230的脈沖移位的功能具體地進行