專利名稱：用于控制電力變換裝置的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制電力變換裝置的裝置和方法，并涉及一種用于防止由脈寬調(diào)制(PWM，pulse widthmodulation)載波的頻率變化而引起故障發(fā)生的技術(shù)，電力變換裝置用于對來自直流(DC，direct current)電源的輸出進(jìn)行脈寬調(diào)制，從而產(chǎn)生交流(AC，alternating current)電的輸出。
背景技術(shù)：
構(gòu)造由脈寬調(diào)制信號驅(qū)動的設(shè)備(例如電流控制步進(jìn)馬達(dá))，以通過改變通過該設(shè)備供給的電流波形的占空比(或通過進(jìn)行脈寬調(diào)制(下文中簡稱為“PWM”))來控制該設(shè)備的操作。因為通過脈寬調(diào)制后的脈沖列對接通或切斷負(fù)載驅(qū)動電流進(jìn)行切換，所以這種基于PWM的控制設(shè)備產(chǎn)生基本控制頻率及其高次諧波的開關(guān)噪聲。例如當(dāng)將該設(shè)備案安裝在車輛上時，該開關(guān)噪聲可能對收聽安裝在同一輛車上的收音機(jī)具有影響，致使很難收聽收音機(jī)或使得收音機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺耳的噪聲，或?qū)ζ渌囕d數(shù)字裝置的運轉(zhuǎn)具有不利的影響。
日本特開平7(1995)-99795號公報公開了一種以減少上述噪聲為目的而設(shè)計的步進(jìn)馬達(dá)控制裝置。該裝置用頻率比控制時鐘的頻率低的正弦波對先前經(jīng)過了PWM的用于控制電流控制步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動電流脈沖列(或控制時鐘)進(jìn)行附加的頻率調(diào)制。這產(chǎn)生了在所希望的頻帶上的噪聲的譜分量的分散，從而減輕了噪聲對車載設(shè)備或裝置的影響。
數(shù)字處理器和數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)步使得可以使用中央處理單元(CPU)等執(zhí)行用于計算PWM模式的操作，使得可以使用數(shù)字計時器和數(shù)字比較器電路產(chǎn)生精確的PWM模式，從而即使該P(yáng)WM模式很復(fù)雜，也可以方便地產(chǎn)生該模式。
如日本特開平7(1995)-99795號公報的圖1所示，為了減弱噪聲分量，將用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制載波的頻率的周期性變化的電力變換裝置用于電流控制。然而，在這種電力變換裝置中，在與PWM產(chǎn)生周期同步進(jìn)行電流采樣、控制計算等的裝置中，發(fā)生根據(jù)載波頻率(或周期)的變化的電流計算周期的變化。由于這個原因，電流控制特性根據(jù)載波周期是短是長而變化。因此，如稍后說明的圖18所示，隨著輸出電流波形的變動發(fā)生由脈寬調(diào)制載波的頻率變化所引起的周期性變動(其中，Tm表示變化的周期)。發(fā)生來自電力變換裝置的輸出電流波形的變動，可能導(dǎo)致由電力變換裝置的輸出所驅(qū)動的負(fù)載的運轉(zhuǎn)的變動(例如，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的變動)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題做出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種用于控制電力變換裝置的裝置和方法，設(shè)計該裝置和方法即使在電力變換裝置產(chǎn)生脈寬調(diào)制載波的頻率變化時，防止電力變換裝置損害其控制特性。
為了解決前述問題，本發(fā)明提供一種用于電力變換裝置的控制裝置，電力變換裝置對來自直流電源的輸出進(jìn)行脈寬調(diào)制從而產(chǎn)生交流電輸出，控制裝置包括電流控制器，其將給定的電流命令值變換為電壓命令值；載波產(chǎn)生器，其產(chǎn)生脈寬調(diào)制載波；脈寬調(diào)制產(chǎn)生器，其根據(jù)電壓命令值和脈寬調(diào)制載波產(chǎn)生要供給到電力變換裝置的脈寬調(diào)制后的信號；頻率控制器，其使來自載波產(chǎn)生器的脈寬調(diào)制載波的頻率變化；以及電流控制增益控制器，其根據(jù)脈寬調(diào)制載波的頻率的變化使電流控制器的電流控制增益變化。在該控制裝置中，電流控制器的電流控制增益根據(jù)來自載波產(chǎn)生器的脈寬調(diào)制載波的頻率的變化而變化。根據(jù)本發(fā)明，該控制裝置通過根據(jù)PWM載波頻率的變化產(chǎn)生用于將電流命令值變換到電壓命令值的電流控制增益的變化，抑制由來自電力變換裝置的輸出電流波形的PWM載波頻率的變化引起的周期性變動的發(fā)生。由此，該控制裝置抑制在由電力變換裝置驅(qū)動的負(fù)載中的轉(zhuǎn)矩和其它變動的發(fā)生。
順便提及，如稍后將參考圖8說明的，在PWM載波頻率和電流控制增益之間存在固定的關(guān)系。因為該關(guān)系可以通過例如線性近似表達(dá)式給定，所以可以使用該表達(dá)式根據(jù)PWM載波頻率的變化來方便地改變電流控制增益。
關(guān)于對電流命令值的過渡響應(yīng)，控制裝置包括檢測來自電力變換裝置的輸出電流與給定電流命令值的偏差的偏差檢測器。因此，控制裝置根據(jù)來自載波產(chǎn)生器的PWM載波頻率的變化產(chǎn)生電流控制器的電流控制增益的變化，還根據(jù)偏差產(chǎn)生電流控制增益的范圍的變化。由此，控制裝置改善來自電力變換裝置的輸出電流波形的過渡特性。


現(xiàn)在參考

本發(fā)明，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖；圖2是電流控制器的框圖；圖3是PWM產(chǎn)生器的框圖；圖4是電力變換器的電路圖；圖5是示出由頻率控制器執(zhí)行的計算處理的流程圖；圖6是示出由電流控制增益控制器執(zhí)行的計算處理的流程圖；圖7是示出電流控制增益和電流值的偏移量之間的關(guān)系的特性圖；圖8是示出載波頻率和電流控制增益之間的關(guān)系的特性圖；圖9的(a)和(b)是示出在調(diào)制載波頻率以提供正弦波形時發(fā)生的、電流控制增益相對于時間的變化的曲線圖；圖10的(a)和(b)是示出在調(diào)制載波頻率以提供三角波形時發(fā)生的、電流控制增益相對于時間的變化的曲線圖；圖11的(a)和(b)是示出在載波頻率隨機(jī)變化時發(fā)生的、電流控制增益相對于時間的變化的曲線圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖；圖14是示出由圖13所示的控制裝置執(zhí)行的計算處理的流程圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的計算處理的流程圖；圖16的(a)和(b)是分別示出載波頻率和電流控制增益相對于時間的變化的曲線圖；圖17的(a)和(b)是分別示出在本發(fā)明的情況下，載波相對于時間的變化和馬達(dá)相電流(phase current)相對于時間的波形的圖；圖18的(a)和(b)是分別示出在比較例的情況下，載波相對于時間的變化和馬達(dá)相電流相對于時間的波形的圖；圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖；圖20是根據(jù)第五實施例的電流控制器的框圖；圖21的(a)是示出在過渡狀態(tài)下比例增益和電流值的偏移量之間的關(guān)系的特性圖，圖21的(b)是示出在過渡狀態(tài)下積分增益和電流值的偏移量之間的關(guān)系的特性圖；圖22的(a)是示出載波頻率和比例增益之間的關(guān)系的特性圖，圖22的(b)是示出載波頻率和積分增益之間的關(guān)系的特性圖；圖23的(a)～(d)是示出圖20中所示電流控制器的載波頻率fc、比例增益Kp以及積分增益Ki相對于時間的波形的圖；圖24是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖；圖25的(a)～(e)是示出圖24中所示的控制裝置的載波頻率fc、比例增益Kp、積分增益Ki以及偏差相對于時間的波形的圖；圖26的(a)～(c)示出用于由圖24中所示控制裝置進(jìn)行控制的計算流程圖和映射(map)；圖27是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖；以及圖28的(a)～(d)是示出圖27中所示的控制裝置的載波頻率fc、比例增益Kp和偏差的大小(或絕對值)與電流命令值的變化的大小(或絕對值)的比的圖。
具體實施例方式
下面將參考

本發(fā)明的實施例，其中通過相同的附圖標(biāo)記表示相同的構(gòu)件。
第一實施例圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電力變換裝置和用于控制該電力變換裝置的裝置的例子的框圖。
參考圖1，電力變換器2例如是通過來自控制器6的脈寬調(diào)制信號(下文中簡稱為“PWM信號”)驅(qū)動、由此對負(fù)載3(例如，馬達(dá))提供交流電的PWM逆變器。電流檢測器4檢測從電力變換器2流向負(fù)載3的交流電，并將檢測值發(fā)送到控制器6。電流命令產(chǎn)生器5給出關(guān)于驅(qū)動負(fù)載3的電流的命令信號。電流命令產(chǎn)生器5例如當(dāng)將電力變換裝置安裝到車輛上時根據(jù)加速器操作的數(shù)量等將電流命令值發(fā)送到控制器6。
控制器6由電流控制器7、PWM產(chǎn)生器8、載波產(chǎn)生器9、電流控制增益控制器10以及頻率控制器11構(gòu)成。電流控制器7對來自電流命令產(chǎn)生器5的電流命令值和來自電流檢測器4的檢測電流值進(jìn)行運算，并輸出電壓命令值。PWM產(chǎn)生器8通過將來自電流控制器7的電壓命令值與來自載波產(chǎn)生器9的載波信號相比較產(chǎn)生由開/關(guān)信號組成的PWM信號，然后將該P(yáng)WM信號輸出到電力變換器2。電力變換器2根據(jù)輸入的PWM信號通過對其內(nèi)部開關(guān)元件進(jìn)行開-關(guān)控制將交流電提供給負(fù)載3。
頻率產(chǎn)生器11進(jìn)行控制，使得載波產(chǎn)生器9產(chǎn)生可變載波頻率。電流控制增益控制器10根據(jù)載波頻率的變化產(chǎn)生電流控制器7的電流控制增益的變化。
下面將對圖1中所示的塊進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖2是示出控制器6內(nèi)的電流控制器7的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖2所示，電流控制器7包括計算來自電流檢測器4的檢測電流值與來自電流命令產(chǎn)生器5的電流命令值的偏差的計算器71，以及通過進(jìn)行比例控制(P-控制)輸出電壓命令值的比例控制器72。根據(jù)來自電流控制增益控制器10的信號，設(shè)置改變由比例控制器72使用的比例控制的比例項，從而輸出電壓命令值根據(jù)載波頻率的變化而變化。盡管在圖2中給出了比例控制的比例項作為電流控制器7的電流控制增益的例子，但可以使用其它控制系統(tǒng)(例如，比例加積分控制，proportional-plus-integralcontrol)。
如在這里所使用的，以下面的方式得到來自電流檢測器4的檢測電流值。例如，電流檢測器4檢測PWM逆變器提供給作為負(fù)載的馬達(dá)的U相、V相和W相(或如這里作為例子給出的三相交流)電流的值，且坐標(biāo)變換器進(jìn)行變換(或三相-二相變換)以將U相、V相和W相電流值變換為d軸坐標(biāo)和q軸坐標(biāo)的電流值。
圖3是示出控制器6內(nèi)的PWM產(chǎn)生器8的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖3中所示，PWM產(chǎn)生器8包括對由電流控制器7輸出的電壓命令值進(jìn)行坐標(biāo)變換的坐標(biāo)變換器81，以及比較坐標(biāo)變換后的電壓命令值和來自載波產(chǎn)生器9的載波的相對大小的比較器82。
坐標(biāo)變換器81進(jìn)行二項-三相坐標(biāo)變換以將從電流控制器7供給的電壓命令值從d軸坐標(biāo)和q軸坐標(biāo)值變換為U相、V相和W相值。
比較器82將坐標(biāo)變換后的電壓命令值與來自載波產(chǎn)生器9的載波信號相比較，并根據(jù)其相對大小向電力變換器2輸出由開/關(guān)信號(Vu+、Vu-、Vv+、Vv-、Vw+、Vw-)組成的PWM信號。
圖4是示出圖1中所示的電力變換器2的結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖4中所示，電力變換器2包括直流電源21、電容器22和6個開關(guān)元件23(用于三相交流)。開關(guān)元件23中的每一個由例如絕緣柵雙極晶體管(IGBT，insulated gate bipolar transistor)的半導(dǎo)體裝置構(gòu)成。開關(guān)元件23根據(jù)來自PWM產(chǎn)生器8的比較器82的PWM信號(Vu+、Vu-、Vv+、Vv-、Vw+、Vw-)選擇由直流電源21和電容器22形成的直流電源的正電極或負(fù)電極，所選擇的電極向負(fù)載3(或馬達(dá))的U相、V相或W相電極供電。
電流檢測器4檢測電力變換器2(或PWM逆變器)向負(fù)載3(或馬達(dá))提供的U相、V相和W相電流的值。
另外，圖1中所示的頻率控制器11根據(jù)來自載波產(chǎn)生器9的輸入三角波的峰(或最大值)或谷(或最小值)的定時產(chǎn)生載波頻率的變化。在這種情況下，將以使用三角波作為載波并調(diào)制載波頻率以提供三角波形式的情況為例進(jìn)行說明。
在具有如上所述結(jié)構(gòu)的電力變換裝置的情況下，頻率控制器11執(zhí)行圖5和圖6所示的頻率控制處理，由此能夠防止由于載波頻率的變化而導(dǎo)致的故障的發(fā)生，而不損害馬達(dá)的效率。
首先，將參考圖5所示的流程圖對頻率控制器11如何運行以執(zhí)行頻率控制處理進(jìn)行詳細(xì)的說明。
首先在步驟S0，頻率控制器11確定要由頻率控制器11改變的載波頻率f的上限值fmax和下限值fmin，要將fmax和fmin值之間的頻帶劃分為多少個等級(step)，以及變化值Δ(Δ＝(fmax-fmin)/等級數(shù))。該處理步驟以從載波產(chǎn)生器9向頻率控制器11輸入三角波載波開始，接下來進(jìn)行步驟S1。
在步驟S1，頻率控制器11判斷來自載波產(chǎn)生器9的輸入載波是否具有最大值或最小值，即，載波信號值是否等于峰值。當(dāng)頻率控制器11判斷為載波等于最大或最小值時，則控制處理進(jìn)行到步驟S2。
在步驟S2，頻率控制器11判斷載波頻率f的變化值Δ是正還是負(fù)。當(dāng)變化值Δ為負(fù)時，控制處理進(jìn)行到步驟S5。當(dāng)變化值Δ為正時，控制處理進(jìn)行到步驟S3。
在步驟S3，頻率控制器11判斷頻率f是否達(dá)到上限值fmax。當(dāng)做出頻率f沒有達(dá)到上限值fmax的判斷時，控制處理進(jìn)行到步驟S7，使得變化值Δ的符號不改變。當(dāng)頻率f達(dá)到上限值fmax時，控制處理進(jìn)行到步驟S4。
在步驟S4，頻率控制器11反轉(zhuǎn)頻率f的變化值Δ的符號(Δ←-Δ)，從而在下一次和其后的計算時降低頻率f。這使得步驟S4完成，控制處理從步驟S 4進(jìn)行到步驟S7。
在步驟S5，頻率控制器11判斷頻率f是否達(dá)到下限值fmin。當(dāng)做出頻率f沒有達(dá)到下限值fmin的判斷時，控制處理進(jìn)行到步驟S7，使得變化值Δ的符號不改變。當(dāng)頻率f達(dá)到下限值fmin時，控制處理進(jìn)行到步驟S6。
在步驟S6，頻率控制器11反轉(zhuǎn)頻率f的變化值Δ的符號，從而在下一次和其后的計算時增加頻率f。這使得步驟S6完成，控制處理從步驟S6進(jìn)行到步驟S7。
在步驟S7，頻率控制器11將通過以上處理步驟確定的變化值Δ加到當(dāng)前的頻率f上以計算會被按順序輸入到載波產(chǎn)生器9的下一個周期的載波頻率f。換句話說，控制頻率f從而在每次進(jìn)行計算時以變化值Δ進(jìn)行單調(diào)增加或減小。這使得步驟S7完成，頻率控制處理從步驟S7返回到步驟S1。
上述一系列的頻率控制處理步驟使得在給定的時間段內(nèi)載波頻率f單調(diào)減小且在下一個時間段內(nèi)載波頻率f單調(diào)增加，即，將載波頻率f調(diào)制為三角波的形式。
圖6是示出在電流控制增益控制器10中發(fā)生的計算處理的流程圖。
除了電流控制增益Kp的上限值Kpmax、下限值Kpmin和變化值ΔKp分別代替頻率f的上限值fmax、下限值fmin和變化值Δ之外，由電流控制增益控制器10進(jìn)行的圖6的處理與上面圖5的處理相同。圖6的步驟S0’、S1’、S2’～S7’分別與圖5的步驟S0～S7相對應(yīng)。換句話說，控制電流控制增益Kp，從而在每次計算發(fā)生時以變化值ΔKp進(jìn)行單調(diào)增加或減小。
執(zhí)行圖6的處理使得可以根據(jù)載波頻率f的變化以三角波的形式改變電流控制器7的電流控制增益Kp。
現(xiàn)在參考圖7對圖6中所示的電流控制增益的上限值Kpmax和下限值Kpmin進(jìn)行說明。
圖7示出由載波頻率導(dǎo)致的偏差的變化。在圖7中，橫軸表示當(dāng)提供固定的電流命令值的輸入時的電流控制器7的電流控制增益，縱軸表示電流命令值和檢測電流值之間的差異(即，偏移量或偏差)。
從圖7可見，當(dāng)將電流控制增益設(shè)定為固定值時，隨著載波頻率f變高(或接近于上限值fmax)偏差變大，而隨著載波頻率f變低(或接近于下限值fmin)偏差變小。由此可見當(dāng)控制電流控制增益，使其隨載波頻率f的增加而增加或隨載波頻率f的減小而減小時，偏差可以保持固定。順便提及，因為當(dāng)基于周期設(shè)定載波頻率時頻率的倒數(shù)是周期，所以下階段的控制等同于設(shè)定電流控制增益從而使其隨著載波周期的增長而減小或隨著載波周期的縮短而增加。
實驗顯示存在上面的關(guān)系，即，在載波頻率和電流控制增益之間存在使偏差能夠保持固定的給定的規(guī)則關(guān)系。圖8是示出上面關(guān)系的圖。在圖8中，縱軸表示電流控制增益，橫軸表示載波頻率。從圖8可見，載波頻率基本上與電流控制增益成線性比例。
盡管可以使電流控制增益與全部變動的載波頻率(或周期)相對應(yīng)以確定使偏差固定的電流控制增益，但是可以使用從圖8中所示的關(guān)系得到的線性近似表達(dá)式，根據(jù)電流控制增益的上限值和下限值確定電流控制增益。當(dāng)根據(jù)圖8確定了載波頻率(或周期)的上限值和下限值時，因此可以將使偏差固定的載波頻率(或周期)的上限值fmax和下限值fmin與電流控制增益的相應(yīng)的上限值Kpmax和下限值Kpmin組合設(shè)置。
圖9的(a)～圖11的(b)示出在使用上述控制方法時發(fā)生的、載波頻率(或周期)和電流控制增益相對于時間的變化。圖9的(a)和(b)是示出在調(diào)制載波頻率以提供正弦波形時發(fā)生的電流控制增益的變化的曲線圖。圖10的(a)和(b)是示出在調(diào)制載波頻率以提供三角波形時發(fā)生的電流控制增益的變化的曲線圖。圖11的(a)和(b)是示出在載波頻率隨機(jī)變化時發(fā)生的電流控制增益相對于時間的變化的曲線圖。圖9的(a)、圖10的(a)和圖11的(a)示出載波頻率相對于時間的變化，圖9的(b)、圖10的(b)和圖11的(b)示出電流控制增益相對于時間的變化。在這些圖中，Tm表示變化的周期。
如上所述，根據(jù)載波頻率的變化，改變電流控制增益，因此電流控制增益也隨著載波頻率的變化一起變化。這使得可以抑制由于載波頻率的變化引起的來自電力變換裝置的輸出電流的變動。
此外，將比例控制用于電流控制器7。從而，可以通過改變比例控制的比例項來實現(xiàn)電流控制增益的簡單控制。
此外，可以調(diào)制載波頻率以提供三角波形式。這便于計算并設(shè)定頻率和電流控制增益，從而可以抑制來自電力變換裝置的輸出電流的變動。
第二實施例圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖。
根據(jù)第二實施例的控制裝置設(shè)定有存儲載波頻率和電流控制增益之間的相互關(guān)系的映射12，替代圖1中所示的頻率控制器11。使用從映射12讀出的值進(jìn)行控制，以使載波產(chǎn)生器9產(chǎn)生可變頻率。另外，來自映射12的值用于使電流控制增益控制器10根據(jù)載波頻率的變化來改變電流控制器7的電流控制增益。這可以有效地防止由于載波頻率的變化引起的故障的發(fā)生。其它組件的結(jié)構(gòu)與先前所述的圖1中示出的結(jié)構(gòu)相同。
如上所述，載波頻率與電流控制增益相映射，根據(jù)該映射改變載波頻率和電流控制增益。這達(dá)到了便于設(shè)置復(fù)雜的載波頻率和電流控制增益的組合的效果。
第三實施例圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖。
根據(jù)第三實施例的控制裝置設(shè)定有產(chǎn)生頻率的周期性變化的周期性頻率控制器13，替代了圖1中所示的頻率控制器11。
周期性頻率控制器13周期性地調(diào)制載波頻率，從而便于計算和估計載波頻率。這使得每次載波頻率變化時可以改變電流控制增益，從而可以有效地防止由載波頻率引起的故障的發(fā)生。
圖14是示出根據(jù)第三實施例用于控制電流控制增益的方法的流程圖。
圖14的流程圖是由前述圖5和圖6的流程圖的組合形成的。圖14的步驟S0”包括執(zhí)行圖5的步驟S0加圖6中所示的增益初始化(或圖6的步驟S0’)。步驟S4”、S6”和S7”包括與圖6的步驟S4’、S6’、S7’中的電流控制增益Kp的改變同時執(zhí)行圖5的步驟S4、S6、S7中的載波頻率f的改變。在這種情況下，載波頻率可以被改變?yōu)槔缜€形式的任意形式，除非載波頻率的變化量變得極大。
順便提及，通過將圖14所示的計算的結(jié)果儲存在映射中，可以生成圖12中所示的映射12。
如上所述，載波頻率的周期性變化便于計算和估計載波頻率，從而可以根據(jù)載波頻率的變化來改變電流控制增益，因此能夠抑制來自電力變換裝置的輸出電流的變動。
第四實施例圖15是輔助說明根據(jù)本發(fā)明的第四實施例用于控制電力變換裝置的裝置的控制方法的流程圖。
根據(jù)第四實施例的控制方法用于在發(fā)生載波延遲時根據(jù)載波的延遲來延遲和改變電流控制增益。
在圖1所示的控制裝置1的情況下，從載波產(chǎn)生器9供給到PWM產(chǎn)生器8的載波可能由于被緩存或計算時間而延遲。在該結(jié)構(gòu)的情況下，執(zhí)行與圖14的步驟S7”相對應(yīng)的處理步驟(或圖15的步驟S7和S8)。更具體地，在計算結(jié)束時將電流控制增益的變化值ΔKp臨時保持為ΔKp1(在圖15的步驟S8)，將該值ΔKp1用于下一次計算(在圖15的步驟S7)。換句話說，與圖14所示的計算處理相比，圖15所示的處理用于通過使用延遲了一個計算循環(huán)的持續(xù)時間的電流控制增益的值來計算電壓命令值。更具體地，當(dāng)在從載波產(chǎn)生器9供給到電力變換裝置的PWM產(chǎn)生器8的PWM載波中發(fā)生延遲時，將由從電流控制增益控制器10向電流控制器7發(fā)出的命令指示的電流控制增益值保持一個計算循環(huán)的持續(xù)時間，從而對下一次計算使用所保持的電流控制增益值以使電流控制器7計算電壓命令值。進(jìn)行該操作從而可以根據(jù)載波頻率的變化來改變電流控制增益，使得可以有效地防止發(fā)生由于計算中的延遲等由載波頻率產(chǎn)生的故障。
圖16的(a)和(b)分別示出由上述處理產(chǎn)生的載波頻率和電流控制增益的變化。在圖16的(a)和(b)中，D表示等于一個計算循環(huán)的持續(xù)時間的延遲。
盡管上文中給出了將電流控制增益保持一個計算循環(huán)的持續(xù)時間的例子，但是也可以根據(jù)載波的延遲程度將電流控制增益保持多次計算的持續(xù)時間。
現(xiàn)在對于當(dāng)電流控制增益固定時(或在比較例的情況下)發(fā)生的馬達(dá)相電流的變化，以及當(dāng)電流控制增益根據(jù)載波頻率的變化而變化時(或在本發(fā)明的情況下)發(fā)生的馬達(dá)相電流的變化進(jìn)行說明。
圖17的(a)和(b)以及圖18的(a)和(b)是示出當(dāng)用正弦波調(diào)制載波頻率時呈現(xiàn)的載波頻率和電流的變化的特性的圖。圖17的(a)和(b)示出本發(fā)明所具有的特性，圖18的(a)和(b)示出比較例所具有的特性。
圖17的(a)和圖18的(a)示出載波頻率相對于時間的變化。在圖17的(a)和圖18的(a)中，Tm表示相對于時間的變化周期。圖17的(b)示出當(dāng)電流控制增益根據(jù)載波頻率的變化而變化時(或在本發(fā)明的情況下)形成的馬達(dá)相電流相對于時間的波形。圖18的(b)示出電流控制增益固定時(或在比較例的情況下)形成的馬達(dá)相電流相對于時間的波形。
從圖17的(a)～圖18的(b)可見，如在比較例的情況下所觀測的，馬達(dá)相電流根據(jù)載波頻率的變動而變動，而如在本發(fā)明的情況下所觀測的，即使載波頻率周期性變動，馬達(dá)相電流也幾乎以直線波形保持穩(wěn)定。據(jù)此，可見本發(fā)明的方法抑制電流的變動。
對將載波頻率調(diào)制為三角波形式或以隨機(jī)方式調(diào)制載波頻率的情況進(jìn)行相同的處理。更具體地，與固定的電流控制增益相比，根據(jù)載波頻率的變化而變化的電流控制增益可以抑制馬達(dá)相電流的變動，因此可以有效地防止由載波頻率所引起的故障的發(fā)生。
第五實施例參考前述第一到第四實施例，給出了以下例子其中出現(xiàn)了電流命令值基本固定的穩(wěn)態(tài)，并且存在輸出電流與電流命令值的單一偏差。第五實施例適合于滿足以下的情況其中出現(xiàn)了電流命令值變動且存在多個輸出電流與電流命令值的變動偏差(即，存在多個偏差且各自變動)的過渡狀態(tài)。
圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖。在圖19中，通過圖1所示相同的附圖標(biāo)記表示基本相同的部分。下面對與圖1中所示結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
根據(jù)第五實施例的控制裝置在電流控制器7之外設(shè)置了用于檢測檢測電流值與電流命令值的偏差的偏差檢測器70。通過該結(jié)構(gòu)，根據(jù)檢測到的偏差控制電流控制增益控制器10，從而根據(jù)載波頻率的變化來改變電流控制器7的電流控制增益，還根據(jù)偏差來改變電流控制增益的范圍(例如，電流控制增益變化的帶的平均值)。換句話說，因為在電流命令值變動的過渡狀態(tài)中存在輸出電流與電流命令值的多個變動偏差，所以該控制裝置用于根據(jù)偏差的變化來改變電流控制增益的范圍。這可以實現(xiàn)來自電力變換裝置的輸出電流波形的過渡特性的改善。
下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖20是示出控制器6內(nèi)的電流控制器7的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖20中所示，偏差檢測器70檢測來自電流檢測器4的檢測電流值與來自電流命令產(chǎn)生器5的電流命令值的偏差。順便提及，以下面的方式得到來自電流檢測器4的檢測電流值。例如，電流檢測器4檢測電力變換器2(或PWM逆變器)提供給作為負(fù)載3的馬達(dá)的U相、V相和W相電流(或作為例子的三相交流)的值，坐標(biāo)變換器進(jìn)行變換(或三相-二項變換)以將U相、V相和W相電流值變換為d軸坐標(biāo)和q軸坐標(biāo)電流值。
電流控制增益控制器10根據(jù)來自頻率控制器11的載波頻率的變化產(chǎn)生電流控制器7的電流控制增益的變化，還根據(jù)來自偏差檢測器70的偏差產(chǎn)生電流控制增益的范圍的變化(稍后將詳細(xì)說明)。
電流控制器7包括作為結(jié)構(gòu)組件的比例項計算器72和積分項計算器73，并通過對檢測電流值和電流命令值的偏差進(jìn)行比例加積分控制(PI控制)來輸出電壓命令值。電流控制器7用于根據(jù)來自電流控制增益控制器10的信號改變比例項計算器72的比例項，從而根據(jù)載波頻率的變化來改變輸出電壓命令值，并且還根據(jù)偏差改變輸出電壓命令值的范圍。盡管在圖20中給出了比例加積分控制作為電流控制器7的電流控制例子，但是可以如圖2所示單獨使用比例控制。
圖21的(a)和(b)是輔助說明用于控制電流控制器7的電流控制增益(或比例增益和積分增益)的方法的圖，其示出由預(yù)定載波頻率引起的偏差的變化。在圖21的(a)中，橫軸表示當(dāng)提供變動的電流命令值的輸入時電流控制器7的比例增益Kp，縱軸表示電流命令值和檢測電流值之間的差異(即，偏移量或偏差)。在圖21的(b)中，橫軸表示當(dāng)提供變動的電流命令值的輸入時電流控制器7的積分增益Ki，縱軸表示電流命令值和檢測電流值之間的差異(即，偏移量或偏差)。在圖21的(a)和(b)中，fcmax和fcmin分別表示與載波頻率的上限值和下限值相對應(yīng)的特性曲線。
在過渡狀態(tài)下，偏差也隨著電流命令值的變化而變化。通過預(yù)定的基準(zhǔn)值e1、e2和e3將偏差的大小劃分為4個部分。當(dāng)偏差e等于或大于值e1時(e≥e1)，將增益Kp的范圍設(shè)為{1}，且增益Kp在范圍{1}內(nèi)與載波同步變化。當(dāng)偏差e位于值e2(包括)和值e1(不包括)之間(e1＞e≥e2)時，將增益Kp的范圍設(shè)為{2}，且增益Kp在范圍{2}內(nèi)變化。同樣地，當(dāng)偏差e位于值e3(包括)和值e2(不包括)之間(e2＞e≥e3)時，增益Kp在范圍{3}內(nèi)與載波同步變化，或當(dāng)偏差e小于值e3(e3＞e)時，增益Kp在范圍{4}內(nèi)與載波同步變化。Ki的變化范圍與比例增益Kp的情況相似地確定。
換句話說，增益Kp和Ki的范圍根據(jù)偏差e的大小而變化。在圖21的(a)中，根據(jù)每一個所劃分的偏差區(qū)域的電流控制增益的上限值(對應(yīng)于曲線fcmax)的平均值及其下限值(對應(yīng)于曲線fcmin)的平均值來設(shè)置增益Kp的范圍。例如，當(dāng)偏差e位于值e2(包括)和值e1(不包括)之間(e1＞e≥e2)時，與從值e1到值e2范圍的曲線fcmax相對應(yīng)的增益Kp的平均值是范圍{2}的上限值，與從值e1到值e2的范圍的曲線fcmin相對應(yīng)的增益Kp的平均值是范圍{2}的下限值。
順便提及，不限于如上所述地通過劃分偏差的大小并確定平均值來設(shè)置范圍，也可以對應(yīng)于每個偏差設(shè)置范圍。
圖22的(a)是示出載波頻率和比例增益之間關(guān)系的圖。圖22的(b)是示出載波頻率和積分增益之間關(guān)系的圖。在圖22的(a)和(b)中，縱軸表示電流控制增益，橫軸表示載波頻率。從圖22的(a)和(b)可見，載波頻率與比例增益和積分增益都基本上成線性比例。
盡管可以使比例增益或積分增益與全部變動的載波的頻率(或周期)相對應(yīng)，以確定使偏差固定的比例增益或積分增益，但是可以使用根據(jù)圖22的(a)和(b)所示的關(guān)系得到的線性近似表達(dá)式，根據(jù)比例增益或積分增益的上限值和下限值來確定比例增益或積分增益。當(dāng)如前所述確定了比例增益或積分增益的范圍{1}～{4}以及上限值和下限值時，因此可以將使得偏差固定的載波頻率(或周期)的上限值fcmax和下限值fcmin與比例增益的相應(yīng)的上限值Kpmax和下限制Kpmin或積分增益的Kimax和Kimin組合設(shè)置。
圖23的(a)～(d)是示出通過使用圖21的(a)～圖22的(b)設(shè)置的載波頻率fc和比例增益Kp以及積分增益Ki相對于時間的波形的圖。圖23的(a)示出響應(yīng)于電流命令值ref的輸出電流相對于時間的波形。圖23的(b)示出來自載波產(chǎn)生器9的載波頻率fc相對于時間的變化。圖23的(c)示出在提供電流命令值ref的輸入時電流控制器7的比例增益Kp的變化。圖23的(d)示出在提供電流命令值ref的輸入時電流控制器7的積分增益Ki的變化。
在圖23的(a)中，虛線(即電流命令值ref)和實線(即檢測電流值)之間的差對應(yīng)于偏差。在圖23的(a)中，e1、e2和e3表示上述用于劃分偏差的大小的基準(zhǔn)值。圖23的(c)中所示的比例增益Kp與圖23的(b)中所示的載波頻率fc相對于時間的變化同步變化，此外，增益Kp的范圍根據(jù)圖23的(a)中所示偏差從{1}變到{4}。
盡管圖23的(a)～(d)給出了通過基準(zhǔn)值e1、e2和e3劃分偏差的大小的例子，但劃分區(qū)域的數(shù)量不局限于該例。
上述結(jié)構(gòu)可以根據(jù)輸出電流與電流命令值的偏差來改變電流控制增益的范圍。
除了上面所述的之外，還可以將參考第一到第四實施例說明的內(nèi)容應(yīng)用于第五實施例。更具體地，這些內(nèi)容包括以下的配置當(dāng)頻率控制器產(chǎn)生載波頻率的周期性變化或當(dāng)從電流控制器供給到PWM產(chǎn)生器的電壓命令值中發(fā)生延遲時，將由來自電流控制增益控制器的命令給出的電流控制增益值保持進(jìn)行預(yù)定數(shù)量計算所需的持續(xù)時間，并且電流控制器對下一次計算使用所保持的電流控制增益值來計算電壓命令值。
第六實施例圖24是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖。在圖24中，通過圖20中所示相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。
根據(jù)第六實施例的控制裝置由根據(jù)第五實施例的控制裝置，并附加用于判斷偏差的大小的判斷單元100構(gòu)成。
下面參考圖25的(a)～(e)對于判斷單元100的操作和確定增益Kp的方法進(jìn)行說明。
圖25的(a)示出電流命令值從ref1變化到ref2時形成的、響應(yīng)于電流命令值的輸出相對于時間的波形。圖25的(b)示出發(fā)生在圖25的(a)所示情況下的、偏差的大小(或絕對值)相對于時間的變化。圖25的(c)示出載波頻率的變化。圖25的(d)示出發(fā)生在圖25的(c)所示情況下的增益Kp的變化。圖25的(e)示出發(fā)生在圖25的(c)所示情況下的增益Ki的變化。
當(dāng)例如圖25的(b)所示，將值e1用作判斷單元100進(jìn)行判斷的基準(zhǔn)值時，如果偏差的絕對值等于或大于值e1，則將增益Kp的范圍設(shè)置為{2}；或者如果偏差的絕對值小于值e1，則將增益Kp的范圍設(shè)置為{1}。這可以降低過渡狀態(tài)下的過調(diào)(overshoot)，從而改善過渡狀態(tài)下的可控制性。
盡管在圖25的(a)～(e)中作為例子給出了電流命令值的前沿，但是第六實施例還可以對電流命令值的后沿具有相同的效果。
圖26的(a)～(c)示出在參考圖25的(a)～(e)說明的控制中使用的計算流程圖和映射。
首先，如圖26的(c)所示，將變動的PWM載波頻率設(shè)置為fc(1)～fc(n)。在圖26的(c)中，將fc(1)～fc(n)分別表示為fc1～fcn。
然后，如圖26的(b)所示生成fc-Kp、Ki(載波頻率-增益)映射。映射中的值可用于控制以產(chǎn)生載波頻率fc和增益Kp、Ki的同步變化。
圖26的(b)中的{1}Kp列包括在圖21的(a)所示增益Kp的部分{1}中根據(jù)在載波頻率的范圍(fcmin和fcmax之間)內(nèi)所劃分的載波頻率fc的數(shù)量使偏差固定的載波頻率fc和增益Kp的組合。換句話說，在增益Kp的部分{1}中，范圍{1}Kp(1)～{1}Kp(n)分別對應(yīng)于載波頻率fc(1)～fc(n)，并具有使偏差固定的Kp值。與{1}Kp列的情況相同，{2}Kp列包括在圖21的(a)所示增益Kp的部分{2}中，根據(jù)在載波頻率的范圍(fcmin和fcmax之間)內(nèi)所劃分的載波頻率fc的數(shù)量使偏差固定的載波頻率fc和增益Kp的組合。
現(xiàn)在給出對于圖26的(a)中所示計算處理的說明。當(dāng)計算開始時，首先將計數(shù)器的值m設(shè)置為1。在步驟S10，將載波頻率設(shè)置為fc(1)。在步驟S11，計算偏差e的值。在步驟S12，將偏差e的值與基準(zhǔn)值e1相比較。當(dāng)偏差e的絕對值小于基準(zhǔn)值e1時，處理進(jìn)行到步驟S13。在步驟S13，將{1}Kp(1)的值設(shè)置為圖24中所示的電流控制器7的增益Kp，將{1}Ki(1)的值設(shè)置為電流控制器7的增益Ki，然后處理進(jìn)行到步驟S15。在步驟S15，計數(shù)器的值m向上計數(shù)。在步驟S16，將計數(shù)器的值m與n的值進(jìn)行比較。當(dāng)計數(shù)器的值m小于n的值時，處理返回到步驟S11，然后重復(fù)上面的計算。當(dāng)在步驟S12的比較顯示偏差e等于或大于基準(zhǔn)值e1時，處理進(jìn)行到步驟S14。在步驟S14，將{2}Kp(2)的值設(shè)置為增益Kp，將{2}Ki(2)的值設(shè)置為增益Ki，然后處理進(jìn)行到步驟S15。
圖25的(a)～(d)中所示的控制可由上述處理實現(xiàn)。
第七實施例圖27是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實施例用于控制電力變換裝置的裝置的框圖。在圖27中，通過圖20中所示相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。
根據(jù)第七實施例的控制裝置由根據(jù)第五實施例的控制裝置，以及附加設(shè)置的用于判斷偏差的大小(或絕對值)與電流命令值的變化的大小(或絕對值)的比率的判斷單元101構(gòu)成。
下面參考圖28的(a)～(d)對于判斷單元101的操作和確定增益Kp的方法進(jìn)行說明。
圖28的(a)示出電流命令值從ref1變化到ref2時形成的、響應(yīng)于電流命令值的輸出相對于時間的波形。圖28的(b)示出在圖28的(a)所示的情況下發(fā)生的、偏差的大小(或絕對值)與電流命令值的變化的量(或絕對值)的比率相對于時間的變化。圖28的(c)示出載波頻率的變化。圖28的(d)示出在圖28的(c)所示的情況下發(fā)生的增益Kp的變化。
例如圖28的(b)所示，當(dāng)值e1用作判斷單元101的基準(zhǔn)值進(jìn)行判斷時，如果偏差的大小與電流命令值的變化的量的比率等于或小于值e1，則將增益Kp的范圍設(shè)置為{2}，或者如果偏差的大小與電流命令值的變化的量的比率大于值e1，則將增益Kp的范圍設(shè)置為{1}。這可以降低過渡狀態(tài)下的過調(diào)，從而改善過渡狀態(tài)下的可控性。
盡管在圖28的(a)～(d)中作為例子給出了電流命令值的前沿，但第七實施例還可以對電流命令值的后沿具有相同的影響。此外，使用偏差的大小(或絕對值)與電流命令值的變化的量(或絕對值)的比率，從而可將用于判斷的基準(zhǔn)值e1設(shè)置為電流命令值的變化的量的百分比(％)。
當(dāng)為了消除由PWM信號打開或關(guān)閉電力變換裝置的開關(guān)元件所產(chǎn)生的高次諧波的開關(guān)噪聲而改變PWM載波頻率時，在來自電力變換裝置的輸出電流波形中發(fā)生由PWM載波頻率的變化引起的周期性變動。根據(jù)上述實施例，通過根據(jù)PWM載波頻率的變化產(chǎn)生將電流命令值變換到電壓命令值的電流控制增益的變化，控制裝置和方法可以抑制來自電力變換裝置的輸出電流波形的PWM載波頻率的變化所引起的周期性變動的發(fā)生。因此，控制裝置和方法實現(xiàn)了可以消除在由電力變換裝置驅(qū)動的負(fù)載中發(fā)生的扭矩變動等故障的效果。對于電流命令值的過渡響應(yīng)，控制裝置和方法可以根據(jù)來自載波產(chǎn)生器的PWM載波頻率的變化產(chǎn)生電流控制器的電流控制增益的變化，還可以根據(jù)來自電力變換裝置的輸出電流和給定的電流命令值的偏差產(chǎn)生電流控制增益的范圍的變化。因此，控制裝置和方法實現(xiàn)了能夠改善來自電力變換裝置的輸出電流波形的過渡特性的效果。
這里說明的優(yōu)選實施例只是示例性的而不是限制性的，本發(fā)明可以以其它方式實現(xiàn)或?qū)嵤?，而不脫離其實質(zhì)或基本特征。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書指定，希望將在權(quán)利要求書中的全部變化包含于此。
本公開涉及包含在2006年4月26日提交的日本專利申請2006-122093號和在2007年2月13日提交的日本專利申請2007-31587號中的主題，其全部通過引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種用于電力變換裝置的控制裝置，所述電力變換裝置對來自直流電源的輸出進(jìn)行脈寬調(diào)制從而產(chǎn)生交流電輸出，所述控制裝置包括電流控制器，其將給定的電流命令值變換為電壓命令值；載波產(chǎn)生器，其產(chǎn)生脈寬調(diào)制載波；脈寬調(diào)制產(chǎn)生器，其根據(jù)所述電壓命令值和所述脈寬調(diào)制載波產(chǎn)生要供給到所述電力變換裝置的脈寬調(diào)制后的信號；頻率控制器，其使來自所述載波產(chǎn)生器的所述脈寬調(diào)制載波的頻率變化；以及電流控制增益控制器，其根據(jù)所述脈寬調(diào)制載波的頻率的變化使所述電流控制器的電流控制增益變化，其中，所述電流控制器的所述電流控制增益根據(jù)來自所述載波產(chǎn)生器的所述脈寬調(diào)制載波的頻率的變化而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力變換裝置的控制裝置，其特征在于，所述電流控制器是比例控制器，通過改變所述比例控制器的比例項來改變所述電流控制增益。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力變換裝置的控制裝置，其特征在于，所述頻率控制器使所述脈寬調(diào)制載波的頻率周期性地變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力變換裝置的控制裝置，其特征在于，當(dāng)從所述電流控制器供給到所述脈寬調(diào)制產(chǎn)生器的所述電壓命令值中發(fā)生延遲時，將由來自所述電流控制增益控制器的命令給定的電流控制增益值保持進(jìn)行預(yù)定數(shù)量計算的持續(xù)時間，并且所述電流控制器對下一次計算使用所保持的電流控制增益值來計算所述電壓命令值。
5.一種用于電力變換裝置的控制方法，所述電力變換裝置對來自直流電源的輸出進(jìn)行脈寬調(diào)制從而產(chǎn)生交流電輸出，所述控制方法包括將給定的電流命令值變換為電壓命令值；根據(jù)所述電壓命令值和脈寬調(diào)制載波產(chǎn)生要供給到所述電力變換裝置的脈寬調(diào)制后的信號；使所述脈寬調(diào)制載波的頻率變化；以及根據(jù)所述脈寬調(diào)制載波的頻率的變化使用于將所述電流命令值變換到所述電壓命令值的電流控制增益變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電力變換裝置的控制方法，其特征在于，將比例控制用于將給定的電流命令值變換為所述電壓命令值的計算，通過改變所述比例控制的比例項來改變所述電流控制增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電力變換裝置的控制方法，其特征在于，周期性地改變所述脈寬調(diào)制載波的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電力變換裝置的控制方法，其特征在于，當(dāng)在所述脈寬調(diào)制載波中發(fā)生延遲時，將所述電流控制增益的值保持進(jìn)行預(yù)定數(shù)量的計算的持續(xù)時間，并對下一次計算使用所保持的電流控制增益值來計算所述電壓命令值。
9.一種用于電力變換裝置的控制裝置，所述電力變換裝置對來自直流電源的輸出進(jìn)行脈寬調(diào)制從而產(chǎn)生交流電輸出，所述控制裝置包括電流控制器，其將給定的電流命令值變換為電壓命令值；載波產(chǎn)生器，其產(chǎn)生脈寬調(diào)制載波；脈寬調(diào)制產(chǎn)生器，其根據(jù)所述電壓命令值和所述脈寬調(diào)制載波產(chǎn)生要供給到所述電力變換裝置的脈寬調(diào)制后的信號；頻率控制器，其使來自所述載波產(chǎn)生器的所述脈寬調(diào)制載波的頻率變化；電流控制增益控制器，其根據(jù)所述脈寬調(diào)制載波的頻率的變化使所述電流控制器的電流控制增益變化；以及偏差檢測器，其檢測來自所述電力變換裝置的輸出電流與所述給定的電流命令值的偏差，其中，所述電流控制器的所述電流控制增益根據(jù)來自所述載波產(chǎn)生器的所述脈寬調(diào)制載波的頻率的變化而變化，并且所述電流控制增益的范圍根據(jù)所述偏差而變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于電力變換裝置的控制裝置，其特征在于，將所述偏差的大小劃分為多個部分，并根據(jù)每個部分中所述電流控制增益的上限值的平均值和所述電流控制增益的下限值的平均值設(shè)定所述電流控制增益的范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于電力變換裝置的控制裝置，其特征在于，還包括用于判斷所述偏差的絕對值是否大于預(yù)定基準(zhǔn)值的判斷單元，其中，當(dāng)所述偏差的絕對值大于所述基準(zhǔn)值時，將所述電流控制增益的范圍設(shè)定為與當(dāng)所述偏差的絕對值等于或小于所述基準(zhǔn)值時的不同。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于電力變換裝置的控制裝置，其特征在于，還包括判斷所述偏差的大小的絕對值與所述電流命令值的變化的大小的絕對值的比率是否大于預(yù)定基準(zhǔn)值的判斷單元，其中，當(dāng)所述偏差的大小的絕對值與所述電流命令值的變化的大小的絕對值的比率大于所述基準(zhǔn)值時，將所述電流控制增益的范圍設(shè)定為與當(dāng)所述比率等于或小于所述基準(zhǔn)值時的不同。
13.一種用于電力變換裝置的控制方法，所述電力變換裝置對來自直流電源的輸出進(jìn)行脈寬調(diào)制從而產(chǎn)生交流電輸出，所述控制方法包括將給定的電流命令值變換為電壓命令值；根據(jù)所述電壓命令值和脈寬調(diào)制載波產(chǎn)生要供給到所述電力變換裝置的脈寬調(diào)制后的信號；使所述脈寬調(diào)制載波的頻率變化；檢測來自所述電力變換裝置的輸出電流與所述給定的電流命令值的偏差；以及根據(jù)所述脈寬調(diào)制載波的頻率的變化使用于將所述電流命令值變換到所述電壓命令值的電流控制增益變化，且所述電流控制增益的范圍根據(jù)所述偏差而變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于電力變換裝置的控制方法，其特征在于，將所述偏差的大小劃分為多個部分，并根據(jù)每個部分中所述電流控制增益的上限值的平均值和所述電流控制增益的下限值的平均值設(shè)定所述電流控制增益的范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于電力變換裝置的控制方法，其特征在于，還包括判斷所述偏差的絕對值是否大于預(yù)定基準(zhǔn)值，其中，當(dāng)所述偏差的絕對值大于所述基準(zhǔn)值時，將所述電流控制增益的范圍設(shè)定為與當(dāng)所述偏差的絕對值等于或小于所述基準(zhǔn)值時的不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于電力變換裝置的控制方法，其特征在于，還包括判斷所述偏差的大小的絕對值與所述電流命令值的變化的大小的絕對值的比率是否大于預(yù)定基準(zhǔn)值，其中，當(dāng)所述偏差的大小的絕對值與所述電流命令值的變化的大小的絕對值的比率大于所述基準(zhǔn)值時，將所述電流控制增益的范圍設(shè)定為與當(dāng)所述比率等于或小于所述基準(zhǔn)值時的不同。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于控制電力變換裝置的裝置和方法。一種用于電力變換裝置的控制裝置，所述電力變換裝置對來自直流電源的輸出進(jìn)行PWM，產(chǎn)生交流電輸出，該控制裝置包括電流控制器，其將給定的電流命令值變換為電壓命令值；載波產(chǎn)生器，其產(chǎn)生PWM載波；PWM產(chǎn)生器，其根據(jù)電壓命令值和PWM載波產(chǎn)生要供給到電力變換裝置的PWM信號；頻率控制器，其產(chǎn)生來自載波產(chǎn)生器的PWM載波的頻率的變化；以及電流控制增益控制器，其根據(jù)PWM載波的頻率的變化產(chǎn)生電流控制器的電流控制增益的變化。電流控制器的電流控制增益根據(jù)來自載波產(chǎn)生器的PWM載波的頻率的變化而變化。
文檔編號H02P8/12GK101064483SQ200710098049
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者秦賢太郎, 早見泰明, 克萊頌·斯榮努姆柴, 甲斐敏祐 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社