專利名稱：電流檢測(cè)單元及電動(dòng)機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)電流的電流檢測(cè)單元及驅(qū)動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置，尤其涉及采用一分流(shunt)電流檢測(cè)方式的電動(dòng)機(jī)控制裝 置。此外，本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換器控制裝置及系統(tǒng)連接裝置。
背景技術(shù)：
為向電動(dòng)機(jī)供給三相交流電并對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行矢量控制，需要在U相、 V相及W相三相之中檢測(cè)兩個(gè)相的電流(例如U相電流及V相電流)。為檢 測(cè)兩個(gè)相的電流，通常使用兩個(gè)電流傳感器(變流器(currenttransformer) 等)，但使用兩個(gè)電流傳感器導(dǎo)致嵌入了電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)整體的成本提高。因此，以往提出了用一個(gè)電流傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)換器與直流電源間的母線 電流(直流電流)，并從該檢測(cè)的母線電流中檢測(cè)兩個(gè)相的電流的方式。 該方式也稱作一分流電流檢測(cè)方式(單分流電流檢測(cè)方式)，該方式的基 本原理記載于例如日本國(guó)專利第2712470號(hào)公報(bào)(以下稱作專利文獻(xiàn)1)。圖37表示采用了一分流電流檢測(cè)方式的以往的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整 體框圖。轉(zhuǎn)換器(PWM轉(zhuǎn)換器)202具備三相的具有上臂和下臂的半橋電 路，并通過(guò)遵循由控制部203賦予的三相電壓指令值使各臂開(kāi)關(guān)，由此將 來(lái)自直流電源204的直流電壓變換為三相交流電壓。該三相交流電壓向三 相永磁鐵同步式的電動(dòng)機(jī)201供給，驅(qū)動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)201。將連接轉(zhuǎn)換器202內(nèi)的各下臂與直流電源204的線路稱為母線213。 電流傳感器205向控制部203傳遞表示流過(guò)母線213的母線電流的信號(hào)。 控制部203通過(guò)在適宜的時(shí)刻對(duì)電流傳感器205的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，檢 測(cè)出電壓電平變?yōu)樽畲蟮南?最大相)的相電流與變?yōu)樽钚〉南?最小相) 的相電流，即兩個(gè)相的電流。在各相的電壓電平相互之間充分分開(kāi)的情況下，利用上述的處理能夠 檢測(cè)兩個(gè)相的電流，但如果電壓的最大相與中間相接近或電壓的最小相與中間相接近，則不能夠檢測(cè)兩個(gè)相的電流。而且，逐一參照?qǐng)D3、圖4及 圖5 (a) (d)對(duì)包括不能檢測(cè)該兩個(gè)相的電流的說(shuō)明的一分流電流檢 測(cè)方式進(jìn)行說(shuō)明。鑒于此，在日本國(guó)特開(kāi)2004-64903號(hào)公報(bào)中，在一分流電流檢測(cè)方 式中，在不能檢測(cè)兩個(gè)相的電流的期間，從過(guò)去的電流信息中推斷三相電 流。更具體地，通過(guò)將變換過(guò)去的三相電流得到的d軸q軸電流進(jìn)行三相 逆變換，推斷三相電流。在僅基于過(guò)去的三相電流進(jìn)行推斷的情況下，雖然在定常狀態(tài)下估計(jì) 可達(dá)到一定程度的推斷精度，但在過(guò)渡狀態(tài)下，因?yàn)槭┘釉陔妱?dòng)機(jī)上的電 壓的影響未在推斷中反映，所以估計(jì)不能進(jìn)行良好的推斷。假設(shè)即使使用 可檢測(cè)的一相的電流信息，從而推斷其余的相的電流，在該一相的電流信 息中仍不能反映出施加電壓的影響，難以實(shí)現(xiàn)良好的推斷。此外，如果如日本國(guó)特開(kāi)2004-64903號(hào)公報(bào)那樣采用進(jìn)行電流的推 斷的方式，則因?yàn)椴皇菣z測(cè)而是推斷，所以在矢量控制中使用的電流值多 少含有誤差。該誤差對(duì)電動(dòng)機(jī)的平滑的驅(qū)動(dòng)不利。因此，在一分流電流檢測(cè)方式中，提出在不能檢測(cè)兩個(gè)相的電流的期 間，基于三相的柵極信號(hào)對(duì)相對(duì)于轉(zhuǎn)換器內(nèi)的各臂的PWM信號(hào)的脈沖寬度 進(jìn)行修正的方法。該方法例如在日本國(guó)特開(kāi)2003-189670號(hào)公報(bào)中被公開(kāi)。圖38表示與該修正對(duì)應(yīng)的、 一般的電壓指令值(脈沖寬度)的修正 例。圖38中，橫軸表示時(shí)間，220u、 220v及220w表示U相、V相及W相 的電壓電平。因?yàn)楦飨嗟碾妷弘娖阶裱鄬?duì)于各相的電壓指令值(脈沖寬 度)，所以可以認(rèn)為兩者等價(jià)。如圖38所示，為不使電壓的"最大相與中 間相"及"最小相與中間相"接近為規(guī)定間隔以下，修正各相的電壓指令 值(脈沖寬度)。由此，各相電壓不會(huì)接近到不能檢測(cè)兩個(gè)相的電流的程 度，并可穩(wěn)定地檢測(cè)兩個(gè)相的電流。但是，在日本國(guó)特開(kāi)2003-189670號(hào)公報(bào)記載的方法中，需要由三相 的電壓指令值(脈沖寬度)的關(guān)系決定修正量，特別地在施加電壓低時(shí)， 存在需要對(duì)所有三相進(jìn)行修正的情況，從而修正處理繁雜。而且，在上述專利文獻(xiàn)l中，對(duì)于不能檢測(cè)兩個(gè)相的電流的對(duì)應(yīng)方法
并未記載。此外，在文獻(xiàn)"山田，另外2名，'電流控制形正弦波電壓連 接三相轉(zhuǎn)換器 (Current Controlled Type Sinusoidal Voltage Interconnecting Three-Phase Inverter)'， 平成19年電氣學(xué)會(huì)全國(guó) 大會(huì)講演論文集，電氣學(xué)會(huì)，平成19年3月，第4分冊(cè)，4一076， p. 115" 中公開(kāi)了對(duì)于系統(tǒng)連接用的三相式轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)。如上述，在采用了一分流電流檢測(cè)方式時(shí)，如圖38所示的修正有效， 但同時(shí)希望利用更簡(jiǎn)單的處理實(shí)現(xiàn)用于維持電動(dòng)機(jī)電流的可檢測(cè)狀態(tài)的 期望的修正的技術(shù)。此外，對(duì)關(guān)于電動(dòng)機(jī)控制的以往技術(shù)進(jìn)行了說(shuō)明，但 對(duì)于系統(tǒng)連接體系也產(chǎn)生與該以往的技術(shù)存在的問(wèn)題相同的問(wèn)題。因此， 可用于其中的電流檢測(cè)單元是有益的。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在采用一分流電流檢測(cè)方式的情況 下，利用簡(jiǎn)單的處理可實(shí)現(xiàn)用于維持電動(dòng)機(jī)電流的可檢測(cè)狀態(tài)的期望的修 正的電動(dòng)機(jī)控制裝置及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以及可用于其中的電流檢測(cè)單 元。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種采用與一分流電流檢測(cè)方式對(duì)應(yīng)的 電流檢測(cè)方式，并且可實(shí)現(xiàn)用于維持轉(zhuǎn)換器輸出電流的可檢測(cè)狀態(tài)的期望 的修正的電流檢測(cè)單元、轉(zhuǎn)換器控制裝置及系統(tǒng)連接裝置。本發(fā)明所述的電流檢測(cè)單元具備將在三相式的轉(zhuǎn)換器與直流電源之 間流通的電流作為檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)，從檢測(cè)到的所述檢 測(cè)電流檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的三相電流，所述電流檢測(cè)單元的特征在于，具備 電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)，其生成電壓指令矢量，所述電壓指令矢量表示所 述轉(zhuǎn)換器的三相電壓需追隨的電壓的矢量；電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)，其對(duì) 生成的所述電壓指令矢量進(jìn)行修正，所述電流檢測(cè)單元根據(jù)修正后的所述 電壓指令矢量對(duì)所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置是具備上述的電流檢測(cè)單元，并通過(guò)所 述轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)三相式電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置，通過(guò)由所述電流檢測(cè)單元 進(jìn)行的所述三相電流的檢測(cè)，對(duì)流向所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流進(jìn)行檢測(cè)， 并基于該電動(dòng)機(jī)電流，經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，且所述電 壓指令矢量表示向所述電動(dòng)機(jī)施加的施加電壓需追隨的電壓的矢量，且所 述電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)基于所述電動(dòng)機(jī)電流，生成所述電壓指令矢量， 所述電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)由所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)形成的修正后的 所述電壓指令矢量控制所述轉(zhuǎn)換器，由此控制所述電動(dòng)機(jī)。例如，在所述電動(dòng)機(jī)控制裝置中，所述電壓指令矢量是旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的 電壓指令矢量，所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)在將該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的電壓指令 矢量變換為三相的固定坐標(biāo)上的三相電壓指令值的過(guò)程中，對(duì)所述旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)上的電壓指令矢量進(jìn)行修正，該電動(dòng)機(jī)控制裝置通過(guò)向所述轉(zhuǎn)換器供給 與修正后的所述電壓指令矢量對(duì)應(yīng)的所述三相電壓指令，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn) 行控制。更具體地，例如，在所述電動(dòng)機(jī)控制裝置中，所述電壓指令矢量是對(duì)應(yīng)于以規(guī)定的固定軸為基準(zhǔn)的所述電壓指令矢量的相位，按每60度電角 步進(jìn)地旋轉(zhuǎn)的ab坐標(biāo)上的兩相的電壓指令矢量。由此，通過(guò)如修正電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分量的簡(jiǎn)單的處理，可實(shí)現(xiàn) 期望的修正。即例如，在所述電動(dòng)機(jī)控制裝置中，所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)基于 所述ab坐標(biāo)上的形成兩相的電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分量的大小，判斷是 否需要修正，在需要修正的情況下，通過(guò)修正所述坐標(biāo)軸分量，對(duì)所述電 壓指令矢量進(jìn)行修正。此外例如，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置基于生成的所述電壓指令矢量，對(duì)作 為所述檢測(cè)電流流通的電流的相進(jìn)行判斷，并根據(jù)該判斷結(jié)果檢測(cè)所述電 動(dòng)機(jī)電流。作為基于電壓指令矢量的上述的判斷的方法，更具體地考慮如以下的 方法。例如，基于以規(guī)定的固定軸為基準(zhǔn)的所述電壓指令矢量的相位，對(duì) 作為所述檢測(cè)電流流通的電流的相進(jìn)行判斷。取而代之，例如，基于所述ab坐標(biāo)上的所述電壓指令矢量的坐標(biāo)軸 分量、和與所述ab坐標(biāo)的坐標(biāo)軸同規(guī)定的固定軸之間的相位差對(duì)應(yīng)的變 量，對(duì)作為所述檢測(cè)電流流通的電流的相進(jìn)行判斷。并且例如，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置還具備從修正后的所述電壓指令矢量 生成三相電壓指令值的三相電壓指令值生成機(jī)構(gòu)，并基于所述判斷結(jié)果與 所述三相電壓指令值，決定對(duì)所述檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)刻，且從在該時(shí) 刻下檢測(cè)到的所述檢測(cè)電流檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)電流，通過(guò)向所述轉(zhuǎn)化器供給 所述三相電壓指令值，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。此外例如，在所述電動(dòng)機(jī)控制裝置中，也可基于生成的所述電壓指令 矢量的大小，決定對(duì)所述檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)刻，且從在該時(shí)刻檢測(cè)到 的所述檢測(cè)電流檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)電流。此外例如，在所述電動(dòng)機(jī)控制裝置中，也可基于所述ab坐標(biāo)上的所 述電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分量，決定對(duì)所述檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)刻，從 在該時(shí)刻檢測(cè)到的所述檢測(cè)電流檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)電流。此外，本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特征在于，具備三相式的電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換器、和通過(guò)控制所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn) 行控制的上述任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。此外例如，在所述電流檢測(cè)單元中，所述電壓指令矢量是旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上 的電壓指令矢量，所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)在將該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的電壓指 令矢量變換為三相的固定坐標(biāo)上的三相電壓指令值的過(guò)程中，對(duì)所述旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)上的電壓指令矢量進(jìn)行修正，并通過(guò)向所述轉(zhuǎn)換器供給與修正后的所 述電壓指令矢量對(duì)應(yīng)的所述三相電壓指令值，對(duì)所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。更具體地，例如，在所述電流檢測(cè)單元中，所述電壓指令矢量是對(duì)應(yīng)于以規(guī)定的固定軸為基準(zhǔn)的所述電壓指令矢量的相位，按每60度電角步 進(jìn)地旋轉(zhuǎn)的ab坐標(biāo)上的兩相的電壓指令矢量。由此，通過(guò)如修正電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分量的簡(jiǎn)單的處理，可實(shí)現(xiàn) 期望的修正。即例如，在所述電流檢測(cè)單元中，所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)基于所 述ab坐標(biāo)上的形成兩相的電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分量的大小，判斷是否 需要修正，在需要修正的情況下，通過(guò)修正所述坐標(biāo)軸分量，對(duì)所述電壓 指令矢量進(jìn)行修正。此外，本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)換器控制裝置具備上述的電流檢測(cè)單元，且基 于檢測(cè)的所述三相電流，對(duì)所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，該轉(zhuǎn)換器裝置的特征在 于，所述電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)基于所述三相電流生成所述電壓指令矢并且例如，所述轉(zhuǎn)換器控制裝置還具備以所述轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的相
位為基準(zhǔn)，將所述三相電流變換為有效電流與無(wú)效電流的電流變換機(jī)構(gòu)，所述電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)基于所述有效電流及無(wú)效電流生成所述電壓指令矢量。此外，本發(fā)明所述的系統(tǒng)連接裝置的特征在于，具備上述的轉(zhuǎn)換器控 制裝置及轉(zhuǎn)換器，通過(guò)所述轉(zhuǎn)換器將來(lái)自所述直流電源的直流電壓變換為 三相的交流電壓，與外部的三相交流電力系統(tǒng)連接，同時(shí)向負(fù)載供給基于 所述交流電壓的交流電。根據(jù)本發(fā)明，在采用一分流電流檢測(cè)方式的情況下，通過(guò)簡(jiǎn)單的處理 可實(shí)現(xiàn)期望的修正。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。圖2是表示施加在圖1的電動(dòng)機(jī)上的三相交流電壓的典型的例子的圖。圖3是將對(duì)于圖1的電動(dòng)機(jī)的通電模式，及各通電模式與母線電流的 關(guān)系形成表進(jìn)行表示的圖。圖4是表示圖1的電動(dòng)機(jī)中的各相電壓的電壓電平與載波信號(hào)的關(guān) 系，及與該關(guān)系對(duì)應(yīng)的P謂信號(hào)及母線電流的波形的圖。圖5 (a)、 (b)、 (c)及(d)是圖4的各時(shí)刻下的、圖1的電樞繞組 周邊的等價(jià)電路圖。圖6是將圖1的電動(dòng)機(jī)中的各相電壓的高低關(guān)系的組合(模式)及各 組合中檢測(cè)到的電流的相形成表進(jìn)行表示的圖。圖7是圖1的電動(dòng)機(jī)的解析模型圖。圖8是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所述的，表示作為固定軸的U相軸、V 相軸及W相軸，與作為旋轉(zhuǎn)軸的d軸及q軸及電壓矢量的關(guān)系的空間矢量 圖。圖9是用于說(shuō)明在本發(fā)明中定義的a軸的圖。圖10是表示考慮與圖9的a軸的關(guān)系，將轉(zhuǎn)子的相位(9 )分解后 的情況的圖。
圖11是表示本發(fā)明所述的電壓矢量的修正處理的順序的流程圖。圖12 (a)是表示圖11的修正處理前的、ab坐標(biāo)上的電壓矢量的軌 跡的圖。圖12 (b)是表示圖11的修正處理后的、ab坐標(biāo)上的電壓矢量的軌 跡的圖。圖13是表示U相軸、V相軸及W相軸，與a軸及e軸的關(guān)系的圖。 圖14是表示經(jīng)過(guò)圖11的修正處理得到的電壓矢量的a P坐標(biāo)上的軌 跡的圖。圖15 (a)是表示經(jīng)過(guò)圖11的修正處理得到的ot軸電壓及3軸電壓的 電壓波形的圖。圖15 (b)是表示經(jīng)過(guò)圖11的修正處理得到的U軸電壓、V相電壓及 W相電壓的電壓波形的圖。圖16是表示圖11的步驟S2的變形例的處理順序的流程圖。圖17是用于說(shuō)明圖16所示的處理的意義的圖。圖18是用于說(shuō)明圖16所示的處理的意義的圖。圖19是本發(fā)明的第一實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。圖20是圖19的電流檢測(cè)部的內(nèi)部框圖。圖21是圖19的電壓矢量修正部的內(nèi)部框圖。圖22是本發(fā)明的第二實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。圖23是圖22的電壓矢量修正部的內(nèi)部框圖。圖24是表示圖23的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部的處理內(nèi)容的框圖。圖25是表示用于說(shuō)明利用圖23的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部的模式特定方法的表的圖。圖26是圖22的電流檢測(cè)部的內(nèi)部框圖。圖27是本發(fā)明的第三實(shí)施例所述的、可作為圖22的電壓矢量修正部 使用的電壓矢量修正部的內(nèi)部框圖。圖28是表示用于說(shuō)明利用圖27的模式判斷部的模式特定方法的表的圖。圖29是表示在適用于兩相調(diào)制的情況下的各相電壓的電壓波形的圖， 且為用于說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例的原理的圖。
圖30是表示在適用于兩相調(diào)制的情況下的各相電壓的電壓波形的圖， 且為用于說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例的原理的圖。圖31是表示在適用于兩相調(diào)制的情況下的各相電壓的電壓波形的圖， 且為用于說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例的原理的圖。圖32是本發(fā)明的第四實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。圖33是圖32的電壓矢量修正部的內(nèi)部框圖。圖34是圖32的電流檢測(cè)部的內(nèi)部框圖。圖35是本發(fā)明的第五實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。 圖36是本發(fā)明的第五實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。 圖37是采用一分流電流檢測(cè)方式的、以往的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)得整體 結(jié)構(gòu)框圖。圖38是表示以往技術(shù)所述的、采用一分流電流檢測(cè)方式的情況下的電壓指令值(脈沖寬度)的修正例的圖。圖39是本發(fā)明的第二實(shí)施方式所述的系統(tǒng)連接裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。 圖40是表示包含控制部的內(nèi)部框圖的、圖39的系統(tǒng)連接裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。圖41是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所述的、作為固定軸的U相軸、V 相軸及W相軸，與作為旋轉(zhuǎn)軸的P軸及Q軸及電壓矢量的關(guān)系的空間矢量 圖。圖42是圖40的電壓指令處理部的內(nèi)部框圖。圖43是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所述的、作為固定軸的U相軸、V 相軸及W相軸，與作為旋轉(zhuǎn)軸的P軸及Q軸及電壓矢量的關(guān)系的空間矢量 圖。圖44是本發(fā)明的第三實(shí)施方式所述的三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。圖45是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所述的、作為固定軸的U相軸、V 相軸及W相軸，與作為旋轉(zhuǎn)軸的X軸及Y軸及電壓矢量的關(guān)系的空間矢量 圖。圖46是圖44的電壓指令處理部的內(nèi)部框圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體的說(shuō)明。參照的各圖中， 同一部分標(biāo)注同一標(biāo)記，對(duì)同一部分的重復(fù)說(shuō)明原則上省略。 《第一實(shí)施方式》首先，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。然后，說(shuō)明第一實(shí)施方式 中的第一 第五實(shí)施例，首先，對(duì)各實(shí)施例中共同的事項(xiàng)及各實(shí)施例中參 照的事項(xiàng)進(jìn)行說(shuō)明。圖l是第一實(shí)施方式所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方塊結(jié) 構(gòu)圖。
圖1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備三相永磁鐵同步電動(dòng)機(jī)1 (以下簡(jiǎn)單標(biāo)記為"電動(dòng)機(jī)l" )、 PWM (脈沖寬度調(diào)制Pulse Width Modulation)轉(zhuǎn)換 器2 (以下簡(jiǎn)單標(biāo)記為"轉(zhuǎn)換器2")、控制部3、直流電源4、和電流傳 感器5。直流電源4將負(fù)輸出端子4b設(shè)為低電壓側(cè)，并在正輸出端子4a 與負(fù)輸出端子4b之間輸出直流電壓。圖1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了一分 流電流檢測(cè)方式。電動(dòng)機(jī)1具備設(shè)有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子6和設(shè)有U相、V相及W相的電樞 繞組7u、 7v及7w的定子7。電樞繞組7u、 7v及7w以中性點(diǎn)14為中心進(jìn) 行Y結(jié)線。在電樞繞組7u、 7v及7w中，與中性點(diǎn)14的相反側(cè)的非結(jié)線 端分別與端子12u、 12v及12w連接。
轉(zhuǎn)換器2具備U相用的半橋電路、V相用的半橋電路及W相用的半橋 電路。各半橋電路具有一對(duì)開(kāi)關(guān)元件。在各半橋電路中， 一對(duì)開(kāi)關(guān)元件串 聯(lián)連接在直流電源4的正輸出端子4a與負(fù)輸出端子4b之間，并在各半橋 電路施加來(lái)自直流電源4的直流電壓。
U相用的半橋電路由高電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件8u (以下稱為上臂8u)及低 電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件9u (以下稱為下臂9u)構(gòu)成。V相用的半橋電路由高電 壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件8v (以下稱為上臂8v)及低電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件9v (以下 稱為下臂9v)構(gòu)成。W相用的半橋電路由高電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件8w (以下稱 為上臂8w)及低電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件9w (以下稱為下臂9w)構(gòu)成。此外， 以從直流電源4的低電壓側(cè)朝向高電壓側(cè)的方向作為順向，在開(kāi)關(guān)元件 8u、 8v、 8w、 9u、 9v及9w上分別并列地連接二極管10u、 10v、 10w、 llu、 llv及l(fā)lw。各二極管具有作為續(xù)流二極管(free wheel diode)的功能。 串聯(lián)連接的上臂8u與下臂9u的連接點(diǎn)、串聯(lián)連接的上臂8v與下臂 9v的連接點(diǎn)、串聯(lián)連接的上臂8w與下臂9w的連接點(diǎn)分別與端子12u、 12v 及12w連接。而且，圖1中表示了作為各開(kāi)關(guān)元件的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，但也 能夠?qū)⑵渲脫Q為IGBT (絕緣雙柵極晶體管(gate bipolar transistor))等。轉(zhuǎn)換器2通過(guò)基于從控制部3提供的三相電壓指令值生成相對(duì)于各相 的PWM信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制信號(hào))，并將該P(yáng)WM信號(hào)提供給轉(zhuǎn)換器2內(nèi)的 各開(kāi)關(guān)元件的控制端子(基極或者柵極)，從而使各開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng) 作。從控制部3向轉(zhuǎn)換器2供給的三相電壓指令值由U相電壓指令值v入 V相電壓指令值v/及W相電壓指令值v/構(gòu)成，并利用vu* 、. V及v/分別 表示U相電壓Vu、 V相電壓v,及W相電壓v.的電壓電平(電壓值)。并且 轉(zhuǎn)換器2基于^ 、 及v/控制各開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)啟(導(dǎo)通)或者關(guān)閉(非 導(dǎo)通)。如果忽略用于防止同一相的上臂與下臂同時(shí)開(kāi)啟的停頓時(shí)間(dead time),則在各半橋電路中，上臂是開(kāi)啟時(shí)，下臂關(guān)閉；上臂關(guān)閉時(shí)，下 臂開(kāi)啟。忽略上述停頓時(shí)間進(jìn)行以下的說(shuō)明。施加于轉(zhuǎn)換器2的來(lái)自直流電源4的直流電壓，通過(guò)轉(zhuǎn)換器2內(nèi)的各開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而被變換為例如被PWM調(diào)制(脈沖寬度調(diào)制)了的三 相交流電壓。通過(guò)將該三相交流電壓施加于電動(dòng)機(jī)l，在各電樞繞組(7u、 7v及7w)流通與三相交流電壓對(duì)應(yīng)的電流，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)l。電流傳感器5檢測(cè)在轉(zhuǎn)換器2的母線13中流過(guò)的電流(以下稱為"母 線電流")。因?yàn)槟妇€電流具有直流分量，所以也可將其解釋為直流電流。 在轉(zhuǎn)換器2中，下臂9u、 9v及9w的低電壓側(cè)被共同結(jié)線而與直流電源4 的負(fù)輸出端子4b連接。下臂9u、 9v及9w的低電壓側(cè)被共同結(jié)線的配線 為母線13，電流傳感器5串聯(lián)地介于母線13之間。電流傳感器5將表示 檢測(cè)的母線電流(檢測(cè)電流)的電流值的信號(hào)向控制部3傳遞?？刂撇? 參照電流傳感器5的輸出信號(hào)，同時(shí)生成及輸出上述三相電壓指令值。而 且電流傳感器5例如為分流電阻或變流器等。此外，電流傳感器5也可不 設(shè)在連接下臂9u、 9v及9w的低電壓側(cè)與負(fù)輸出端子4b的配線(母線13) 上，而設(shè)在連接上臂8u、 8v及8w的高電壓側(cè)與正輸出端子4a的配線上。 此處，使用圖2、圖3、圖4、圖5 (a) (d)及圖6對(duì)母線電流與 各相的在電樞繞組中流過(guò)的相電流之間的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。將在電樞繞組 7u、 7v及7w中流通的電流分別稱為U相電流、V相電流及W相電流，并 將它們分別(或?qū)⑺鼈兛偡Q)稱為相電流(參照?qǐng)D1)。此外，在相電流中， 將從端子12u、 12v或12w向中性點(diǎn)14流入的方向的電流的極性設(shè)為正， 將從中性點(diǎn)14流出的方向的電流的極性設(shè)為負(fù)。圖2表示施加在電動(dòng)機(jī)1上的三相交流電壓的典型的一例。圖2中， 100u、 100v及100w分別表示應(yīng)施加在電動(dòng)機(jī)l上的U相電壓、V相電壓 及W相電壓的波形。將U相電壓、V相電壓及W相電壓分別稱(或?qū)⑺鼈?總稱)為湘電壓。在電動(dòng)機(jī)l中流過(guò)正弦波狀的電流的情況下，轉(zhuǎn)換器2 的輸出電壓為正弦波狀。而且，圖2的各相電壓為理想的正弦波，但在本 實(shí)施方式中，實(shí)際在該正弦波上施加變形(具體后述)。如圖2所示，U相電壓、V相電壓及W相電壓間的電壓電平的高低關(guān) 系隨時(shí)間的經(jīng)過(guò)而變化。該高低關(guān)系由三相電壓指令值確定，轉(zhuǎn)換器2根 據(jù)三相電壓指令值決定對(duì)各相的通電模式。圖3中，將該通電模式用表進(jìn) 行表示。從圖3的左側(cè)開(kāi)始的第一列 第三列表示通電模式。第四列后述。通電模式中具有-U、 V及W相的下臂全部開(kāi)啟的通電模式"LLL"; W相的上臂開(kāi)啟且U及V相的下臂開(kāi)啟的通電模式"LLH"; V相的上臂開(kāi)啟且U及W相的下臂開(kāi)啟的通電模式"LHL"; V及W相的上臂開(kāi)啟且U相的下臂開(kāi)啟的通電模式"L冊(cè)"； U相的上臂開(kāi)啟且V及W相的下臂開(kāi)啟的通電模式"HLL"; U及W相的上臂開(kāi)啟且V相的下臂開(kāi)啟的通電模式"HLH"; U及V相的上臂開(kāi)啟且W相的下臂開(kāi)啟的通電模式"HHL"; U、 V及W相的上臂全部開(kāi)啟的通電模式"朋H"(省略上臂及下臂的 符號(hào)(8u等)記述)。圖4表示在進(jìn)行三相調(diào)制的情況下的各相電壓的電壓電平與載波 (career)信號(hào)的關(guān)系，及與該關(guān)系對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)及母線電流的波形。 各相電壓的電壓電平的高低關(guān)系各種各樣地變化，為說(shuō)明的具體化，圖4 著眼于圖2所示的某一時(shí)刻IOI。 g卩，圖4表示U相電壓的電壓電平最大
且w相電壓的電壓電平最小的情況。電壓電平最大的相稱為"最大相"，電壓電平最小的相稱為"最小相"，電壓電平既非最大也非最小的相稱為"中間相"。在圖4所示狀態(tài)中，最大相、中間相及最小相分別為U相、 V相及W相。圖4中，符號(hào)CS表示與各相電壓的電壓電平進(jìn)行比較的載波 信號(hào)。載波信號(hào)為周期性三角波信號(hào)，并將該信號(hào)周期稱為載波周期。而 且，因?yàn)檩d波周期遠(yuǎn)比圖2所示的三相交流電壓的周期短，所以假設(shè)如果 將圖4所示的載波信號(hào)的三角波在圖2上表示，則該三角波看起來(lái)為一根 線。進(jìn)一步參照?qǐng)D5 (a) (d)對(duì)相電流與母線電流的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。 圖5 (a) (d)是圖4的各時(shí)刻下的、電樞繞組周邊的等價(jià)電路。將各載波周期的開(kāi)始時(shí)刻，即載波信號(hào)位于最低電平的時(shí)刻稱為T(mén)0。 在時(shí)刻T0，各相的上臂(8u、 8v及8w)為開(kāi)啟。在此情況下，如圖5 (a) 所示，由于形成短路電路，從而形成電流沒(méi)有向直流電源4出入的狀態(tài)， 所以母線電流變?yōu)?。轉(zhuǎn)換器2參照Vu* 、 v/及v/對(duì)各相電壓的電壓電平與載波信號(hào)進(jìn)行 比較。并且，在載波信號(hào)的電平(電壓電平)的上升過(guò)程中，如果到達(dá)最 小相的電壓電平與載波信號(hào)交叉的時(shí)刻T1，則最小相的下臂開(kāi)啟，如圖5 (b)所示，最小相的電流作為母線電流流過(guò)。在圖4所示例子的情況下， 從時(shí)刻T1至后述的時(shí)刻T2的期間，因?yàn)閃相的下臂9w開(kāi)啟，所以W相 電流(極性為負(fù))作為母線電流流過(guò)。如果載波信號(hào)的電平進(jìn)一步上升，到達(dá)中間相的電壓電平與載波信號(hào) 交叉的時(shí)刻T2，則最大相的上臂開(kāi)啟且中間相及最小相的下臂開(kāi)啟，如圖 5 (c)所示，最大相的電流作為母線電流流過(guò)。在圖4所示例子的情況下， 從時(shí)刻T2至后述的時(shí)刻T3的期間，因?yàn)閁相的上臂8u開(kāi)啟且V相及W 相的下臂9v及9w開(kāi)啟，所以U相電流(極性為正)作為母線電流流過(guò)。如果載波信號(hào)的電平進(jìn)一步上升，到達(dá)最大相的電壓電平與載波信號(hào) 交叉的時(shí)刻T3，則所有相的下臂開(kāi)啟，如圖5 (d)所示，因?yàn)樾纬啥搪?電路，從而形成電流沒(méi)有向直流電源4出入的狀態(tài)，所以母線電流變?yōu)?。在時(shí)刻T3與后述的時(shí)刻T4的中間時(shí)刻,在載波信號(hào)到達(dá)最大電平后， 載波信號(hào)的電平下降。在載波信號(hào)的電平的下降過(guò)程中，順次到達(dá)圖5(d)、 (c)、 (b)及(a)所示的狀態(tài)。g卩，在載波信號(hào)的電平的下降過(guò)程中， 如果將最大相的電壓電平與載波信號(hào)交叉的時(shí)刻設(shè)為T(mén)4，中間相的電壓電 平與載波信號(hào)交叉的時(shí)刻為T(mén)5，最小相的電壓電平與載波信號(hào)交叉的時(shí)刻 為T(mén)6，下一個(gè)載波周期的開(kāi)始時(shí)刻為T(mén)7，則時(shí)刻T4-T5間、時(shí)刻T5-T6 間、時(shí)刻T6-T7間分別為與時(shí)刻T2-T3間、時(shí)刻Tl-T2間、時(shí)刻T0-T1間 相同的通電模式。從而，例如只要在時(shí)刻T1-T2間或T5-T6間檢測(cè)母線電流，就能夠從 母線電流中檢測(cè)最小相的電流，只要在時(shí)刻T2-T3間或T4-T5間檢測(cè)母線 電流，就能夠從母線電流中檢測(cè)最大相的電流。并且，中間相的電流能夠 利用三相電流的總和為O計(jì)算求得。圖3的表的第四列中，對(duì)在各通電模式中作為母線電流流過(guò)的電流的相以標(biāo)注電流極性的方式進(jìn)行表示。例 如，在與圖3的表的第八行對(duì)應(yīng)的通電模式"HHL"中，W相電流(極性為負(fù))作為母線電流流過(guò)。而且，從載波周期去除時(shí)刻Tl至T6之間的期間后的期間表示與最小 相相對(duì)的PWM信號(hào)的脈沖寬度，從載波周期去除時(shí)刻T2至T5之間的期間 后的期間表示與中間相相對(duì)的PWM信號(hào)的脈沖寬度，從載波周期去除時(shí)刻 T3至T4之間的期間后的期間表示與最大相相對(duì)的PWM信號(hào)的脈沖寬度。以U相為最大相且W相為最小相的情況舉例，最大相、中間相及最小 相的組合有6種。圖6將該組合以表的形式表示。在將U相電壓、V相電 壓及W相電壓分別以Vu 、 Vv及V,表示的情況下，Vu〉Vv〉V，成立的狀態(tài)稱為第一模式，Vy〉Vu〉v.成立的狀態(tài)稱為第二模式，V,〉V,〉Vu成立的狀態(tài)稱為第三模式， V，〉V,〉Vu成立的狀態(tài)稱為第四模式， V，〉Vu〉Vv成立的狀態(tài)稱為第五模式， Vu〉V，〉V,成立的狀態(tài)稱為第六模式。圖4及圖5 (a) (d)所示的例與第一模式對(duì)應(yīng)。此外，圖6也表示在各模式下檢測(cè)的電流的相。U相電壓指令值v 、V相電壓指令值v/及W相電壓指令值v7具體地 分別表示為計(jì)數(shù)器的設(shè)定值CntU、 CntV及CntW。相電壓越高，賦予越大 的設(shè)定值。例如，在第一模式中，CntUX:ntV〉CntW成立。在控制部3中設(shè)置的計(jì)數(shù)器(未圖示)按載波周期以時(shí)刻TO為基準(zhǔn)， 使計(jì)數(shù)值從0開(kāi)始向上計(jì)數(shù)。并且，在該計(jì)數(shù)值達(dá)到CntW的時(shí)刻，從W 相的上臂8w開(kāi)啟的狀態(tài)切換到下臂9w開(kāi)啟的狀態(tài)，在該計(jì)數(shù)值達(dá)到CntV 的時(shí)刻，從V相的上臂8v開(kāi)啟的狀態(tài)切換到下臂9v開(kāi)啟的狀態(tài)，在該計(jì) 數(shù)值達(dá)到CntU的時(shí)刻，從U相的上臂8u開(kāi)啟的狀態(tài)切換到下臂9u開(kāi)啟 的狀態(tài)。在載波信號(hào)達(dá)到最大電平后，計(jì)數(shù)值向下計(jì)數(shù)，執(zhí)行相反的切換 動(dòng)作。從而，在第一模式中，上述的計(jì)數(shù)值到達(dá)CntW的時(shí)刻與時(shí)刻Tl對(duì)應(yīng)， 達(dá)到CntV的時(shí)刻與時(shí)刻T2對(duì)應(yīng)，達(dá)到CntU的時(shí)刻與時(shí)刻T3對(duì)應(yīng)。因此， 在第一模式中，在計(jì)數(shù)值向上計(jì)數(shù)的狀態(tài)下，在計(jì)數(shù)值大于CntW且小于 CntV的時(shí)刻，通過(guò)對(duì)電流傳感器5的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，能夠檢測(cè)作為母 線電流流過(guò)的W相電流(極性為負(fù))，在計(jì)數(shù)值大于CntV且小于CntU的 時(shí)刻，通過(guò)對(duì)電流傳感器5的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，能夠檢測(cè)作為母線電流 流過(guò)的U相電流(極性為正)。同樣地考慮，如圖6所示，在第二模式中，上述的計(jì)數(shù)值達(dá)到CntW 的時(shí)刻與時(shí)刻T1對(duì)應(yīng)，達(dá)到CntU的時(shí)刻與時(shí)刻T2對(duì)應(yīng)，達(dá)到CntV的時(shí) 刻與時(shí)刻T3對(duì)應(yīng)。因此，在第二模式中，在計(jì)數(shù)值向上計(jì)數(shù)的狀態(tài)下， 能夠從計(jì)數(shù)值大于CntW且小于CntU的時(shí)刻的母線電流中檢測(cè)W相電流(極 性為負(fù))，能夠從計(jì)數(shù)值大于CntU且小于CntV的時(shí)刻的母線電流中檢測(cè)V 相電流(極性為正)。對(duì)于第三 第六模式也同樣。此外，將時(shí)刻T1-T2間的、檢測(cè)最小相的相電流的采樣時(shí)刻(例如， 時(shí)刻Tl與T2的中間時(shí)刻)用ST1表示，將時(shí)刻T2-T3間的、檢測(cè)最大相 的相電流的采樣時(shí)刻(例如，時(shí)刻T2與T3的中間時(shí)刻)用ST2表示。而且，利用作為三相電壓指令值《 、 v/及v。的計(jì)數(shù)器的設(shè)定值 CntU、 CnuV及CnuW，確定對(duì)于各相的PWM信號(hào)的脈沖寬度(及占空比)。基于上述原理，能夠從母線電流中檢測(cè)各相電流，參照?qǐng)D4進(jìn)行理解， 例如如果最大相與中間相的電壓電平接近，則時(shí)刻T2-T3間及時(shí)刻T4-T5 間的時(shí)間長(zhǎng)度變短。通過(guò)將來(lái)自圖1的電流傳感器5的模擬輸出信號(hào)變換 為數(shù)字信號(hào)對(duì)母線電流進(jìn)行檢測(cè)，但如果該時(shí)間長(zhǎng)度極短，則不能確保必
要的A/D變換時(shí)間和振鈴(ringing)(由開(kāi)啟關(guān)閉(switching)產(chǎn)生的 電流脈動(dòng))的收斂時(shí)間，從而不能檢測(cè)最大相的相電流。同樣地，如果最 小相與中間相的電壓電平接近，則不能檢測(cè)最小相的相電流。如果不能實(shí) 測(cè)兩個(gè)相的電流，就無(wú)法再現(xiàn)三個(gè)相的相電流，且無(wú)法矢量控制電動(dòng)機(jī)l。 在本實(shí)施方式(后述的各實(shí)施例)中，在考慮無(wú)法實(shí)測(cè)此種兩個(gè)相的 電流的期間內(nèi)，修正表示向電動(dòng)機(jī)l施加的施加電壓的電壓矢量(電壓指 令矢量)，從而將各相電壓間的電壓電平差保持在規(guī)定值以上，由此消除 上述的不良狀況。在詳細(xì)說(shuō)明該修正方法之前，進(jìn)行各種狀態(tài)量(狀態(tài)變量)的說(shuō)明及 定義。圖7是電動(dòng)機(jī)1的解析模型圖。圖7中表示了 U相、V相、W相的 電樞繞組固定軸(以下將其簡(jiǎn)單稱為U相軸、V相軸及W相軸)。6a是設(shè) 置在電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)子6上的永久磁鐵。在以與永久磁鐵6a產(chǎn)生的磁通相 同的速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，將永久磁鐵6a產(chǎn)生的磁通方向取為d軸。 此外，雖未圖示，但從d軸起電角增加90度的相位上取為q軸。此外，在對(duì)電動(dòng)機(jī)1進(jìn)行矢量控制時(shí)不使用轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)用的位置傳 感器的情況下，因?yàn)檎嬲膁軸及q軸不明，所以定義控制上的推定軸。 與d軸對(duì)應(yīng)的控制上的推定軸設(shè)為Y軸，與q軸對(duì)應(yīng)的控制上的推定軸 設(shè)為S軸。S軸為從Y軸起電角增加90度的軸(圖7中未圖示)。通常， 實(shí)施矢量控制以使Y軸及5軸與d軸及q軸一致。d軸與q軸是實(shí)軸的 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸，將選擇其為坐標(biāo)軸的坐標(biāo)稱為dq坐標(biāo)。Y軸與S 軸是控制上的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(推定旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系)的坐標(biāo)軸，將選擇其為坐標(biāo) 軸的坐標(biāo)稱為Y S坐標(biāo)。d軸(及q軸)旋轉(zhuǎn)，并將其旋轉(zhuǎn)速度(電角速度)稱為實(shí)際電動(dòng)機(jī) 速度^。 Y軸(及S軸)也旋轉(zhuǎn)，并將其旋轉(zhuǎn)速度(電角速度)稱為推 定電動(dòng)機(jī)速度"s。此外，在某一瞬間的旋轉(zhuǎn)的dq坐標(biāo)中，以U相的電樞 繞組固定軸為基準(zhǔn)，由e (實(shí)際轉(zhuǎn)子位置9)表示d軸的相位。同樣地， 在某一瞬間的旋轉(zhuǎn)的yS坐標(biāo)中，以U相的電樞繞組固定軸為基準(zhǔn)，由 l (推定轉(zhuǎn)子位置0s)表示Y軸的相位。如此，d軸與Y軸的軸誤差 A 8以△ 9 = 9-96表示。此外，從轉(zhuǎn)換器2施加在電動(dòng)機(jī)1上的整體的電動(dòng)機(jī)電壓以Va表示， 從轉(zhuǎn)換器2向電動(dòng)機(jī)l供給的整體的電動(dòng)機(jī)電流以Ia表示。并且，電動(dòng)機(jī)電壓、的Y軸分量、S軸分量、d軸分量及q軸分量分別以Y軸電壓Vy、 S軸電壓v"d軸電壓Vd及q軸電壓Vq表示，電動(dòng)機(jī)電流Ia的Y軸分量、 S軸分量、d軸分量及q軸分量分別以Y軸電流iy、 S軸電流is、 d軸 電流id及q軸電流iq表示。此外，在以后的各實(shí)施例中也作為參照，對(duì)于Y軸電壓Vy、 S軸電 壓v" d軸電壓Vd及q軸電壓Vq的指令值(電壓指令值)分別以Y軸電 壓指令值v/、 S軸電壓指令值v/、 d軸電壓指令值v/及q軸電壓指令值 <表示。v/、 Vs* 、 及vj在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)被計(jì)算出，并分別表示 VY、 V" Vd及Vq需追隨的電壓(電壓值)。此外，對(duì)于Y軸電流iY、 S軸電流is、 d軸電流L及q軸電流iq 的指令值(電流指令值)分別以Y軸電流指令值i/、 S軸電流指令值i人 d軸電流指令值i/及q軸電流指令值C表示。"*、 is* 、 id*及C在電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)被計(jì)算出，并分別表示"、is、 id及i,需追隨的電流(電流 值)。[關(guān)于修正方法]以下，對(duì)本實(shí)施方式的特征性的功能即電壓矢量的修正方法進(jìn)行說(shuō)明。圖8表示空間矢量圖，其表示作為固定軸的U相軸、V相軸及W相軸， 和作為旋轉(zhuǎn)軸的d軸及q軸與電壓矢量的關(guān)系。標(biāo)記了符號(hào)110的矢量為 電壓矢量。從q軸所見(jiàn)的電壓矢量110的相位以e表示。以U相軸為基 準(zhǔn)的電壓矢量110的相位以(9 + e+Ji/2)表示。電壓矢量110將施加在電動(dòng)機(jī)1上的電壓作為矢量對(duì)待，例如在著眼 于dq坐標(biāo)的情況下，電壓矢量110的d軸分量及q軸分量分別為Vd及vq。 實(shí)際上，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算出d軸電壓指令值vd*及q軸電壓指令 值v二并由"及v/表示電壓矢量110。因此，電壓矢量也可換讀為電壓 指令矢量。U相軸附近、V相軸附近及W相軸附近的帶有陰影的星號(hào)狀的區(qū)域111 表示不能檢測(cè)兩個(gè)相的電流的區(qū)域。例如，在V相電壓與W相電壓接近而 無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)相的電流的情況下，電壓矢量110位于U相軸附近，在U相
電壓與W相電壓接近而無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)相的電流的情況下，電壓矢量110位于v相軸附近。如此，以U相軸為基準(zhǔn)，以電角計(jì)算每60度就存在無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)相 的電流的區(qū)域111，如果電壓矢量110位于該區(qū)域111，則不能檢測(cè)兩個(gè) 相的電流。從而，在電壓矢量位于區(qū)域lll內(nèi)的情況下，可以修正電壓矢 量，以使電壓矢量變成區(qū)域lll外的矢量。為進(jìn)行該修正，現(xiàn)在著眼于無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)相的電流的區(qū)域lll的特性， 考慮每60度的電角步進(jìn)旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)。將該坐標(biāo)稱為ab坐標(biāo)(而且，dq 坐標(biāo)或Y S坐標(biāo)為連續(xù)旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo))。ab坐標(biāo)以相互正交的a軸和b軸為 坐標(biāo)軸。圖9表示取得a軸的六個(gè)軸。a軸對(duì)應(yīng)于電壓矢量110的相位 (9 + e+ji/2)，為a,軸 ae軸的任一個(gè)。a,軸、^軸及&軸分別與U相 軸、V相軸及W相軸一致，&軸、a4軸及a6軸分別為aj由與a3軸的中間軸， &3軸與as軸的中間軸及as軸與a:軸的中間軸。而且，對(duì)于標(biāo)有符號(hào)131 的圓后述。電壓矢量110在位于標(biāo)有符號(hào)121的范圍內(nèi)的情況下，即在11 :i/6^ (9 + e + ji /2) <0，或( 9 + e +兀/2) < Jt /6成立的情況下，a軸為 ai軸，電壓矢量110在位于標(biāo)有符號(hào)122的范圍內(nèi)的情況下，即在3i/6^ (e + e+jx/2) <兀/2成立的情況下，a軸為a2軸，電壓矢量110在位于標(biāo)有符號(hào)123的范圍內(nèi)的情況下，即在^/2^ (e + e+n/2) <5兀/6成立的情況下，a軸為a3軸，電壓矢量110在位于標(biāo)有符號(hào)124的范圍內(nèi)的情況下，即在5 :x /6蕓 (e + e+ir/2) <7^/6成立的情況下，a軸為a4軸，電壓矢量IIO在位于標(biāo)有符號(hào)125的范圍內(nèi)的情況下，即在7:n/6S (e + E+n/2) <3兀/2成立的情況下，a軸為as軸，電壓矢量110在位于標(biāo)有符號(hào)126的范圍內(nèi)的情況下，即在3 n /2^ (9 + e+jx/2) <lln/6成立的情況下，a軸為&軸。例如在電壓矢量 110位于圖9所示的位置時(shí)，a軸為a4軸。如此，a軸伴隨電壓矢量的旋轉(zhuǎn)，每60度歩進(jìn)地旋轉(zhuǎn)，并且b軸也與 a軸正交，同時(shí)與a軸一起每60度歩進(jìn)地旋轉(zhuǎn)。a軸及b軸也表現(xiàn)為是每60度地被量子化從而每60度旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸。因此，a軸通常位于無(wú)法檢 測(cè)兩個(gè)相的電流的區(qū)域的中心。在本修正方法中，將dq坐標(biāo)上的電壓矢 量變換到ab坐標(biāo)上，并且參照己變換到該ab坐標(biāo)上的電壓矢量的a軸分 量及b軸分量，根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行修正(例如利用修正增大b軸分量)。對(duì)本修正處理的更具體的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行說(shuō)明。a,軸 ae軸內(nèi)，電壓矢 量110最靠近的軸的相位以U相軸作為基準(zhǔn)，表示為"(n+2) n/3"。 此處，n是(e + e )除以n/3后得到的商。方便起見(jiàn)，如圖IO所示，將 8分解為上述的相位(n+2) Ji/3和該相位(n+2) :r/3與0的差分相位 eD。這些相位的關(guān)系由式(1-1)及式(1-2)表<formula>formula see original document page 23</formula>(1 一l)通過(guò)對(duì)dq坐標(biāo)以差分相位e 。進(jìn)行坐標(biāo)變換，可將電壓矢量110作為 ab坐標(biāo)上的電壓矢量對(duì)待。在ab坐標(biāo)上考慮，如果將電壓矢量110的a 軸分量及b軸分量設(shè)為a軸電壓Va及b軸電壓vb，則d軸電壓va及q軸電 壓Vq與a軸電壓Va及b軸電壓Vb滿足下式(卜3)的坐標(biāo)變換式。<formula>formula see original document page 23</formula>…(l一3)差分相位e。能夠如下計(jì)算出。參照e求出與使用下式(1-4)計(jì)算出的e符合的n (即，(9 + e )除以n/3后得到的商)。將該求得的n與e代入上式(1-2)，得到差分相位eD。<formula>formula see original document page 23</formula>(l一4)并且，參照根據(jù)式(1-3)計(jì)算出的a軸電壓Va及b軸電壓Vb進(jìn)行修
正處理。圖11表示該修正處理的順序的流程圖。在步驟S1中，根據(jù)式(l-3) 進(jìn)行坐標(biāo)變換。在接下來(lái)的步驟S2中，進(jìn)行對(duì)Va及Vb的修正處理。在步驟S2中，首先判斷b軸電壓Vb的大小(絕對(duì)值)是否小于規(guī)定 的閾值A(chǔ) (這里A〉0)。 g卩，判斷是否滿足下式(1-5)。并且，在b軸 電壓Vb的大小比閾值A(chǔ)小的情況且b軸電壓Vb為正的情況下，將Vb修正 成△。在b軸電壓Vb的大小比閾值△小的情況且b軸電壓Vb為負(fù)的情況 下，將Vb修正成(-A)。在b軸電壓Vb的大小在閾值A(chǔ)以上的情況下，對(duì)Vb不做修正。此外，在步驟S2中，判斷a軸電壓va是否滿足下式(1-6)。并且，在滿足式(1-6)的情況下，對(duì)Va進(jìn)行修正以使Va與式(1-6)的右邊相等。在L不滿足下式(1-6)的情況下，對(duì)Va不做修正。而且，利用式(1-6)判斷電壓矢量110是否被包含在圖9的圓131的內(nèi)部。電壓矢量110被包 含在圓131的內(nèi)部的狀態(tài)與三相的相電壓相互接近的狀態(tài)對(duì)應(yīng)，在該狀態(tài) 下，無(wú)論b軸電壓Vb的大小，都不能檢測(cè)兩個(gè)相的電流。<formula>formula see original document page 24</formula>)圖12 (a)及(b)表示通過(guò)步驟S2進(jìn)行修正處理前后的、ab坐標(biāo)上 的電壓矢量(110)的軌跡。圖12 (a)表示ab坐標(biāo)上的修正前的電壓矢 量軌跡，圖12 (b)表示ab坐標(biāo)上的修正后的電壓矢量軌跡。圖12 (a) 及(b)例示了b軸電壓Vb被修正的情況。圖12 (a)及(b)中分別記有 多個(gè)表示各時(shí)刻的電壓的標(biāo)繪點(diǎn)(plot)。與圖12 (a)對(duì)應(yīng)的修正前的電 壓矢量可以位于無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)相的電流的a軸附近，但與圖12 (b)對(duì)應(yīng) 的修正后的電壓矢量通過(guò)對(duì)Vb的修正而沒(méi)有位于a軸附近。通過(guò)步驟S2進(jìn)行修正處理后，向步驟S3轉(zhuǎn)移，且對(duì)修正后的電壓矢 量110坐標(biāo)變換"相位(n+2) ji/3"量。g卩，將ab坐標(biāo)軸上的修正后的 電壓矢量110變換為a P坐標(biāo)上的電壓矢量110。 a e坐標(biāo)(a P固定 坐標(biāo))是將a軸和與a軸正交的P軸選擇為坐標(biāo)軸的固定坐標(biāo)。如圖 13所示，a軸與U相軸一致。如果將電壓矢量110的a軸分量及P軸 分量設(shè)為a軸電壓v。及e軸電壓ve，則a軸電壓v。及e軸電壓vp 與修正后的a軸電壓Va及b軸電壓Vb滿足下式(1-7)的坐標(biāo)變換式。<formula>formula see original document page 25</formula>(l一7)此外，也可以將修正后的a軸電壓Va及b軸電壓Vb根據(jù)下式(1-8) 變換為U軸電壓Vu及V軸電壓Vv。此外，W相電壓v，利用下式(1-9)計(jì) 算出。<formula>formula see original document page 25</formula>(l一8)<formula>formula see original document page 25</formula>(1_9)圖14表示經(jīng)過(guò)了上述修正處理后的電壓矢量的a e坐標(biāo)上的軌跡。 通過(guò)該修正處理，在作為固定坐標(biāo)的a p坐標(biāo)上，每60度電角存在有電 壓矢量不在的區(qū)域。此外，將經(jīng)過(guò)上述的修正處理得到的Vo及Ve的電壓 波形，以橫軸為時(shí)間表示在圖15 (a)中。另外，將經(jīng)過(guò)上述的修正處理 得到的Vu、 Vv及v.的電壓波形，以橫軸為時(shí)間表示在圖15 (b)中。在圖 15 (b)中，在變形了的正弦波上排列的標(biāo)繪點(diǎn)群142u表示、的軌跡，在 變形了的正弦波上排列的標(biāo)繪點(diǎn)群142v表示v,的軌跡，在變形了的正弦 波上排列的標(biāo)繪點(diǎn)群142w表示v.的軌跡。從圖15 (b)可知，通過(guò)上述 的修正處理，確保了各相電壓間的電壓差在規(guī)定值以上。如此，在本修正方法中，在從dq坐標(biāo)向固定坐標(biāo)(例如a e坐標(biāo)) 進(jìn)行坐標(biāo)變換時(shí)，經(jīng)由ab坐標(biāo)進(jìn)行兩階段的坐標(biāo)變換。然后，通過(guò)在易 修正的ab坐標(biāo)上對(duì)電壓矢量實(shí)行修正處理，由此簡(jiǎn)單且可靠地實(shí)現(xiàn)必要 的修正。因?yàn)樵赼b坐標(biāo)中，只要對(duì)電壓矢量(電壓指令矢量)的坐標(biāo)軸 分量Va及Vb獨(dú)立地修正即可，所以修正內(nèi)容簡(jiǎn)單。特別在施加電壓低時(shí)， 需要對(duì)三相全部進(jìn)行修正，但即使在此種情況下，也容易決定修正量。而且，從上述式(1-2)更清楚可知該兩階段的坐標(biāo)變換與dq坐標(biāo)
和a P坐標(biāo)的坐標(biāo)變換(通常第一階段的坐標(biāo)變換)等價(jià)，即下式(1-10) 成立。<formula>formula see original document page 26</formula>
此外，在步驟S2中的對(duì)b軸電壓Vb進(jìn)行的修正處理中，也可考慮過(guò) 去的修正來(lái)進(jìn)行修正。參照?qǐng)D16對(duì)考慮該過(guò)去的修正的、對(duì)于Vb的修正處理進(jìn)行說(shuō)明。圖16是表示該修正處理的順序的流程圖。在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)，Vb的值以規(guī)定的采樣周期Ts逐次更新。將Vb以采樣周期Ts離散化地考慮，將各采樣周期Ts中的Vb標(biāo)記為Vb (k)、 vb(k-l)、 vb (k-2)、 。此外，定義變量Ab，將各采樣周期Ts中的 變量Ab標(biāo)記為Ab (k)、 Ab (k-l)、*Ab (k-2)、。括號(hào)"()"內(nèi)標(biāo)記的記號(hào)(k或(k-1)等)表示以采樣周期Ts離 散化后的情況的采樣時(shí)刻。K是自然數(shù)，(k)表示(k-1)的下一個(gè)采樣時(shí) 刻。vb (k)及Ab (k)是第k個(gè)采樣時(shí)刻下的w及Ab， vb (k-1)及Ab(k-1)是第(k-1)個(gè)采樣時(shí)刻下的Vb及Ab。而且，釆樣周期Ts設(shè)為 載波信號(hào)的載波周期(參照?qǐng)D4)的整數(shù)倍。在載波周期為1/ (10X103)[秒]的情況下,Ts例如設(shè)為1/(10X103)、1/(5X103)或者1/(2.5X103)[秒]。圖16是著眼于第k個(gè)采樣時(shí)刻的流程圖。首先在步驟S11中，將從 本次修正前的Vb (k)減去考慮了上次修正的變量Ab (k-1)后的值代入 變量Vbb。然后，在步驟S12中，判斷變量Vbb是否為正。變量Vbb為正的情 況下，向步驟S13移動(dòng)，變量^b為負(fù)(或?yàn)?)的情況下，向步驟S23移 動(dòng)。在步驟S13中，比較變量Vbb與上述的閾值A(chǔ) (參照式(1-5)等)， 不等式"vbb<A"成立的情況下向步驟S14移動(dòng)，另一方面，在該不等式 不成立的情況下向步驟S16移動(dòng)。在向步驟S14移動(dòng)的情況下，將從閾值 △減去由步驟Sll計(jì)算出的變量Vbb后的值代入變量Ab (k)中，在接下 來(lái)的步驟S15中，將閾值A(chǔ)代入Vb (k)中。另一方面，在向步驟S16移動(dòng)的情況下，向變量Ab (k)中代入0，并在接下來(lái)的步驟S17中，將變 量v&代入vb (k)中。如果步驟S15或S17的處理完成，則圖16的處理結(jié)束。在步驟S23中，比較變量Vbb與(-△)，在不等式"vbb>-A"成立的 情況下，向步驟S24移動(dòng)，另一方面，在該不等式不成立的情況下向步驟 S26移動(dòng)。在向步驟S24移動(dòng)的情況下，將從(-A)減去由步驟S11計(jì)算 出的變量Vbb后的值代入變量A b(k)中，在接下來(lái)的步驟S25中，將(-△) 代入Vb (k)中。另一方面，在向步驟S26移動(dòng)的情況下，向變量Ab (k) 中代入0，并在接下來(lái)的步驟S27中，將變量Vbb代入Vb (k)中。如果步 驟S25或S27的處理完成，則圖16的處理結(jié)束。經(jīng)由圖16的步驟S15、 S17、 S25或S27的處理得到的vb (k)作為本 次修正后的b軸電壓Vb而被處理(但是也存在未實(shí)施實(shí)際的修正的情況)。 經(jīng)由步驟S14、 S16、 S24或S26的處理得到的變量A b (k)利用在第(k+l) 次的采樣時(shí)刻中的Vb的修正處理中。通過(guò)以使圖8等的電壓矢量110位于區(qū)域111外地對(duì)Vb進(jìn)行修正，如 圖15(b)所示，各相電壓變得不連續(xù)。圖17表示該不連續(xù)部分的電壓(例 如vu)的情況。該不連續(xù)性并非電動(dòng)機(jī)l的平滑驅(qū)動(dòng)所期望的。在需要修正的期間內(nèi)(即，滿足式(1-5)的期間內(nèi))，如上述的步驟 S2 (參照?qǐng)D11)，如果簡(jiǎn)單地采用Vb如為正，則將A代入Vb，且Vb如為 負(fù)，則將(-A)代入Vb的方法，那么其不連續(xù)性變得比較大，但通過(guò)實(shí) 施如圖16所示的考慮了過(guò)去的修正的修正處理，Vb在A與(-A)之間 反復(fù)。其結(jié)果，例如如圖18所示，在電壓的不連續(xù)部分，電壓(例如Vu) 被PWM調(diào)制而變動(dòng)，由此緩和電壓的不連續(xù)性。以下，作為適用上述的修正處理(修正方法)的實(shí)施例，例示第一 第五實(shí)施例。而且在某實(shí)施例(例如第一實(shí)施例)中記載的事項(xiàng)只要沒(méi)有 矛盾，也適用于其它的實(shí)施例中?！兜谝粚?shí)施例〉〉首先對(duì)第一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖19是第一實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的整體構(gòu)成的框圖。圖19中，與圖l相同的部分標(biāo)注同一標(biāo)記。圖19的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備電動(dòng)機(jī)1、轉(zhuǎn)換器2、直流電源4及電流
傳感器5，并且具備形成圖1的控制部3的"電流檢測(cè)部21、坐標(biāo)變換器 22、電壓運(yùn)算部23、電壓矢量修正部24、坐標(biāo)變換器25、位置傳感器27、 位置檢測(cè)部28及微分器29。位置傳感器27為旋轉(zhuǎn)式編碼器等，并將與電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)子6的實(shí)際 轉(zhuǎn)子位置9 (相位)對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸送至位置檢測(cè)部28。位置檢測(cè)部28基 于位置傳感器27的輸出信號(hào)檢測(cè)實(shí)際轉(zhuǎn)子位置9 。微分器29通過(guò)對(duì)該實(shí) 際轉(zhuǎn)子位置e進(jìn)行微分，計(jì)算出實(shí)際電動(dòng)機(jī)速度"并輸出。如上所述，電流傳感器5檢測(cè)母線電流并將表示該母線電流的電流值 的信號(hào)輸出。母線電流由"表示。電流檢測(cè)部21參照坐標(biāo)變換器25輸 出的三相電壓指令值VW 、 Vv*及V/特定哪一項(xiàng)為最大相、中間相及最小 相，并且決定對(duì)電流傳感器5的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣的時(shí)刻ST1及ST2 (參 照?qǐng)D6),從在該時(shí)刻得到的母線電流的電流值計(jì)算并輸出U相電流L及V 相電流L。此時(shí)，根據(jù)需要使用iu+iv+i 0的關(guān)系式"表示W(wǎng)相電流)。坐標(biāo)變換器22基于實(shí)際轉(zhuǎn)子位置9，將U相電流L及V相電流i,變 換為d軸電流L及q軸電流iq并輸出。從外部對(duì)電壓運(yùn)算部23提供作為用于使電動(dòng)機(jī)1 (轉(zhuǎn)子6)以期望的 速度旋轉(zhuǎn)的指令值的電動(dòng)機(jī)速度指令值"*。此外，對(duì)電壓運(yùn)算部23，從 微分器29提供實(shí)際電動(dòng)機(jī)速度co ，且從坐標(biāo)變換器22提供d軸電流id 及q軸電流iq。電壓運(yùn)算部23基于速度誤差(co )計(jì)算出q軸電流 i,需追隨的q軸電流指令值C。例如，以通過(guò)比例積分控制使("*一") 收斂于0的方式計(jì)算出iq*。進(jìn)而，電壓運(yùn)算部23參照C計(jì)算出d軸電流 id需追隨的d軸電流指令值id*。例如，計(jì)算出用于實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩控制的 i入并且，電壓運(yùn)算部23進(jìn)行比例積分控制以使電流誤差(id*—id)及(C 一i》收斂于0，從而計(jì)算并輸出d軸電壓Vd需追隨的d軸電壓指令值v/ 及q軸電壓Vq需追隨的q軸電壓指令值vq*。電壓矢量修正部24基于v/、 <及6 ,經(jīng)由坐標(biāo)變換對(duì)v/及vj進(jìn)行修 正，同時(shí)計(jì)算并輸出a軸電壓v。需追隨的a軸電壓指令值v/及0軸電壓 ve需追隨的P軸電壓指令值ve*。坐標(biāo)變換器25基于實(shí)際轉(zhuǎn)子位置e ，將 vZ及v/變換為三相電壓指令值(v7 、 vv*及v。，并且將該三相電壓指 令值向轉(zhuǎn)換器2輸出。轉(zhuǎn)換器2根據(jù)該三相電壓指令值，如上述地向電動(dòng) 圖20表示電流檢測(cè)部21的內(nèi)部框圖。對(duì)電流檢測(cè)部21的動(dòng)作的說(shuō) 明也參照?qǐng)D6。電流檢測(cè)部21具有時(shí)刻生成部41、 AD變換器42、和相判 斷部43。如參照?qǐng)D6進(jìn)行了的說(shuō)明，vu* 、 v/及v/分別作為計(jì)數(shù)器的設(shè) 定值CntU、 CntV及CntW表示。時(shí)刻生成部41基于vu* 、 vv*及v/對(duì)計(jì)數(shù) 器的設(shè)定值CntU、 CntV及CntW的大小關(guān)系進(jìn)行判斷，從而特定現(xiàn)在時(shí)刻屬于第一 第六模式的哪一個(gè)，并且考慮特定后的模式，決定需檢測(cè)母線 電流的時(shí)刻ST1及ST2。例如，在"CntU〉CntV〉CntW"的情況下，判斷 現(xiàn)在時(shí)刻屬于第一模式，并將對(duì)應(yīng)在設(shè)定值CntW與CntV之間的時(shí)刻設(shè)定 為ST1，對(duì)應(yīng)在設(shè)定值CntV與CntU之間的時(shí)刻設(shè)定為ST2。以下，將表示現(xiàn)在時(shí)刻所屬的模式的信息稱為"模式信息"。AD變換器42通過(guò)分別在時(shí)刻ST1與ST2對(duì)電流傳感器5的輸出信號(hào) (模擬輸出信號(hào))進(jìn)行采樣，將時(shí)刻ST1與ST2的各自的母線電流L的 電流值作為數(shù)字值進(jìn)行檢測(cè)及輸出。相判斷部43參照由時(shí)刻生成部41特 定的模式信息，從AD變換器42的輸出信號(hào)計(jì)算出L及iv。例如，在模式 信息表示第一模式的情況下，在時(shí)刻ST1及ST2檢測(cè)的母線電流分別是 (-i》及iu。如果使用iu+i/H'=0的關(guān)系式，就可計(jì)算出iu及iv。圖21表示電壓矢量修正部24的內(nèi)部框圖。電壓矢量修正部24具有 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51及53、和分量修正部52。在電壓矢量修正部24中，作為 上述式(1-3)及(1-4)中的Vd及Vq，使用v/及v二坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51基于v/、 <及9 ，根據(jù)上述式(1-3)，將v/及v,，換 為Va及Vb。即，將由v/及vj表示的、dq坐標(biāo)上的兩個(gè)相的電壓指令矢量 變換為由、及i表示的、ab坐標(biāo)上的兩個(gè)相的電壓指令矢量(該電壓指 令矢量與圖8的電壓矢量110相當(dāng))。在實(shí)施基于式(1-3)的運(yùn)算時(shí)，需要差分相位e。，差分相位e。參照 式(1-4)，使用上述的方法計(jì)算得出。另外，在計(jì)算出差分相位"時(shí)， 在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51求得的n用于在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部53中的運(yùn)算。分量修正部52對(duì)Va及Vb實(shí)施圖11的步驟S2中的修正處理或圖16所示的修正處理，并且將修正后的Va及Vb分別作為Va。及Vb。輸出。但是在 不需要修正的情況下，Va。二Va且Vb^Vb。
坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部53根據(jù)上述式(1-7)，將修正后的a軸電壓及b軸電壓 (即Va。及Vb。)變換為v戶及v/。即將由Va。及Vb。表示的ab坐標(biāo)上的兩相 的電壓指令矢量變換為由v/及v/表示的ci P坐標(biāo)(a e固定坐標(biāo))上的 兩相的電壓指令矢量。此時(shí)，作為式(1-7)中的va、 vb、 v。及Ve，分別使用Vac、Vbc、VZ及V/。在第一實(shí)施例中，通過(guò)基于v入v/及vZ的大小關(guān)系特定現(xiàn)在時(shí)刻所 屬的模式，判斷在時(shí)刻ST1及ST2下作為母線電流流過(guò)母線13(參照?qǐng)D1) 的電流的相。并且，根據(jù)該判斷結(jié)果(即，模式信息)，從v入v/及v，* 決定時(shí)刻ST1及ST2?！兜诙?shí)施例>>接下來(lái)對(duì)第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖22是第二實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。圖22中，與圖l及圖19相同的部分標(biāo)記同一符 號(hào)。圖22的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備電動(dòng)機(jī)l、轉(zhuǎn)換器2、直流電源4及電 流傳感器5，并且具備形成圖1的控制部3的"電流檢測(cè)部21a、坐標(biāo)變 換器22、電壓運(yùn)算部23、電壓矢量修正部24a、坐標(biāo)變換器25、位置傳 感器27、位置檢測(cè)部28及微分器29"。圖22的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在如下點(diǎn)上與圖19的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同， 在其余方面兩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相同，該不同點(diǎn)是圖19的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)中的電流檢測(cè)部21及電壓矢量修正部24被置換為電流檢測(cè)部21a及電 壓矢量修正部24a。對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。而且，在將第一實(shí)施例中記 述的事項(xiàng)適用于第二實(shí)施例的情況下，適當(dāng)?shù)睾雎苑?hào)21與21a的不同 及符號(hào)24與24a的不同。圖23表示電壓矢量修正部24a的內(nèi)部框圖。電壓矢量修正部24a具 有坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51a及53、和分量修正部52。在電壓矢量修正部24a中， 使用v/及《作為上述式(1-3)及(1-4)中的Vd及Vq。坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51a基于v/、 <及e ，根據(jù)上述式(1-3)，將v/及 <變 換為Va及Vb。在實(shí)施基于式(1-3)的運(yùn)算時(shí)，需要差分相位e。，差分相 位6。參照式(1-4)，使用上述的方法計(jì)算得出。此外，在計(jì)算差分相位 6 。時(shí)，由坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51求得的n用于在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部53中的運(yùn)算。
此外，坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51a還參照基于v/及v/求得的e，特定現(xiàn)在時(shí)刻 所屬的模式，并生成模式信息。圖24是表示坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51a的處理內(nèi)容 的框圖。圖25表示用于說(shuō)明基于坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51a的模式特定方法的表。 如參照?qǐng)D6進(jìn)行的說(shuō)明那樣，例如在第一模式中，"Vu〉Vv〉Vff"成立。另 一方面，如參照?qǐng)D8進(jìn)行的說(shuō)明那樣，以U相軸為基準(zhǔn)的電壓矢量(電壓 指令矢量)的相位以(0 + e + ji /2)表示，在"0< ( e + e + ji /2) < ji /3" 成立的情況下，"vu>vv>v，"成立?？紤]此，坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51a參照0及e ，在"0< ( e + e + n /2) < " /3" 成立的情況下，判斷現(xiàn)在時(shí)刻屬于第一模式。同樣地思考，判斷現(xiàn)在時(shí)刻 在"ji/3< ( e + e+Ji/2) <2兀/3"成立的情況下，屬于第二模式； 在"2兀/3< (e + e+冗/2) <:i"成立的情況下，屬于第三模式； 在"ji < ( 0 + e +兀/2) <4 :i /3"成立的情況下，屬于第四模式； 在""/3< ( e + e+n/2) <5 n/3"成立的情況下，屬于第五模式； 在"5兀/3< (e + e+:n/2) <2兀"成立的情況下，屬于第六模式。 圖23中的分量修正部52及坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部53與圖21中對(duì)應(yīng)的部分相同。 圖26表示電流檢測(cè)部21a的內(nèi)部框圖。電流檢測(cè)部21a具有時(shí)刻生 成部41a、 AD變換器42、和相判斷部43。時(shí)刻生成部41a基于vu*、 v/及 v二考慮由電壓矢量修正部24a生成的模式信息，確定需檢測(cè)母線電流的 時(shí)刻ST1及ST2。由于從電壓矢量修正部24a提供模式信息，所以與第一 實(shí)施例(圖20)的時(shí)刻生成部41不同，不需要由時(shí)刻生成部41a進(jìn)行用于特定模式的判斷。圖26中的AD變換器42及相判斷部43與圖20中對(duì)應(yīng)的部分相同。 但是，對(duì)于圖26的相判斷部43，模式信息由電壓矢量修正部24a提供。在第二實(shí)施例中，通過(guò)基于以U相軸為基準(zhǔn)的電壓指令矢量的相位(e + e + :i /2)來(lái)特定現(xiàn)在時(shí)刻所屬的模式，由此判斷在時(shí)刻ST1及ST2下作 為母線電流流過(guò)母線13 (參照?qǐng)Dl)的電流的相。并且，根據(jù)該判斷結(jié)果 (即，模式信息)，從v:、 v/及vZ決定時(shí)刻STl及ST2?！?lt;第三實(shí)施例〉〉接下來(lái)，對(duì)第三實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。第三實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 的整體結(jié)構(gòu)框圖與第二實(shí)施例(圖22)中的相應(yīng)部分相同。但是，第三實(shí)施例中的電壓矢量修正部與第二實(shí)施例中的相應(yīng)部分不同。圖27表示第 三實(shí)施例中的電壓矢量修正部24b的內(nèi)部框圖。在第三實(shí)施例中，圖22 的電壓矢量修正部24a被置換為電壓矢量修正部24b。電壓矢量修正部24b 與圖26的電流檢測(cè)部21a組合使用。電壓矢量修正部24b具有坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51及53、分量修正部52、和模 式判斷部54。在電壓矢量修正部24b中，使用v/及vZ作為上述式(1-3) 及(1-4)中的Vd及v,。坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部53及分量修正部52與圖21中的相應(yīng)部 分相同。由坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51計(jì)算出的n及Vb被送至模式判斷部54。模式判斷部54基于Vb及n，特定現(xiàn)在時(shí)刻所屬的模式，生成模式信 息，并將該模式信息送至電流檢測(cè)部21a (圖22)。圖28表示用于說(shuō)明基 于模式判斷部54的模式特定方法的表。如參照?qǐng)D6進(jìn)行的說(shuō)明那樣，例如，在第一模式中，"Vu〉Vv〉v，"成 立。另一方面，在"3 3x /2< ( 9 + e ) <11 n /6"成立的情況下，"vu〉Vv 〉v/，成立。此外，在"3 3i/2< ( e + e ) <5:i/3"成立的情況下，n=4 且VbX)，在"5兀/3< (9 + e) <lln/6"成立的情況下，n二5且vb<0。 考慮這樣的關(guān)系，模式判斷部54基于Vb的極性與n的值，特定現(xiàn)在 時(shí)刻所屬的模式。具體地說(shuō)，判斷現(xiàn)在時(shí)刻在n=4且vb〉0的情況或者n=5且vb<0的情況下，屬于第一模式； 在n=5且vb>0的情況或者n=0且vb<0的情況下，屬于第二模式； 在n=0且vb〉0的情況或者n=l且vb<0的情況下，屬于第三模式； 在n=l且vb>0的情況或者n=2且vb<0的情況下，屬于第四模式； 在n=2且vb〉0的情況或者n=3且vb<0的情況下，屬于第五模式； 在n=3且vb〉0的情況或者n=4且vb<0的情況下，屬于第六模式。 在第三實(shí)施例中，基于ab坐標(biāo)上的兩相的電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分 量即Vb、和以電角60度為單位表示ab坐標(biāo)的坐標(biāo)軸(a軸)與U相軸的 相位差的變量n，來(lái)特定現(xiàn)在時(shí)刻所屬的模式，由此判斷在時(shí)刻STl及ST2 作為母線電流流過(guò)母線13 (參照?qǐng)Dl)的電流的相。并且，根據(jù)該判斷結(jié) 果(即，模式信息)，從v;、 v/及v/決定時(shí)刻STl及ST2。 〈<第四實(shí)施例>〉
接下來(lái)，對(duì)第四實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在第四實(shí)施例中，使用兩相調(diào)制。因此，以三相調(diào)制為前提而上述的內(nèi)容的一部分(圖4所示的PWM信號(hào)等)， 在第四實(shí)施例中，作適當(dāng)變更地解釋?，F(xiàn)在，如果將dq坐標(biāo)、ab坐標(biāo)或 a P坐標(biāo)中的電壓矢量(電壓指令矢量)的大小設(shè)為Va2，并將該電壓矢量 變換成三相電壓后時(shí)的一相的電壓的振幅設(shè)為Va3，則下式(2-1)成立。&3=V^I。2 ... (2一！)此外，三相的電壓中的兩相的電壓交叉時(shí)，交叉的兩相的電壓是"+ G/2)*Va3"且未交叉的剩余的一相的電壓是"_Va3"，或者，交叉的兩相 的電壓是"一 (1/2) *Va3"且未交叉的剩余的一相的電壓是"+Va3"。因此， 兩相的電壓交叉時(shí)，交叉的兩相的電壓與剩余的一相的電壓的電壓差的絕 對(duì)值是(3/2) Va3。兩相調(diào)制是使各相的電壓('指令電壓)移動(dòng)三相電壓的最小相的電壓 的調(diào)制方式，如果進(jìn)行兩相調(diào)制，則對(duì)于最小相的PWM信號(hào)的脈沖寬度總 為0 (g卩，對(duì)于最小相的下臂總是開(kāi)啟)。在將進(jìn)行兩相調(diào)制時(shí)的U相電壓、 V相電壓及W相電壓分別設(shè)為v/ 、 v/及v/的情況下，它們與進(jìn)行三 相調(diào)制時(shí)的v人v/及^的關(guān)系由下式(2-2)、 (2-3)及(2-4)表示。此 處，miri (v,， v/， v，*)表示最小相的電壓，即進(jìn)行三相調(diào)制的情況下的 v人v/及v/中的最小值。v"'=v *-min(v *，vv*,vw*) ... (2 — 2)vv'=vv*-min(v *,vv*,vw*) ... (2 —3)vv/=vw* — niiii(vK*,vv*,vw*) ,. (2 — 4)圖29將橫軸設(shè)為時(shí)間，表示v/ 、 v/及v/的電壓波形。圖29中， 由圓形的標(biāo)繪點(diǎn)群形成的曲線150u、由菱形的標(biāo)繪點(diǎn)群形成的曲線150v 及正方形的標(biāo)繪點(diǎn)群形成的曲線150w分別表示v/ 、v/及v，'的電壓波 形。但是，曲線150u、 150v及150w表示未執(zhí)行圖11的步驟S2等所示的 修正處理的情況下的電壓波形。而且，在圖29及以后所示的圖30、圖31 中，縱軸的長(zhǎng)度與載波信號(hào)(參照?qǐng)D4)的振幅相當(dāng)。200710148779. 1 說(shuō)明書(shū)第29/49頁(yè)與進(jìn)行三相調(diào)制的情況同樣，在Vu' 、 V/及V，'中的兩個(gè)電壓交叉的時(shí)刻，不能從母線電流中檢測(cè)出兩個(gè)相的電流。例如，在w相為最小相 的情況下，在U相電壓與V相電壓交叉的時(shí)刻TA，或在最小相從W相切換 到U相的時(shí)刻TB，不能從母線電流中檢測(cè)出兩個(gè)相的電流。從最小相看，其余兩相交叉的電壓為Vx。于是從上述說(shuō)明明確可知，Vx使用Va2或Va3，如下述(2-5)那樣表示。&=3/21。3=緒《2=7^^2 …(2一5)此處，因?yàn)闈M足式(2-6)，所以從式(2-5)導(dǎo)出式(2-7)、 (2-8) 及(2-9)。=如2+ 2 4。2+^2 =+。2，2 …(2_6)F> = VJ7I}。2 +V …(2 — 7)^=^ ^7^7 ... (2一8)^ =7^-入2+^2 …(2一9)圖30以橫軸為時(shí)間，表示執(zhí)行了圖11的步驟S2等所示的修正處理 的情況下的v/ 、 v/及v，'的電壓波形。圖30中，由圓形的標(biāo)繪點(diǎn)群形 成的曲線151u、由菱形的標(biāo)繪點(diǎn)群形成的曲線151v及正方形的標(biāo)繪點(diǎn)群 形成的曲線151w分別表示實(shí)施了上述修正處理的vu' 、v/及v，'的電壓 波形。在圖30中，虛線152表示電壓Vx的電壓電平(電壓值)。如圖30所示，電壓Vx必存在于最大相的電壓與中間相的電壓之間。 因此，能夠使用電壓Vx決定檢測(cè)母線電流的時(shí)刻。即，生成與從式(2-7)、 (2-8)或(2-9)計(jì)算出的電壓Vx相當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)器的設(shè)定值CntV,，并可將 計(jì)數(shù)器的設(shè)定值CntVx作為從母線電流中檢測(cè)一個(gè)相的電流的時(shí)刻來(lái)處 理。如參照?qǐng)D4、圖5 (a) (d)及圖6等進(jìn)行的說(shuō)明那樣，在控制部3 設(shè)置的計(jì)數(shù)器按載波周期，以載波信號(hào)位于最低電平的時(shí)刻作為基準(zhǔn)，對(duì) 計(jì)數(shù)值從O開(kāi)始向上計(jì)數(shù)。因此，在各載波周期中，如果在該計(jì)數(shù)值到達(dá)
CntVx的時(shí)刻，對(duì)電流傳感器5的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，則能夠從表示母線 電流的該輸出信號(hào)中檢測(cè)出最大相的相電流。因?yàn)殡妷篤x存在于最大相的 電壓與中間相的電壓之間，所以計(jì)數(shù)值到達(dá)CntVx的時(shí)刻與進(jìn)行三相調(diào)制 的情況下的時(shí)刻T2和T3 (參照?qǐng)D4)之間的時(shí)刻對(duì)應(yīng)。在第四實(shí)施例中， 將計(jì)數(shù)值達(dá)到CntVx的時(shí)刻作為時(shí)刻ST2處理。在進(jìn)行兩相調(diào)制的情況下，因?yàn)樽钚∠嗟南卤劭偸情_(kāi)啟(最小相的計(jì) 數(shù)器的設(shè)定值為0)，所以載波信號(hào)位于最低電平的時(shí)刻與圖4的時(shí)刻Tl 或T6相當(dāng)。因此，例如，如果在載波信號(hào)位于最低電平的時(shí)刻，對(duì)電流 傳感器5的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，則能夠從表示母線電流的該輸出信號(hào)中檢 測(cè)出最小相的相電流。在第四實(shí)施例中，將載波信號(hào)位于最低電平的時(shí)刻， 即計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為0的時(shí)刻作為時(shí)刻ST1處理。此外，為簡(jiǎn)化電壓Vx的計(jì)算，也能夠由如下式(2-10)的近似式計(jì)算 出Vx。圖31的曲線153表示根據(jù)式(2-10)計(jì)算出的電壓Vx的電壓電平 (電壓值)。圖31中的曲線151u、 151v及151w與圖30的相應(yīng)部分相同。 如圖31所示，即使根據(jù)式(2-10)計(jì)算出電壓Vx，電壓Vx也一定存在于 最大相的電壓與中間相的電壓之間。因此，也可將與從式(2-10)計(jì)算出 的電壓Vx相當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)器的設(shè)定值作為CntVx來(lái)進(jìn)行設(shè)定。K"V57^.v。 …(2-10)此外，如果考慮振鈴(由開(kāi)啟關(guān)閉生成的電流脈動(dòng))等的存在，則對(duì) 電流傳感器5的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣的時(shí)刻最好盡可能遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)換器2內(nèi)的開(kāi) 關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)刻。因此，考慮與修正幅度對(duì)應(yīng)的A (參照上述式(1-5〉 等)，也可對(duì)基于式(2-7)、 (2-8)、 (2-9)或(2-10)決定的CntVx施加 修正。圖32表示利用上述的電壓Vx的算出的、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 框圖。圖32中，與圖l及圖19相同的部分標(biāo)注同一符號(hào)。圖22的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備電動(dòng)機(jī)l、轉(zhuǎn)換器2、直流電源4及電 流傳感器5，并且具備形成圖1的控制部3的"電流檢測(cè)部21c、坐標(biāo)變 換器22、電壓運(yùn)算部23、電壓矢量修正部24c、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器25、位置傳感器27、位置檢測(cè)部28及微分器29"。圖32的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在如下一點(diǎn)上與圖19的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同 外，其余方面兩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相同，該不同點(diǎn)是將圖19的電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)中的電流檢測(cè)部21及電壓矢量修正部24置換為電流檢測(cè)部21c及 電壓矢量修正部24c。對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。而且，在將第一實(shí)施例中 記述的事項(xiàng)適用于第四實(shí)施例的情況下，適當(dāng)?shù)睾雎苑?hào)21與21c的不 同及符號(hào)24與24c的不同。在圖32的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中進(jìn)行兩相調(diào)制。根據(jù)式(2—2) 式(2 —4)將進(jìn)行三相調(diào)制時(shí)的v二 v/及v/變換為v/ 、 v/及v/ ，該v/ 、 v/及v/被設(shè)為兩相調(diào)制中的v/、 v/及v人從圖32的坐標(biāo)變換部25， 向轉(zhuǎn)換器2提供該兩相調(diào)制中的vu*、 v/及v人圖33表示電壓矢量修正部24c的內(nèi)部框圖。電壓矢量修正部24c具 有坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51及53、分量修正部52、模式判斷部54和時(shí)刻生成部55。 即，電壓矢量修正部24c是對(duì)圖27的電壓矢量修正部24b追加了時(shí)刻生 成部55，除去該追加，兩電壓矢量修正部相同。而且，在本實(shí)施例中，與第三實(shí)施例相同，設(shè)置模式判斷部54，并生 成模式信息，但作為用于特定現(xiàn)在時(shí)刻所屬的模式的方法，也可使用在第 一或第二實(shí)施例中說(shuō)明的方法。時(shí)刻生成部55使用來(lái)自坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51的、及Vb或僅使用Va,并根據(jù) 上述式(2-7)或式(2-10)計(jì)算出電壓Vx。并且，設(shè)定與計(jì)算出的電壓 Vx相當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)器的設(shè)定值CntVx。通過(guò)該設(shè)定確定時(shí)刻ST2，此外，如上所 述，計(jì)數(shù)值為0的時(shí)刻設(shè)為時(shí)刻ST1。此外，也可將v/及^作為式(2-8)中的w及Vq使用，同時(shí)根據(jù)式(2-8) 計(jì)算出電壓Vx。此外，也可將v/及v^變換到a p坐標(biāo)上(即，使坐標(biāo)旋 轉(zhuǎn)e)，并計(jì)算出電壓矢量的a軸分量及e軸分量，并且將該a軸分量及 P軸分量作為式(2-9)中的v。及v"吏用，同時(shí)根據(jù)式(2-9)計(jì)算出電壓Vx。圖34表示電流檢測(cè)部21c的內(nèi)部框圖。電流檢測(cè)部21c由AD變換器 42及相判斷部43構(gòu)成，并且不具備如圖20的時(shí)刻生成部41那樣的決定 時(shí)刻ST1及ST2的部位。電流檢測(cè)部21c的AD變換器42在由圖33的時(shí)
刻生成部55決定的各個(gè)時(shí)刻ST2及ST1下，即在計(jì)數(shù)值分別變?yōu)樵O(shè)定值 CntVx的時(shí)刻與變?yōu)?的時(shí)刻下，對(duì)電流傳感器5的輸出信號(hào)(模擬輸出 信號(hào))進(jìn)行采樣，并由此將分別在時(shí)刻ST1與ST2下的母線電流的電流值 作為數(shù)字值檢測(cè)及輸出。相判斷部43參照由時(shí)刻生成部55特定的模式信 息，從AD變換器42的輸出信號(hào)中計(jì)算出iu及i,。
在第四實(shí)施例中，基于電壓矢量(電壓指令矢量)的大小，決定對(duì)電 流傳感器5的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣的時(shí)刻。此外，也可從ab坐標(biāo)上的電壓 矢量的a軸分量決定該時(shí)刻。
〈<第五實(shí)施例〉〉在第一 第四實(shí)施例中，處理了設(shè)有轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)用的位置傳感器27 的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但上述的全部?jī)?nèi)容也可適用于未設(shè)置位置傳感器27 的情況、即執(zhí)行所謂無(wú)傳感器控制的情況。例如，將在圖22及圖32所示 的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中適用無(wú)傳感器控制的實(shí)施例作為第五實(shí)施例進(jìn)行說(shuō) 明。圖35及圖36分別表示與圖22及圖32對(duì)應(yīng)的、第五實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體框圖。
圖35的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在如下一點(diǎn)上與圖22的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不 同，對(duì)于其余的部分兩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相同，該不同點(diǎn)是將"圖22的電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的位置傳感器27、位置檢測(cè)部28及微分器29"置換為"速 度推定器30及積分器31"。圖36的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在如下一點(diǎn)上與圖32 的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同，對(duì)于其余的部分兩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相同，該不同 點(diǎn)是將"圖32的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的位置傳感器27、位置檢測(cè)部28及微 分器29"置換為"速度推定器30及積分器31"。
但是，在圖35及圖36的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，因?yàn)槲丛O(shè)置位置傳感器， 所以將上述說(shuō)明文及各式中的"d"、 "q"、 " 6 "及"co"適當(dāng)分別替換為"Y "、 " S "、 " 9 e"及"We"。因此在圖35或圖36中，坐標(biāo)變換器22基于推定轉(zhuǎn)子位置l，將iu 及i,變換為"及is，坐標(biāo)變換器25基于推定轉(zhuǎn)子位置6 6，將v/及v/ 變換為三相電壓指令值(v:、 v/及v:)，電壓運(yùn)算部23基于iy、"及6)* 及推定電動(dòng)機(jī)速度co3十算出"及"需追隨的Y軸電流指令值i/及S軸 電流指今值is*，進(jìn)而計(jì)算出Vy及vs需追隨的Y軸電壓指令值v/及S軸電壓指令值v/。當(dāng)然，在圖35或圖36中，電壓矢量修正部24a或24c 不使用v/、 ^及9而使用v/、 v/及e"進(jìn)行與上述同樣的修正處理。速度推定器30使用iY、 is、 v/及v/的全部或一部，計(jì)算出推定電 動(dòng)機(jī)速度o)s。作為"s的計(jì)算方法，各種方法為人所知，可以使用其中任 一種方法。例如，通過(guò)使用iv、 i" v/及v/估計(jì)在電動(dòng)機(jī)l內(nèi)產(chǎn)生的感 應(yīng)電壓，計(jì)算出軸誤差A(yù) 0 ，并通過(guò)以使軸誤差A(yù) 9收斂于0的方式進(jìn) 行比例積分，計(jì)算出"s。積分器31通過(guò)對(duì)o^進(jìn)行積分而計(jì)算出6s。在各實(shí)施例中，在電壓矢量(電壓指令矢量)位于無(wú)法檢測(cè)出兩個(gè)相 的電流的區(qū)域內(nèi)的情況下，在從旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)向三相的固定坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換 的過(guò)程中，對(duì)電壓矢量進(jìn)行修正以使電壓矢量位于該區(qū)域外。由此，能夠 可靠地檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)電流(各相電流)。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)的停止?fàn)?態(tài)或低速狀態(tài)下，也能夠可靠地檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)電流，所以從停止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始 的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)能可靠地進(jìn)行，尤其能夠?qū)崿F(xiàn)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē) (Electric Vehicle;包含電動(dòng)自行車(chē))等的平滑的啟動(dòng)。而且，如果如 日本國(guó)特開(kāi)2004—64903號(hào)公報(bào)那樣采用進(jìn)行電流的推定的方式，則因?yàn)?不是進(jìn)行檢測(cè)而是進(jìn)行推定，所以用于矢量控制的電流值中多少包含誤 差。該誤差對(duì)平滑的啟動(dòng)不利。此外，因?yàn)橹灰獙?duì)電壓矢量(電壓指令矢量)的坐標(biāo)軸分量v。及Vb 獨(dú)立地進(jìn)行修正即可，所以修正內(nèi)容簡(jiǎn)單。尤其在施加電壓低時(shí)，需要對(duì) 全部三相進(jìn)行修正，但即使在此種情況下，修正量也容易決定。以上說(shuō)明了適用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)施例，但本發(fā)明包含各 種變形例(或其他的實(shí)施例)。以下，作為對(duì)第一實(shí)施方式的變形例(或 其他的實(shí)施例)或注釋事項(xiàng)，記述注釋1 注釋5。在各注釋中記載的內(nèi) 容只要沒(méi)有矛盾，則可任意地進(jìn)行組合。[注釋l]除第四實(shí)施例，處理了在轉(zhuǎn)換器2使用三相調(diào)制的情況，但本發(fā)明并 不依賴于調(diào)制方式。例如，在由轉(zhuǎn)換器2進(jìn)行兩相調(diào)制的情況下，通電模 式與圖3所示的三相調(diào)制的通電模式不同。在兩相調(diào)制中，因?yàn)樽钚∠嗟?下臂總是開(kāi)啟，所以不存在與圖4中的時(shí)刻T0-Tl間及T6-T7間對(duì)應(yīng)的通 電模式。但是，結(jié)果，如果想在與時(shí)刻T1-T2間及T2-T3間對(duì)應(yīng)的通電模 式下對(duì)母線電流進(jìn)行檢測(cè)，則對(duì)于能夠檢測(cè)最大相及最小相的電流沒(méi)有變 化。而且，通過(guò)進(jìn)行兩相調(diào)制，能夠使相電壓的基本波分量的振幅相比于 三相調(diào)制(正弦波調(diào)制)中的所述振幅擴(kuò)大。由此，對(duì)于最大相的脈沖寬 度的限制得到緩和、可最大限度地利用該最大相的脈沖寬度(即，能夠?qū)⒚}沖的占空比擴(kuò)大至100%)。此外，由于對(duì)于最小相的PWM信號(hào)的脈沖寬 度總設(shè)為0，因此一個(gè)相的開(kāi)關(guān)損失(switchinglose)降低。[注釋2]在第一 第五實(shí)施例所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，將被修正后的a軸電 壓及b軸電壓暫且變換為ci軸電壓及e軸電壓，然后變換為三相電壓。但 是，也可省略向a軸電壓及p軸電壓的變換。艮口，也可根據(jù)上述式(1-8)及(l-9)，將由圖21等的分量修正部52 計(jì)算出的Va。及Vb。，不經(jīng)由ci p坐標(biāo)，而變換為v入v/及v人此時(shí)，作為 式(1-8)及(1-9)中的l及w與vu、 v,及v,，使用Va。及Vbc與vu*、 v/ 及v人而且，在該情況下，不需要圖21等的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部53。[注釋3]此外，構(gòu)成上述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各部位根據(jù)需要，可自由地利用 在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中生成的所有值。 [注釋4]此外，控制部3 (參照?qǐng)D1)的功能的一部分或全部例如通過(guò)使用嵌 入在通用微計(jì)算機(jī)等中的軟件(程序)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在使用軟件實(shí)現(xiàn)控制部3 的情況下，表示控制部3的各部的結(jié)構(gòu)的框圖表示功能框圖。當(dāng)然，也可 不用軟件(程序)，僅由硬件構(gòu)成控制部3。[注釋5]此外例如，控制部3具有作為電動(dòng)機(jī)控制裝置的功能。即使考慮在電 動(dòng)機(jī)控制裝置中包含圖1等的電流傳感器5也無(wú)妨。此外例如，圖19等 的電壓運(yùn)算部23與圖21等的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部51 (或者51a)具有作為電壓指 令矢量生成機(jī)構(gòu)的功能。此外例如，圖21等的分量修正部52具有作為電 壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)的功能。此外例如，圖19等的坐標(biāo)變換器25具有作 為三相電壓指令值生成機(jī)構(gòu)的功能。
《第二實(shí)施方式>>接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在第二實(shí)施方式中，將 上述第一實(shí)施方式中敘述的技術(shù)利用于系統(tǒng)連接。第一實(shí)施方式的記述內(nèi) 容適當(dāng)?shù)剡m用于第二或后述的第三實(shí)施方式，但與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn) 在第二或后述的第三實(shí)施方式的說(shuō)明文中敘述。圖39是第二實(shí)施方式所述的系統(tǒng)連接體系的整體結(jié)構(gòu)圖。在圖39的 系統(tǒng)連接體系中，使用三相式的轉(zhuǎn)換器將由太陽(yáng)電池發(fā)電的電力與三相的 系統(tǒng)連接。在本實(shí)施方式中，以嵌入有電流控制系電壓連接三相轉(zhuǎn)換器的 系統(tǒng)連接體系為例。在該種系統(tǒng)連接轉(zhuǎn)換器中，通過(guò)以追隨于電流指令值 的方式在連接點(diǎn)上施加電壓，由此形成與系統(tǒng)的連接。對(duì)系統(tǒng)連接用的三 相式轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)，例如在文獻(xiàn)"山田，另外2名，'電流控制形正 弦波電壓連接三相轉(zhuǎn)換器(Current Controlled Type Sinusoidal Voltage Interconnecting Three-Phase Inverter)，，平成19年電氣學(xué)會(huì)全國(guó) 大會(huì)講演論文集，電氣學(xué)會(huì)，平成19年3月，第4分冊(cè)，4-076， p. 115" 中被公開(kāi)。適當(dāng)指出第二及后述的第三實(shí)施方式間的共同事項(xiàng)，同時(shí)說(shuō)明圖39 的各部位的連接關(guān)系等。在圖39中，符號(hào)304是作為直流電源的太陽(yáng)電 池。圖39表示了太陽(yáng)電池304的等價(jià)電路。太陽(yáng)電池304基于太陽(yáng)能進(jìn) 行發(fā)電，并產(chǎn)生直流電壓。該直流電壓將負(fù)輸出端子304b作為低電壓側(cè)， 并在正輸出端子304a與負(fù)輸出端子304b之間產(chǎn)生。在平滑化電容器Cd 的兩端子間施加正輸出端子304a與負(fù)輸出端子304b之間的直流電壓，平 滑化電容器Cd蓄積與該直流電壓相應(yīng)的電荷。電壓檢測(cè)器306檢測(cè)平滑 化電容器Cd的兩端子間電壓的電壓值，并將該檢測(cè)值送至控制部303。圖39中的PWM轉(zhuǎn)換器302 (以下，簡(jiǎn)稱為"轉(zhuǎn)換器302")是與圖1 的轉(zhuǎn)換器2相同的三相式的轉(zhuǎn)換器，且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換器2相同。轉(zhuǎn)換器302具備U相用的半橋電路、V相用的半橋電路及W相用的半 橋電路。各半橋電路具有一對(duì)開(kāi)關(guān)元件。在各半橋電路中， 一對(duì)開(kāi)關(guān)元件 串聯(lián)連接在正輸出端子304a與負(fù)輸出端子304b之間，平滑化電容器Cd 的兩端子間電壓施加在各半橋電路上。而且，u、 v及w—般作為表示三相 式的電動(dòng)機(jī)中的各相的標(biāo)記適用，在如第二及后述的第三實(shí)施方式中假設(shè)
的系統(tǒng)中，作為表示各相的標(biāo)記，也大多使用u、 v及w以外的標(biāo)記(例 如，a、 b及c)。但是，在第二及后述的第三實(shí)施方式中，為了便于說(shuō)明， 使用u、 v及w作為表示轉(zhuǎn)換器302的各相的標(biāo)記。在系統(tǒng)連接體系中，串聯(lián)連接的上臂8u與下臂9u的連接點(diǎn)、串聯(lián)連 接的上臂8v與下臂9v的連接點(diǎn)、串聯(lián)連接的上臂8w與下臂9w的連接點(diǎn)， 分別連接于作為轉(zhuǎn)換器302的U相的輸出端子的端子312u、作為轉(zhuǎn)換器 302的V相的輸出端子的端子312v、作為轉(zhuǎn)換器302的W相的輸出端子的 端子312w。而且，在圖39中，作為各開(kāi)關(guān)元件示出了場(chǎng)效應(yīng)晶體管，但 也能夠?qū)⑵渲脫Q為IGBT (絕緣雙柵極晶體管)等。端子312u、 312v及312w分別經(jīng)由連接用電抗線圈(reactor)(電感 線圈)及室內(nèi)配線連接在連接點(diǎn)330u、 330v及330w上。介于端子312u 與連接點(diǎn)330u之間的連接用電抗線圈及室內(nèi)配線的電抗分量由L。表示。 同樣地，端子312v與連接點(diǎn)330v之間的該連接用電抗線圈及室內(nèi)配線的 電抗分量、及端子312w與連接點(diǎn)330w之間的該連接用電抗線圈及室內(nèi)配 線的電抗分量也由L。表示。而且，也可在端子312u、 312v及312w與連接 點(diǎn)330u、 330v及330w之間夾有三相變壓器(transformer;未圖示)，并 使用該三相變壓器進(jìn)行系統(tǒng)連接。該三相變壓器以轉(zhuǎn)換器302側(cè)與系統(tǒng)側(cè) (后述的電力系統(tǒng)340側(cè))的絕緣和變壓為目的而設(shè)置。符號(hào)340是供給三相交流電的電力系統(tǒng)(系統(tǒng)側(cè)電源)?？梢钥紤]將 電力系統(tǒng)340分解為三個(gè)交流電壓源340u、 340v及340w，并且交流電壓 源340u、 340v及340w分別以基準(zhǔn)點(diǎn)341為基準(zhǔn)，輸出角頻率(角速度) "s的交流電壓。但是，交流電壓源340u、 340v及340w輸出的交流電壓 的相位相互之間相差電角120度。電力系統(tǒng)340將以基準(zhǔn)點(diǎn)341為基準(zhǔn)的交流電壓源340u、340v及340w 的輸出電壓分別從端子342u、 342v及342w輸出。端子342u、 342v及342w 分別經(jīng)由室外配線連接在連接點(diǎn)330u、 330v及330w上。此處，各室外配 線中的線路阻抗的電抗分量及電阻分量分別由Ls及Rs表示。在不同的連接點(diǎn)間連接家電制品等負(fù)載。在圖39所示的例子中，在 連接點(diǎn)330u與330v之間連接作為線性負(fù)載的負(fù)載335，在連接點(diǎn)330v 與330w之間連接作為非線性負(fù)載的負(fù)載336。因此，負(fù)載335以連接點(diǎn) 330u-330v間電壓作為驅(qū)動(dòng)電壓而被驅(qū)動(dòng)，負(fù)載336以連接點(diǎn)330v-330w 間電壓作為驅(qū)動(dòng)電壓而被驅(qū)動(dòng)。所謂線性負(fù)載是遵從歐姆定律的負(fù)載，所 謂非線性負(fù)載是不遵從歐姆定律的負(fù)載。例如，包括如AC/DC轉(zhuǎn)換器之類 的整流電路的負(fù)載被認(rèn)定是負(fù)載336。轉(zhuǎn)換器302基于從控制部303提供的三相電壓指令值生成對(duì)各相的 PWM信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制信號(hào))，并且通過(guò)將該P(yáng)WM信號(hào)提供到轉(zhuǎn)換器302 內(nèi)的各開(kāi)關(guān)元件的控制端子(基極或柵極)，從而使各開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)啟 關(guān)閉動(dòng)作。從控制部303向轉(zhuǎn)換器302供給的三相電壓指令值由U相電壓 指令值v人V相電壓指令值v/及W相電壓指令值v/構(gòu)成，通過(guò)v入vj及 v/分別表示U相電壓v" V相電壓Vv及W相電壓v，的鬼壓電平(電壓值)。 并且，轉(zhuǎn)換器302基于v人v/及v7控制各開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)啟(導(dǎo)通)或關(guān) 閉(非導(dǎo)通)。而且，在第二及后述的第三實(shí)施方式中，也與第一實(shí)施方 式同樣忽略停頓時(shí)間的存在。來(lái)自太陽(yáng)電池304的直流電壓，在轉(zhuǎn)換器302內(nèi)的各開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān) 動(dòng)作的作用下被變換為被PWM調(diào)制(脈沖寬度調(diào)制)了的三相交流電壓。 在圖39的系統(tǒng)連接體系中，進(jìn)行作為直流電源的太陽(yáng)電池304與電力系 統(tǒng)340的系統(tǒng)連接，且與電力系統(tǒng)340聯(lián)系、同時(shí)與來(lái)自轉(zhuǎn)換器302的三 相交流電壓對(duì)應(yīng)的交流電被供給向負(fù)載335及336。電流傳感器305檢測(cè)流過(guò)轉(zhuǎn)換器302的母線313的電流。與第一實(shí)施 方式同樣，在第二及后述的第三實(shí)施方式中也將該電流稱為母線電流。母 線電流因?yàn)榫哂兄绷鞒煞?所以也可以將其解釋為直流電流。在轉(zhuǎn)換器302 中，下臂9u、 9v及9w的低電壓側(cè)被共同結(jié)線，并連接于太陽(yáng)電池304的 負(fù)輸出端子304b。對(duì)下臂9u、 9v及9w的低電壓側(cè)進(jìn)行共同結(jié)線的配線是 母線313，電流傳感器305串聯(lián)地夾在母線313上。電流傳感器305將表 示檢測(cè)到的母線電流(檢測(cè)電流)的電流值的信號(hào)向控制部303傳遞?？?制部303參照電流傳感器305的輸出信號(hào)等，同時(shí)生成并輸出上述三相電 壓指令值。而且，電流傳感器305例如為分流電阻或變流器等。此外，也 可以不在連接下臂9u、 9v及9w的低電壓側(cè)與負(fù)輸出端子304b的配線(母 線313)上設(shè)置電流傳感器305，而在連接上臂8u、 8v及8w的高電壓側(cè) 與正輸出端子304a的配線上設(shè)置電流傳感器305。
第一實(shí)施方式中的U相電壓v。 V相電壓v,及W相電壓v,意味從圖1 的中性點(diǎn)14所見(jiàn)的端子12u、 12v及12w的電壓，但第二及后述的第三實(shí) 施方式中的U相電壓Vu、 V相電壓v,及W相電壓v，分別指從具有某固定電 位的基準(zhǔn)電位點(diǎn)所見(jiàn)的端子312u、 312v及312w的電壓。例如，在第二實(shí) 施方式中，能夠?qū)⒒鶞?zhǔn)點(diǎn)341作為上述基準(zhǔn)電位點(diǎn)對(duì)待。將U相電壓、V 相電壓及W相電壓分別(或總稱)稱為相電壓。此外，在第二及后述的第 三實(shí)施方式中，將經(jīng)由端子312u、 312v及312w流過(guò)的電流分別稱為U相 電流i" V相電流i,及W相電流i，，將其分別(或總稱)稱為相電流。此 外，在相電流中，將從端子312u、 312v或312w流出的方向的電流的極性 設(shè)為正。第二及后述的第三實(shí)施方式中的各相電壓與第一實(shí)施方式中的各相 電壓同樣(參照?qǐng)D2)為正弦波形，且各相電壓間的電壓電平的高低關(guān)系 隨時(shí)間變化。該高低關(guān)系由三相電壓指令值確定，且轉(zhuǎn)換器302根據(jù)提供 的三相電壓指令值決定對(duì)各相的通電模式。共計(jì)8種通電模式與第一實(shí)施 方式中的通電模式(參照?qǐng)D3)相同。此外，在第二及后述的第三實(shí)施方式中，各相電壓的電壓電平與載波 信號(hào)的關(guān)系，以及與該關(guān)系對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)及母線電流的波形也與第一實(shí) 施方式中的(參照?qǐng)D4)相同。載波信號(hào)是為與各相電壓的電壓電平進(jìn)行 比較而在控制部303 (第一或第三實(shí)施方式中為控制部3或503)內(nèi)生成 的周期性三角波信號(hào)，并將該周期稱為載波周期。此外，在第二及后述的 第三實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式相同，定義最大相、中間相及最小相。 最大相、中間相及最小相的組合與第一實(shí)施方式相同存在6種(參照?qǐng)D6)。 在第二及后述的第三實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式同樣地將該六種組合分 類為第一 第六模式。對(duì)于基于v二 v/及^的轉(zhuǎn)換器302的各臂的開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作與第一實(shí) 施方式相同。即，轉(zhuǎn)換器302與第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換器2同樣，對(duì)由v人 v/及vZ表示的各相電壓的電壓電平與載波信號(hào)進(jìn)行比較，并基于該比較結(jié) 果，對(duì)各臂的開(kāi)啟/關(guān)閉進(jìn)行控制。在設(shè)想如圖4所示的狀況的情況下， 如果在時(shí)刻T1-T2間或T5-T6間檢測(cè)母線電流，則能夠從母線電流中檢測(cè) 出最小相的電流，如果在時(shí)刻T2-T3間或T4-T5間檢測(cè)出母線電流，則能 夠從母線電流中檢測(cè)出最大相的電流。并且，中間相的電流能夠利用三相電流的總和為o而計(jì)算求得。此外，在第二及后述的第三實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式同樣地，將檢測(cè)最小相的相電流的采樣時(shí)刻(例如，時(shí)刻Tl與T2的中間時(shí)刻)以ST1 表示，檢測(cè)最大相的相電流的采樣時(shí)刻(例如，時(shí)刻T2與T3的中間時(shí)刻) 以ST2表示。在第二實(shí)施方式中，將經(jīng)由端子312u、 312v及312w從轉(zhuǎn)換器302輸 出的電流總稱為"連接電流"。U相電流iu、 V相電流i、及W相電流i.分別 與連接電流的U相軸分量、V相軸分量及W相軸分量相當(dāng)。圖40表示包含控制部303的內(nèi)部框圖的、第二實(shí)施方式所述的系統(tǒng) 連接體系的整體結(jié)構(gòu)圖。控制部303包括以符號(hào)351 356標(biāo)記的各部位。 在控制部303中，通過(guò)從母線電流中檢測(cè)各相電流，并將檢測(cè)到的三相的 相電流變換為有效電流及無(wú)效電流(即，通過(guò)對(duì)連接電流進(jìn)行P-Q變換)， 計(jì)算出瞬時(shí)有效電流iP及瞬時(shí)無(wú)效電流iQ。并且，以使平滑化電容器Cd 的兩端子間電壓的電壓值保持期望值且瞬時(shí)無(wú)效電流iQ為0的方式生成 電壓指令矢量。為了常態(tài)下可以檢測(cè)各相電流，電壓指令矢量與第一實(shí)施 方式同樣地在ab坐標(biāo)上被修正，并且從修正后的電壓指令矢量生成三相 電壓指令值(v:、 v/及v。。在對(duì)圖40所示的各部位的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明之前，對(duì)控制部303內(nèi) 參照的多個(gè)軸的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。圖41是表示作為固定軸的U相軸、V相軸 及W相軸與作為旋轉(zhuǎn)軸的P軸及Q軸的關(guān)系的空間矢量圖。與第一實(shí)施方 式同樣，V相軸的相位以U相軸為基準(zhǔn)電角前進(jìn)120度，W相軸的相位以V 相軸為基準(zhǔn)電角進(jìn)一步前進(jìn)120度。P軸旋轉(zhuǎn)的角頻率(角速度)與各交 流電壓源340u、 340v及340w輸出的交流電壓的角頻率o^相同。將圖39 的連接點(diǎn)330u、 330v及330w中的各電壓的合成電壓作為二維坐標(biāo)面上的 矢量對(duì)待，并將該電壓的矢量以e。表示。假設(shè)如果轉(zhuǎn)換器302輸出與e。 同相位的電流(以方向與e。一致的電流矢量表示的電流)，則轉(zhuǎn)換器302 僅輸出有效功率(在此情況下，無(wú)效功率由電力系統(tǒng)340供給)。從而，P軸的方向設(shè)為與電壓矢量e。的方向相同(所以，電壓矢量e。 位于P軸上)。并且，從P軸起電角前進(jìn)90度的相位取為Q軸，將選擇P
軸及Q軸為坐標(biāo)軸的坐標(biāo)稱為PQ坐標(biāo)。此外，從U相軸與P軸一致的時(shí) 刻起的經(jīng)過(guò)時(shí)間以t表示，從U相軸所見(jiàn)的P軸的相位以o^t表示(t=0 的時(shí)刻，U相軸與P軸一致)。轉(zhuǎn)換器302的輸出電壓的相位從電壓矢量 e。僅前進(jìn)以L。表示的連接用電抗的部分。在圖41中，標(biāo)記符號(hào)410的矢 量是轉(zhuǎn)換器302的輸出電壓的電壓矢量。從Q軸所見(jiàn)的電壓矢量410的相 位以e a表示。在圖41中，考慮將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向設(shè)為相位的前進(jìn)方向， 則e a〈0。于是，以U相軸為基準(zhǔn)的電壓矢量410的相位由("st+ e A+兀/2) 表示。與第一實(shí)施方式中的電壓矢量110同樣(參照?qǐng)D8)，電壓矢量410 將U相電壓Vu、 V相電壓v,及W相電壓v.的合成電壓作為二維坐標(biāo)面上的 矢量對(duì)待，電壓矢量410的U相軸分量、V相軸分量及W相軸分量與vu、 Vv及v4目當(dāng)。此外，如果著眼于PQ坐標(biāo)，則能夠?qū)㈦妷菏噶?10分解為P 軸分量與Q軸分量。電壓矢量410的P軸分量與Q軸分量分別以P軸電壓 vP及Q軸電壓vQ表示。實(shí)際上，在控制部303內(nèi)計(jì)算出P軸電壓指令值 vP'及Q軸電壓指令值vQ、并利用vP'及vCT表示電壓矢量410。因此，與 符號(hào)410對(duì)應(yīng)的電壓矢量也可以替換讀為電壓指令矢量。U相軸附近、V相軸附近及W相軸附近的帶有陰影的星號(hào)狀的區(qū)域411 表示無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)相的電流的區(qū)域。例如，在V相電壓與W相電壓接近而 無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)相的電流的情況下，電壓矢量410位于U相軸附近，在U相 電壓與W相電壓接近而無(wú)法檢測(cè)兩個(gè)相的電流的情況下，電壓矢量410位 于V相軸附近。區(qū)域411與圖8的區(qū)域111同樣，以U相軸為基準(zhǔn)，每60 度電角就存在該區(qū)域411。因此，用與第一實(shí)施方式同樣的思考方法，能 夠定義與第一實(shí)施方式相同的、每60度電角步進(jìn)地旋轉(zhuǎn)的ab坐標(biāo)(而且， PQ坐標(biāo)是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo))。具體地說(shuō)，也可在將第一實(shí)施方式中的圖8 的電壓矢量110及電壓矢量110的相位(e + e + ji /2)換讀為電壓矢量410 及電壓矢量410的相位("st+eA+ii/2)后，將第一實(shí)施方式敘述的ab 坐標(biāo)的定義適用于本實(shí)施方式(參照?qǐng)D8及圖9)。其結(jié)果，a軸對(duì)應(yīng)于電 壓矢量410的相位("st+eA+n/2)，每60度電角步進(jìn)旋轉(zhuǎn)，b軸與a軸 正交，且同時(shí)也與a軸共同按60度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)。對(duì)圖40所示的各部位的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。表示由電流傳感器305檢測(cè)
到的母線電流(檢測(cè)電流)的電流值的信號(hào)被傳遞向電流檢測(cè)部351。電 流檢測(cè)部351執(zhí)行與圖19的電流檢測(cè)部21同樣的動(dòng)作。即，參照電壓指 令處理部356輸出的三相電壓指令值v人v/及v二特定哪個(gè)相為最大相、 中間相及最小相，并且決定對(duì)電流傳感器305的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣的時(shí)刻 ST1及ST2 (參照?qǐng)D6)，根據(jù)在該時(shí)刻得到的母線電流的電流值計(jì)算并輸 出U相電流L及V相電流iv。此時(shí)，根據(jù)需要使用iu+:U+i^O的關(guān)系式。坐標(biāo)變換器352基于相位co st，通過(guò)將來(lái)自電流檢測(cè)部351的L及iv 坐標(biāo)變換到PQ坐標(biāo)上，計(jì)算出連接電流中的有效電流及無(wú)效電流。計(jì)算 出的有效電流及無(wú)效電流因?yàn)楸硎居行щ娏鞯乃矔r(shí)值及無(wú)效電流的瞬時(shí) 值，所以將它們分別稱為瞬時(shí)有效電流及瞬時(shí)無(wú)效電流。此外，瞬時(shí)有效 電流及瞬時(shí)無(wú)效電流分別以iP及iQ表示。iP及iQ分別表示連接電流中 的P軸分量及Q軸分量。具體地說(shuō)，iP及iQ根據(jù)下式(3-1)計(jì)算出。_iP —4-化sin(Q)st +兀/ 3) sin (Dst cos(cost +兀/3) cosost(3 — l)相位Wst與轉(zhuǎn)換器302的輸出電壓的相位對(duì)應(yīng)。如參照?qǐng)D41進(jìn)行的 說(shuō)明那樣，因?yàn)閺腢相軸與P軸一致的時(shí)刻起的經(jīng)過(guò)時(shí)間以t表示，從U 相軸所見(jiàn)的P軸的相位以"st表示，所以可從U相電壓Vu的相位確定相位 wst。實(shí)際上，也可在由轉(zhuǎn)換器302進(jìn)行電壓輸出前，檢測(cè)出在端子312u 上表現(xiàn)的來(lái)自交流電壓源340u的交流電壓的角頻率及相位，并配合于檢 測(cè)到的角頻率及相位確定"s的值及t-O的時(shí)刻。vu、 Vv及v，設(shè)為角頻率是 "s的正弦波電壓(但包含由電壓指令處理部356的修正處理導(dǎo)致的變形)， 它們的相位相互各差電角120度。由電壓檢測(cè)器306檢測(cè)到的平滑化電容器Cd的兩端子間電壓Ed與表 示該兩端子間電壓Ed的目標(biāo)值的直流電壓指令值EcT被提供給直流電壓控 制部353。直流電壓指令值EcT與用于從太陽(yáng)電池304得到最大功率的Ed (換言之，用于使轉(zhuǎn)換器302的輸出功率為最大的Ed) —致。直流電壓控 制部353通過(guò)比例積分控制，以使(Ed-Ed*)收斂于0的方式計(jì)算并輸出 有效電流指令值iP*。此外，無(wú)效電流指令值iQ^設(shè)為0。 iP'表示iP需追 隨的目標(biāo)值，i(T表示iQ需追隨的目標(biāo)值。有效電流控制部354基于來(lái)自直流電壓控制部353的i^與來(lái)自坐標(biāo) 變換器352的iP，通過(guò)進(jìn)行比例積分控制以使電流誤差(iP*-iP)收斂于 0，來(lái)計(jì)算出P軸電壓vP需追隨的P軸電壓指令值vP*。無(wú)效電流控制部 355基于被提供的i(^與來(lái)自坐標(biāo)變換器352的iQ，通過(guò)進(jìn)行比例積分控 制以使電流誤差(iCT-iQ)收斂于0，從而計(jì)算出Q軸電壓vQ需追隨的Q 軸電壓指令值vQ*。電壓指令處理部356的功能與將圖19的電壓矢量修正部24及坐標(biāo)變 換器25組合后的部位的功能大致相同。圖42表示電壓指令處理部356的 內(nèi)部框圖。圖42的電壓指令處理部356具備以符號(hào)361 364參考的各部 位。坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部361基于vP*、 vqr及"st，根據(jù)上述式(1-3)的變形式， 將vP,及vCT變換為Va及vb。即，將由vK及vQ4表示的、PQ坐標(biāo)上的兩相 的電壓指令矢量變換為由、及Va表示的、ab坐標(biāo)上的兩相的電壓指令矢上述式(1-3)的變形式指的是通過(guò)將式(1-3)中的w及Vq置換為 vF及vQ，得到的式子。此外，如圖43所示，a,軸 a6軸內(nèi)(參照?qǐng)D9)， 電壓矢量410最靠近的軸的、以U相軸為基準(zhǔn)的相位以"(n+2) m/3"表 示。在第二實(shí)施方式中的n是("st+eA)除以n/3時(shí)得到的商。并且， 將滿足下式(3-2)的e。用于坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部361進(jìn)行的式(1-3)的變形式 的運(yùn)算。<formula>formula see original document page 47</formula>…(3-2)滿足式(3-2)的e。能夠如以下這樣計(jì)算出。參照"st求出與使用下 式(3-3)計(jì)算出的e a相符合的n (即，("st+ e a)除以n /3時(shí)得到的商)。 如果將該求得的n與cost帶入上述式(3-2)，則可得到e。。此外，在計(jì)算 該9 。時(shí)求得的n被用于在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部363中的運(yùn)算。而且，也可不使用 以Q軸為基準(zhǔn)的"，而使用以P軸為基準(zhǔn)的e/進(jìn)行各運(yùn)算。表示 從P軸所見(jiàn)的電壓矢量410的相位。在該情況下使用關(guān)系式"e A= e a' — 兀/2"進(jìn)行變量n的計(jì)算。<formula>formula see original document page 48</formula>圖42的分量修正部362、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部363及坐標(biāo)變換器364的功能分 別與第一實(shí)施方式中的分量修正部52、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部53及坐標(biāo)變換器25(參 照?qǐng)D19及圖21)的功能相同。艮P,分量修正部362對(duì)由坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部361得到的、及Vb實(shí)施圖11的 步驟S2中的修正處理或圖16所示的修正處理，將修正后的、及Vb分別作為Va。及Vb。輸出。但是，在木需要修正的情況下，Va。二Va且Vb。二Vb。坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部363根據(jù)上述式(1-7)，將從分量修正部362輸出的修正 后的a軸電壓及b軸電壓(即Va。及VbJ變換為v/及v/。 S卩，將以Vm及 k表示的、ab坐標(biāo)上的兩相的電壓指令矢量變換為以v/及v/表示的、 a P坐標(biāo)(a P固定坐標(biāo))上的兩相的電壓指令矢量。此時(shí)，作為式(1-7) 中的Va、 vb、 v。及Vm分別使用Va。、 vb。、 vJ及vA而且，a P坐標(biāo)與在 第一實(shí)施方式中定義的相同。但是，當(dāng)然，第二實(shí)施方式中的v/及 是對(duì)于轉(zhuǎn)換器302的輸出電壓的電壓指令矢量的正交兩軸分量。坐標(biāo)變換器364將由坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部363得到的v/及v/變換為三相電壓 指令值(vu\ v/及v。，并將該三相電壓指令值向轉(zhuǎn)換器302輸出。此外， 該三相電壓指令值也被提供給電流檢測(cè)部351。如此，可將在第一實(shí)施方式中敘述的修正方法適用在系統(tǒng)連接體系 中，由此可獲得與第一實(shí)施方式同樣的效果。即例如，實(shí)現(xiàn)修正的簡(jiǎn)單化 和修正量的決定的容易化。而且，利用系統(tǒng)連接體系的控制部303執(zhí)行的控制，可稱為對(duì)有效電 流及無(wú)效電流的控制，也可稱為對(duì)有效功率及無(wú)效功率的控制。來(lái)自電力 系統(tǒng)340的交流電壓為振幅大致一定的交流電壓，所以與該交流電壓連接，對(duì)有效電流及無(wú)效電流進(jìn)行控制以使其達(dá)到期望值，這就是對(duì)有效功率及 無(wú)效功率進(jìn)行控制以使其達(dá)到期望值(在電壓上乘以有效電流為有效功 率，乘以無(wú)效電流為無(wú)效功率)。因而，能夠?qū)⒖刂撇?03稱為電流控制 裝置，同時(shí)也能稱為功率控制裝置。此外，舉出了太陽(yáng)電池304作為對(duì)于轉(zhuǎn)換器302的直流電源的一例，
也可取代太陽(yáng)電池304而使用燃料電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。 <〈第三實(shí)施方式>〉在第一及第二實(shí)施方式中所述的系統(tǒng)中，將檢測(cè)到的電流用于電流控 制(或功率控制)。但是，也可以不將檢測(cè)到的電流用于電流控制(或功 率控制)，而在以保護(hù)等為目的進(jìn)行電流檢測(cè)的系統(tǒng)中也可適用第一或第 二實(shí)施方式中敘述的技術(shù)。將該種系統(tǒng)作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō) 明。圖44是第三實(shí)施方式所述的三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。在圖 44中，轉(zhuǎn)換器302、太陽(yáng)電池304、電流傳感器305及平滑化電容器Cd 與第二實(shí)施方式的圖39所示的相同，它們之間的連接關(guān)系也與第二實(shí)施 方式相同。為了便于說(shuō)明，與第二實(shí)施方式相同，將對(duì)于三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器302的直流電源設(shè)為太陽(yáng)電池304，但作為對(duì)轉(zhuǎn)換器302的直 流電源，能夠使用任意的直流電源。與第二實(shí)施方式不同，在三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，作為轉(zhuǎn)換器302的輸 出端子的端子312u、 312v及312w不與系統(tǒng)側(cè)連接，而連接在三相負(fù)載上。 更具體地，端子312u經(jīng)由負(fù)載540u連接在基準(zhǔn)點(diǎn)541上，端子312v經(jīng) 由負(fù)載540v連接在基準(zhǔn)點(diǎn)541上，端子312w經(jīng)由負(fù)載540w連接在基準(zhǔn) 點(diǎn)541上。圖44的三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的U相電壓vu、 V相電壓、及W相電壓 v.分別是以基準(zhǔn)點(diǎn)541的電位為基準(zhǔn)的端子312u、 312v及312w的電壓， 且負(fù)載540u、 540v及540w分別接受U相電壓vu、 V相電壓v,及W相電壓 v.作為驅(qū)動(dòng)電壓。負(fù)載540u、 540v及540w例如分別為電抗或電阻元件等 負(fù)載。vu、 Vv及、是角頻率(角速度)"s的正弦波電壓(但包含由電壓指 令處理部553的修正處理產(chǎn)生的變形)，且它們的相位相互差電角120度。 而且，為了便于說(shuō)明，在本實(shí)施方式中也使用在第二實(shí)施方式中導(dǎo)入的記 號(hào)"o)s",但本實(shí)施方式中的cos與圖39的電力系統(tǒng)340的交流電壓的角頻率沒(méi)有關(guān)系。基于提供的三相電壓指令值(v入v/及v。的轉(zhuǎn)換器302的動(dòng)作與第 二實(shí)施方式中的相同。但在圖44的三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，從控制部503 提供三相電壓指令值(vu*、 v/及C)?？刂撇?03包含標(biāo)有符號(hào)551 554來(lái)進(jìn)行參考的部位。在控制部503 內(nèi)，定義與第二實(shí)施方式的P軸及Q軸對(duì)應(yīng)的X軸及Y軸。而且，在本實(shí) 施方式中記述的記號(hào)"X"與在第一實(shí)施方式的第四實(shí)施例中記述的該記 號(hào)所指不同。圖45是表示作為固定軸的U相軸、V相軸及W相軸與作為旋轉(zhuǎn)軸的X 軸及Y軸的關(guān)系的空間矢量圖。V相軸的相位以U相軸為基準(zhǔn)電角前進(jìn)120 度，W相軸的相位以V相軸為基準(zhǔn)電角進(jìn)一步前進(jìn)120度。X軸旋轉(zhuǎn)的角 頻率(角速度)為cos。符號(hào)610表示本實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)換器302的輸出電 壓的電壓矢量。X軸的方向與電壓矢量610的方向相同(所以，電壓矢量610位于X 軸上)。并且從X軸前進(jìn)90度電角的相位取為Y軸，將選擇X軸及Y軸為 坐標(biāo)軸的坐標(biāo)稱為XY坐標(biāo)。此外，在本實(shí)施方式中，從U相軸與X軸一 致的時(shí)刻開(kāi)始的經(jīng)過(guò)時(shí)間以t表示，從U相軸所見(jiàn)的X軸的相位以"st表 示(在tO時(shí)，U相軸與X軸一致)。從Y軸所見(jiàn)的電壓矢量610的相位以 "表示。在圖45中，考慮將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向設(shè)為相位的前進(jìn)方向，" <0。于是，以U相軸為基準(zhǔn)的電壓矢量610的相位由("st+eA+n/2) 二"st表示o電壓矢量610將U相電壓vu、 V相電壓vv及W相電壓v.的合成電壓作 為二維坐標(biāo)面上的矢量對(duì)待，電壓矢量610的U相軸分量、V相軸分量及 W相軸分量與Vu、 v,及v,相當(dāng)。此外，如果著眼于XY坐標(biāo)，則能夠?qū)㈦妷?矢量610分解為X軸分量與Y軸分量。電壓矢量610的X軸分量與Y軸分 量分別以X軸電壓vX及Y軸電壓vY表示。實(shí)際上，在控制部503內(nèi)計(jì)算 出X軸電壓指令值"*及Y軸電壓指令值VT，并利用vX'及vf表示電壓矢 量610。因此，與符號(hào)610對(duì)應(yīng)的電壓矢量還可換稱為電壓指令矢量。與圖41的區(qū)域411同樣的、U相軸附近、V相軸附近及W相軸附近的 區(qū)域以li相軸為基準(zhǔn)，每60度電角而存在。因此，以與第一實(shí)施方式同 樣的思考方法，能夠定義與第一實(shí)施方式同樣的、每60度電角步進(jìn)旋轉(zhuǎn) 的ab坐標(biāo)(而且，XY坐標(biāo)為連續(xù)旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo))。具體地說(shuō)，將第一實(shí)施方 式中的圖8的電壓矢量110及電壓矢量110的相位(e + e+:n/2)換稱為 電壓矢量610及電壓矢量610的相位(wst+eA+3i/2)，之后，可將第一
實(shí)施方式敘述的ab坐標(biāo)的定義適用于本實(shí)施方式(參照?qǐng)D8及圖9)。其 結(jié)果，a軸對(duì)應(yīng)于電壓矢量610的相位("st+eA+Ji/2)，每60度電角步 進(jìn)地旋轉(zhuǎn)，并且b軸也與a軸正交，同時(shí)與a軸一起每60度歩進(jìn)地旋轉(zhuǎn)。 而且，圖45所示的e。及(n+2) n/3為與第二實(shí)施方式同樣地定義的角 度量(參照?qǐng)D43)。對(duì)圖44所示的各部位的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。電流傳感器305檢測(cè)流過(guò)轉(zhuǎn) 換器302的母線313的母線電流。表示檢測(cè)到的母線電流(檢測(cè)電流)的 電流值的信號(hào)被傳遞向電流檢測(cè)部551。電流檢測(cè)部551執(zhí)行與圖19的電 流檢測(cè)部21同樣的動(dòng)作。g卩，參照電壓指令處理部553輸出的三相電壓 指令值vu*、 v/及v二特定哪個(gè)相為最大相、中間相及最小相，并且決定 對(duì)電流傳感器305的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣的時(shí)刻ST1及ST2 (參照?qǐng)D6)，并 從在該時(shí)刻得到的母線電流的電流值中計(jì)算及輸出U相電流iu、及V相電 流iv及W相電流i.。此時(shí)，根據(jù)需要使用iu+iv+i =0的關(guān)系式。檢測(cè)電流處理部552執(zhí)行基于從電流檢測(cè)部551輸出的iu、 U及i，的 規(guī)定的處理。例如，檢測(cè)iu、 iv及i,是否異常變大(即，轉(zhuǎn)換器302的輸 出電流是否變?yōu)檫^(guò)電流)，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。電壓指令處理部553的功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖42的電壓指令處理部356 的相同，將對(duì)于電壓指令處理部356的"P軸、Q軸及電壓矢量410"置換 為"X軸、Y軸及電壓矢量610"而構(gòu)成的即為電壓指令處理部553 (參照 圖42、圖43及圖45)。圖46表示電壓指令處理部553的內(nèi)部框圖。圖46 的電壓指令處理部553具備標(biāo)記有符號(hào)561及362 364而進(jìn)行參考的各 部位。對(duì)于圖42的電壓指令處理部356進(jìn)行說(shuō)明的方法也適用于電壓指 令處理部553。坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部561基于被提供的vf及vf以及"st，根據(jù)上述式(1-3) 的變形式，將vf、 vY"變換為Va及Vb。即，將由vr及vf表示的、XY坐標(biāo) 上的兩相的電壓指令矢量變換為由、及Va表示的、ab坐標(biāo)上的兩相的電 壓指令矢量。上述式(1-3)的變形式指的是通過(guò)將式(1-3)中的w及 vq置換為vf及vf而得到的式子。電壓指令處理部553中的分量修正部362、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部363以及坐標(biāo) 變換器364的動(dòng)作，由于與圖42中的一樣，說(shuō)一省略重復(fù)的說(shuō)明。但是，
對(duì)分量修正部362的Va、 w從坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部561得到。坐標(biāo)變換器364將計(jì) 算出的三相電壓指令值(vu*、 v/及v/)提供給轉(zhuǎn)換器302以及電流檢測(cè)部 551。提供給電壓指令處理部553的vX,及vf分別表示X軸電壓vX需追隨 的X軸電壓指令值及Y軸電壓vY需追隨的Y軸電壓指令值，并且它們從 電壓決定部554被輸出。如圖45所示，電壓矢量610因?yàn)槲挥赬軸上， 所以vf為O，與欲向三相負(fù)載供給的期望電力值對(duì)應(yīng)的值被代入vr。在 第一實(shí)施方式中，d軸與U相軸一致的時(shí)刻依賴于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，在 第二實(shí)施方式中，P軸與U相軸一致的時(shí)刻依賴于系統(tǒng)側(cè)的交流電壓的相 位，但在第三實(shí)施方式中，此種依賴不存在，所以能夠自由地確定1:=0的 時(shí)刻。對(duì)于"s也相同。如此，可將第一實(shí)施方式中敘述的修正方法適用于三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)，并由此可取得與第一實(shí)施方式同樣的效果。即例如實(shí)現(xiàn)修正的簡(jiǎn)單化 和修正量的決定的容易化。以下，對(duì)各實(shí)施方式(尤其第二及第三實(shí)施方式)的變形例等進(jìn)行敘述。在第二及第三實(shí)施方式中，作為現(xiàn)在時(shí)刻所屬的模式的特定方法及時(shí) 刻ST1及ST2的決定方法(參照?qǐng)D6),可以使用第一實(shí)施方式中敘述的任 意的方法(即，第一實(shí)施方式中的第一 第三實(shí)施例中記載的方法的任一 種)。此外，在第二或第三實(shí)施方式中，也可根據(jù)上述式(1-8)及(1-9) 將由分量修正部362 (參照?qǐng)D42、圖46)計(jì)算出的Vae及v^不經(jīng)由a p 坐標(biāo)而變換為v入v/及v/。此時(shí)，作為式(1-8)及(1-9)中的Va及Vb 和Vu、 Vv及V，，使用V。。及Vb。和V人v/及v二而且，該情況不需要坐標(biāo)旋 轉(zhuǎn)部363。此外，在第二或第三實(shí)施方式中，控制部(303或503)的功能的一 部或者全部，例如使用嵌入在通用微型計(jì)算機(jī)等中的軟件(程序)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在使用軟件實(shí)現(xiàn)控制部(303或503)的情況下，表示控制部(303或503) 的各部的結(jié)構(gòu)的框圖表示功能框圖。當(dāng)然，也可不用軟件(程序)，僅由 硬件構(gòu)成控制部(303或503)。 在第一、第二或第三實(shí)施方式中，包含上述的各種的指令值(v/及Vq*、vP^及《和vr及vY等)或其他的狀態(tài)量(e 、"等)的、需導(dǎo)出的所有 值的導(dǎo)出方法任意。即，例如，可通過(guò)在控制部(3、 303或503)內(nèi)的運(yùn) 算將其導(dǎo)出，也可從預(yù)先設(shè)定的列表數(shù)據(jù)中導(dǎo)出。 此外，例如，可以如下進(jìn)行考慮。在第二實(shí)施方式中，圖40的系統(tǒng)連接體系具備電流檢測(cè)單元，且該 電流檢測(cè)單元包括電流檢測(cè)部351、有效電流控制部354、無(wú)效電流控制 部355及電壓指令處理部356，還包括電流傳感器305。并且，例如，圖 40的有效電流控制部354及無(wú)效電流控制部355與圖42的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部361 具有作為電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)的功能，圖42的分量修正部362具有作 為電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)的功能。此外，例如第二實(shí)施方式所述的控制部 303具有作為轉(zhuǎn)換器控制裝置(或電流控制裝置或者功率控制裝置)的功 能，在該轉(zhuǎn)換器控制裝置中內(nèi)置電流檢測(cè)單元。此外例如，圖40的系統(tǒng) 連接體系包括系統(tǒng)連接裝置，且該系統(tǒng)連接裝置包括轉(zhuǎn)換器302及控制部303。 還可考慮使該系統(tǒng)連接裝置進(jìn)一步包括作為直流電源的太陽(yáng)電池304、 電流傳感器305、電壓檢測(cè)器306及平滑化電容器Cd的一部分或全 部。在第三實(shí)施方式中，圖44的三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備電流檢測(cè)單元， 該電流檢測(cè)單元包括電流檢測(cè)部551、電壓決定部554及電壓指令處理部 553，進(jìn)一步還可包括電流傳感器305。并且例如，圖44的電壓決定部554 與圖46的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)部561具有作為電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)的功能，且圖 46的分量修正部362具有作為電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)的功能。還可將第三 實(shí)施方式所述的控制部503作為轉(zhuǎn)換器控制裝置對(duì)待，但該轉(zhuǎn)換器控制裝 置并不是基于電流檢測(cè)部551的檢測(cè)結(jié)果生成電壓指令矢量。電流檢測(cè)單元也可考慮內(nèi)置于第一實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)。 第一實(shí)施方式所述的電流檢測(cè)單元包括圖19等所示的電流檢測(cè)部21、 21a或21c;圖19等所示的電壓運(yùn)算部23;以及圖19等所示的電壓矢量 修正部24、 24a、 24b或24c，并還可進(jìn)一步包括電流傳感器5及/或圖19 等所示的坐標(biāo)變換器25。而且，在本說(shuō)明書(shū)中，為了簡(jiǎn)化敘述，也存在僅由記號(hào)("等)的標(biāo) 記表現(xiàn)與該記號(hào)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)量(狀態(tài)變量)等的情況。即，在本說(shuō)明書(shū)中，例如"i/'與"Y軸電流i/'所指相同。本發(fā)明適于使用電動(dòng)機(jī)的所有電器設(shè)備，尤其適于冰箱用的壓縮機(jī)、 車(chē)載用空調(diào)、電動(dòng)車(chē)等。此外，也適于各種系統(tǒng)連接體系或三相負(fù)載驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1. 一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，其具備電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)將在驅(qū)動(dòng)三相式的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 換器與直流電源之間流通的電流作為檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置從檢測(cè)后的所述檢測(cè)電流檢測(cè)流向所述電動(dòng)機(jī) 的電動(dòng)機(jī)電流，并基于該電動(dòng)機(jī)電流，經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行 控制，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置具備電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)，其基于所述電動(dòng)機(jī)電流生成電壓指令矢量， 所述電壓指令矢量表示向所述電動(dòng)機(jī)施加的施加電壓需追隨的電壓的矢 量；和電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)，其對(duì)生成的所述電壓指令矢量進(jìn)行修正， 所述電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)修正后的所述電壓指令矢量對(duì)所述電動(dòng)機(jī) 進(jìn)行控制。
2. 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電壓指令矢量是旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的電壓指令矢量， 所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)在將該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的電壓指令矢量變換為三相的固定坐標(biāo)上的三相電壓指令值的過(guò)程中，對(duì)所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的電 壓指令矢量進(jìn)行修正，該電動(dòng)機(jī)控制裝置通過(guò)向所述轉(zhuǎn)換器供給與修正后的所述電壓指令 矢量對(duì)應(yīng)的所述三相電壓指令值，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。
3. 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電壓指令矢量是對(duì)應(yīng)于以規(guī)定的固定軸為基準(zhǔn)的所述電壓指令矢量的相位，按每60度電角步進(jìn)地旋轉(zhuǎn)的ab坐標(biāo)上的兩相的電壓指令矢
4. 如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)基于所述ab坐標(biāo)上的形成兩相的電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分量的大小，判斷是否進(jìn)行修正，在需要修正的情況下， 通過(guò)修正所述坐標(biāo)軸分量，對(duì)所述電壓指令矢量進(jìn)行修正。
5. 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 基于生成的所述電壓指令矢量，判斷作為所述檢測(cè)電流流通的電流的相，根據(jù)該判斷結(jié)果檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)電流。
6. 如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電動(dòng)機(jī)控制裝置還具備三相電壓指令值生成機(jī)構(gòu)，所述三相電壓指令值生成機(jī)構(gòu)從修正后的所述電壓指令矢量生成三相電壓指令值，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置基于所述判斷結(jié)果與所述三相電壓指令值，決定 對(duì)所述檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)刻，從在該時(shí)刻檢測(cè)到的所述檢測(cè)電流檢測(cè) 所述電動(dòng)機(jī)電流，通過(guò)向所述轉(zhuǎn)換器供給所述三相電壓指令值，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。
7. 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 基于生成的所述電壓指令矢量的大小，決定對(duì)所述檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)刻，從在該時(shí)刻檢測(cè)到的所述檢測(cè)電流檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)電流。
8. 如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，基于所述ab坐標(biāo)中的所述電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分量，決定對(duì)所述 檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)刻，從在該時(shí)刻檢測(cè)到的所述檢測(cè)電流檢測(cè)所述電 動(dòng)機(jī)電流。
9. 一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，具備三相式的電動(dòng)機(jī)； 驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換器；通過(guò)控制所述轉(zhuǎn)換器，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的權(quán)利要求1中所述的 電動(dòng)機(jī)控制裝置。
10. —種電流檢測(cè)單元，其具備將在三相式的轉(zhuǎn)換器與直流電源之間 流通的電流作為檢測(cè)電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)，從檢測(cè)到的所述檢測(cè)電流檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的三相電流， 所述電流檢測(cè)單元的特征在于，具備電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)，其生成電壓指令矢量，所述電壓指令 矢量表示所述轉(zhuǎn)換器的三相電壓需追隨的電壓的矢量；電壓指令矢量修正 機(jī)構(gòu)，其對(duì)生成的所述電壓指令矢量進(jìn)行修正，所述電流檢測(cè)單元根據(jù)修正后的所述電壓指令矢量對(duì)所述轉(zhuǎn)換器進(jìn) 行控制。
11. 如權(quán)利要求10所述的電流檢測(cè)單元，其特征在于， 所述電壓指令矢量是旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的電壓指令矢量， 所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)在將該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的電壓指令矢量變換為三相的固定坐標(biāo)上的三相電壓指令值的過(guò)程中，對(duì)所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上的電 壓指令矢量進(jìn)行修正，通過(guò)向所述轉(zhuǎn)換器供給與修正后的所述電壓指令矢量對(duì)應(yīng)的所述三 相電壓指令值，對(duì)所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。
12. 如權(quán)利要求10所述的電流檢測(cè)單元，其特征在于， 所述電壓指令矢量是對(duì)應(yīng)于以規(guī)定的固定軸為基準(zhǔn)的所述電壓指令矢量的相位，按每60度電角步進(jìn)地旋轉(zhuǎn)的ab坐標(biāo)上的兩相的電壓指令矢
13. 如權(quán)利要求12所述的電流檢測(cè)單元，其特征在于， 所述電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)基于所述ab坐標(biāo)上的形成兩相的電壓指令矢量的坐標(biāo)軸分量的大小，判斷是否進(jìn)行修正，在需要修正的情況下， 通過(guò)修正所述坐標(biāo)軸分量，對(duì)所述電壓指令矢量進(jìn)行修正。
14. 一種轉(zhuǎn)換器控制裝置，其具備權(quán)利要求10所述的電流檢測(cè)單元，基于檢測(cè)到的所述三相電流對(duì)所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制， 所述轉(zhuǎn)換器控制裝置的特征在于，所述電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)基于所述三相電流生成所述電壓指令矢
15. 如權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)換器控制裝置還具備以所述轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的相位為基準(zhǔn)，將所述三相電流變換為有效電流與無(wú)效電流的電流變換機(jī)構(gòu)，所述電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)基于所述有效電流及所述無(wú)效電流生成 所述電壓指令矢量。
16. —種系統(tǒng)連接裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)換器控制裝置及轉(zhuǎn)換器， 利用所述轉(zhuǎn)換器將來(lái)自所述直流電源的直流電壓變換為三相的交流電壓，與外部的三相交流電力系統(tǒng)連接，同時(shí)向負(fù)載供給基于所述交流電壓的交流電。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電流檢測(cè)單元，其從三相式的轉(zhuǎn)換器與直流電源之間流過(guò)的電流檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的三相電流。所述電流檢測(cè)單元具備電壓指令矢量生成機(jī)構(gòu)，其生成表示所述轉(zhuǎn)換器的三相電壓需追隨的電壓的矢量的電壓指令矢量；對(duì)生成的所述電壓指令矢量進(jìn)行修正的電壓指令矢量修正機(jī)構(gòu)。根據(jù)修正后的所述電壓指令矢量對(duì)所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)H02P21/00GK101145754SQ200710148779
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者富樫仁夫 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社