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(dòng)電動(dòng)機(jī)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(shí)，使用電流傳感器檢測(cè)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(xiàn)電流(以下，簡(jiǎn)稱(chēng)為直流母線(xiàn)電流)的檢測(cè)值推算電源輸入電流。
[0003]專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載有檢測(cè)電源輸入電流(其中，在該文獻(xiàn)中記為“轉(zhuǎn)換器電路的母線(xiàn)直流電流”)的發(fā)明。但，因追加檢測(cè)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(lèi)問(wèn)題。
[0004]于是，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的發(fā)明，記載有下述技術(shù):不使用檢測(cè)電源輸入電流的電流傳感器而檢測(cè)直流母線(xiàn)電流，將對(duì)該檢測(cè)的直流母線(xiàn)電流的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行濾波處理后的信號(hào)推算為電源輸入電流，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制。
[0005]然而，為了檢測(cè)直流母線(xiàn)電流，需要充分確保直流母線(xiàn)電流的采樣期間。
[0006]在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載有下述方式(以下，簡(jiǎn)單地稱(chēng)為脈沖移位(pulse shift))，在檢測(cè)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(xiàn)電流時(shí)，在三相中至少2相的PWM脈沖的信號(hào)差(線(xiàn)間電壓的脈寬)小于規(guī)定的時(shí)間時(shí)，為了充分確保直流母線(xiàn)電流的采樣期間，而增加PWM脈沖的信號(hào)差(線(xiàn)間電壓的脈寬)確保所需的線(xiàn)間電壓的脈寬。
[0007]但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的發(fā)明中如果應(yīng)用上述的脈沖移位，則具有濾波處理后的直流母線(xiàn)電流的電流紋波增大這種問(wèn)題。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利5069882號(hào)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利3843391號(hào)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平11 - 004594號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0014]因此，期待一種不使用用于檢測(cè)電源輸入電流的電流傳感器的逆變器裝置，其在應(yīng)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(wèn)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(fù)極側(cè)端子，其與電源的負(fù)極側(cè)連接；三相的逆變電路，其與電動(dòng)機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；平滑電容器；正極側(cè)連接點(diǎn)，其電連接正極側(cè)端子、逆變電路、和平滑電容器；負(fù)極側(cè)連接點(diǎn)，其電連接負(fù)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(dòng)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(cè)器，其檢測(cè)因逆變電路驅(qū)動(dòng)而在正極側(cè)連接點(diǎn)和逆變電路之間或負(fù)極側(cè)連接點(diǎn)和逆變電路之間流動(dòng)的直流母線(xiàn)電流；運(yùn)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(shí)間的各規(guī)定的時(shí)刻檢測(cè)出的直流母線(xiàn)電流的瞬時(shí)值，運(yùn)算PWM周期中的直流母線(xiàn)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(xiàn)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(diǎn)之間或負(fù)極側(cè)端子和負(fù)極側(cè)連接點(diǎn)之間流動(dòng)的電源輸入電流。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，在應(yīng)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(shuō)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(shí)施方式的直流母線(xiàn)電流和電動(dòng)機(jī)電流的關(guān)系的圖；
[0021]圖3是表示第一實(shí)施方式的電流檢測(cè)定時(shí)(timing)的波形圖；
[0022]圖4是表示第一實(shí)施方式的脈沖移位動(dòng)作的波形圖；
[0023]圖5是表示第一實(shí)施方式的電源輸入電流檢測(cè)結(jié)果的特性圖；
[0024]圖6是表示第二實(shí)施方式的電源輸入電流的運(yùn)算動(dòng)作的波形圖；
[0025]圖7是應(yīng)用了本發(fā)明的逆變器裝置的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向(power steering)裝置的構(gòu)成圖；
[0026]圖8是應(yīng)用了本發(fā)明的逆變器裝置的電動(dòng)制動(dòng)裝置的構(gòu)成圖；
[0027]圖9是用于取得第二實(shí)施方式的電流誤差的波形圖；
[0028]圖10是對(duì)脈沖移位部的脈沖移位的功能進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0029]附圖標(biāo)記說(shuō)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(cè)器
[0034]121:三相運(yùn)算器
[0035]130:逆變電路
[0036]150:旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)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(yùn)算器
[0041]300:電動(dòng)機(jī)
[0042]320:旋轉(zhuǎn)位置傳感器
[0043]500:電動(dòng)機(jī)裝置
[0044]Idc:直流母線(xiàn)電流
[0045]Idl，Id2、Id3:直流母線(xiàn)電流的瞬時(shí)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(dòng)機(jī)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(shí)施方式】
[0054]—第一實(shí)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(dòng)機(jī)裝置500適于根據(jù)電動(dòng)機(jī)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(xiàn)電流的檢測(cè)精度，由此高效驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的用途。電動(dòng)機(jī)裝置500具有電動(dòng)機(jī)300和逆變器裝置100。
[0057]逆變器裝置100具有逆變電路130、檢測(cè)逆變電路130的直流母線(xiàn)電流的分流(shunt)電阻Rsh、電流檢測(cè)器120、脈沖移位部230、電源電流運(yùn)算器240、三相運(yùn)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(cè)器150、平滑電容器160、正極側(cè)端子80、負(fù)極側(cè)端子81、正極側(cè)連接點(diǎn)90、負(fù)極側(cè)連接點(diǎn)91。正極側(cè)連接點(diǎn)90連接正極側(cè)端子80、平滑電容器160、逆變電路130。負(fù)極側(cè)連接點(diǎn)91連接負(fù)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(fù)極經(jīng)由負(fù)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(guò)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(dòng)機(jī)300。
[0059]電動(dòng)機(jī)300是通過(guò)3相交流的供給而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的同步電動(dòng)機(jī)。為了與電動(dòng)機(jī)300的感應(yīng)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(dòng)機(jī)300上安裝有旋轉(zhuǎn)位置傳感器320。旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器150根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置傳感器320的輸入信號(hào)運(yùn)算檢測(cè)位置Θ，并且運(yùn)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(guò)，即便采用GMR傳感器或使用霍爾元件的傳感器也沒(méi)有問(wèn)題。
[0060]逆變器裝置100具有用于控制電動(dòng)機(jī)300的輸出的電流控制功能，檢測(cè)流入到逆變電路130的脈沖狀的直流母線(xiàn)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(xiàn)電流ldc)。在此，將分流電阻Rsh安裝于電池200的負(fù)極側(cè)，但安裝于電池200的正極側(cè)也沒(méi)有問(wèn)題。
[0061]電流檢測(cè)器120根據(jù)脈沖移位部230的觸發(fā)定時(shí)(trig timing) Trig，在IPffM周期內(nèi)至少檢測(cè)兩個(gè)檢測(cè)值(ldl，ld2)作為直流母線(xiàn)電流值(參照?qǐng)D1、圖4)。
[0062]三相運(yùn)算器121基于直流母線(xiàn)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(dòng)機(jī)電流值(Iu，Iv，Iw)。對(duì)于三相的電動(dòng)機(jī)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(yùn)算根據(jù)三相的電動(dòng)機(jī)電流值(Iu，Iv, Iw)和旋轉(zhuǎn)位置Θ進(jìn)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(biāo)轉(zhuǎn)矩生成的電流指令值(Id*，Iq*) 一致的方式運(yùn)算電壓指令(Vd*，Vq*)。不過(guò)，作為電壓指令(Vd*，Vq*)，需要用于使由電源電流運(yùn)算器240推算出的電源輸入電流Isrc不超過(guò)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(fù)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(dòng)信號(hào)即PWM波。將該P(yáng)WM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(duì)關(guān)于脈沖移位部230的脈沖移位的功能具體地進(jìn)行