CN107210702A - 功率转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明具备如下结构:若在第1三相电压指令中第1中间相电压指令与第1最小相电压指令相接近,则从相当于第1两相调制的第1运算处理切换成第2运算处理,从而根据第1三相电压指令运算第1三相施加电压,若在第2三相电压指令中第2中间相电压指令与第2最小相电压指令相接近,则从相当于第1两相调制的第3运算处理切换成第4运算处理,从而根据第2三相电压指令运算第2三相施加电压。
Description
技术领域
本发明涉及功率转换装置,该功率转换装置具备电流检测器,力图实现电流检测器的电流检测精度的提高。
背景技术
以往的功率转换装置中,提出了抑制电容器的纹波电流的方法(例如参照专利文献1)。专利文献1所记载的现有技术中,具体公开了如下技术。
即,将第1逆变器部与第2逆变器部的PWM指令信号的相位差设定为180°,并进行对开关进行控制的第1两相调制,使得第1和第2逆变器部的最小相的占空比均成为0%,从而降低电容器的纹波电流(参照专利文献1的段落[0044]~[0061])。
此外,将第1逆变器部与第2逆变器部的PWM指令信号的相位差设定为180°,并进行对开关进行控制的第2两相调制,使得第1和第2逆变器部的最大相的占空比均成为100%,从而降低电容器的纹波电流(参照专利文献1的段落[0062]~[0078])。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5354369号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
针对本发明人新关注到的现有技术的问题,在用于实施发明的实施方式中进行详细叙述,其概要如下文所述。
即,专利文献1所记载的现有技术中,具有如下问题:在从电压指令运算器输入的三相电压指令中的第1中间相电压指令与第1最小相电压指令接近的状态下进行了第1两相调制时,在电流检测器检测出的检测值中会混入噪声。同样还具有如下问题:在从电压指令运算器输入的三相电压指令中的第2中间相电压指令与第2最小相电压指令接近的状态下进行了第1两相调制时,在电流检测器检测出的检测值中会混入噪声。
由此,在电流检测器检测出的检测值中混入有噪声会导致由交流旋转电机产生噪音及振动。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的,其目的在于获得一种功率转换装置,其能抑制平滑电容器的纹波电流,并与以往相比能使电流检测器的电流检测的精度提高。
解决技术问题的技术方案
本发明的功率转换装置与输出直流电压的直流电源以及具有第1三相绕组和第2三相绕组的交流旋转电机相连接,该功率转换装置包括:第1功率转换器,该第1功率转换器具有第1高电位侧开关元件以及第1低电位侧开关元件,将从直流电源提供的直流电压转换为第1交流电压,并将第1交流电压施加至第1三相绕组;第2功率转换器,该第2功率转换器具有第2高电位侧开关元件以及第2低电位侧开关元件,将从直流电源提供的直流电压转换为第2交流电压,并将第2交流电压施加至第2三相绕组;控制部,该控制部分别对第1高电位侧开关元件以及第1低电位侧开关元件、与第2高电位侧开关元件以及第2低电位侧开关元件进行控制;第1电流检测器,该第1电流检测器检测流过第1三相绕组的第1三相电流;以及第2电流检测器,该第2电流检测器检测流过第2三相绕组的第2三相电流,控制部具有:电压指令运算器,该电压指令运算器基于对交流旋转电机的控制指令,运算对第1三相绕组的第1三相电压指令、对第2三相绕组的第2三相电压指令,输出运算得到的第1三相电压指令和第2三相电压指令;偏移运算器,该偏移运算器根据从电压指令运算器输入的第1三相电压指令来运算施加于第1三相绕组的第1三相施加电压,输出运算得到的第1三相施加电压,并且根据述从电压指令运算器输入的第2三相电压指令来运算施加于第2三相绕组的第2三相施加电压,输出运算得到的第2三相施加电压;以及开关信号发生器,该开关信号发生器将从偏移运算器输入的第1三相施加电压与第1载波信号进行比较,从而向第1高电位侧开关元件以及第1低电位侧开关元件输出第1开关信号,并且将从偏移运算器输入的第2三相施加电压与第2载波信号进行比较,从而向第2高电位侧开关元件以及第2低电位侧开关元件输出第2开关信号,该第2载波信号与第1载波信号具有180°的相位差,将从电压指令运算器输入的第1三相电压指令的各电压指令依照从大到小的顺序设为第1最大相电压指令、第1中间相电压指令、第1最小相电压指令,并将从电压指令运算器输入的第2三相电压指令分别依照从大到小的顺序设为第2最大相电压指令、第2中间相电压指令、第2最小相电压指令时,偏移运算器中,根据第1中间相电压指令与第1最小相电压指令之差即第1差分值,在第1差分值在预先设定的基准电压阈值以上的情况下,执行第1运算处理,该第1运算处理通过使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,来运算第1三相施加电压,使得施加于第1最小相电压指令所对应的相的电压与第1载波信号的最小值相等,在第1差分值小于基准电压阈值的情况下,执行第2运算处理,该第2运算处理根据第1三相电压指令来运算第1三相施加电压,使得施加于第1最小相电压指令所对应的相的电压在基准电压阈值与第1载波信号的最小值之和即基准电压下限值以上,根据第2中间相电压指令与第2最小相电压指令之差即第2差分值,在第2差分值在基准电压阈值以上的情况下,执行第3运算处理,该第3运算处理通过使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第2三相施加电压,使得施加于第2最小相电压指令所对应的相的电压与第2载波信号的最小值相等,在第2差分值小于基准电压阈值的情况下,执行第4运算处理,该第4运算处理根据第2三相电压指令来运算第2三相施加电压,使得施加于第2最小相电压指令所对应的相的电压在基准电压下限值以上。
发明效果
根据本发明,具备如下结构:若在第1三相电压指令中第1中间相电压指令与第1最小相电压指令相接近,则从相当于第1两相调制的第1运算处理切换成第2运算处理,从而根据第1三相电压指令来运算第1三相施加电压,若在第2三相电压指令中第2中间相电压指令与第2最小相电压指令相接近,则从相当于第1两相调制的第3运算处理切换成第4运算处理,从而根据第2三相电压指令来运算第2三相施加电压。通过采用上述结构,能获得如下功率转换装置:在第1电流检测器的电流检测期间,第2功率转换器中能不产生开关,并且在第2电流检测器的电流检测期间,第1功率转换器中能不产生开关,从而能抑制平滑电容器的纹波电流,并且与以往相比,能提高电流检测器的电流检测的精度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的功率转换装置的整体的结构图。
图2是表示本发明的实施方式1的第1偏移运算器运算第1三相施加电压时的动作的流程图。
图3是表示本发明的实施方式1的电压指令运算器输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器输出的第1三相施加电压的说明图。
图4是表示本发明的实施方式1的第2偏移运算器运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
图5是表示本发明的实施方式1的电压指令运算器输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器输出的第2三相施加电压的说明图。
图6A是表示本发明的实施方式1的开关信号发生器输出的第1开关信号的说明图。
图6B是表示本发明的实施方式1的开关信号发生器输出的第2开关信号的说明图。
图7A是表示在图3中的[1]的瞬间、开关信号发生器输出的第1开关信号的说明图。
图7B是表示在图5中的[1]的瞬间、开关信号发生器输出的第2开关信号的说明图。
图8A是表示在图3中的[2]的瞬间、开关信号发生器输出的第1开关信号的说明图。
图8B是表示在图5中的[2]的瞬间、开关信号发生器输出的第2开关信号的说明图。
图9是用于与图3进行比较的说明图。
图10是用于与图5进行比较的说明图。
图11A是用于与图8A进行比较的说明图。
图11B是用于与图8B进行比较的说明图。
图12是表示本发明的实施方式2的功率转换装置的整体的结构图。
图13是表示本发明的实施方式2的电压指令运算器输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器输出的第1三相施加电压的说明图。
图14是表示本发明的实施方式2的第1偏移运算器运算第1三相施加电压时的动作的流程图。
图15是表示本发明的实施方式2的第2偏移运算器运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
图16是表示本发明的实施方式3的第1偏移运算器运算第1三相施加电压时的动作的流程图。
图17是表示本发明的实施方式3的电压指令运算器输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器输出的第1三相施加电压的说明图。
图18是表示本发明的实施方式3的第2偏移运算器运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
图19是表示本发明的实施方式3的电压指令运算器输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器输出的第2三相施加电压的说明图。
图20是表示本发明的实施方式4的第1偏移运算器运算第1三相施加电压时的动作的流程图。
图21是表示本发明的实施方式4的电压指令运算器输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器输出的第1三相施加电压的说明图。
图22是表示本发明的实施方式4的第2偏移运算器运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
图23是表示本发明的实施方式4的电压指令运算器输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器输出的第2三相施加电压的说明图。
图24是表示本发明的实施方式5的第1偏移运算器运算第1三相施加电压时的动作的流程图。
图25是表示本发明的实施方式5的电压指令运算器输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器输出的第1三相施加电压的说明图。
图26是表示本发明的实施方式5的第2偏移运算器运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
图27是表示本发明的实施方式5的电压指令运算器输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器输出的第2三相施加电压的说明图。
图28是表示本发明的实施方式6的第1偏移运算器运算第1三相施加电压时的动作的流程图。
图29是表示本发明的实施方式6的第2偏移运算器运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
图30是表示本发明的实施方式7的第1偏移运算器运算第1三相施加电压时的动作的流程图。
图31是表示本发明的实施方式7的电压指令运算器输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器输出的第1三相施加电压的说明图。
图32是表示本发明的实施方式7的第2偏移运算器运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
图33是表示本发明的实施方式7的电压指令运算器输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器输出的第2三相施加电压的说明图。
图34是用于说明本发明的实施方式7中第1开关信号、第1电压矢量、以及第1母线电流的关系的说明图。
图35是用于说明本发明的实施方式7中第2开关信号、第2电压矢量、以及第2母线电流的关系的说明图。
图36是表示本发明的实施方式7中第1载波信号、第2载波信号、第1三相施加电压、第2三相施加电压、第1母线电流、第2母线电流、以及母线电流和的关系的说明图。
图37是用于与图36进行比较的说明图。
图38是表示本发明的实施方式7中直流电源的输出电流即直流电流、平滑电容器的输出电流即纹波电流、以及母线电流和的关系的说明图。
图39是用于与图38进行比较的说明图。
图40是表示本发明的实施方式7中在偏移运算器交替切换第6运算处理与第7运算处理并执行的情况下偏移运算器输出的第1三相施加电压及第2三相施加电压的说明图。
具体实施方式
以下,使用附图按照优选的实施方式对本发明的功率转换装置进行说明。另外,在附图的说明中,对相同部分或相当部分标注相同的标号,并省略重复说明。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的功率转换装置的整体的结构图。另外,图1中也一并图示了与本实施方式1的功率转换装置相连接的交流旋转电机1以及直流电源2。
如图1所示,本实施方式1的功率转换装置包括平滑电容器3、第1功率转换器4a、第2功率转换器4b、控制部5、第1电流检测器9a以及第2电流检测器9b。
交流旋转电机1是三相交流旋转电机,具有由U相绕组U1、V相绕组V1以及W相绕组W1构成的第1三相绕组;以及由U相绕组U2、V相绕组V2以及W相绕组W2构成的第2三相绕组。此外,交流旋转电机1中,第1三相绕组以及第2三相绕组收纳于定子,而不进行电连接。
此外,作为交流旋转电机1的具体例,例举出永磁体同步旋转电机、感应式旋转电机或同步磁阻旋转电机等。并且,只要是具有两个三相绕组的交流旋转电机,则对于任何种类的交流旋转电机均可适用本发明。
直流电源2向第1功率转换器4a以及第2功率转换器4b输出直流电压Vdc。此外,直流电源2包含电池、DC-DC转换器、二极管整流器以及PWM整流器等这样的输出直流电压的全部设备。
为了抑制母线电流的变动,实现稳定的直流电流,平滑电容器3以与直流电源2并联连接的状态设置。此外,对于平滑电容器3,虽然在图1中未进行详细图示,但除了真正的电容器容量C以外还存在等效串联电阻Rc和引线电感Lc。
第1功率转换器4a具有反向转换电路(即逆变器)。具体而言,第1功率转换器4a具有由开关元件Sup1、Svp1以及Swp1构成的第1高电位侧开关元件、以及由开关元件Sun1、Svn1以及Swn1构成的第1低电位侧开关元件。
此外,作为第1高电位侧开关元件以及第1低电位侧开关元件的具体例,例举出使用了将IGBT、双极型晶体管或MOS功率晶体管等半导体开关与二极管反向并联连接而成的部件的情况。
第1功率转换器4a根据从控制部5输入的第1开关信号,将第1高电位侧开关元件以及第1低电位侧开关元件切换控制为导通或断开,从而将从直流电源2输入的直流电压Vdc转换成交流电压。此外,第1功率转换器4a通过将转换后的电压施加至第1三相绕组,从而使第1三相电流流过第1三相绕组。此外,第1三相电流由U相电流Iu1、V相电流Iv1以及W相电流Iw1构成。
这里,第1开关信号由开关信号Qup1~Qwn1(即开关信号Qup1、Qun1、Qvp1、Qvn1、Qwp1以及Qwn1)构成。开关信号Qup1、Qvp1以及Qwp1是用于将开关元件Sup1、Svp1以及Swp1分别切换为导通或断开的开关信号。此外,开关信号Qun1、Qvn1以及Qwn1是用于将开关元件Sun1、Svn1以及Swn1分别切换为导通或断开的开关信号。
此外,之后,在开关信号Qup1~Qwn1中,在值为“1”的情况下,输出用于使对应的开关元件导通的信号,在值为“0”的情况下,输出用于使对应的开关元件断开的信号。
第2功率转换器4b具有反向转换电路(即逆变器)。具体而言,第2功率转换器4b具有由开关元件Sup2、Svp2以及Swp2构成的第2高电位侧开关元件、由开关元件Sun2、Svn2以及Swn2构成的第2低电位侧开关元件。
此外,作为第2高电位侧开关元件以及第2低电位侧开关元件的具体例,例举出使用了将IGBT、双极型晶体管或MOS功率晶体管等半导体开关与二极管反向并联连接而成的部件的情况。
第2功率转换器4b根据从控制部5输入的第2开关信号,将第2高电位侧开关元件以及第2低电位侧开关元件切换控制为导通或断开,从而将从直流电源2输入的直流电压Vdc转换为交流电压。此外,第2功率转换器4b通过将转换后的电压施加至第2三相绕组,从而使第2三相电流流过第2三相绕组。此外,第2三相电流由U相电流Iu2、V相电流Iv2以及W相电流Iw2构成。
这里,第2开关信号由开关信号Qup2~Qwn2(即开关信号Qup2、Qun2、Qvp2、Qvn2、Qwp2以及Qwn2)构成。开关信号Qup2、Qvp2以及Qwp2是用于将开关元件Sup2、Svp2以及Swp2分别切换为导通或断开的开关信号。开关信号Qun2、Qvn2以及Qwn2是用于将开关元件Sun2、Svn2以及Swn2分别切换为导通或断开的开关信号。
此外,之后,在开关信号Qup2~Qwn2中,在值为“1”的情况下,输出用于使对应的开关元件导通的信号,在值为“0”的情况下,输出用于使对应的开关元件断开的信号。
接下来,对控制部5进行说明。如图1所示,控制部5具有电压指令运算器6、包含第1偏移运算器7a和第2偏移运算器7b的偏移运算器7、以及开关信号发生器8。
电压指令运算器6基于所输入的对交流旋转电机1的控制指令运算对第1三相绕组的第1三相电压指令和对第2三相绕组的第2三相电压指令,以作为为了驱动交流旋转电机1而用于向第1三相绕组以及第2三相绕组施加电压的电压指令。此外,电压指令运算器6向第1偏移运算器7a输出运算出的第1三相电压指令,并向第2偏移运算器7b输出运算出的第2三相电压指令。
此外,第1三相电压指令由U相电压指令Vu1、V相电压指令Vv1以及W相电压指令Vw1构成。此外,第2三相电压指令由U相电压指令Vu2、V相电压指令Vv2以及W相电压指令Vw2构成。
这里,作为电压指令运算器6所进行的第1三相电压指令以及第2三相电压指令的具体的运算方法是公知常识,因此省略详细说明,但例如可例举出如下例子。
作为一个示例,设定对交流旋转电机1的电流指令,以作为输入至电压指令运算器6的对交流旋转电机1的控制指令。该情况下,电压指令运算器6通过比例积分控制来运算第1三相电压指令,以使设定的电流指令和由第1电流检测器9a检测到的第1三相电流的偏差为零。此外,电压指令运算器6通过比例积分控制来运算第2三相电压指令,以使设定的电流指令和由第2电流检测器9b检测到的第2三相电流的偏差为零。即,电压指令运算器6利用电流反馈控制来运算第1三相电压指令以及第2三相电压指令。
第1偏移运算器7a通过执行第1运算处理及第2运算处理中的任一方,从而根据从电压指令运算器6输入的第1三相电压指令来运算施加于第1三相绕组的第1三相施加电压。此外,第1偏移运算器7a向开关信号发生器8输出运算出的第1三相施加电压。此外,第1三相施加电压由U相施加电压Vu1’、V相施加电压Vv1’以及W相施加电压Vw1’构成。
这里,参照图2及图3对第1偏移运算器7a所进行的第1三相施加电压的运算进行说明。图2是表示本发明的实施方式1的第1偏移运算器7a运算第1三相施加电压时的动作的流程图。图3是表示本发明的实施方式1的电压指令运算器6输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器7a输出的第1三相施加电压的说明图。
如图2所示,步骤S120中,第1偏移运算器7a按照从大到小的顺序,将从电压指令运算器6输入的第1三相电压指令的各电压指令设为第1最大相电压指令Vmax1、第1中间相电压指令Vmid1以及第1最小相电压指令Vmin1。
步骤S121中,第1偏移运算器7a运算第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差,判定运算得到的差是否在基准电压阈值Vth以上。另外,对于基准电压阈值Vth,将在后文进行阐述。
步骤S121中,第1偏移运算器7a在判定为运算得到的差在基准电压阈值Vth以上(即、是)的情况下,前进至步骤S122,在判定为运算得到的差小于基准电压阈值Vth(即、否)的情况下,前进至步骤S123。
步骤S122中,第1偏移运算器7a通过执行第1运算处理来运算第1三相施加电压。具体而言,第1偏移运算器7a通过从第1三相电压指令的各电压指令减去第1最小相电压指令Vmin1,并加上第1载波信号C1的最小值,从而运算第1三相施加电压。此外,这里,作为具体例,设第1载波信号C1的最小值为-0.5Vdc。
即,步骤S122中,第1偏移运算器7a通过使第1三相电压指令的全部的电压指令相等地向负方向移位,使得施加于第1最小相电压指令Vmin1所对应的相的电压与第1载波信号C1的最小值(此处为-0.5Vdc)相等,从而运算第1三相施加电压。
步骤S123中,第1偏移运算器7a通过执行第2运算处理来运算第1三相施加电压。具体而言,第1偏移运算器7a直接将第1三相电压指令的各电压指令设为第1三相施加电压。
即,步骤S123中,第1偏移运算器7a将第1三相电压指令的全部的电压指令设为第1三相施加电压,而不使上述电压指令向正负方向移位,从而运算第1三相施加电压。
图3的上部示出了第1三相电压指令的各电压指令的波形,图3的下部示出了第1三相施加电压的各施加电压的波形。此外,图3中,横轴表示电压相位θv[deg],纵轴表示以直流电压Vdc的倍数来表示的电压值。图3中,第1三相电压指令是平衡三相交流电压。
如图3所示,第1三相电压指令的各电压指令是以0为基准的正弦波波形。对于第1三相施加电压的各施加电压,若执行第1运算处理,则施加于第1最小相电压指令Vmin1所对应的相的电压为-0.5Vdc。此外,若执行第2运算处理,则第1三相施加电压的各施加电压与第1三相电压指令的各电压指令一致。
第2偏移运算器7b通过执行第3运算处理及第4运算处理中的任一方,从而根据从电压指令运算器6输入的第2三相电压指令来运算施加于第2三相绕组的第2三相施加电压。此外,第2偏移运算器7b向开关信号发生器8输出运算出的第2三相施加电压。另外,第2三相施加电压由U相施加电压Vu2’、V相施加电压Vv2’以及W相施加电压Vw2’构成。
这里,参照图4及图5对第2偏移运算器7b所进行的第2三相施加电压的运算进行说明。图4是表示本发明的实施方式1的第2偏移运算器7b运算第2三相施加电压时的动作的流程图。图5是表示本发明的实施方式1的电压指令运算器6输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的说明图。
如图4所示,步骤S130中,第2偏移运算器7b按照从大到小的顺序,将从电压指令运算器6输入的第2三相电压指令的各电压指令设为第2最大相电压指令Vmax2、第2中间相电压指令Vmid2以及第2最小相电压指令Vmin2。
步骤S131中,第2偏移运算器7b运算第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2之差,判定运算得到的差是否在基准电压阈值Vth以上。
步骤S131中,第2偏移运算器7b在判定为运算得到的差在基准电压阈值Vth以上(即、是)的情况下,前进至步骤S132,在判定为运算得到的差小于基准电压阈值Vth(即、否)的情况下,前进至步骤S133。
步骤S132中,第2偏移运算器7b通过执行第3运算处理来运算第2三相施加电压。具体而言,第2偏移运算器7b通过从第2三相电压指令的各电压指令减去第2最小相电压指令Vmin2,并加上第2载波信号C2的最小值,从而运算第2三相施加电压。此外,这里,作为具体例,设第2载波信号C2的最小值为-0.5Vdc。
即,步骤S132中,第2偏移运算器7b通过使第2三相电压指令的全部的电压指令相等地向负方向移位,使得施加于第2最小相电压指令Vmin2所对应的相的电压与第2载波信号C2的最小值(此处为-0.5Vdc)相等,从而运算第2三相施加电压。
步骤S133中,第2偏移运算器7b通过执行第4运算处理来运算第2三相施加电压。具体而言,第2偏移运算器7b直接将第2三相电压指令的各电压指令设为第2三相施加电压。
即,步骤S133中,第2偏移运算器7b将第2三相电压指令的全部的电压指令设为第2三相施加电压,而不使上述电压指令向正负方向移位,从而运算第2三相施加电压。
图5的上部示出了第2三相电压指令的各电压指令的波形,图5的下部示出了第2三相施加电压的各施加电压的波形。此外,图5中,横轴表示电压相位θv[deg],纵轴表示以直流电压Vdc的倍数来表示的电压值。另外,图5中,第2三相电压指令是平衡三相交流电压。
如图5所示,第2三相电压指令的各电压指令是以0为基准的正弦波波形。对于第2三相施加电压的各施加电压,若执行第3运算处理,则施加于第2最小相电压指令Vmin2所对应的相的电压为-0.5Vdc。此外,若执行第4运算处理,则第2三相施加电压的各施加电压与第2三相电压指令的各电压指令一致。
开关信号发生器8通过对从第1偏移运算器7a输入的第1三相施加电压与第1载波信号C1进行比较,从而分别向第1高电位侧开关元件以及第1低电位侧开关元件输出第1开关信号。即,开关信号发生器8根据第1三相施加电压的各施加电压,输出开关信号Qup1~Qwn1。
此外,开关信号发生器8通过对从第2偏移运算器7b输入的第2三相施加电压与第2载波信号C2进行比较,从而分别向第2高电位侧开关元件以及第2低电位侧开关元件输出第2开关信号,所述第2载波信号C2与第1载波信号C1具有180°的相位差。即,开关信号发生器8根据第2三相施加电压的各施加电压,输出开关信号Qup2~Qwn2。
此外,第1载波信号C1的最大值比第1三相电压指令的各电压指令的最大值要大,第1载波信号C1的最小值比第1三相电压指令的各电压指令的最小值要小。同样地,第2载波信号C2的最大值比第2三相电压指令的各电压指令的最大值要大,第2载波信号C2的最小值比第2三相电压指令的各电压指令的最小值要小。
此处,作为具体例,如上所述那样,对于第1载波信号C1及第2载波信号C2,将最大值设定为0.5Vdc,并将最小值设定为-0.5Vdc。此外,根据图3及图5可知,对于第1三相电压指令及第2三相电压指令的各电压指令,将最大值设定为0.3Vdc,并将最小值设定为-0.3Vdc。
此处,参照图6A及图6B进一步说明开关信号发生器8的动作。图6A是表示本发明的实施方式1的开关信号发生器8输出的第1开关信号的说明图。图6B是表示本发明的实施方式1的开关信号发生器8输出的第2开关信号的说明图。
图6A中分别示出了第1载波信号C1、第1三相施加电压以及开关信号Qup1~Qwn1的波形。
如图6A所示,第1载波信号C1是载波周期为Tc的三角波,在时刻t1以及时刻t3,电压值成为最小值(这里为-0.5Vdc),在位于时刻t1和时刻t3中间的时刻t2,电压值成为最大值(这里为0.5Vdc)。
开关信号发生器8对第1三相施加电压的各施加电压与第1载波信号C1进行比较,并根据比较结果,输出开关信号Qup1~Qwn1。
具体而言,开关信号发生器8在U相施加电压Vu1’大于第1载波信号C1的范围中,输出“Qup1=1且Qun1=0”作为对U相施加电压Vu1’和第1载波信号C1进行比较后的结果,在U相施加电压Vu1’在第1载波信号C1以下的范围中,输出“Qup1=0且Qun1=1”作为对U相施加电压Vu1’和第1载波信号C1进行比较后的结果。
同样地,开关信号发生器8在V相施加电压Vv1’大于第1载波信号C1的范围中,输出“Qvp1=1且Qvn1=0”作为对V相施加电压Vv1’和第1载波信号C1进行比较后的结果,在V相施加电压Vv1’在第1载波信号C1以下的范围中,输出“Qvp1=0且Qvn1=1”作为对V相施加电压Vv1’和第1载波信号C1进行比较后的结果。
同样地,开关信号发生器8在W相施加电压Vw1’大于第1载波信号C1的范围中,输出“Qwp1=1且Qwn1=0”作为对W相施加电压Vw1’和第1载波信号C1进行比较后的结果,在W相施加电压Vw1’在第1载波信号C1以下的范围中,输出“Qwp1=0且Qwn1=1”作为对W相施加电压Vw1’和第1载波信号C1进行比较后的结果。
图6B中分别示出了第2载波信号C2、第2三相施加电压以及开关信号Qup2~Qwn2的波形。
如图6B所示,第2载波信号C2是载波周期为Tc的三角波,在时刻t1以及时刻t3,电压值成为最大值(这里为0.5Vdc),在位于时刻t1和时刻t3中间的时刻t2,电压值成为最小值(这里为-0.5Vdc)。此外,在以360°表示载波周期Tc的情况下,第2载波信号C2与第1载波信号C1具有180°的相位差。
开关信号发生器8对第2三相施加电压的各施加电压与第2载波信号C2进行比较,并根据比较结果,输出开关信号Qup2~Qwn2。
具体而言,开关信号发生器8在U相施加电压Vu2’大于第2载波信号C2的范围中,输出“Qup2=1且Qun2=0”作为对U相施加电压Vu2’和第2载波信号C2进行比较后的结果,在U相施加电压Vu2’在第2载波信号C2以下的范围中,输出“Qup2=0且Qun2=1”作为对U相施加电压Vu2’和第2载波信号C2进行比较后的结果。
同样地,开关信号发生器8在V相施加电压Vv2’大于第2载波信号C2的范围中,输出“Qvp2=1且Qvn2=0”作为对V相施加电压Vv2’和第2载波信号C2进行比较后的结果,在V相施加电压Vv2’在第2载波信号C2以下的范围中,输出“Qvp2=0且Qvn2=1”作为对V相施加电压Vv2’和第2载波信号C2进行比较后的结果。
同样地,开关信号发生器8在W相施加电压Vw2’大于第2载波信号C2的范围中,输出“Qwp2=1且Qwn2=0”作为对W相施加电压Vw2’和第2载波信号C2进行比较后的结果,在W相施加电压Vw2’在第2载波信号C2以下的范围中,输出“Qwp2=0且Qwn2=1”作为对W相施加电压Vw2’和第2载波信号C2进行比较后的结果。
第1电流检测器9a检测流过第1三相绕组的第1三相电流的各电流。此处,作为第1电流检测器9a的具体的结构,例如将电流检测用电阻元件与第1低电位侧开关元件的各开关元件串联连接。
另外,图1中以与三相的各相对应的方式设置电流检测用电阻元件,但也可以利用第1三相电流的各电流的总和为零的情况,以与三相中的两相对应的方式设置电流检测用电阻元件。即,可以设置电流检测用电阻元件,使其与第1功率转换器4a的至少两相对应。
第2电流检测器9b检测流过第2三相绕组的第2三相电流的各电流。此处,作为第2电流检测器9b的具体的结构,例如将电流检测用电阻元件与第2低电位侧开关元件的各开关元件串联连接。
另外,图1中以与三相的各相对应的方式设置电流检测用电阻元件,但也可以利用第2三相电流的各电流的总和为零的情况,以与三相中的两相对应的方式设置电流检测用电阻元件。即,可以设置电流检测用电阻元件,使其与第2功率转换器4b的至少两相对应。
接着,参照图6A及图6B对在第1电流检测器9a及第2电流检测器9b中对电流进行检测的时刻以及用于准确地对电流进行检测的条件进行说明。
第1电流检测器9a在第1低电位侧开关元件全部成为导通的时刻即时刻t2,检测第1三相电流。另外,图6A中,在时刻t2,第1载波信号C1成为最大值。
第2电流检测器9b在第2低电位侧开关元件全部成为导通的时刻,即时刻t1及时刻t3,检测第2三相电流。另外,图6B中,在时刻t1及时刻t3,第2载波信号C2成为最大值。
此外,将第1电流检测器9a及第2电流检测器9b各自用于检测电流所需的时间设为通电时间ti通电时间ti是将检测波形所包含的振铃收敛时间(ringing convergencetime)、模拟/数字转换器的转换时间、以及采样及保持所需的时间考虑在内来决定的对电流检测用电阻元件的通电时间的下限值,具体而言,为数μs至数十μs的范围的值。
此外,图6A图示出从第2电流检测器9b的电流检测时刻即时刻t1向后设置ti/2的时间幅度的区间A和从时刻t3向前设置ti/2的时间幅度的区间C。图6B图示出以第1电流检测器9a的电流检测时刻即时刻t2为中心向前后各设置ti/2的时间幅度的区间B。以下,分别将区间A、区间B及区间C设为电流检测期间。
此处,第1电流检测器9a为了准确地检测第1三相电流,对于开关信号Qup2~Qwn2,需要在电流检测期间内不使从“0”到“1”及从“1”到“0”的切换产生。即,需要在区间B中不使第2高电位侧开关元件及第2低电位侧开关元件的导通及断开的切换产生。相反,若在电流检测期间内在第2功率转换器4b中产生了开关,则噪声会混入第1电流检测器9a检测到的第1三相电流,该噪声会成为使交流旋转电机1产生振动及噪音的原因。
同样地,第2电流检测器9b为了准确地检测第2三相电流,对于开关信号Qup1~Qwn1,需要在电流检测期间内不使从“0”到“1”及从“1”到“0”的切换产生。即,需要在区间A及区间C中不使第1高电位侧开关元件及第1低电位侧开关元件的导通及断开的切换产生。相反,若在电流检测期间内在第1功率转换器4a中产生了开关,则噪声会混入第2电流检测器9b检测到的第2三相电流,该噪声会成为使交流旋转电机1产生振动及噪音的原因。
接着,对基准电压阈值Vth及基准电压下限值Vlo的定义进行说明。基准电压下限值Vlo是如下阈值:用于使得在第1电流检测器9a的电流检测期间,在第2功率转换器4b中不产生开关,且在第2电流检测器9b的电流检测期间,在第1功率转换器4a中不产生开关,并使用基准电压阈值Vth及第1载波信号C1的最小值如下式那样来进行定义。
基准电压下限值Vlo
=基准电压阈值Vth
+(第1载波信号C1的最小值)
另外,如上所述,此处,第1载波信号C1的最小值设为了-0.5Vdc,因此,该情况下,基准电压下限值Vlo由“Vth-0.5Vdc”来表示。
此外,在第1三相施加电压的各施加电压在基准电压下限值Vlo以上的情况下,在区间A及区间C中不会产生第1功率转换器4a的开关。另一方面,在第1三相施加电压的各施加电压小于基准电压下限值Vlo的情况下,在区间A及区间C中会产生第1功率转换器4a的开关。
其中,在利用第1偏移运算器7a执行第1运算处理,从而使第1三相施加电压中对应于第1最小相电压指令的相的施加电压与第1载波信号C1的最小值相一致的情况下,成为如下所示。即,对于与第1最小相电压指令对应的相,在第1载波信号C1的载波周期Tc中,高电位侧的开关元件始终断开,低电位侧的开关元件始终导通,因此在区间A及区间C中,第1功率转换器4a中不会产生开关。
此外,在第2三相施加电压的各施加电压在基准电压下限值Vlo以上的情况下,在区间B中,第2功率转换器4b中不会产生开关。另一方面,在第2三相施加电压的各施加电压小于基准电压下限值Vlo的情况下,在区间B中,第2功率转换器4b中会产生开关。
其中,在利用第2偏移运算器7b执行第3运算处理,从而使第2三相施加电压中对应于第2最小相电压指令的相的施加电压与第2载波信号C2的最小值相一致的情况下,成为如下所示。即,对于与第2最小相电压指令对应的相,在第2载波信号C2的载波周期Tc中,高电位侧的开关元件始终断开,低电位侧的开关元件始终导通,因此在区间B中,第2功率转换器4b中不会产生开关。
此处,作为基准电压阈值Vth的决定方法,可以基于通电时间ti来决定,具体而言,例如可以根据下式来决定基准电压阈值Vth。
Vth=ti/Tc×Vdc
作为一个示例,若将通电时间ti设为5μs、将载波周期Tc设为50μs并将直流电压Vdc设为12V,则基准电压阈值Vth成为1.2V(=0.1Vdc)。另外,此处,作为具体例,将基准电压阈值Vth设为0.1Vdc。
接着,对于通过构成为使用基准电压阈值Vth来切换第1运算处理与第2运算处理,并切换第3运算处理与第4运算处理而获得的效果,在之前各图的基础上,进一步参照图7A~图8B来进行说明。
图7A是表示在图3中的[1]的瞬间、开关信号发生器8输出的第1开关信号的说明图。图7B是表示在图5中的[1]的瞬间、开关信号发生器8输出的第2开关信号的说明图。
图8A是表示在图3中的[2]的瞬间、开关信号发生器8输出的第1开关信号的说明图。图8B是表示在图5中的[2]的瞬间、开关信号发生器8输出的第2开关信号的说明图。
此处,若只考虑抑制平滑电容器3的纹波电流的观点,则优选为始终选择第1运算处理与第3运算处理,而非第2运算处理与第4运算处理。因此,在没有第1电流检测器9a及第2电流检测器9b中的噪声的影响的范围内,构成为尽可能选择第1运算处理与第3运算处理。
首先,对第1偏移运算器7a所进行的第1运算处理与第2运算处理的切换进行说明。
如图2所示,第1偏移运算器7a执行步骤S121,根据执行结果,执行步骤S122以作为第1运算处理、或者执行步骤S123以作为第2运算处理。
此处,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差在基准电压阈值Vth以上的情况下,第1三相施加电压中的施加于第1中间相电压指令Vmid1所对应的相的电压(=Vmid1-0.5Vdc-Vmin1)为基准电压下限值Vlo以上。因此,对应于该相的开关信号的切换不会在区间A及区间C中产生。
具体而言,上述状态在图3中例如相当于[1]的瞬间,若参照图3,则W相施加电压Vw1’固定于最小值(=-0.5Vdc)。此外,U相施加电压Vu1’及V相施加电压Vv1’成为-0.05Vdc附近的值,比基准电压下限值Vlo(=Vth-0.5Vdc=-0.4Vdc)要大。
此外,在图3中的[1]的瞬间,载波周期Tc中的各参数的波形成为图7A所示那样。根据图7A可知,开关信号Qup1~Qwn1的切换不会在区间A及区间C中产生。
因此,第1偏移运算器7a执行步骤S121,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差在基准电压阈值Vth以上的情况下,执行步骤S122。
另一方面,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差小于基准电压阈值Vth的情况下,第1三相施加电压中的施加于第1中间相电压指令Vmid1所对应的相的电压(=Vmid1-0.5Vdc-Vmin1)小于基准电压下限值Vlo。因此,对应于该相的开关信号的切换会在区间A及区间C中产生。若产生上述切换,则如上所述,交流旋转电机1会产生振动及噪音,因此并不优选。
因此,第1偏移运算器7a执行步骤S121,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差小于基准电压阈值Vth的情况下,执行步骤S123。即,第1偏移运算器7a直接将第1三相电压指令的各电压指令设为第1三相施加电压。由此,第1三相施加电压的各施加电压为基准电压下限值Vlo以上,因此开关信号的切换不会在区间A及区间C中产生。其结果是,能抑制交流旋转电机1的振动及噪音。
具体而言,上述状态在图3中例如相当于[2]的瞬间,若参照图3,则V相施加电压Vv1’成为0.3Vdc附近的值,U相施加电压Vu1’及W相施加电压Vw1’成为-0.15Vdc附近的值。即,第1三相施加电压的各施加电压变得与第1三相电压指令的各电压指令相等,因此成为基准电压下限值Vlo以上。
此外,在图3中的[2]的瞬间,载波周期Tc中的各参数的波形成为图8A所示那样。根据图8A可知,与图7A同样地,开关信号Qup1~Qwn1的切换不会在区间A及区间C中产生。
因此,第1偏移运算器7a执行步骤S121,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差小于基准电压阈值Vth的情况下,执行步骤S123。
接着,对第2偏移运算器7b所进行的第3运算处理与第4运算处理的切换进行说明。
如图4所示,第2偏移运算器7a执行步骤S131,根据执行结果,执行步骤S132以作为第3运算处理、或者执行步骤S133以作为第4运算处理。
此处,在第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2之差在基准电压阈值Vth以上的情况下,第2三相施加电压中的施加于第2中间相电压指令Vmid2所对应的相的电压(=Vmid2-0.5Vdc-Vmin2)为基准电压下限值Vlo以上。因此,对应于该相的开关信号的切换不会在区间B中产生。
具体而言,上述状态在图5中例如相当于[1]的瞬间,若参照图5,则W相施加电压Vw2’固定于最小值(=-0.5Vdc)。此外,U相施加电压Vu2’及V相施加电压Vv2’成为-0.05Vdc附近的值,比基准电压下限值Vlo(=Vth-0.5Vdc=-0.4Vdc)要大。
此外,在图5中的[1]的瞬间,载波周期Tc中的各参数的波形成为图7B所示那样。根据图7B可知,开关信号Qup2~Qwn2的切换不会在区间B中产生。
因此,第2偏移运算器7b执行步骤S131,在第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2之差在基准电压阈值Vth以上的情况下,执行步骤S132。
另一方面,在第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2之差小于基准电压阈值Vth的情况下,第2三相施加电压中的施加于第2中间相电压指令Vmid2所对应的相的电压(=Vmid2-0.5Vdc-Vmin2)小于基准电压下限值Vlo。因此,对应于该相的开关信号的切换会在区间B中产生。若产生上述切换,则如上所述,交流旋转电机1会产生振动及噪音,因此并不优选。
因此,第2偏移运算器7b执行步骤S131,在第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2之差小于基准电压阈值Vth的情况下,执行步骤S133。即,第2偏移运算器7b直接将第2三相电压指令的各电压指令设为第2三相施加电压。由此,第2三相施加电压的各施加电压成为基准电压下限值Vlo以上,因此开关信号的切换不会在区间B中产生。其结果是,能抑制交流旋转电机1的振动及噪音。
具体而言,上述状态在图5中例如相当于[2]的瞬间,若参照图5,则V相施加电压Vv2’成为0.3Vdc附近的值,U相施加电压Vu2’及W相施加电压Vw2’成为-0.15Vdc附近的值。即,第2三相施加电压的各施加电压变得与第2三相电压指令的各电压指令相等,因此成为基准电压下限值Vlo以上。
此外,在图5中的[2]的瞬间,载波周期Tc中的各参数的波形成为图8B所示那样。根据图8B可知,与图7B相同,开关信号Qup2~Qwn2的切换不会在区间B中产生。
因此,第2偏移运算器7b执行步骤S121,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差小于基准电压阈值Vth的情况下,执行步骤S133。
接着,作为比较例,参照图9~图11B对如下结构的情况进行说明:不切换第1运算处理与第2运算处理,并且不切换第3运算处理与第4运算处理。即,这里考虑如下情况:第1偏移运算器7a仅执行第1运算处理,第2偏移运算器7b仅执行第3运算处理。
图9是用于与图3进行比较的说明图。图10是用于与图5进行比较的说明图。图11A是用于与图8A进行比较的说明图。图11B是用于与图8B进行比较的说明图。
第1偏移运算器7a在不执行图2所示的步骤S121及S123而执行步骤S120及S122的情况(即,仅执行第1运算处理的情况)下,第1三相施加电压的各施加电压成为图9所示那样。即,图9中,示出了针对第1三相电压指令在进行了专利文献1中的第1两相调制的情况下获得的第1三相施加电压。
此外,在图9中的[2]的瞬间,载波周期Tc中的各参数的波形成为图11A所示那样。
根据图9可知,在[2]的瞬间,第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1相接近。因此,若在该状态下执行第1运算处理,则施加于第1中间相电压指令Vmid1所对应的相的电压小于基准电压下限值Vlo。
该情况下,如图11A所示,与第1中间相电压指令Vmid1所对应的相即U相相对应的开关信号Qup1及Qun1的切换会在区间A及区间C中产生。其结果是,交流旋转电机1会产生振动及噪音。
同样地,第2偏移运算器7b在不执行图4所示的步骤S131及S133而执行步骤S130及S132的情况(即,仅执行第3运算处理的情况)下,第2三相施加电压的各施加电压成为图10所示那样。即,图10中,示出了针对第2三相电压指令在进行了专利文献1中的第1两相调制的情况下获得的第2三相施加电压。
此外,在图10中的[2]的瞬间,载波周期Tc中的各参数的波形成为图11B所示那样。
根据图10可知,在[2]的瞬间,第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2相接近。因此,若在该状态下执行第3运算处理,则施加于第2中间相电压指令Vmid2所对应的相的电压小于基准电压下限值Vlo。
该情况下,如图11B所示,与第2中间相电压指令Vmid2所对应的相即U相相对应的开关信号Qup2及Qun2的切换会在区间B中产生。其结果是,交流旋转电机1会产生振动及噪音。
根据该比较例可知,通过构成为在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1接近的情况下,执行第2运算处理,从而第1三相施加电压的各施加电压变得不小于基准电压下限值Vlo。因此,在第2电流检测器9b的电流检测期间,不会产生开关信号Qup1~Qwn1的切换,因此能降低由交流旋转电机1产生的振动及噪音。
同样地,通过构成为若第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2接近,则执行第4运算处理,从而第2三相施加电压的各施加电压变得不小于基准电压下限值Vlo。因此,在第1电流检测器9a的电流检测期间,不会产生开关信号Qup2~Qwn2的切换,因此能降低由交流旋转电机1产生的振动及噪音。
以上,根据本实施方式1,偏移运算器根据第1中间相电压指令与第1最小相电压指令之差即第1差分值,在第1差分值在预先设定的基准电压阈值以上的情况下,执行第1运算处理,该第1运算处理通过使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,来运算第1三相施加电压,使得施加于第1最小相电压指令所对应的相的电压变得与第1载波信号的最小值相等,并在第1差分值小于基准电压阈值的情况下,执行第2运算处理,该第2运算处理根据第1三相电压指令来运算第1三相施加电压,使得施加于第1最小相电压指令所对应的相的电压成为基准电压阈值与第1载波信号的最小值之和即基准电压下限值以上。
此外,偏移运算器根据第2中间相电压指令与第2最小相电压指令之差即第2差分值,在第2差分值在预先设定的基准电压阈值以上的情况下,执行第3运算处理,该第3运算处理通过使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,来运算第2三相施加电压,使得施加于第2最小相电压指令所对应的相的电压变得与第2载波信号的最小值相等,并在第2差分值小于基准电压阈值的情况下,执行第4运算处理,该第4运算处理根据第2三相电压指令来运算第2三相施加电压,使得施加于第2最小相电压指令所对应的相的电压成为基准电压下限值以上。
具体而言,偏移运算器在第2运算处理中,通过将第1三相电压指令的全部的电压指令设为第1三相施加电压,从而运算第1三相施加电压,在第4运算处理中,通过将第2三相电压指令的全部的电压指令设为第2三相施加电压,从而运算第2三相施加电压。
由此,能使得在第1电流检测器的电流检测期间内第2功率转换器中不产生开关,且在第2电流检测器的电流检测期间内第1功率转换器中不产生开关。其结果是,能抑制平滑电容器的纹波电流,并能提高第1电流检测器及第2电流检测器的电流检测的精度。并且,通过提高电流检测精度,能降低由交流旋转电机1产生的振动及噪音。
实施方式2.
之前的实施方式1中,对采用如下结构的情况进行了说明:即,根据第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差来切换第1运算处理与第2运算处理,并根据第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2之差来切换第3运算处理与第4运算处理。与此相对,本发明的实施方式2中,对采用如下结构的情况进行说明:即,根据电压相位θv来切换第1运算处理与第2运算处理,并且切换第3运算处理与第4运算处理。
另外,本实施方式2中,省略了与之前的实施方式1相同的点的说明,并以与之前的实施方式1不同的点为中心进行说明。
图12是表示本发明的实施方式2的功率转换装置的整体的结构图。如图12所示,本实施方式2的功率转换装置包括平滑电容器3、第1功率转换器4a、第2功率转换器4b、控制部5、第1电流检测器9a以及第2电流检测器9b。
此外,控制部5具有电压指令运算器6、包含第1偏移运算器7a和第2偏移运算器7b的偏移运算器7、开关信号发生器8以及电压相位运算器10。
电压相位运算器10使用从电压指令运算器6输入的第1三相电压指令来运算电压相位θv。此外,电压指令运算器6将运算得到的电压相位θv输出至第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b。
具体而言,使用从电压指令运算器6输入的第1三相电压指令,根据下式(1)来运算电压相位θv。
[数学式1]
另外,电压相位运算器10可以将第1三相电压指令的各电压指令转换成静止两轴坐标系中的电压Vα、Vβ,使用电压Vα、Vβ,根据下式(2)来运算电压相位θv。
[数学式2]
此外,电压相位运算器10可以将第1三相电压指令的各电压指令转换成旋转两轴坐标系中的电压Vd、Vq,使用电压Vd、Vq,根据下式(3)来运算电压相位θv。其中,式(3)中的θ是交流旋转电机1的旋转相位。
[数学式3]
这里,本实施方式2中,例示了使用第1三相电压指令来运算电压相位θv的情况,但同样也能使用第2三相电压指令来运算电压相位θv。此外,电压相位运算器10可以构成为输出使用第1三相电压指令运算得到的电压相位和使用第2三相电压指令运算得到的电压相位的平均值,以作为电压相位θv。
接着,参照图13~图15对本实施方式2中的第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b的动作进行说明。
图13是表示本发明的实施方式2的电压指令运算器6输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器7a输出的第1三相施加电压的说明图。图14是表示本发明的实施方式2的第1偏移运算器7a运算第1三相施加电压时的动作的流程图。图15是表示本发明的实施方式2的第2偏移运算器7b运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
根据图13可知,本实施方式2中,电压指令运算器6输出的第1三相电压指令的波形以及第1偏移运算器7a输出的第1三相施加电压的波形与之前的图3相同。
此外,第1偏移运算器7a根据从电压相位运算器10输入的电压相位θv,基于电压相位θv是否处于预先设定的特定范围内来执行第1运算处理及第2运算处理中任一方的运算处理。
具体而言,如图13所示,第1偏移运算器7a在电压相位θv的值处于360-α至360的范围、0至α的范围、120-α至120+α的范围、及240-α至240+α的范围中的情况下,执行第2运算处理。另一方面,第1偏移运算器7a在电压相位θv的值处于上述范围以外的情况下,执行第1运算处理。
由此,第1偏移运算器7a根据从电压相位运算器10输入的电压相位θv,切换第1运算处理及第2运算处理。另外,α为固定值,可以根据电压指令运算器6输出的第1三相电压指令预先进行设定。
第1偏移运算器7a所进行的第1三相施加电压的运算动作成为图14所示那样。如图14所示,第1偏移运算器7a在执行了步骤S120之后,前进至步骤S231。
步骤S231中,第1偏移运算器7a对于从电压相位运算器10输入的电压相位θv,判定360-α≤θv或θv≤α是否成立。
第1偏移运算器7a在判定为360-α≤θv或θv≤α成立(即、是)的情况下,前进至步骤S123,执行第2运算处理。另一方面,第1偏移运算器7a在判定为360-α≤θv或θv≤α不成立(即、否)的情况下,前进至步骤S232。
步骤S232中,第1偏移运算器7a对于从电压相位运算器10输入的电压相位θv,判定120-α≤θv≤120+α是否成立。
第1偏移运算器7a在判定为120-α≤θv≤120+α成立(即、是)的情况下,前进至步骤S123,执行第2运算处理。另一方面,第1偏移运算器7a在判定为120-α≤θv≤120+α不成立(即、否)的情况下,前进至步骤S233。
步骤S233中,第1偏移运算器7a对于从电压相位运算器10输入的电压相位θv,判定240-α≤θv≤240+α是否成立。
第1偏移运算器7a在判定为240-α≤θv≤240+α成立(即、是)的情况下,前进至步骤S123,执行第2运算处理。另一方面,第1偏移运算器7a在判定为240-α≤θv≤240+α不成立(即、否)的情况下,前进至步骤S122,执行第1运算处理。
第2偏移运算器7b所进行的第2三相施加电压的运算动作成为图15所示那样。根据图15可知,该流程图由步骤S130、与步骤S231~S233相同的步骤S241~S243、执行第3运算处理的步骤S132以及执行第4运算处理的步骤S133构成。
即,第2偏移运算器7b与第1偏移运算器7a同样地根据从电压相位运算器10输入的电压相位θv来切换第3运算处理及第4运算处理。
因此,电压指令运算器6输出的第2三相电压指令的波形以及第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的波形与图13相同。
以上,根据本实施方式2,相对于之前的实施方式1,偏移运算器不根据第1中间相电压指令与第1最小相电压指令之差,而根据从电压相位运算器输入的电压相位,基于电压相位是否处于预先设定的特定范围内来执行第1运算处理及第2运算处理中任一方的运算处理。此外,偏移运算器不根据第2中间相电压指令与第2最小相电压指令之差,而根据从电压相位运算器输入的电压相位,基于电压相位是否处于特定范围内来执行第3运算处理及第4运算处理中任一方的运算处理由此,也能够得到与之前的实施方式1相同的效果。
实施方式3.
本发明的实施方式3中,对第2运算处理及第4运算处理的内容与之前的实施方式1、2不同的情况进行说明。此外,本实施方式3中,省略了与之前的实施方式1、2相同的点的说明,以与之前的实施方式1、2不同的点为中心进行说明。
此处,本实施方式3中,第1偏移运算器7a在第2运算处理中通过使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第1三相施加电压,使得施加于第1最小相电压指令Vmin1所对应的相的电压成为基准电压下限值Vlo以上。
此外,第2偏移运算器7b在第4运算处理中通过使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第2三相施加电压,使得施加于第2最小相电压指令Vmin2所对应的相的电压成为基准电压下限值Vlo以上。
此处,作为具体例,例示出如下情况:第1偏移运算器7a使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,以使得施加于第1最小相电压指令Vmin1所对应的相的电压与基准电压下限值Vlo相一致。此外,例示出如下情况:第2偏移运算器7b使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,以使得施加于第2最小相电压指令Vmin2所对应的相的电压与基准电压下限值Vlo相一致。
参照图16~图19对本实施方式3中的第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b的动作进行说明。
图16是表示本发明的实施方式3的第1偏移运算器7a运算第1三相施加电压时的动作的流程图。图17是表示本发明的实施方式3的电压指令运算器6输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器7a输出的第1三相施加电压的说明图。图18是表示本发明的实施方式3的第2偏移运算器7b运算第2三相施加电压时的动作的流程图。图19是表示本发明的实施方式3的电压指令运算器6输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的说明图。
如图16所示,第1偏移运算器7a在执行了步骤S120之后,前进至步骤S121。第1偏移运算器7a执行步骤S121,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差在基准电压阈值Vth以上的情况下,执行步骤S122,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差小于基准电压阈值Vth的情况下,执行步骤S313。
此处,在将通过执行步骤S313而运算的第1三相施加电压与通过执行步骤S122而运算的第1三相施加电压进行比较的情况下,执行步骤S313而运算得到的第1三相施加电压要大加上了基准电压阈值Vth所对应的量。因此,通过执行步骤S313而运算的第1三相施加电压中的第1最小相电压指令Vmin1所对应的相的施加电压与基准电压下限值Vlo相一致。
根据图17可知,例如在[2]的瞬间,第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1接近,因此第1偏移运算器7a执行步骤S313来作为第2运算处理。该情况下,施加于第1最小相电压指令Vmin1所对应的相即W相的电压Vw1’与基准电压下限值Vlo相一致。
由此,第1偏移运算器7a在使第1三相电压指令的全部的电压指令相等地向负方向移位的基础上,使得施加于第1最小相电压指令Vmin1所对应的相的电压变得与第1载波信号C1的最小值相等,并进一步加上基准电压阈值Vth。因此,第1三相施加电压的各施加电压成为基准电压下限值Vlo以上,因此与之前的实施方式1同样地不会产生电流检测期间中的开关信号Qup1~Qwn1的切换。
第2偏移运算器7b所进行的第2三相施加电压的运算动作如图18所示。根据图18可知,该流程图由步骤S130、步骤S131、执行第3运算处理的步骤S132以及与步骤S313同样的、执行第4运算处理的步骤S323构成。
即,第2偏移运算器7b与第1偏移运算器7a同样地运算第2三相施加电压。因此,如图19所示,电压指令运算器6输出的第2三相电压指令的波形以及第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的波形与图17相同。
由此,第2三相施加电压的各施加电压也成为基准电压下限值Vlo以上,因此与之前的实施方式1同样地不会产生电流检测期间中的开关信号Qup2~Qwn2的切换。
以上,根据本实施方式3,偏移运算器在第2运算处理中通过使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第1三相施加电压,使得施加于第1最小相电压指令所对应的相的电压成为基准电压下限值以上。此外,偏移运算器在第4运算处理中通过使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第2三相施加电压,使得施加于第2最小相电压指令所对应的相的电压成为基准电压下限值以上。由此,能够得到与之前的实施方式1相同的效果。
此外,偏移运算器在第2运算处理中使第1三相电压指令的全部的电压指令向施加于第1最小相电压指令所对应的相的电压接近基准电压下限值的负方向改变彼此相同的量。此外,偏移运算器在第4运算处理中使第2三相电压指令的全部的电压指令向施加于第2最小相电压指令所对应的相的电压接近基准电压下限值的负方向改变彼此相同的量。
由此,通过执行第2运算处理,施加于第1最小相电压指令所对应的相的电压变得接近第1载波信号的最小值,通过执行第4运算处理,施加于第2最小相电压指令所对应的相的电压变得接近第2载波信号的最小值。其结果是,与之前的实施方式1、2相比,能进一步抑制平滑电容器的纹波电流。
实施方式4.
本发明的实施方式4中,对第2运算处理及第4运算处理的内容与之前的实施方式1~3不同的情况进行说明。另外,本实施方式4中,省略了与之前的实施方式1~3相同的点的说明,以与之前的实施方式1~3不同的点为中心进行说明。
此处,本实施方式4中,第1偏移运算器7a在第2运算处理中通过使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第1三相施加电压,使得施加于第1最小相电压指令Vmin1所对应的相的电压成为基准电压下限值Vlo以上,且施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的电压成为第1载波信号C1的最大值以下。
此外,第2偏移运算器7b在第4运算处理中通过使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第2三相施加电压,使得施加于第2最小相电压指令Vmin2所对应的相的电压成为基准电压下限值Vlo以上,且施加于第2最大相电压指令Vmax2所对应的相的电压成为第2载波信号C2的最大值以下。
此处,作为具体例,例示出如下情况:第1偏移运算器7a使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,以使得施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的电压与第1载波信号C1的最大值相一致。此外,例示出如下情况:第2偏移运算器7b使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,以使得施加于第2最大相电压指令Vmax2所对应的相的电压与第2载波信号C2的最大值相一致。
参照图20~图23对本实施方式4中的第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b的动作进行说明。
图20是表示本发明的实施方式4的第1偏移运算器7a运算第1三相施加电压时的动作的流程图。图21是表示本发明的实施方式4的电压指令运算器6输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器7a输出的第1三相施加电压的说明图。图22是表示本发明的实施方式4的第2偏移运算器7b运算第2三相施加电压时的动作的流程图。图23是表示本发明的实施方式4的电压指令运算器6输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的说明图。
如图20所示,第1偏移运算器7a在执行了步骤S120之后,前进至步骤S121。第1偏移运算器7a执行步骤S121,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差在基准电压阈值Vth以上的情况下,执行步骤S122,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差小于基准电压阈值Vth的情况下,执行步骤S413。
此处,步骤S413中,运算使第1三相电压指令的全部的电压指令改变了彼此相同的量的值,以作为第1三相施加电压,使得施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的电压与第1载波信号C1的最大值相一致。
因此,通过执行步骤S413而运算的第1三相施加电压中的第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的施加电压与第1载波信号的最大值相一致。
根据图21可知,例如在[2]的瞬间,第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1接近,因此第1偏移运算器7a执行步骤S413来作为第2运算处理。该情况下,施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相即V相的电压Vv1’与第1载波信号C1的最大值相一致。
由此,第1偏移运算器7a使第1三相电压指令的全部的电压指令相等地向正方向移位,以使施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的电压变得与第1载波信号C1的最大值相等。该情况下,第1三相施加电压的各施加电压与基准电压下限值Vlo之差变得更大。
若第1三相施加电压的各施加电压与基准电压下限值Vlo之差变大,则能将第1三相施加电压的各施加电压设为基准电压下限值Vlo以上的值的第1三相电压指令的振幅范围扩大。
因此,与之前的实施方式1~3相比,即使在第1三相电压指令的振幅变大的情况下,第1三相施加电压的各施加电压也不会低于基准电压下限值Vlo。其结果是,不会产生电流检测期间中的开关信号Qup1~Qwn1的切换,第2电流检测器9b能准确地检测第2三相电流。
第2偏移运算器7b所进行的第2三相施加电压的运算动作成为图22所示那样。根据图22可知,该流程图由步骤S130、步骤S131、执行第3运算处理的步骤S132以及与步骤S413同样的、执行第4运算处理的步骤S423构成。即,第2偏移运算器7b与第1偏移运算器7a同样地运算第2三相施加电压。因此,如图23所示,电压指令运算器6输出的第2三相电压指令的波形以及第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的波形与图21相同。
由此,第2三相施加电压的各施加电压与基准电压下限值Vlo之差变得更大,因此与之前的实施方式1~3相比,即使在第2三相电压指令的振幅变大的情况下,第2三相施加电压的各施加电压也不会低于基准电压下限值Vlo。其结果是,不会产生电流检测期间中的开关信号Qup2~Qwn2的切换,第1电流检测器9a能准确地检测第1三相电流。
以上,根据本实施方式4,偏移运算器在第2运算处理中通过使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第1三相施加电压,使得施加于第1最小相电压指令所对应的相的电压成为基准电压下限值以上,且施加于第1最大相电压指令所对应的相的电压成为第1载波信号的最大值以下。此外,偏移运算器在第4运算处理中通过使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第2三相施加电压,使得施加于第2最小相电压指令所对应的相的电压成为基准电压下限值以上,且施加于第2最大相电压指令所对应的相的电压成为第2载波信号的最大值以下。由此,能够得到与之前的实施方式1相同的效果。
此外,偏移运算器在第2运算处理中使第1三相电压指令的全部的电压指令向施加于第1最大相电压指令所对应的相的电压接近第1载波信号的最大值的正方向改变彼此相同的量。此外,偏移运算器在第4运算处理中使第2三相电压指令的全部的电压指令向施加于第2最大相电压指令所对应的相的电压接近第2载波信号的最大值的正方向改变彼此相同的量。
由此,与之前的实施方式1~3相比,能将第1三相电压指令及第2三相电压指令的振幅设定得较大,因此第1电流检测器能更准确地检测第1三相电流,且第2电流检测器能更准确地检测第2三相电流。
实施方式5.
本发明的实施方式5中,对第2运算处理及第4运算处理的内容与之前的实施方式1~4不同的情况进行说明。另外,本实施方式5中,省略了与之前的实施方式1~4相同的点的说明,以与之前的实施方式1~4不同的点为中心进行说明。
此处,本实施方式5中,第1偏移运算器7a在第2运算处理中通过使第1三相电压指令的全部的电压指令向施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的电压接近基准电压上限值Vhi的方向改变彼此相同的量,从而运算第1三相施加电压。
此外,第2偏移运算器7b在第4运算处理中通过使第2三相电压指令的全部的电压指令向施加于第2最大相电压指令Vmax2所对应的相的电压接近基准电压上限值Vhi的方向改变彼此相同的量,从而运算第2三相施加电压。
此处,作为具体例,例示出如下情况:第1偏移运算器7a使第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,以使得施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的电压与基准电压上限值Vhi相一致。此外,例示出如下情况:第2偏移运算器7b使第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量,以使得施加于第2最大相电压指令Vmax2所对应的相的电压与基准电压上限值Vhi相一致。
接着,对基准电压上限值Vhi的定义进行说明。基准电压上限值Vhi使用基准电压阈值Vth与第1载波信号C1的最大值,如下式所示那样进行定义。
基准电压上限值Vhi
=(第1载波信号C1的最大值)
-基准电压阈值Vth
另外,如上所述,此处,第1载波信号C1的最大值设为了0.5Vdc,因此,该情况下,基准电压上限值Vhi由“0.5Vdc-Vth”来表示。
参照图24~图27对本实施方式5中的第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b的动作进行说明。
图24是表示本发明的实施方式5的第1偏移运算器7a运算第1三相施加电压时的动作的流程图。图25是表示本发明的实施方式5的电压指令运算器6输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器7a输出的第1三相施加电压的说明图。图26是表示本发明的实施方式5的第2偏移运算器7b运算第2三相施加电压时的动作的流程图。图27是表示本发明的实施方式5的电压指令运算器6输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的说明图。
如图24所示,第1偏移运算器7a在执行了步骤S120之后,前进至步骤S121。第1偏移运算器7a执行步骤S121,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差在基准电压阈值Vth以上的情况下,执行步骤S122,在第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差小于基准电压阈值Vth的情况下,执行步骤S513。
此处,步骤S513中,运算使第1三相电压指令的全部的电压指令改变了彼此相同的量的值,以作为第1三相施加电压,使得施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的电压与基准电压上限值Vhi相一致。
因此,通过执行步骤S513而运算的第1三相施加电压中的第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的施加电压与基准电压上限值Vhi相一致。
根据图25可知,例如在[2]的瞬间,第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1接近,因此第1偏移运算器7a执行步骤S513来作为第2运算处理。该情况下,施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相即V相的电压Vv1’与基准电压上限值Vhi相一致。
由此,第1偏移运算器7a使第1三相电压指令的全部的电压指令相等地向正方向移位,以使施加于第1最大相电压指令Vmax1所对应的相的电压变得与基准电压上限值Vhi相等。该情况下,第1三相施加电压的各施加电压与基准电压下限值Vlo之差变得更大。
因此,与之前的实施方式4同样地,与之前的实施方式1~3相比,即使在第1三相电压指令的振幅变大的情况下,第1三相施加电压的各施加电压也不会低于基准电压下限值Vlo。其结果是,不会产生电流检测期间中的开关信号Qup1~Qwn1的切换,第2电流检测器9b能准确地检测第2三相电流。
第2偏移运算器7b所进行的第2三相施加电压的运算动作成为图26所示那样。根据图26可知,该流程图由步骤S130、步骤S131、执行第3运算处理的步骤S132以及与步骤S513同样的、执行第4运算处理的步骤S523构成。即,第2偏移运算器7b与第1偏移运算器7a同样地运算第2三相施加电压。因此,如图27所示,电压指令运算器6输出的第2三相电压指令的波形以及第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的波形与图25相同。
由此,第2三相施加电压的各施加电压与基准电压下限值Vlo之差变得更大,因此与之前的实施方式1~3相比,即使在第2三相电压指令的振幅变大的情况下,第2三相施加电压的各施加电压也不会低于基准电压下限值Vlo。其结果是,不会产生电流检测期间中的开关信号Qup2~Qwn2的切换,第1电流检测器9a能准确地检测第1三相电流。
以上,根据本实施方式5,偏移运算器在第2运算处理中使第1三相电压指令的全部的电压指令向施加于第1最大相电压指令所对应的相的电压接近第1载波信号的最大值与基准电压阈值之差即基准电压上限值的正方向改变彼此相同的量。此外,偏移运算器在第4运算处理中使第2三相电压指令的全部的电压指令向施加于第2最大相电压指令所对应的相的电压接近基准电压上限值的正方向改变彼此相同的量。由此,能够得到与之前的实施方式4相同的效果。
此处,如本实施方式1~5所说明的那样,若第1功率转换器4a的载波信号与第2功率转换器4b的载波信号之间具有180°的相位差,则对于由第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b执行的运算处理的组合,主要产生第1运算处理与第3运算处理的组合、及第2运算处理与第4运算处理的组合。
其中,在第1三相绕组与第2三相绕组之间具有相位差、或第1三相绕组与第2三相绕组之间具有阻抗差的情况下,在第1三相电压指令与第2三相电压指令之间会产生相位差或振幅差。其结果是,对于由第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b执行的运算处理的组合,产生第1运算处理与第4运算处理的组合、或第2运算处理与第3运算处理的组合。
即使在上述情况下,通过组合本实施方式1~5所分别公开了的内容,能进一步降低平滑电容器3的纹波电流。以下,举出两个示例。
·例1:
如上所述,通过执行第1运算处理,第1三相电压指令相等地向负方向移位,使得第1三相施加电压中第1最小相电压指令所对应的相的施加电压与第1载波信号C1的最小值相一致。
因此,在以第1运算处理与第4运算处理的组合来执行运算处理的情况下,第4运算处理中,运算使第2三相电压指令相等地向负方向移位后的值,以作为第2三相施加电压。即,第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b中,在以第1运算处理与第4运算处理的组合来执行运算处理的情况下,第2偏移运算器7b在第4运算处理中使第2三相电压指令的全部的电压指令向施加于第2最小相电压指令Vmin2所对应的相的电压接近基准电压下限值Vlo的负方向改变彼此相同的量。
·例2:
如上所述,通过执行第3运算处理,第2三相电压指令相等地向负方向移位,使得第2三相施加电压中第2最小相电压指令所对应的相的施加电压与第2载波信号C2的最小值相一致。
因此,在执行第2运算处理与第3运算处理的组合的情况下,第3运算处理中,运算使第1三相电压指令相等地向负方向移位后的值,以作为第1三相施加电压。即,第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b中,在以第2运算处理与第3运算处理的组合来执行运算处理的情况下,第1偏移运算器7a在第2运算处理中使第1三相电压指令的全部的电压指令向施加于第1最小相电压指令Vmin1所对应的相的电压接近基准电压下限值Vlo的负方向改变彼此相同的量。
实施方式6.
本发明的实施方式6中,对如下情况进行说明:第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b在特定条件成立的情况下,执行第5运算处理,以取代第1~第4运算处理,来运算第1三相施加电压及第2三相施加电压。另外,本实施方式6中,省略了与之前的实施方式1~5相同的点的说明,以与之前的实施方式1~5不同的点为中心进行说明。
此处,本实施方式6中,第1偏移运算器7a在特定条件成立的情况下,作为第5运算处理,根据第1三相电压指令来运算第1三相施加电压,以使第1三相施加电压的各施加电压的平均值即第1平均电压Vave1成为0。
此外,第2偏移运算器7a在特定条件成立的情况下,作为第5运算处理,根据第2三相电压指令来运算第2三相施加电压,以使第2三相施加电压的各施加电压的平均值即第2平均电压Vave2成为0。
第1平均电压Vave1与由功率转换器4a施加于第1三相绕组的各电压的平均值相一致,第2平均电压Vave2与由功率转换器4b施加于第2三相绕组的各电压的平均值相一致。
此外,第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b执行第5运算处理的特定条件是以下的条件(1)、条件(2)或条件(3)成立时。
·条件(1)
交流旋转电机1的转速ω在转速阈值ωx以下。
·条件(2)
对交流旋转电机1的电流指令Iref在电流指令阈值Ix以下。
·条件(3)
第1三相电压指令的振幅Vamp在振幅阈值Vx以下。
参照图28及图29对本实施方式6中的第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b的动作进行说明。图28是表示本发明的实施方式6的第1偏移运算器7a运算第1三相施加电压时的动作的流程图。图29是表示本发明的实施方式6的第2偏移运算器7b运算第2三相施加电压时的动作的流程图。
如图28所示,步骤S611中,第1偏移运算器7a判定条件(3)是否成立。即,第1偏移运算器7a判定第1三相电压指令的振幅Vamp是否在振幅阈值Vx以下。
第1偏移运算器7a在判定为振幅Vamp在振幅阈值Vx以下(即、是)的情况下,前进至步骤S612,在判定为振幅Vamp比振幅阈值Vx要大(即、否)的情况下,前进至步骤S120。
另外,S611中,也可以判定条件(1)或条件(2)是否成立,来取代对条件(3)进行判定。
步骤S612中,第1偏移运算器7a直接将第1三相电压指令的各电压指令设为第1三相施加电压。此处,在第1三相电压指令由之前的图3上部所示那样的平衡三相交流电压提供的情况下,第1平均电压Vave1为0(=(Vu1’+Vv1’+Vw1’)/3),在电角度1周期中为固定值。
另一方面,在第1偏移运算器7a前进至步骤S120的情况下,对于之后的动作,进行与之前的实施方式1~5相同的动作。另外,图28中,例示了第1偏移运算器7a进行与之前的实施方式3相同的动作的情况(参照图16)。
第2偏移运算器7b所进行的第2三相施加电压的运算动作成为图29所示那样。根据图29可知,该流程图由步骤S611、与步骤S612同样的执行第5运算处理的步骤S622、步骤S130、步骤S131、步骤S132以及步骤S323构成。即,第2偏移运算器7b与第1偏移运算器7a同样地运算第2三相施加电压。
因此,在第2三相电压指令由之前的图5上部所示那样的平衡三相交流电压提供的情况下,第2平均电压Vave2为0(=(Vu2’+Vv2’+Vw2’)/3),在电角度1周期中为固定值。
此处,在特定条件成立而执行第5运算处理的情况下,考虑了能最大地抑制交流旋转电机1的振动的优点、以及平滑电容器3的纹波电流增大或无法增大电压振幅这样的缺点。另外,对于电压振幅,具体而言,相对于执行第1运算处理的情况,在执行第5运算处理的情况下,最大电压利用率成为86.6%。
因此,对于条件(2),在将电流指令阈值Ix设定在平滑电容器3的纹波电流不太会成为问题的范围内的基础上,使电流指令Iref成为电流指令阈值Ix以下的情况下,能通过执行第5运算处理来抑制交流旋转电机1的振动。该情况下,需要构成为偏移运算器7能获取电流指令Iref。
此外,对于条件(3),在基于偏移运算器7通过执行第5运算处理从而能输出的电压振幅设定了振幅阈值Vx的基础上,使振幅Vamp成为振幅阈值Vx以下的情况下,能通过执行第5运算处理来抑制交流旋转电机1的振动。
对于条件(1),在利用电压振幅与交流旋转电机1的转速成比例的情况而基于振幅阈值Vx设定了转速阈值ωx的基础上,使转速ω成为转速阈值ωx以下的情况下,能通过执行第5运算处理来抑制交流旋转电机1的振动。该情况下,需要构成为偏移运算器7能获取交流旋转电机1的转速ω。
以上,根据本实施方式6,偏移运算器在条件(1)、(2)或(3)成立的情况下,执行第5运算处理以取代第1~第4运算处理,该第5运算处理中,根据第1三相电压指令运算第1三相施加电压,使得第1平均电压成为0,并且根据第2三相电压指令运算第2三相施加电压,使得第2平均电压成为0。由此,相对于之前的实施方式1~5,能进一步抑制交流旋转电机的振动。
实施方式7.
本发明的实施方式7中,对如下情况进行说明:第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b在之前的实施方式6所说明的条件(1)、(2)或(3)成立的情况下,执行第6运算处理,以取代第5运算处理,来运算第1三相施加电压及第2三相施加电压。另外,本实施方式7中,省略了与之前的实施方式1~6相同的点的说明,以与之前的实施方式1~6不同的点为中心进行说明。
此处,本实施方式7中,作为第6运算处理,第1偏移运算器7a根据第1三相电压指令运算第1三相施加电压,以使得第1平均电压Vave1成为小于0的第1设定电压值。此外,作为第6运算处理,第2偏移运算器7b根据第2三相电压指令运算第2三相施加电压,以使得第2平均电压Vave2成为第1设定电压值。
此外,在条件(1)、(2)或(3)成立的情况下,第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b通过执行第6运算处理来运算第1三相施加电压及第2三相施加电压。
参照图30~图33对本实施方式7中的第1偏移运算器7a及第2偏移运算器7b的动作进行说明。
图30是表示本发明的实施方式7的第1偏移运算器7a运算第1三相施加电压时的动作的流程图。图31是表示本发明的实施方式7的电压指令运算器6输出的第1三相电压指令和第1偏移运算器7a输出的第1三相施加电压的说明图。图32是表示本发明的实施方式7的第2偏移运算器7b运算第2三相施加电压时的动作的流程图。图33是表示本发明的实施方式7的电压指令运算器6输出的第2三相电压指令和第2偏移运算器7b输出的第2三相施加电压的说明图。
如图30所示,第1偏移运算器7a执行步骤S611,在条件(3)成立的情况下,前进至步骤S712,在条件(3)不成立的情况下,前进至步骤S120。另外,图30中,步骤S611中,构成为判定条件(3)是否成立,但也可以如上所述那样构成为判定条件(1)或条件(2)是否成立。
步骤S712中,第1偏移运算器7a运算从第1三相电压指令的各电压指令减去偏移电压Vh而获得的值,以作为第1三相施加电压。另外,偏移电压Vh是比0要大的值,可以预先进行设定。此处,作为具体例,将偏移电压Vh设为0.1Vdc。
由此,第1偏移运算器7a根据第1三相电压指令来运算第1三相施加电压,以使第1平均电压Vave1成为小于0的第1设定电压值(=-Vh)。
另一方面,在第1偏移运算器7a前进至步骤S120的情况下,对于之后的动作,进行与之前的实施方式1~5相同的动作。另外,图30中,例示了第1偏移运算器7a进行与之前的实施方式3相同的动作的情况(参照图16)。
此处,在第1三相电压指令由图31上部所示那样的平衡三相交流电压提供的情况下,第1平均电压Vave1为-Vh(=(Vu1’+Vv1’+Vw1’)/3),在电角度1周期中为固定值。此外,图31中例示出第1平均电压Vave1为-0.1Vdc的情况。
第2偏移运算器7b所进行的第2三相施加电压的运算动作成为图32所示那样。根据图32可知,该流程图由步骤S611、与步骤S712同样的执行第6运算处理的步骤S722、步骤S130、步骤S131、步骤S132以及步骤S323构成。即,第2偏移运算器7b与第1偏移运算器7a同样地运算第2三相施加电压。
因此,在第2三相电压指令由图33上部所示那样的平衡三相交流电压提供的情况下,第2平均电压Vave2为-Vh(=(Vu2’+Vv2’+Vw2’)/3),在电角度1周期中为固定值。此外,图33中例示出第2平均电压Vave2为-0.1Vdc的情况。
接着,与之前的实施方式6进行比较,并对本实施方式7那样构成为执行第6运算处理以取代第5运算处理的情况的优点进行说明。
首先,参照图34对开关信号Qup1~Qwn1、第1功率转换器4a输出的第1电压矢量、以及流入第1功率转换器4a的第1母线电流Iinv1(之前的图1中图示)的关系进行说明。图34是用于说明本发明的实施方式7中第1开关信号、第1电压矢量、以及第1母线电流Iinv1的关系的说明图。
此外,该图34所示的关系是公知的,因此在这里省略详细的说明。另外,第1电压矢量的角标(1)是为了表示第1电压矢量而记载的,并为了区别于后述的第2电压矢量而记载。
图34中,在根据开关信号Qup1~Qwn1的各值使第1电压矢量成为V0(1)以及V7(1)的情况下,第1母线电流Iinv1成为0。这里,将V0(1)以及V7(1)这样的使第1母线电流Iinv1成为0的电压矢量称为“零矢量”。由此,在第1电压矢量成为零矢量的情况下,第1母线电流Iinv1成为0。
图34中,在第1电压矢量成为零矢量即V0(1)以及V7(1)以外的V1(1)~V6(1)的情况下,第1母线电流Iinv1不为0。这里,将V1(1)~V6(1)这样的使第1母线电流Iinv1不为0的电压矢量称为“有效矢量”。由此,在第1电压矢量成为有效矢量的情况下,第1母线电流Iinv1不为0。
此外,如图34所示,在第1电压矢量成为有效矢量的情况下,第1母线电流Iinv1成为与第1三相电流的各电流中的一个电流相等的值,或成为将其中一个电流的符号反转后的值。该情况下,只要该一个电流不为0,则第1母线电流Iinv1不为0。
接着,参照图35对开关信号Qup2~Qwn2、第2功率转换器4b输出的第2电压矢量、以及流入第2功率转换器4b的第2母线电流Iinv2(之前的图1中图示)的关系进行说明。图35是用于说明本发明的实施方式7中第2开关信号、第2电压矢量、以及第2母线电流Iinv2的关系的说明图。
此外,该图35所示的关系是公知的,因此在这里省略详细的说明。另外,第2电压矢量的角标(2)是为了表示第2电压矢量而记载的,并为了区别于第1电压矢量而记载。
图35中,在根据开关信号Qup2~Qwn2的各值使第2电压矢量成为V0(2)以及V7(2)的情况下,第2母线电流Iinv2成为0。这里,也将V0(2)以及V7(2)这样的使第2母线电流Iinv2成为0的电压矢量与上述同样地称为“零矢量”。由此,在第2电压矢量成为零矢量的情况下,第2母线电流Iinv2成为0。
图35中,在第2电压矢量成为零矢量即V0(2)以及V7(2)以外的V1(2)~V6(2)的情况下,第2母线电流Iinv2不为0。这里,也将V1(2)~V6(2)这样的使第2母线电流Iinv2不为0的电压矢量与上述同样地称为“有效矢量”。由此,在第2电压矢量成为有效矢量的情况下,第2母线电流Iinv2不为0。
此外,如图35所示,在第2电压矢量成为有效矢量的情况下,第2母线电流Iinv2成为与第2三相电流的各电流中的一个电流相等的值,或成为将其中一个电流的符号反转后的值。该情况下,只要该一个电流不为0,则第2母线电流Iinv2不为0。
接着,参照图36以及图37对第1载波信号C1、第2载波信号C2、第1三相施加电压、第2三相施加电压、第1母线电流Iinv1、第2母线电流Iinv2、以及作为第1母线电流Iinv1与第2母线电流Iinv2之和的母线电流和Iinv_sum的关系进行说明。
图36是表示本发明的实施方式7中,第1载波信号C1、第2载波信号C2、第1三相施加电压、第2三相施加电压、第1母线电流流Iinv1、第2母线电流Iinv2、以及母线电流和Iinv_sum的关系的说明图。图37是用于与图36进行比较的说明图。
另外,图36中图示出了之前的图31及图33中的以[3]表示的瞬间的各参数的关系。
此外,图37中,作为与之前的实施方式6对应的比较例,图示出了将偏移电压Vh设定为0时的以[3]表示的瞬间的各参数的关系。该情况下,第1平均电压Vave1及第2平均电压Vave2成为0。
此外,在载波周期Tc中,图36中Vv1’=0、Vu1’=Vw1’=-0.15Vdc,同样地Vv2’=0、Vu2’=Vw2’=-0.15Vdc。
另一方面,在载波周期Tc中,图37中Vv1’=0.1Vdc、Vu1’=Vw1’=-0.05Vdc,同样地Vv2’=0.1Vdc、Vu2’=Vw2’=-0.05Vdc。
这里,在说明图36以及图37时,为了区别第1功率转换器4a输出的第1电压矢量的种类和第2功率转换器4b输出的第2电压矢量的种类的组合,定义下述模式<1>~<4>。
<1>:
第1功率转换器4a以及第2功率转换器4b均输出零矢量。
<2>:
第1功率转换器4a输出有效矢量,第2功率转换器4b输出零矢量。
<3>:
第1功率转换器4a输出零矢量,第2功率转换器4b输出有效矢量。
<4>:
第1功率转换器4a以及第2功率转换器4b均输出有效矢量。
接着,比较图36与图37,并对相对于之前的实施方式6的本实施方式7中的功率转换装置的效果进行说明。此外,图中被圆圈包围的数字1~4与模式<1>~<4>对应。
图37中,通过执行第5运算你处理,第1三相电压指令及第2三相电压指令分别与第1三相施加电压及第2三相施加电压相等。因此,如图37所示,重复母线电流和Iinv_sum成为0的<1>模式、以及母线电流和Iinv_sum成为Iv1+Iv2的<4>模式。
与此相对,图36中,通过执行第6运算处理,从第1三相电压指令及第2三相电压指令分别减去偏移电压Vh而得到的值成为第1三相施加电压及第2三相施加电压该情况下,如图36所示,与第2功率转换器4b输出有效矢量的期间相比,第1功率转换器4a输出有效矢量的期间在时刻t1到时刻t2的期间中,向时刻t1侧移位,在时刻t2到时刻t3的期间中,向时刻t3侧移位。
因此,如图36所示,在载波周期Tc的期间,母线电流和Iinv_sum成为(Iv1+Iv2)/2的<2>模式、以及母线电流和Iinv_sum成为(Iv1+Iv2)/2的<3>模式分别产生两次,其结果是消除了成为<4>模式的期间。
接着,参照图38以及图39,对直流电源2的直流电流Ib、平滑电容器3的纹波电流Ic、以及母线电流和Iinv_sum的关系进行说明。图38是表示本发明的实施方式7中,直流电源2的输出电流即直流电流Ib、平滑电容器3的输出电流即纹波电流Ic、以及母线电流和Iinv_sum的关系的说明图。图39是用于与图38进行比较的说明图。
此外,图38中图示出了图36所示的母线电流和Iinv_sum,图39中图示出了图37所示的母线电流和Iinv_sum。
这里,由之前的图1可知,直流电源Ib、纹波电流Ic、以及母线电流和Iinv_sum的关系由下式来表示。
Iinv_sum=Iinv1+Iinv2=Ib+Ic
此外,若将直流电流Ib设为固定值Idc,则通过将上式进行变形,使纹波电流Ic由下式来表示。
Ic=Iinv1+Iinv2-Idc
相对于图39,图38中消除了成为<4>模式的期间,因此消除了输出纹波电流Ic的峰值(即Iv1+Iv2-Idc)的期间。
此外,图38中,伴随着成为<2>模式以及<3>模式的期间的存在,消除了成为<4>模式的期间,进而也一并减少了成为<1>模式的期间。其结果是,相对于之前的实施方式6,本实施方式7中,能降低平滑电容器3的纹波电流。
以上,根据本实施方式7,偏移运算器在条件(1)、(2)或(3)成立的情况下,执行第6运算处理以取代第1~第4运算处理,该第6运算处理中,根据第1三相电压指令运算第1三相施加电压,使得第1平均电压成为小于0的第1设定电压值,并且根据第2三相电压指令运算第2三相施加电压,使得第2平均电压成为第1设定电压值。
由此,通过将第1平均电压及第2平均电压设为固定值,能抑制交流旋转电机的振动及噪音,并且由于能使第1功率转换器及第2功率转换器中的一方输出有效矢量、另一方输出零矢量,因此能降低平滑电容器的纹波电流。
另外,本实施方式7中,例示了偏移电压Vh是比0要大的值的情况,但即使偏移电压Vh是小于0的值,也可获得同样的效果。
该情况下,偏移运算器执行第7运算处理以取代第1~第4运算处理,该第7运算处理中,根据第1三相电压指令运算第1三相施加电压,使得第1平均电压成为大于0的第2设定电压值,并且根据第2三相电压指令运算第2三相施加电压,使得第2平均电压成为第2设定电压值。
此外,偏移运算器7也可以构成为在条件(1)、(2)或(3)成立的情况下,交替地切换第6运算处理与第7运算处理并执行其中的任一方。图40是表示本发明的实施方式7中在偏移运算器7交替切换第6运算处理与第7运算处理并执行的情况下偏移运算器7输出的第1三相施加电压及第2三相施加电压的说明图。
另外,图40中例示了如下情况:将与第6运算处理对应的偏移电压Vh设定为0.2Vdc,将与第7运算处理对应的偏移电压Vh设定为-0.2Vdc。
如图40所示,在期间T1中,第6运算处理的选择持续之后,从第6运算处理切换为第7运算处理,在期间T2,第7运算处理的选择持续之后,从第7运算处理切换为第6运算处理。
由此,第1偏移运算器7a和第2偏移运算器7b分别在预先设定的时刻交替选择第6运算处理和第7运算处理。此外,优选将期间T1和期间T2设定为同一值,且在这样进行设定的情况下,每隔一定时间切换第6运算处理和第7运算处理。
这里,例如在不进行从第6运算处理向第7运算处理的切换,且第6运算处理的选择持续的情况下,第1功率转换器4a和第2功率转换器4b中,高电位侧开关元件的通电时间变得比低电位侧开关元件的通电时间要短,无法取得发热的平衡。同样地,例如在不进行从第7运算处理向第6运算处理的切换,且第7运算处理的选择持续的情况下,第1功率转换器4a和第2功率转换器4b中,高电位侧开关元件的通电时间变得比低电位侧开关元件的通电时间要长,无法取得发热的平衡。
然而,如图40所示,通过进行第6运算处理至第7运算处理的切换,从而在第1功率转换器4a以及第2功率转换器4b中,能改善高电位侧开关元件和低电位侧开关元件之间的发热平衡。
另外,本实施方式3~7中,例示了如下情况:即,根据第1中间相电压指令Vmid1与第1最小相电压指令Vmin1之差来切换第1运算处理与第2运算处理,并且,根据第2中间相电压指令Vmid2与第2最小相电压指令Vmin2之差来切换第3运算处理与第3运算处理。
然而,本实施方式3~7中,也可如本实施方式2中所说明的那样,根据从电压相位运算器10输入的电压相位,切换第1运算处理与第2运算处理,并且切换第3运算处理与第4运算处理。
Claims (14)
1.一种功率转换装置,该功率转换装置与输出直流电压的直流电源以及具有第1三相绕组和第2三相绕组的交流旋转电机相连接,该功率转换装置的特征在于,包括:
第1功率转换器,该第1功率转换器具有第1高电位侧开关元件以及第1低电位侧开关元件,将从所述直流电源提供的所述直流电压转换为第1交流电压,并将所述第1交流电压施加至所述第1三相绕组;
第2功率转换器,该第2功率转换器具有第2高电位侧开关元件以及第2低电位侧开关元件,将从所述直流电源提供的所述直流电压转换为第2交流电压,并将所述第2交流电压施加至所述第2三相绕组;
控制部,该控制部分别对所述第1高电位侧开关元件以及所述第1低电位侧开关元件、与第2高电位侧开关元件以及第2低电位侧开关元件进行控制;
第1电流检测器,该第1电流检测器检测流过所述第1三相绕组的第1三相电流;以及
第2电流检测器,该第2电流检测器检测流过所述第2三相绕组的第2三相电流,
所述控制部具有:
电压指令运算器,该电压指令运算器基于对所述交流旋转电机的控制指令,运算对所述第1三相绕组的第1三相电压指令、对所述第2三相绕组的第2三相电压指令,输出运算得到的所述第1三相电压指令和所述第2三相电压指令;
偏移运算器,该偏移运算器根据从所述电压指令运算器输入的所述第1三相电压指令,运算施加于所述第1三相绕组的第1三相施加电压,输出运算得到的所述第1三相施加电压,并且根据从所述电压指令运算器输入的所述第2三相电压指令,运算施加于所述第2三相绕组的第2三相施加电压,输出运算得到的所述第2三相施加电压;以及
开关信号发生器,该开关信号发生器将从所述偏移运算器输入的所述第1三相施加电压与第1载波信号进行比较,从而向所述第1高电位侧开关元件以及所述第1低电位侧开关元件输出第1开关信号,并且将从所述偏移运算器输入的所述第2三相施加电压与第2载波信号进行比较,从而向所述第2高电位侧开关元件以及所述第2低电位侧开关元件输出第2开关信号,该第2载波信号与所述第1载波信号具有180°的相位差,
将从所述电压指令运算器输入的所述第1三相电压指令的各电压指令依照从大到小的顺序设为第1最大相电压指令、第1中间相电压指令、第1最小相电压指令,并将从所述电压指令运算器输入的所述第2三相电压指令分别依照从大到小的顺序设为第2最大相电压指令、第2中间相电压指令、第2最小相电压指令时,
所述偏移运算器中,
根据所述第1中间相电压指令与所述第1最小相电压指令之差即第1差分值,
在所述第1差分值在预先设定的基准电压阈值以上的情况下,执行第1运算处理,该第1运算处理通过使所述第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第1三相施加电压,使得施加于所述第1最小相电压指令所对应的相的电压与所述第1载波信号的最小值相等,
在所述第1差分值小于所述基准电压阈值的情况下,执行第2运算处理,该第2运算处理根据所述第1三相电压指令来运算所述第1三相施加电压,使得施加于所述第1最小相电压指令所对应的相的电压在所述基准电压阈值与所述第1载波信号的最小值之和即基准电压下限值以上,
根据所述第2中间相电压指令与所述第2最小相电压指令之差即第2差分值,
在所述第2差分值在所述基准电压阈值以上的情况下,执行第3运算处理,该第3运算处理通过使所述第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第2三相施加电压,使得施加于所述第2最小相电压指令所对应的相的电压与所述第2载波信号的最小值相等,
在所述第2差分值小于所述基准电压阈值的情况下,执行第4运算处理,该第4运算处理根据所述第2三相电压指令来运算所述第2三相施加电压,使得施加于所述第2最小相电压指令所对应的相的电压在所述基准电压下限值以上。
2.如权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述第2运算处理中,通过将所述第1三相电压指令的全部的电压指令设为所述第1三相施加电压,从而运算所述第1三相施加电压,
在所述第4运算处理中,通过将所述第2三相电压指令的全部的电压指令设为所述第2三相施加电压,从而运算所述第2三相施加电压。
3.如权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述第2运算处理中,通过使所述第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第1三相施加电压,使得施加于所述第1最小相电压指令所对应的相的电压在所述基准电压下限值以上,
在所述第4运算处理中,通过使所述第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第2三相施加电压,使得施加于所述第2最小相电压指令所对应的相的电压在所述基准电压下限值以上。
4.如权利要求3所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述第2运算处理中,使所述第1三相电压指令的全部的电压指令向施加于所述第1最小相电压指令所对应的相的电压接近所述基准电压下限值的负方向改变彼此相同的量,
在所述第4运算处理中,使所述第2三相电压指令的全部的电压指令向施加于所述第2最小相电压指令所对应的相的电压接近所述基准电压下限值的负方向改变彼此相同的量。
5.如权利要求4所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在以所述第1运算处理及所述第4运算处理的组合执行运算处理的情况下,所述第4运算处理中,使所述第2三相电压指令的全部的电压指令向所述负方向改变彼此相同的量,
在以所述第2运算处理及所述第3运算处理的组合执行运算处理的情况下,所述第2运算处理中,使所述第1三相电压指令的全部的电压指令向所述负方向改变彼此相同的量。
6.如权利要求3所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述第2运算处理中,通过使所述第1三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第1三相施加电压,使得施加于所述第1最小相电压指令所对应的相的电压在所述基准电压下限值以上,且施加于所述第1最大相电压指令所对应的相的电压在所述第1载波信号的最大值以下,
在所述第4运算处理中,通过使所述第2三相电压指令的全部的电压指令改变彼此相同的量来运算第2三相施加电压,使得施加于所述第2最小相电压指令所对应的相的电压在所述基准电压下限值以上,且施加于所述第2最大相电压指令所对应的相的电压在所述第2载波信号的最大值以下。
7.如权利要求6所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述第2运算处理中,使所述第1三相电压指令的全部的电压指令向施加于所述第1最大相电压指令所对应的相的电压接近所述第1载波信号的最大值的正方向改变彼此相同的量,
在所述第4运算处理中,使所述第2三相电压指令的全部的电压指令向施加于所述第2最大相电压指令所对应的相的电压接近所述第2载波信号的最大值的正方向改变彼此相同的量。
8.如权利要求6所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述第2运算处理中,使所述第1三相电压指令的全部的电压指令向施加于所述第1最大相电压指令所对应的相的电压接近所述第1载波信号的最大值与所述基准电压阈值之差即基准电压上限值的正方向改变彼此相同的量,
在所述第4运算处理中,使所述第2三相电压指令的全部的电压指令向施加于所述第2最大相电压指令所对应的相的电压接近所述基准电压上限值的正方向改变彼此相同的量。
9.如权利要求1至8的任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
所述控制部还具有:
电压相位运算器,该电压相位运算器根据所述第1三相电压指令及所述第2三相电压指令中的至少一个来运算电压相位,并输出运算得到的所述电压相位,
所述偏移运算器中,
不利用所述第1中间相电压指令与所述第1最小相电压指令之差,而根据从所述电压相位运算器输入的所述电压相位,基于所述电压相位是否处于预先设定的特定范围内来执行所述第1运算处理及所述第2运算处理中任一方的运算处理,
不利用所述第2中间相电压指令与所述第2最小相电压指令之差,而根据从所述电压相位运算器输入的所述电压相位,基于所述电压相位是否处于所述特定范围内来执行所述第3运算处理及所述第4运算处理中任一方的运算处理。
10.如权利要求1至9的任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述交流旋转电机的转速为转速阈值以下的情况、对所述交流旋转电机的电流指令为电流指令阈值以下的情况、或所述第1三相电压指令的振幅为振幅阈值以下的情况下,
执行第5运算处理以取代所述第1运算处理、所述第2运算处理、所述第3运算处理及所述第4运算处理,该第5运算处理根据所述第1三相电压指令来运算所述第1三相施加电压,使得所述第1三相施加电压的各施加电压的平均值即第1平均电压成为0,并且根据所述第2三相电压指令来运算所述第2三相施加电压,使得所述第2三相施加电压的各施加电压的平均值即第2平均电压成为0。
11.如权利要求1至9的任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述交流旋转电机的转速为转速阈值以下的情况、对所述交流旋转电机的电流指令为电流指令阈值以下的情况、或所述第1三相电压指令的振幅为振幅阈值以下的情况下,
执行第6运算处理以取代所述第1运算处理、所述第2运算处理、所述第3运算处理及所述第4运算处理,该第6运算处理根据所述第1三相电压指令来运算所述第1三相施加电压,使得所述第1三相施加电压的各施加电压的平均值即第1平均电压成为小于0的第1设定电压值,并且根据所述第2三相电压指令来运算所述第2三相施加电压,使得所述第2三相施加电压的各施加电压的平均值即第2平均电压成为所述第1设定电压值。
12.如权利要求1至9的任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述交流旋转电机的转速为转速阈值以下的情况、对所述交流旋转电机的电流指令为电流指令阈值以下的情况、或所述第1三相电压指令的振幅为振幅阈值以下的情况下,
执行第7运算处理以取代所述第1运算处理、所述第2运算处理、所述第3运算处理及所述第4运算处理,该第7运算处理根据所述第1三相电压指令来运算所述第1三相施加电压,使得所述第1三相施加电压的各施加电压的平均值即第1平均电压成为大于0的第2设定电压值,并且根据所述第2三相电压指令来运算所述第2三相施加电压,使得所述第2三相施加电压的各施加电压的平均值即第2平均电压成为所述第2设定电压值。
13.如权利要求1至9的任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
所述偏移运算器中,
在所述交流旋转电机的转速为转速阈值以下的情况、对所述交流旋转电机的电流指令为电流指令阈值以下的情况、或所述第1三相电压指令的振幅为振幅阈值以下的情况下,
交替切换第6运算处理与第7运算处理并执行其中的任一方,以取代所述第1运算处理、所述第2运算处理、所述第3运算处理及所述第4运算处理,该第6运算处理根据所述第1三相电压指令来运算所述第1三相施加电压,使得所述第1三相施加电压的各施加电压的平均值即第1平均电压成为小于0的第1设定电压值,并且根据所述第2三相电压指令来运算所述第2三相施加电压,使得所述第2三相施加电压的各施加电压的平均值即第2平均电压成为所述第1设定电压值,
该第7运算处理根据所述第1三相电压指令来运算所述第1三相施加电压,使得所述第1三相施加电压的各施加电压的平均值即第1平均电压成为大于0的第2设定电压值,并且根据所述第2三相电压指令来运算所述第2三相施加电压,使得所述第2三相施加电压的各施加电压的平均值即第2平均电压成为所述第2设定电压值。
14.如权利要求1至13的任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
所述基准电压阈值根据第1电流检测器及第2电流检测器分别检测电流所需的通电时间来决定。
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