HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine sich drehende bzw. rotierende elektrische Maschine, welche in bzw. an einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen oder dergleichen montiert ist, welche eine Wechselstromleistung aus einer Rotationskraft der Maschine erzeugt, und diese Leistung gleichrichtet, während sie die Leistung gemäß der Anzahl von Umdrehungen in der Maschine regelt bzw. steuert.The present invention relates to a rotary electric machine mounted in a passenger car, a truck, or the like, which generates an AC power from a rotational force of the engine, and rectifies this power while judging the power according to FIG the number of revolutions in the machine controls or controls.
Beschreibung verwandter TechnikDescription of related art
Eine Drei-Phasen-Umrichterschaltkreiseinrichtung bzw. eine Drei-Phasen-Inverterschaltkreiseinrichtung, welche eine Mehrzahl von Schaltelementen hat, wurde verwendet, um elektrische Leistung, welche aus einer Rotationskraft eines Drei-Phasen-Motors in einem Fahrzeug erzeugt wird, zu regeln bzw. zu steuern. Diese Inverterschaltkreiseinrichtung ist beispielsweise vorgeschlagen in der publizierten japanischen Patenterstveröffentlichung Nr. 2004-7964 . In dieser vorgeschlagenen Einrichtung wird, um die elektrische Leistung, welche in dem Motor erzeugt wird, zu regeln bzw. zu steuern, ein Schaltelement, welches jeder Phasenspannung entspricht, welche in dem Motor induziert wird, ausgeschaltet, wenn eine festgelegte Verzögerungszeit nach einer Basiszeit, welche aus einer anderen Phasenspannung bestimmt wird, verstreicht, und die gesteuerte bzw. geregelte elektrische Leistung wird einer Batterie durch die Schaltelemente, welche drei Phasenspannungen entsprechen, zugeführt bzw. zur Verfügung gestellt. Demzufolge kann die Ausschalt-Zeitvorgabe bzw. Aus-Zeitvorgabe (off timing) in jedem Schaltelement derart gewählt werden, dass die Summe von An-Zeitdauern in den Schaltelementen innerhalb eines Bereiches von 120 Grad bis 180 Grad im elektrischen Winkel veränderbar gewählt ist.A three-phase inverter circuit device having a plurality of switching elements has been used to control electric power generated from rotational force of a three-phase motor in a vehicle Taxes. This inverter circuit device is proposed in the published example, for example Japanese Patent First Publication No. 2004-7964 , In this proposed device, in order to control the electric power generated in the motor, a switching element corresponding to each phase voltage induced in the motor is turned off when a predetermined delay time after a base time, which is determined from another phase voltage passes, and the controlled electric power is supplied to a battery through the switching elements corresponding to three phase voltages. As a result, the off-timing in each switching element can be selected such that the sum of on-periods in the switching elements is made changeable within a range of 120 degrees to 180 degrees in electrical angle.
Weiterhin wird in dieser Einrichtung die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements gewählt, während die Anzahl der Umdrehungen in dem Motor berücksichtigt wird unter der Bedingung, dass die Anzahl der Umdrehungen fest ist. Wenn sich jedoch die Anzahl der Umdrehungen mit der Zeit ändert, wird die Aus-Zeitvorgabe gewählt, ohne diese Änderung zu berücksichtigen. Demzufolge kann eine Aus-Zeitvorgabe, welche an die Anzahl von Umdrehungen, welche tatsächlich gewählt ist, nicht gewählt werden. Das heißt, die Aus-Zeitvorgabe kann nicht mit hoher Präzision gewählt werden. Wenn sich beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen (d. h. die Umdrehungsgeschwindigkeit) nun erhöht, sollte die Aus-Zeitvorgabe zu einer augenblicklichen Zeit entsprechend einer Umdrehungsgeschwindigkeit, welche höher ist als eine Umdrehungsgeschwindigkeit, welche zu einer vorangehenden Zeit tatsächlich detektiert bzw. erfasst wurde, gewählt werden. Das heißt, die Aus-Zeitvorgabe sollte vorverlegt werden. Im Gegensatz hierzu sollte, wenn die Anzahl von Umdrehungen sich nun verringert, die Aus-Zeitvorgabe zu einer augenblicklichen Zeit entsprechend einer Umdrehungsanzahl geringer als einer Umdrehungsanzahl, welche zu einer vorangehenden Zeit tatsächlich erfasst wurde, gewählt werden. Das heißt, die Aus-Zeitvorgabe sollte hinausgezögert werden.Further, in this device, the off timing of each switching element is selected while taking into account the number of revolutions in the motor on the condition that the number of revolutions is fixed. However, if the number of revolutions changes with time, the off timing is selected without taking this change into account. As a result, an off timing which is not selected to the number of revolutions actually selected can not be selected. That is, the off timing can not be selected with high precision. For example, when the number of revolutions (that is, the revolution speed) increases, the off timing should be selected at a current time corresponding to a revolution speed higher than a revolution speed actually detected at a previous time. That is, the off-time should be brought forward. In contrast, when the number of revolutions is now reduced, the off timing at an instantaneous time corresponding to a number of rotations less than a revolution number actually detected at a previous time should be selected. That is, the off-timeout should be delayed.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Berücksichtigung der Nachteile der herkömmlichen, eine elektrische rotierende Maschine anzugeben, welche die elektrische Leistung von Phasenspannungen, welche durch eine Rotationskraft eines Motors induziert wird, und in Schaltelementen gleichgerichtet wird, regelt bzw. steuert, während sie eine Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit hoher Präzision wählt bzw. ansetzt bzw. bestimmt, auch wenn die Anzahl von Umdrehungen in dem Motor mit der Zeit verändert wird.An object of the present invention is to provide, considering the disadvantages of the conventional ones, an electric rotary machine which controls the electric power of phase voltages induced by a rotational force of a motor and rectified in switching elements while they are being driven an off timing of each switching element with high precision selects, even if the number of revolutions in the motor is changed over time.
Gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung wird die Aufgabe erreicht durch das Bereitstellen einer elektrischen rotierenden Maschine, welche eine Ankerwicklung, welche eine Mehrzahl von Ankerphasenwicklungen hat, eine Schalteinheit, welche ein Schaltelement und eine Diode, welche parallel miteinander für jeden einer Mehrzahl von Armen, an welche Phasenspannungen der Phasenwicklungen der Ankerwicklung angelegt werden, hat, eine Diodenstromträgerzeitdauererfassungseinheit und eine Steuer- bzw. Regeleinheit aufweist. Die Ankerwicklung induziert eine Mehrzahl von Phasenspannungen in den jeweiligen Phasenwicklungen, welche jeweilige Phasen haben, welche voneinander verschoben sind, und welche in einem veränderbaren Zyklus mit der Zeit um einen Basiswert verändert werden. Die Schalteinheit richtet die Phasenspannungen der Ankerwicklung gleich. Die Diodenstromträgerzeitdauererfassungseinheit erfasst eine Startzeit eines Arms, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung, welche dem Arm bzw. Zweig entspricht, von dem Basiswert weggeht bzw. sich von diesem entfernt und einen ersten Grenzwert erreicht, und eine Endzeit des Arms bzw. Zweiges, zu welcher sich die Phasenspannung nach der Startzeit an den Basiswert annähert, und einen zweiten Grenzwert näher zu dem Basiswert als der erste Grenzwert erreicht, in jedem Zyklus der Phasenspannung für jeden Arm. Die Erfassungseinheit erfasst eine Diodenstromträgerzeitdauer zwischen einer Startzeit und einer Endzeit eines Arms in jedem Zyklus der Phasenspannung der Phasenwicklung entsprechend dem Arm für jeden der Arme. Die Steuer- bzw. Regeleinheit steuert bzw. regelt das Schaltelement jedes Arms, um das Schaltelement zu einer An-Zeitvorgabe anzuschalten, um eine Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements des Armes entsprechend einer Phasenwicklung in jedem Zyklus der Phasenspannung, welche an das Schaltelement angelegt wird, zu einer Zeit zu wählen, welche von einer Basiszeit um eine bestimmte Zeitdauer verstreicht, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung oder die Phasenspannung einer anderen Phasenwicklung sich von dem Basiswert entfernt und einen dritten Grenzwert erreicht, welcher gleich zu dem ersten Grenzwert ist oder weiter entfernt von dem Basiswert ist als der erste Grenzwert, um diese bestimmte Zeitdauer des Schaltelements aus einer vorbestimmten Anzahl von Diodenstromträgerzeitdauern oder einer vorbestimmten Anzahl von Startzeiten zu bestimmen, welche in der Diodenstromträgerzeitdauererfassungseinheit bestimmt oder erfasst werden, welche zwei der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen, und früher sind als die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements, welche gewählt werden soll, und um das Schaltelement zu der Aus-Zeitvorgabe abzuschalten.According to a first aspect of this invention, the object is achieved by providing an electric rotating machine having an armature winding having a plurality of armature phase windings, a switching unit having a switching element and a diode connected in parallel with each other for each of a plurality of arms which phase voltages are applied to the phase windings of the armature winding, has a diode current carrier period detection unit and a control unit. The armature winding induces a plurality of phase voltages in the respective phase windings, which have respective phases shifted from each other, and which are varied in a variable cycle with time by one base value. The switching unit rectifies the phase voltages of the armature winding. The diode current carrier period detection unit detects a start time of an arm to which the phase voltage of the phase winding corresponding to the arm goes away from the base value and reaches a first threshold, and an end time of the arm to which the phase voltage approaches the base value after the start time, and reaches a second limit closer to the base value than the first limit, in each cycle of the phase voltage for each arm. The detecting unit detects a diode current carrier period between a start time and an end time of an arm in each cycle of the phase voltage of the phase winding corresponding to the arm for each of the arms. The tax- The control unit controls the switching element of each arm to turn on the switching element at an on-timing so as to time-out the switching element of the arm corresponding to one phase winding in each cycle of the phase voltage applied to the switching element to choose which of a base time elapses by a certain period of time at which the phase voltage of the phase winding or the phase voltage of another phase winding moves away from the base value and reaches a third threshold equal to or farther from the base value as the first threshold to determine that particular period of the switching element from a predetermined number of diode current carrier periods or a predetermined number of start times determined or detected in the diode current carrier period detecting unit, which correspond to two of the phase windings or more, and earlier are as the off timing of the switching element to be selected and to turn off the switching element at the off timing.
Mit diesem Aufbau der Maschine fließt zu jeder Zeit, zu welcher ein Schaltelement zu seiner An-Zeitvorgabe angeschaltet wird, ein Phasenstrom der Phasenspannung, welche in der Phasenwicklung entsprechend dem Schaltelement induziert wird, durch das Schaltelement, um einer Batterie elektrische Leistung der Phasenspannung, welche in dem Schaltelement gleichgerichtet wird, zur Verfügung zu stellen. Zu jeder Zeit, zu der ein Schaltelement zu seiner Aus-Zeitvorgabe, welche in der Regel- bzw. Steuereinheit gewählt wird, ausgeschaltet wird, wird die Zuführung bzw. Zurverfügungstellung der Leistung gestoppt.With this structure of the machine, at any time at which a switching element is turned on at its on-time, a phase current of the phase voltage induced in the phase winding corresponding to the switching element flows through the switching element to a battery of phase voltage electric power is rectified in the switching element to provide. At any time when a switching element is turned off at its off timing selected in the control unit, the supply of the power is stopped.
Wenn das Schaltelement beispielsweise zu der Zeit geöffnet wird, zu der die Phasenspannung, die sich von dem Basiswert (beispielsweise einem Nullwert) entfernt, den dritten Grenzwert erreicht, kann die Startzeit zuverlässig erfasst werden, da der dritte Grenzwert gleich zu dem ersten Grenzwert ist oder weiter von dem Basiswert ist entfernt als der erste Grenzwert. Weiterhin kann die Endzeit zuverlässig erfasst werden, da der zweite Grenzwert näher zu dem Basiswert ist, als der erste Grenzwert. Demzufolge können die Stromträgerzeitdauern zuverlässig bestimmt werden.For example, when the switching element is opened at the time when the phase voltage that moves away from the base value (for example, a zero value) reaches the third threshold, the starting time can be reliably detected because the third threshold is equal to the first threshold farther from the base is removed than the first threshold. Furthermore, the end time can be reliably detected because the second threshold is closer to the base than the first threshold. As a result, the current carrier durations can be reliably determined.
Die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelementes jedes Arms entsprechend einer Phasenwicklung bzw. welcher einer Phasenwicklung entspricht, wird zu einem Zeitpunkt bzw. zu einer Zeit gewählt, welche von einer Basiszeit bzw. einem Basiszeitpunkt um eine bestimmte Zeitdauer verstreicht, zu welchem bzw. welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung oder die Phasenspannung einer anderen Phasenwicklung sich von dem Basiswert entfernt und einen dritten Grenzwert gleich dem ersten Grenzwert oder weiter von dem Basiswert entfernt als der erste Grenzwert erreicht. Obwohl die Basiszeit bestimmt wird, um der Anzahl von Umdrehungen in einem Rotor der Maschine angemessen zu sein, ist es nötig, die bestimmte Zeitdauer entsprechend der Anzahl von Umdrehungen angemessen abzustimmen bzw. anzupassen.The off timing of the switching element of each arm corresponding to a phase winding corresponding to a phase winding is selected at a timing that elapses from a base time by a certain period of time to which the phase voltage the phase winding or the phase voltage of another phase winding moves away from the base value and reaches a third limit value equal to the first limit value or farther from the base value than the first limit value. Although the base time is determined to be appropriate for the number of revolutions in a rotor of the engine, it is necessary to appropriately tailor the given period of time corresponding to the number of revolutions.
Die Länge jeder Diodenstromträgerzeitdauer hängt von der Anzahl von Umdrehungen in dieser Zeitdauer ab, und die Startzeiten hängen von der Anzahl der Umdrehungen in einer Zeitdauer der Startzeiten ab. Demzufolge kann, auch wenn die Anzahl von Umdrehungen sich mit der Zeit ändert, die Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe des Schaltelementes aus einer vorbestimmten Anzahl von Diodenstromträgerzeitdauern oder einer vorbestimmten Anzahl von Startzeiten abgeschätzt oder vorhergesagt werden, welche zweien der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen, und früher sind als die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements, welche gewählt werden soll. Da die bestimmte Zeitdauer aus diesen Diodenstromträgerzeitdauern oder diesen Startzeiten bestimmt wird, kann die bestimmte Zeitdauer, welche von der Anzahl der Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements abhängt, bestimmt werden.The length of each diode current carrier period depends on the number of revolutions in that period, and the start times depend on the number of revolutions in a period of the start times. Accordingly, even if the number of revolutions changes with time, the number of revolutions to the off-timing of the switching element can be estimated or predicted from a predetermined number of diode current carrier periods or a predetermined number of start times corresponding to two of the phase windings or more , and earlier are as the off timing of the switching element which is to be selected. Since the determined time period is determined from these diode current carrier durations or these start times, the determined time period, which depends on the number of revolutions to the off-timing of the switching element, can be determined.
Demzufolge kann die Maschine die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit einer hohen Präzision wählen bzw. setzen, auch wenn die Anzahl von Umdrehungen in einem rotierenden Bauteil der Maschine mit der Zeit geändert wird, um die elektrische Leistung von Phasenspannungen, welche durch eine Drehkraft des Motors induziert und in den Schaltelementen gleichgerichtet werden, zu regeln bzw. zu steuern.Accordingly, even if the number of revolutions in a rotating member of the engine is changed over time, the engine can set the off timing of each shift member with high precision, to adjust the electric power of phase voltages caused by a rotational force of the motor be induced and rectified in the switching elements to regulate or control.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung wird die Aufgabe erreicht durch die Bereitstellung einer elektrischen rotierenden Maschine, welche eine Ankerwicklung, welche eine Mehrzahl von Phasenwicklungen hat, eine Schalteinheit, welche ein Schaltelement und eine Diode hat, welche parallel miteinander für jede Phasenwicklung der Ankerwicklung verbunden sind, eine Nullpunktdurchgangserfassungseinheit bzw. eine Nullstellenerfassungseinheit und eine Steuer- bzw. Regeleinheit aufweist. Die Ankerwicklung induziert eine Mehrzahl von Phasenspannungen, welche Phasen haben, welche voneinander verschoben sind und mit der Zeit in einem veränderlichen Zyklus verändert werden, in den jeweiligen Phasenwicklungen. Die Schalteinheit richtet die Phasenspannungen der Ankerwicklung gleich. Die Nullpunktdurchgangserfassungseinheit erfasst eine Zeit, zu welcher eine Polarität eines Phasenstromes der Phasenspannung einer Phasenwicklung in eine andere Polarität geändert wird, als einen Nullpunktdurchgangspunkt des Phasenstroms der Phasenwicklung in jedem Zyklus des Phasenstromes für jede Phasenwicklung. Die Steuer- bzw. Regeleinheit steuert bzw. regelt das Schaltelement jedes Arms, um das Schaltelement zu einer An-Zeitvorgabe anzuschalten, um eine Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements des Arms zu einer Zeit, welche von dem Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes der Phasenwicklung oder dem Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes einer anderen Phasenwicklung um eine bestimmte Zeitdauer verstreicht zu wählen, wobei die Phasenspannung einer Phasenwicklung gleichgerichtet wird, um diese bestimmte Zeitdauer des Schaltelements aus einer vorbestimmten Anzahl von Nullpunktsdurchgängen, welche in der Nullpunktdurchgangserfassungseinheit erfasst werden, welche zweien der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen und früher als die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements sind, welche gewählt werden soll, zu bestimmen, und um das Schaltelement zu der Aus-Zeitvorgabe auszuschalten.According to a second aspect of this invention, the object is achieved by providing an electric rotating machine having an armature winding having a plurality of phase windings, a switching unit having a switching element and a diode connected in parallel with each other for each phase winding of the armature winding , a zero crossing detection unit and a zero detection unit and a control unit. The armature winding induces a plurality of phase voltages having phases which are shifted from each other and changed with time in a variable cycle in the respective phase windings. The switching unit rectifies the phase voltages of the armature winding. The zero cross point detection unit detects a time when a polarity of a phase current of the phase voltage of one phase coil is changed to a different polarity than a zero crossing point of the phase current of the phase winding in each cycle of the phase current for each phase winding. The control unit controls the switching element of each arm to turn on the switching element at an on-timing to detect an off timing of the switching element of the arm at a time which is from the zero crossing of the phase current of the phase winding or the zero crossing of the Phase current of another phase winding to elapse by a certain period of time, wherein the phase voltage of a phase winding is rectified by this predetermined period of the switching element from a predetermined number of zero crossings, which are detected in the zero crossing detecting unit, which correspond to two of the phase windings or more and earlier than are the off timing of the switching element to be selected, and to turn off the switching element to the off timing.
Mit diesem Aufbau der Maschine fließt zu jeder Zeit, zu der ein Schaltelement zu seiner An-Zeitvorgabe angeschaltet wird, ein Phasenstrom der Phasenspannung, welche in der Phasenwicklung, welche dem Schaltelement entspricht, durch das Schaltelement, um elektrische Leistung der Phasenspannung, welche in dem Schaltelement gleichgerichtet wird, einer Batterie zur Verfügung zu stellen. Jedes Mal, wenn ein Schaltelement zu seiner Aus-Zeitvorgabe ausgeschaltet wird, welche in der Steuer- bzw. Regeleinheit gewählt wird, wird die Versorgung mit Leistung gestoppt.With this structure of the machine, at any time when a switching element is turned on at its on-time, a phase current of the phase voltage flowing through the switching element in the phase winding corresponding to the switching element flows to electric power of the phase voltage Switching element is rectified to provide a battery. Each time a switching element is turned off at its off timing which is selected in the control unit, the power supply is stopped.
Die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements jedes Arms, welcher einer Phasenwicklung entspricht, wird zu einer Zeit gewählt, welche von dem Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes der Phasenwicklung oder dem Nullpunktsdurchgang des Phasenstroms einer anderen Phasenwicklung um eine bestimmte Zeitdauer verstreicht. Obwohl jeder Nullpunktsdurchgang bestimmt wird, um der Anzahl von Umdrehungen in einem rotierenden Bauteil der Maschine angemessen zu sein, ist es nötig, die bestimmte Zeitdauer entsprechend der Anzahl von Umdrehungen angemessen anzupassen. Die Nullpunktsdurchgänge, welche zweien der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen, und früher sind als die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements, welche gewählt werden soll, sind abhängig von der Anzahl von Umdrehungen in der Zeitdauer der Nullpunktsdurchgänge. Demzufolge kann, auch wenn die Anzahl von Umdrehungen mit der Zeit geändert wird, die Anzahl der Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements aus den Nullpunktsdurchgängen abgeschätzt oder vorhergesagt werden, welche zweien der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen und früher als die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements sind, welche gesetzt werden soll.The off-timing of the switching element of each arm, which corresponds to a phase winding, is selected at a time which elapses from the zero-crossing of the phase current of the phase winding or the zero-crossing of the phase current of another phase winding by a certain period of time. Although each zero crossing is determined to be appropriate to the number of revolutions in a rotating component of the machine, it is necessary to appropriately adjust the determined period corresponding to the number of revolutions. The zero crossings corresponding to two of the phase windings or more, and earlier than the off timing of the switching element to be selected, are dependent on the number of revolutions in the period of zero crossings. Accordingly, even if the number of revolutions is changed over time, the number of revolutions to the off-timing of the switching element can be estimated or predicted from the zero-crossings corresponding to two of the phase windings or more and earlier than the off-timing of the switching element are, which should be set.
Demzufolge kann die Maschine die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit einer hohen Präzision wählen bzw. setzen, auch wenn die Anzahl von Umdrehungen in einem rotierenden Bauteil der Maschine eines Motors mit der Zeit geändert wird, um die elektrische Leistung von Phasenspannungen, welche durch eine Drehkraft des Motors induziert und in den Schaltelementen gleichgerichtet werden, zu regeln bzw. zu steuern.Accordingly, even if the number of revolutions in a rotating member of the engine of a motor is changed with time, the engine can select the off timing of each shift element with high precision to control the electric power of phase voltages caused by a rotational force induced and rectified in the switching elements to regulate or control.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist eine Ansicht, welche den Aufbau einer elektrischen rotierenden Maschine gemäß einer ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 Fig. 10 is a view showing the structure of an electric rotating machine according to first to third embodiments of the present invention;
2 zeigt eine Diodenstromträgerzeitdauer eines Arms der Maschine, welche aus einer Beziehung zwischen Grenzwerten und einer Phasenspannung gemäß der ersten Ausführungsform bestimmt ist; 2 shows a diode current carrier period of an arm of the machine determined from a relationship between limit values and a phase voltage according to the first embodiment;
3 zeigt eine Aus-Zeitvorgabe eines Schaltelementes, welche basierend auf Stromträgerzeitdauern gemäß der ersten Ausführungsform gewählt ist; 3 FIG. 12 shows an off-timing of a switching element selected based on current-carrier durations according to the first embodiment; FIG.
4 zeigt eine Aus-Zeitvorgabe eines Schaltelementes, welche basierend auf Stromträgerstartzeiten gemäß der zweiten Ausführungsform gewählt ist; 4 FIG. 12 shows an off-timing of a switching element selected based on current-carrier start times according to the second embodiment; FIG.
5 zeigt eine An-Zeitvorgabe eines Schaltelements und eine Aus-Zeitvorgabe eines anderen Schaltelements, welche basierend auf Nullpunktsdurchgängen gemäß der dritten Ausführungsform gewählt sind; und 5 shows an on-timing of one switching element and an off-timing of another switching element, which are selected based on zero-crossings according to the third embodiment; and
6 ist eine Ansicht, welche teilweise den Aufbau einer elektrischen rotierenden Maschine gemäß einer Abwandlung der ersten bis dritten Ausführungsform zeigt. 6 FIG. 14 is a view partially showing the structure of an electric rotating machine according to a modification of the first to third embodiments. FIG.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in welchen gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile, Bauteile oder Elemente durch die Beschreibung hindurch anzeigen, sofern nicht anderweitig angezeigt.Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which like reference characters indicate like parts, components or elements throughout the specification, unless otherwise indicated.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORMFIRST EMBODIMENT
1 ist eine Ansicht, welche den Aufbau einer elektrischen rotierenden Maschine gemäß einer ersten bis dritten Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, hat eine elektrische rotierende Maschine 1 eine erste Mehrphasen-(beispielsweise Drei-Phasen)Ankerwicklung 2, welche um einen Anker eines Drei-Phasenmotors (nicht gezeigt) gewickelt ist, um drei Phasenspannungen zu induzieren, eine zweite Mehrphasen(beispielsweise Drei-Phasen)Ankerwicklung 3, welche um den Anker gewickelt ist, um drei Phasenspannungen zu induzieren, einen ersten Umrichter- bzw. Inverterschaltkreis (oder eine Schalteinheit) 5 zum Gleichrichten der Phasenspannungen, welche in der Wicklung 2 induziert werden, einen zweiten Umrichter- bzw. Inverterschaltkreis (oder eine Schalteinheit) 6 zum Gleichrichten der Phasenspannungen, welche in der Wicklung 3 induziert werden, eine Feldwicklung 4, welche um magnetische Feldpole (nicht gezeigt) des Motors gewickelt ist, um einen Rotor des Motors aufzubauen und einen Spannungsregler bzw. eine Spannungssteuerung 12 zum Regeln bzw. Steuern eines Feldstromes, welcher durch die Feldwicklung 4 fließt, durch ein periodisches Anschalten eines Schaltelements (nicht gezeigt), um die Phasenspannungen, welche in den Wicklungen 2 und 3 induziert werden, zu regeln bzw. zu steuern. 1 FIG. 14 is a view showing the structure of an electric rotating machine according to first to third embodiments. FIG. As in 1 shown has an electric rotating machine 1 a first polyphase (eg, three phase) armature winding 2 which is wound around an armature of a three-phase motor (not shown) to induce three phase voltages, a second polyphase (for example, three-phase) armature winding 3 which is wound around the armature to induce three phase voltages, a first inverter circuit (or a switching unit) 5 for rectifying the phase voltages present in the winding 2 be induced, a second inverter or inverter circuit (or a switching unit) 6 for rectifying the phase voltages present in the winding 3 be induced, a field winding 4 which is wound around magnetic field poles (not shown) of the motor to construct a rotor of the motor and a voltage regulator 12 for controlling a field current flowing through the field winding 4 By periodically turning on a switching element (not shown), the phase voltages flowing in the windings flow 2 and 3 be induced to regulate or control.
Jede der Ankerwicklungen 2 und 3 erzeugt einen magnetischen Kreis und einen elektrischen Kreis in Antwort auf das rotierte magnetische Feld der Feldwicklung 4. Die magnetischen Kreise der Wicklungen 2 und 3 beeinflussen sich gegenseitig, während die elektrischen Kreise der Wicklungen 2 und 3 sich nicht gegenseitig beeinflussen. Die Wicklung 2 hat eine u-Phasenwicklung U, welche eine u-Phasenspannung Vu in Antwort auf die Drehung des Rotors induziert, eine v-Phasenwicklung V, welche eine v-Phasenspannung Vv induziert und eine w-Phasenwicklung W, welche eine w-Phasenspannung Vw induziert. Diese Wicklungen U, V und W sind miteinander an einem Verbindungspunkt in Y-Verbindung verbunden. Die Wicklung 3 hat eine x-Phasenwicklung X, welche eine x-Phasenspannung Vx in Antwort auf die Drehung des Rotors induziert, eine y-Phasenwicklung Y, welche eine y-Phasenspannung Vy induziert und eine z-Phasenwicklung Z, welche eine z-Phasenspannung Vz induziert. Diese Wicklungen X, Y und Z sind miteinander an einem Verbindungspunkt in einer Y-Verbindung verbunden. Die Positionen der x-, y- und z-Phasenwicklungen auf dem Anker unterscheiden sich von Positionen der u-, v- und w-Phasenwicklungen jewils um 30 Grad im elektrischen Winkel.Each of the armature windings 2 and 3 generates a magnetic circuit and an electrical circuit in response to the field coil's rotated magnetic field 4 , The magnetic circuits of the windings 2 and 3 affect each other while the electrical circuits of the windings 2 and 3 do not affect each other. The winding 2 has a u-phase winding U which induces a u-phase voltage Vu in response to the rotation of the rotor, a v-phase winding V which induces a v-phase voltage Vv, and a w-phase winding W which induces a w-phase voltage Vw. These windings U, V and W are connected to each other at a connection point in Y connection. The winding 3 has an x-phase winding X which induces an x-phase voltage Vx in response to the rotation of the rotor, a y-phase winding Y which induces a y-phase voltage Vy, and a z-phase winding Z which induces a z-phase voltage Vz. These windings X, Y and Z are connected to each other at a connection point in a Y connection. The positions of the x-, y-, and z-phase windings on the armature are different from positions of the u-, v-, and w-phase windings, respectively, by 30 degrees in electrical angle.
Die Maschine 1 führt einen Leistungserzeugungsbetrieb und einen Drehkrafterzeugungsbetrieb durch. In dem Leistungserzeugungsbetrieb steuert bzw. regelt die Spannungssteuereinheit bzw. -regeleinheit 12 den Feldstrom, welcher durch die Feldwicklung 4 fließt, um die magnetischen Feldpole auf einem Niveau zu magnetisieren, welches dem Feldstrom entspricht, wird der Rotor gedreht bzw. rotiert, um Phasenspannungen in den Phasenwicklungen der Wicklungen 2 und 3 zu induzieren, welche durch eine elektromagnetische gegenseitige Beeinflussung um das Feld gewickelt sind, werden die Phasenspannungen in den Schaltkreisen bzw. Kreisen 5 und 6 gleichgerichtet und wird eine elektrische Gleichstrom-Leistung der gleichgerichteten Spannungen einer Batterie 13 und Stromverbrauchern (nicht gezeigt) eines Fahrzeuges zur Verfügung gestellt. Die Einheit 12 steuert bzw. regelt den Feldstrom derart, dass die Batteriespannung der Batterie 13 an ein vorbestimmtes Niveau angepasst ist bzw. wird. In dem Drehkrafterzeugungsbetrieb magnetisiert die Spannungssteuer- bzw. -regeleinrichtung 12 die magnetischen Feldpole, um ein Magnetfeld zu induzieren, wird ein Gleichstrom, welcher von der Batterie 13 zur Verfügung gestellt wird, in jedem der Schaltkreise bzw. Kreise 5 und 6 in einen Drei-Phasenwechselstrom umgewandelt, werden die Phasenströme jeweils den Phasenwicklungen der Wicklungen 2 und 3 zur Verfügung gestellt und wird der Rotor durch eine elektromagnetische gegenseitige Beeinflussung bzw. Interaktion gedreht bzw. rotiert. Die Maschine 1 kann auch nur den Leistungserzeugungsbetrieb durchführen.The machine 1 performs a power generation operation and a rotation force generation operation. In the power generation operation, the voltage control unit controls 12 the field current passing through the field winding 4 flows to magnetize the magnetic field poles at a level corresponding to the field current, the rotor is rotated to phase voltages in the phase windings of the windings 2 and 3 to induce, which are wound around the field by an electromagnetic mutual interference, the phase voltages in the circuits or circles 5 and 6 rectified and becomes a DC electrical power of the rectified voltages of a battery 13 and power consumers (not shown) of a vehicle. The unit 12 controls or regulates the field current such that the battery voltage of the battery 13 is adapted to a predetermined level or is. In the rotary power generating operation, the voltage control device magnetizes 12 The magnetic field poles, to induce a magnetic field, become a direct current, which comes from the battery 13 is provided in each of the circuits or circuits 5 and 6 converted into a three-phase alternating current, the phase currents are respectively the phase windings of the windings 2 and 3 provided and the rotor is rotated or rotated by an electromagnetic mutual interaction or interaction. The machine 1 may also perform only the power generation operation.
Der Umrichter- bzw. Inverterschaltkreis 5 hat einen unteren Arm und einen oberen Arm bzw. einen unteren Zweig und einen oberen Zweig für jede Phase. Jeder Arm ist aus einer Diode und einem Schaltelement, welche parallel miteinander zwischen der Wicklung 2 und der Batterie 13 verbunden sind, aufgebaut. Zwei obere Arme und zwei untere Arme entsprechend zwei Phasenwicklungen in jedem Paar bilden einen Brückenkreis bzw. Brückenschaltkreis. Genauer gesagt sind ein Schaltelement Q1 und eine Diode D1 des oberen Arms und ein Schaltelement Q2 und eine Diode D2 des unteren Arms mit der u-Phasenwicklung U verbunden, ein Schaltelement Q3 und eine Diode D3 des oberen Arms und ein Schaltelement Q4 und eine Diode D4 des unteren Arms sind mit der v-Phasenwicklung V verbunden, und ein Schaltelement Q5 und eine Diode D5 des oberen Arms und ein Schaltelement Q6 und eine Diode D6 des unteren Arms sind mit der w-Phasenwicklung W verbunden.The inverter circuit 5 has a lower arm and an upper arm and a lower branch and an upper branch for each phase. Each arm is made up of a diode and a switching element which are parallel with each other between the winding 2 and the battery 13 connected, built. Two upper arms and two lower arms corresponding to two phase windings in each pair form a bridge circuit. More specifically, a switching element Q1 and a diode D1 of the upper arm and a switching element Q2 and a diode D2 of the lower arm are connected to the U-phase winding U, a switching element Q3 and a diode D3 of the upper arm and a switching element Q4 and a diode D4 of the lower arm are connected to the v-phase winding V, and a switching element Q5 and a diode D5 of the upper arm and a switching element Q6 and a diode D6 of the lower arm are connected to the w-phase winding W.
Der Inverterschaltkreis 6 hat einen oberen Arm und einen unteren Arm für jede Phase. Jeder Arm ist aus einer Diode und einem Schaltelement aufgebaut, welche parallel miteinander zwischen der Wicklung 3 und der Batterie 13 verbunden sind. Zwei obere Arme und zwei untere Arme entsprechend zwei Phasenwicklungen in jedem Paar bilden einen Brückenschaltkreis. Genauer gesagt, sind ein Schaltelement Q7 und eine Diode D7 des oberen Arms und ein Schaltelement Q8 und eine Diode D8 des unteren Arms mit der x-Phasenwicklung X verbunden, ein Schaltelement Q9 und eine Diode D9 des oberen Arms und ein Schaltelement Q10 und eine Diode D10 des unteren Arms sind mit der y-Phasenwicklung Y verbunden, und ein Schaltelement Q11 und eine Diode D11 des oberen Arms und ein Schaltelement Q12 und eine Diode D12 des unteren Arms sind mit der z-Phasenwicklung Z verbunden.The inverter circuit 6 has an upper arm and a lower arm for each phase. Each arm is constructed of a diode and a switching element which are parallel with each other between the winding 3 and the battery 13 are connected. Two upper arms and two lower arms corresponding to two phase windings in each pair form a bridge circuit. More specifically, a switching element Q7 and a diode D7 of the upper arm and a switching element Q8 and a diode D8 of the lower arm are connected to the X-phase winding X, a switching element Q9 and a diode D9 of the upper arm and a switching element Q10 and a diode D10 of the lower arm are connected to the y-phase winding Y, and a switching element Q11 and a The upper arm diode D11 and a switching element Q12 and a lower arm diode D12 are connected to the z-phase winding Z.
Jedes der Schaltelemente Q1 bis Q12 ist aus einem n-Kanal Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor (MOS-FET) gebildet, welcher eine niedrige Drain-Source-Spannung (beispielsweise 0,1 V) hat, wenn er in den An-Zustand versetzt ist. Diese Drain-Source-Spannung ist definiert als eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Drain und der Source des MOS-FET. Die Drain-Source-Spannung ist geringer als eine vorwärtige bzw. vorwärts gerichtete Spannung VD der Diode, welche im Allgemeinen für einen Gleichrichterschaltkreis verwendet wird. Die vorwärts gerichtete Spannung VD ist definiert als eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Anode und der Kathode der Diode, durch welche ein elektrischer Strom fließt. Die Anode der Diode und die Drain des MOS-FET in jedem oberen Arm sind mit der entsprechenden Phasenwicklung verbunden und die Kathode der Diode und die Source des MOS-FET in jedem oberen Arm sind mit einem positiven Anschluss der Batterie 13 verbunden. Die Kathode der Diode und die Source des MOS-FET in jedem unteren Arm sind mit der entsprechenden Phasenwicklung verbunden und die Anode der Diode und die Drain des MOS-FET in jedem unteren Arm sind geerdet bzw. auf Masse gelegt. Aufgrund dieser Erde bzw. Masse ist, wenn die Phasenspannung, welche in jeder Phasenwicklung induziert wird, sich mit der Zeit um einen Basiswert verändert, der Basiswert zu Null gewählt. Da jedes Schaltelement aus einem MOS-FET gebildet ist, kann eine parasitische Diode, welche in dem Substrat des MOS-FET gebildet ist, als die entsprechende Diode verwendet werden.Each of the switching elements Q1 to Q12 is formed of an n-channel metal oxide semiconductor field effect transistor (MOS-FET) having a low drain-source voltage (for example, 0.1 V) when it is set in the on state. This drain-source voltage is defined as an electric potential difference between the drain and the source of the MOS-FET. The drain-source voltage is less than a forward voltage VD of the diode, which is generally used for a rectifier circuit. The forward voltage VD is defined as an electric potential difference between the anode and the cathode of the diode through which an electric current flows. The anode of the diode and the drain of the MOS-FET in each upper arm are connected to the corresponding phase winding, and the cathode of the diode and the source of the MOS-FET in each upper arm are connected to a positive terminal of the battery 13 connected. The cathode of the diode and the source of the MOS-FET in each lower arm are connected to the corresponding phase winding, and the anode of the diode and the drain of the MOS-FET in each lower arm are grounded. Because of this ground, when the phase voltage induced in each phase winding changes by one base value over time, the base value is set to zero. Since each switching element is formed of a MOS-FET, a parasitic diode formed in the substrate of the MOS-FET can be used as the corresponding diode.
2 zeigt eine Diodenstromträgerzeitdauer eines Arms, welche bestimmt ist aus einer Beziehung zwischen Grenzwerten und einer Phasenspannung gemäß der ersten Ausführungsform. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat die Maschine 1 weiterhin eine Steuer- bzw. Regeleinheit 7 zum Wählen bzw. Setzen eines ersten Grenzwertes V1, der um einen vorbestimmten Wert größer ist als die Batteriespannung VB der Batterie 13 und der gleich oder geringer ist als die Summe VB + VD der Batteriespannung VB und der Vorwärtsspannung VD der Dioden, eines zweiten Grenzwertes V2, der geringer ist als die Batteriespannung VB, eines dritten Grenzwertes V3, der gleich oder größer ist als der erste Grenzwert und gleich oder geringer ist als die Summe VB + VD, eines ersten vorzeicheninvertierten Wertes –V1, welcher erhalten wird durch ein Invertieren des Vorzeichens des Wertes V1, eines zweiten vorzeicheninvertierten Wertes –V2, welcher durch ein Invertieren des Vorzeichens des Wertes V2 erhalten wird, und eines dritten vorzeicheninvertierten Wertes –V3, welcher durch ein Invertieren des Vorzeichens des Wertes V3 erhalten wird. 2 FIG. 12 shows a diode current carrier period of an arm determined from a relationship between limit values and a phase voltage according to the first embodiment. FIG. As in 1 and 2 shown has the machine 1 furthermore a control unit 7 for setting a first limit value V1 greater than the battery voltage VB of the battery by a predetermined value 13 and which is equal to or less than the sum VB + VD of the battery voltage VB and the forward voltage VD of the diodes, a second threshold V2 less than the battery voltage VB, a third threshold V3 equal to or greater than the first threshold and is equal to or less than the sum VB + VD, a first sign-inverted value -V1 obtained by inverting the sign of the value V1, a second sign-inverted value -V2 obtained by inverting the sign of the value V2, and a third sign-inverted value -V3 obtained by inverting the sign of the value V3.
In anderen Worten gesagt ist der zweite Grenzwert V2 näher zu dem Basiswert (d. h. Nullwert) als der erste Grenzwert V1, und der zweite vorzeicheninvertierte Wert –V2 ist näher zu dem Basiswert (d. h. Nullwert) als der erste vorzeicheninvertierte Wert –V1. Der dritte Grenzwert V3 ist gleich dem ersten Grenzwert V1 oder weiter entfernt von dem Basiswert (d. h. Nullwert) als der erste Grenzwert V1, und der dritte vorzeicheninvertierte Wert –V3 ist gleich dem ersten vorzeicheninvertierten Wert –V1 oder weiter entfernt von dem Basiswert (d. h. Nullwert) als der erste vorzeicheninvertierte Wert –V1.In other words, the second limit value V2 is closer to the base value (i.e., zero value) than the first limit value V1, and the second sign-inverted value -V2 is closer to the base value (i.e., zero value) than the first sign-inverted value -V1. The third limit value V3 is equal to the first limit value V1 or farther from the base value (ie, zero value) than the first limit value V1, and the third sign-inverted value -V3 is equal to the first sign-inverted value -V1 or farther from the base value (ie, zero value ) as the first sign inverted value -V1.
Die Maschine 1 hat weiterhin eine Diodenstromträgerzeitdauerbestimmungseinheit 9, welche eine Phasenspannung überwacht, welche in jede Phasenwicklung der Wicklungen 2 und 3 induziert wird, welche sowohl eine Startzeit Ts von einem oberen Arm, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung, die dem oberen Arm entspricht, auf den ersten Grenzwert V1 erhöht wird, und eine Endzeit Te des oberen Arms, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung, die dem oberen Arm entspricht, auf den zweiten Grenzwert V2 verringert wird, für jeden Zyklus der Phasenspannung für jeden der oberen Arme der Inverterschaltkreise 5 und 6 erfasst, und sowohl eine Startzeit Ts eines unteren Armes, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung, die dem unteren Arm entspricht, auf den ersten vorzeicheninvertierten Wert –V1 verringert wird, als auch eine Endzeit Te des unteren Armes, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung, die dem unteren Arm entspricht, auf den zweiten vorzeicheninvertierten Wert –V2 erhöht wird, für jeden Zyklus der Phasenspannung für jeden der unteren Arme der Inverterschaltkreise 5 und 6 erfasst.The machine 1 further has a diode current carrier duration determining unit 9 , which monitors a phase voltage which enters each phase winding of the windings 2 and 3 which increases both a start time Ts from an upper arm to which the phase voltage of the phase winding corresponding to the upper arm is increased to the first limit value V1, and an end time Te of the upper arm to which the phase voltage of the phase winding corresponding to the upper arm, is reduced to the second limit value V2, for each cycle of the phase voltage for each of the upper arms of the inverter circuits 5 and 6 and both a start time Ts of a lower arm to which the phase voltage of the phase winding corresponding to the lower arm is reduced to the first sign-inverted value -V1, and an end time Te of the lower arm to which the phase voltage of the phase winding corresponding to the lower arm, is increased to the second sign-inverted value -V2 for each cycle of the phase voltage for each of the lower arms of the inverter circuits 5 and 6 detected.
In anderen Worten gesagt erfasst die Bestimmungseinheit 9 eine Startzeit Ts eines Arms, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung, die dem Arm entspricht, sich von dem Nullwert entfernt und den ersten Grenzwert V1 oder den ersten vorzeicheninvertierten Wert –V1 erreicht, und eine Endzeit Te, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung, die dem Arm entspricht, sich nach der Startzeit Ts einem Nullwert bzw. dem Nullwert annähert und den zweiten Grenzwert V2 oder den zweiten vorzeicheninvertierten Wert –V2 erreicht, für jeden Halbzyklus der Phasenspannung für jeden der Arme der Inverterschaltkreise 5 und 6.In other words, the determination unit detects 9 a start time Ts of an arm to which the phase voltage of the phase winding corresponding to the arm moves away from the zero value and reaches the first threshold value V1 or the first sign inverted value -V1, and an end time Te to which the phase voltage of the phase winding, corresponds to the arm, approaches a zero value after the start time Ts and reaches the second limit value V2 or the second sign-inverted value -V2, for each half cycle of the phase voltage for each of the arms of the inverter circuits 5 and 6 ,
Die Bestimmungseinheit 9 bestimmt eine Zeitdauer zwischen einer Startzeit Ts und einer Endzeit Te jedes Arms als eine Diodenstromträgerzeitdauer TB des Arms.The determination unit 9 determines a period of time between a start time Ts and an end time Te of each arm as a diode current carrier period TB of the arm.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 wählt eine An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelements jedes oberen Armes entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit, zu welcher die Phasenspannung der Drei-Phasenwicklung in dem vorliegenden Zyklus auf den dritten Grenzwert V3 erhöht wird, für jedem Zyklus der Phasenspannung und wählt eine An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelements jedes unteren Armes entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung in dem vorliegenden Zyklus auf den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3 verringert wird, für jeden Zyklus der Phasenspannung.The control unit 7 selects an on timing Ton of the switching element of each upper arm corresponding to a phase winding at a time when the phase voltage of the three Phase winding in the present cycle is increased to the third threshold value V3, for each cycle of the phase voltage and selects a An-Ton Ton of the switching element of each lower arm corresponding to a phase winding at a time at which the phase voltage of the phase winding in the present cycle to the third sign-inverted value -V3 is reduced, for each cycle of the phase voltage.
In anderen Worten gesagt, wählt die Regel- bzw. Steuereinheit 7 eine An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelements jedes Armes entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung sich von dem Nullwert entfernt und den dritten Grenzwert V3 oder den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3 erreicht, für jeden Halbzyklus der Phasenspannung. Da der Wert V1 gleich ist oder kleiner als der Wert V3, wird das Schaltelement jedes Armes zu der Startzeit Ts jeder Zeitdauer TB des Arms noch nicht angeschaltet.In other words, the control unit selects 7 an on-timing tone of the switching element of each arm corresponding to a phase winding at a time when the phase winding of the phase winding moves away from the zero value and reaches the third limit value V3 or the third sign-inverted value -V3, for each half cycle of the phase voltage. Since the value V1 is equal to or smaller than the value V3, the switching element of each arm at the start time Ts of each time TB of the arm is not yet turned on.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 setzt eine Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements jedes oberen Arms entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit, welche von einer Basiszeit T0 um eine bestimmte Zeitdauer T1 verstreicht, zu welcher die Phasenspannung einer anderen Phasenwicklung gerade vor der Aus-Zeitvorgabe Toff, die gewählt werden soll, auf den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3 verringert ist bzw. wird, für jeden Zyklus der Phasenspannung, welche auf das Schaltelement angewandt wird.The control unit 7 sets an off timing Toff of the switching element of each upper arm corresponding to a phase winding at a time elapsed from a base time T0 by a predetermined time T1 to which the phase voltage of another phase winding just before the off timing Toff to be selected, is reduced to the third sign-inverted value -V3, for each cycle of the phase voltage applied to the switching element.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit setzt eine Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements jedes unteren Armes entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit, welche von einer Basiszeit T0 um eine bestimmte Zeitdauer T1 verstreicht, zu welcher die Phasenspannung einer anderen Phasenwicklung genau vor der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gesetzt werden soll, auf den dritten Grenzwert V3 erhöht wird, für jeden Zyklus der Phasenspannung, welche auf das Schaltelement angewandt wird. Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 bestimmt diese bestimmte Zeitdauer T1 aus einer vorbestimmten Anzahl von Diodenstromträgerzeitdauern von Armen, welche zweien der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen, und früher als die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements sind, welche gesetzt werden soll.The control unit sets an off timing Toff of the switching element of each lower arm corresponding to a phase winding at a time which elapses from a base time T0 by a certain period of time T1 at which the phase voltage of another phase winding occurs just before the off timing Toff which is to be set is increased to the third threshold value V3 for each cycle of the phase voltage applied to the switching element. The control unit 7 determines this specific time T1 from a predetermined number of diode current carrier durations of arms corresponding to two of the phase windings or more, and earlier than the off-timing of the switching element to be set.
Demzufolge wird die Basiszeit T0 des jeweiligen Schaltelements jedes Arms entsprechend einer Phasenwicklung zu der An-Zeitvorgabe Ton eines anderen Schaltelements, entsprechend einer anderen Phasenwicklung gewählt, und diese An-Zeitvorgabe ist gerade vor der Aus-Zeitvorgabe Toff des jeweiligen Schaltelements, welche gewählt werden soll, platziert.Accordingly, the base time T0 of each switching element of each arm corresponding to one phase winding is selected at the on-timing Ton of another switching element corresponding to another phase winding, and this on-timing is just before the off timing Toff of the respective switching element to be selected , placed.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 wählt die Aus-Zeitvorgaben der Schaltelemente eines Inverterschaltkreises unabhängig von dem Wählen der Aus-Zeitvorgaben der Schaltelemente eines anderen Inverterschaltkreises.The control unit 7 selects the off-timings of the switching elements of one inverter circuit independently of the selection of the off-timings of the switching elements of another inverter circuit.
Die Maschine 1 hat weiterhin eine Treibereinheit 8 zum Treiben jedes der Schaltelemente Q1 bis Q12 unter Regelung bzw. Steuerung der Regel- bzw. Steuereineheit 7, um die Schaltelemente zu jeder der An-Zeitvorgaben Ton des Schaltelements, welche in der Regel- bzw. Steuereinheit 7 gewählt werden, anzuschalten, und um das Schaltelement zu jeder der Aus-Zeitvorgaben Toff des Schaltelements, welche in der Regel- bzw. Steuereinheit 7 gewählt werden, abzuschalten.The machine 1 also has a driver unit 8th for driving each of the switching elements Q1 to Q12 under control of the control unit 7 to the switching elements at each of the on-time Ton of the switching element, which in the control unit 7 be selected to turn on, and the switching element to each of the off-time Toff of the switching element, which in the control unit 7 be selected to turn off.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 ist aus Hardware-Logikschaltkreisen aufgebaut bzw. hergestellt. Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 kann jedoch auch aus einer zentralen Verarbeitungseinheit aufgebaut sein, in welcher ein vorbestimmtes Regel- bzw. Steuerprogramm ausgeführt wird. Wenn die Phasenspannungen der Wicklungen 2 und 3 verschiedene Werte sind, können der erste, der zweite und der dritte Grenzwert für jede Phase gewählt werden.The control unit 7 is constructed of hardware logic circuits. The control unit 7 However, it can also be constructed from a central processing unit in which a predetermined control program is executed. When the phase voltages of the windings 2 and 3 are different values, the first, second and third limits can be selected for each phase.
Als nächstes wird die Tätigkeit jeder Diode des oberen Arms unter der Annahme erklärt werden, dass das entsprechende Schaltelement im Aus-Zustand aufrechterhalten. wird. Wenn die entsprechende Phasenspannung V, welche die Summe VB + VD sowohl der Batteriespannung VB als auch der vorwärts gerichteten Spannung VD der Diode noch nicht erreicht, erhöht wird (Zeitdauer P1), fließt der Phasenstrom nicht durch die Diode bis die Phasenspannung V den Wert VB + VD überschreitet. Wenn die ansteigende Phasenspannung V den Wert VB + VD zu einer Zeit Tds übersteigt, fließt der Phasenstrom durch die Diode, um die Phasenspannung V auf dem Wert VB + VD zu fixieren bzw. festzuhalten (Zeitdauer P2). Danach stoppt, wenn die Phasenspannung, welche in der Wicklung 2 oder 3 induziert wird, auf den Wert VB + VD zu einer Zeit Tde verringert wird, der Phasenstrom den Fluss durch die Diode und die Phasenspannung V an der Anode der Diode wird allmählich verringert (Zeitdauer P3).Next, the action of each upper arm diode will be explained on the assumption that the corresponding switching element is maintained in the off state. becomes. When the corresponding phase voltage V which does not yet reach the sum VB + VD of both the battery voltage VB and the forward voltage VD of the diode (time period P1), the phase current does not flow through the diode until the phase voltage V becomes VB + VD exceeds. When the rising phase voltage V exceeds the value VB + VD at a time Tds, the phase current flows through the diode to fix the phase voltage V at the value VB + VD (time period P2). After that stops when the phase voltage, which in the winding 2 or 3 is reduced to the value VB + VD at a time Tde is reduced, the phase current, the flow through the diode and the phase voltage V at the anode of the diode is gradually reduced (time period P3).
Demzufolge ist, wenn korrekt definiert, die Diodenstromträgerzeitdauer jedes Armes die Zeitdauer TA zwischen den Zeiten Tds und Tde. Die Aufgabe in dieser Ausführungsform ist es, die Maschine 1, welche die Aus-Zeitvorgabe Toff jedes Schaltelements mit hoher Präzision wählt, bereitzustellen, sogar wenn sich die Anzahl von Umdrehungen in der rotierenden Feldwicklung 4 des Motors mit der Zeit ändert. Die Zeitdauer A hängt von der Anzahl von Umdrehungen ab. Demzufolge kann, wenn die Maschine 1 die Zeitdauer TA erfassen kann, die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements unter Verwendung der Zeitdauer A gewählt werden, während eine Änderung in der Anzahl der Umdrehungen berücksichtigt wird. Die Maschine 1 kann jedoch nicht die Zeitdauer TA bestimmen.Thus, if correctly defined, the diode current carrier duration of each arm is the time TA between the times Tds and Tde. The task in this embodiment is to machine 1 which selects the off-timing Toff of each switching element with high precision, even when the number of revolutions in the rotating field winding 4 the engine changes over time. The duration A depends on the number of revolutions. As a result, when the machine 1 the time period TA can detect the off timing of each switching element using the Period A while a change in the number of revolutions is taken into account. The machine 1 however, can not determine the time duration TA.
Bei dem tatsächlichen Betrieb der Maschine 1 wird, wenn die Phasenspannung V, welche auf das Schaltelement angewandt wird, den dritten Grenzwert V3 überschreitet, bevor er den Wert VB + VD erreicht, das Schaltelement unter Regelung bzw. Steuerung der Regel- bzw. Steuereinheit 7 angeschaltet und der Phasenstrom beginnt, durch das Schaltelement zu fließen, ohne durch die Diode zu fließen (Zeitdauer P4). Da die Drain-Source-Spannung des Schaltelementes ungefähr 0,1 V ist und geringer ist als die Vorwärtsspannung Vd der Diode, wird die Phasenspannung auf dem Wert VB + 0,1 V aufrechterhalten, welcher geringer ist als der Wert VB + VD. Demzufolge kann die Maschine 1 die Startzeit Tds der Zeitdauer TA nicht erfassen, zu welcher die Phasenspannung auf den Wert VB + VD erhöht wird. Weiterhin wird, wenn die Aus-Zeitvorgabe Toff gewählt wird, um früher zu sein als die Endzeit Tde der Zeitdauer TA, die Phasenspannung auf dem Wert VB + VD aufrechterhalten in der Zeitdauer zwischen den Zeiten Toff und Tde und es wird schwierig, die Zeit Tde korrekt zu erfassen, zu welcher die Abnahme der Phasenspannung, welche auf dem Wert VB + VD aufrechterhalten wird, gestartet wird.In the actual operation of the machine 1 For example, when the phase voltage V applied to the switching element exceeds the third threshold value V3 before reaching the value VB + VD, the switching element is under control of the control unit 7 and the phase current starts to flow through the switching element without flowing through the diode (time period P4). Since the drain-to-source voltage of the switching element is approximately 0.1V and less than the forward voltage Vd of the diode, the phase voltage is maintained at the value VB + 0.1V, which is lower than the value VB + VD. As a result, the machine can 1 does not detect the start time Tds of the time period TA at which the phase voltage is increased to the value VB + VD. Further, when the off timing Toff is selected to be earlier than the end time Tde of the time TA, the phase voltage is maintained at the value VB + VD in the period between the times Toff and Tde, and it becomes difficult to set the time Tde to correctly detect, at which the decrease of the phase voltage, which is maintained at the value VB + VD, is started.
Im Gegensatz hierzu wird, da der Phasenstrom startet, durch das Schaltelement zu fließen, nachdem die Phasenspannung den Wert V1, der gleich oder geringer als der Wert V3 ist, erreicht, die Phasenspannung zuverlässig auf den Wert V1 erhöht. Demzufolge kann die Bestimmungseinheit 9 die Zeit Ts zuverlässig erfassen, zu welcher die Phasenspannung auf den Wert V1 erhöht wird. Weiterhin ist der zweite Grenzwert V2 gewählt, um kleiner bzw. geringer zu sein als die Batteriespannung VB. Demzufolge erfasst, auch wenn die Phasenspannung in der Zeitdauer P4 in Antwort auf das Anschalten des Schaltelementsauf den Wert VB + 0,1 V verringert wird, welcher höher ist als die Batteriespannung VB, die Bestimmungseinheit nicht irgendeine Zeit der Zeitdauer P4 als das Ende der Zeitdauer TB. Demzufolge kann die Bestimmungseinheit 9 die Endzeit Te der Zeitdauer TB zuverlässig erfassen. Als Schlussfolgerung kann die Bestimmungseinheit 9 die Diodenstromträgerzeitdauer TB zwischen den Zeiten Ts und Te zuverlässig bestimmen. Weiterhin hängt die Zeitdauer TB von der Anzahl von Umdrehungen ab. In der ersten Ausführungsform wählt die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 die Aus-Zeitvorgabe Toff jedes Schaltelements unter Verwendung einer vorbestimmten Anzahl von Diodenstromträgerzeitdauer TB von Armen entsprechend zwei Phasenwicklungen oder mehr.In contrast, since the phase current starts to flow through the switching element after the phase voltage reaches the value V1 equal to or lower than the value V3, the phase voltage is reliably increased to the value V1. As a result, the determination unit 9 reliably detect the time Ts at which the phase voltage is increased to the value V1. Furthermore, the second limit value V2 is selected to be smaller or lower than the battery voltage VB. Accordingly, even if the phase voltage in the period P4 is decreased in response to turning on of the switching element to the value VB + 0.1V which is higher than the battery voltage VB, the determining unit does not detect any time of the period P4 as the end of the period TB. As a result, the determination unit 9 reliably detect the end time Te of the time TB. In conclusion, the determination unit 9 reliably determine the diode current carrier duration TB between times Ts and Te. Furthermore, the time TB depends on the number of revolutions. In the first embodiment, the control unit selects 7 the off timing Toff of each switching element using a predetermined number of diode current carrier periods TB of arms corresponding to two phase windings or more.
In dieser Ausführungsform wird die Aus-Zeit Toff vorzugsweise gewählt, um früher zu sein, als die Zeit Tde. Demzufolge enthält die Diodenstromträgerzeitdauer TB eine Stromnichtfließzeitdauer zwischen den Zeiten Ts und Ton, eine Schaltelementstromflusszeitdauer zwischen den Zeiten Ton und Toff, eine Diodenelementstromflusszeitdauer zwischen den Zeiten Toff und Tde und eine andere Stromnichtfließzeitdauer zwischen den Zeiten Tde und Te.In this embodiment, the off-time Toff is preferably selected to be earlier than the time Tde. Accordingly, the diode current carrier period TB includes a current non-flow time period between the times Ts and Ton, a switching element current flow time between the Ton and Toff times, a diode element current flow time period between the times Toff and Tde, and another non-flow time period between the times Tde and Te.
Wenn bei dem aktuellen Betrieb der Maschine 1 die ansteigende Phasenspannung V den dritten Grenzwert V3 erreicht, kommt die Bestimmungseinheit 9 spät bei der Erfassung, dass die Phasenspannung V den Wert V3 erreicht und die Regel- bzw. Steuereinheit 7 kommt spät beim Anschalten des Schaltelements. Demzufolge wird die Phasenspannung V höher als der Wert V3. In diesem Falle kann, auch wenn der Wert V1, welcher für die Erfassung der Startzeit Ts der Zeitdauer TB verwendet wird, gleich dem Wert V3 gewählt ist, die Bestimmungseinheit 9 zuverlässig die Zeit Ts erfassen, zu welcher die ansteigende Phasenspannung V den Wert V1 erreicht. Demzufolge kann der Wert V1 gewählt werden, um gleich dem Wert V3 zu sein.If at the current operation of the machine 1 the rising phase voltage V reaches the third threshold value V3, the determination unit comes 9 late in detecting that the phase voltage V reaches the value V3 and the control unit 7 comes late when turning on the switching element. As a result, the phase voltage V becomes higher than the value V3. In this case, even if the value V1 used for the detection of the start time Ts of the period TB is set equal to the value V3, the determination unit may be 9 reliably detect the time Ts at which the rising phase voltage V reaches the value V1. As a result, the value V1 can be selected to be equal to the value V3.
Als nächstes wird das Auswählen der An-Zeitvorgabe Ton jedes Schaltelements unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. 3 zeigt die An-Zeitvorgabe Ton und die Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements Q3 des Inverterschaltkreises 5 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Werte V1 und V3 sind gewählt, um gleich zueinander zu sein. Die Aus-Zeitvorgabe und die An-Zeitvorgabe der anderen Schaltelemente des Inverterschaltkreises 5 und die An-Zeitvorgabe und die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements des Inverterschaltkreisese 6 werden in derselben Art und Weise gewählt wie diejenigen, welche in 3 gezeigt sind.Next, selecting the on-timing tone of each switching element will be explained with reference to FIG 3 to be discribed. 3 FIG. 14 shows the on timing Ton and the off timing Toff of the switching element Q3 of the inverter circuit 5 according to the first embodiment. The values V1 and V3 are chosen to be equal to each other. The off-timing and the on-timing of the other switching elements of the inverter circuit 5 and the on-timing and off-timing of each switching element of the inverter circuit 6 are chosen in the same way as those who are in 3 are shown.
Wie in 3 gezeigt ist, wird, wenn die Phasenspannung Vu der u-Phasenwicklung U auf den dritten Grenzwert erhöht wird, welcher höher als die Batterispannung VB ist, das u-Phasenschaltelement Q1 des oberen Armes unter Regelung bzw. Steuerung der Regel- bzw. Steuereinheit 7 angeschaltet. Dann wird, wenn die Phasenspannung Vw der w-Phasenwicklung W auf den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3, welcher geringer als der vorzeicheninvertierte Batteriewert –VB ist, verringert wird, das w-Phasenschaltelement Q6 des unteren Armes unter Regelung bzw. Steuerung der Regel- bzw. Steuereinheit 7 angeschaltet. Dann wird, wenn die Phasenspannung Vv der v-Phasenwicklung V auf den dritten Grenzwert V3, welcher höher als die Batteriespannung VB ist, erhöht wird, das v-Phasenschaltelement Q3 des oberen Armes unter Regelung bzw. Steuerung der Regel- bzw. Steuereinheit 7 angeschaltet. Dann wird, wenn die Phasenspannung Vu der u-Phasenwicklung U auf den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3, welcher kleiner ist als der vorzeicheninvertierte Batteriewert –VB, verringert wird, das u-Phasenschaltelement Q2 des unteren Armes unter Regelung bzw. Steuerung der Regel bzw. Steuereinheit 7 angeschaltet. Dann wird, wenn die Phasenspannung Vw der w-Phasenwicklung W auf den dritten Grenzwert V3, welcher höher als die Batteriespannung VB ist, erhöht wird, das w-Phasenschaltelement Q5 des oberen Armes unter Regelung bzw. Steuerung der Regel- bzw. Steuereinheit 7 angeschaltet. Dann wird, wenn die Phasenspannung Vv der v-Phasenwicklung V auf dem dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3, welcher geringer ist als der vorzeicheninvertierte Batteriewert –VD, verringert wird, das v-Phasenschaltelement Q4 des unteren Armes unter Regelung bzw. Steuerung der Regel- bzw. Steuereinheit 7 angeschaltet.As in 3 is shown, when the phase voltage Vu of the u-phase winding U is increased to the third threshold, which is higher than the battery voltage VB, the u-phase switching element Q1 of the upper arm under control of the control unit 7 turned on. Then, when the phase voltage Vw of the w-phase winding W is reduced to the third sign-inverted value -V3, which is lower than the sign-inverted battery value -VB, the lower arm w-phase switching element Q6 is controlled under control of the lower arm Control unit 7 turned on. Then, when the phase voltage Vv of the v-phase winding V is increased to the third threshold value V3, which is higher than the battery voltage VB, the v-phase switching element Q3 of the upper arm is controlled under control of the control unit 7 turned on. Then, when the phase voltage Vu of the u-phase winding U is inverted to the third Value -V3, which is smaller than the sign-inverted battery value -VB, is decreased, the u-phase switching element Q2 of the lower arm under control of the control unit 7 turned on. Then, when the phase voltage Vw of the w-phase winding W is increased to the third threshold value V3, which is higher than the battery voltage VB, the w-phase switching element Q5 of the upper arm is controlled under control of the control unit 7 turned on. Then, when the phase voltage Vv of the v-phase winding V at the third sign-inverted value -V3, which is lower than the sign-inverted battery value -VD, is reduced, the v-phase switching element Q4 of the lower arm is controlled under the control of the control Control unit 7 turned on.
Demzufolge wird die An-Zeitvorgabe Ton jedes Schaltelements basierend auf der Phasenspannung V, welche an das Schaltelement angelegt ist, gewählt, und die Schaltelemente Q1, Q6, Q3, Q2, Q5 und Q4 werden zyklisch in dieser Reihenfolge unter Intervallen von 60 Grad im elektrischen Winkel angeschaltet.Accordingly, the on-timing Ton of each switching element is selected based on the phase voltage V applied to the switching element, and the switching elements Q1, Q6, Q3, Q2, Q5 and Q4 are cyclically cycled in this order at intervals of 60 degrees in the electrical Angle turned on.
Da der Wert V3 gewählt ist, um die Summe VB + VD der Batteriespannung VB und eines Spannungsabfallswertes, (d. h. der vorwärtigen Spannung) VD der Diode nicht zu überschreiten, kann jedes Schaltelement angeschaltet werden, bevor der Phasenstrom beginnt, durch die entsprechende Diode zu fließen. Weiterhin fließt, da die Phasenspannung V auf den Wert VB + 0,1 V verringert ist, welcher geringer ist als die Summe VB + VD, wenn das Schaltelement angeschaltet wird, der Phasenstrom durch das angeschaltete Schaltelement ohne durch die Diode zu fließen. Demzufolge kann der Phasenstrom durch das Schaltelement unter einem geringen Spannungsverlust fließen, verglichen zu dem Fall, in dem der Phasenstrom durch die Diode fließt.Since the value V3 is chosen not to exceed the sum VB + VD of the battery voltage VB and a voltage drop value (ie the forward voltage) VD of the diode, each switching element may be turned on before the phase current starts to flow through the corresponding diode , Further, since the phase voltage V is reduced to the value VB + 0.1V which is smaller than the sum VB + VD when the switching element is turned on, the phase current flows through the turned-on switching element without flowing through the diode. As a result, the phase current through the switching element can flow under a small voltage loss as compared with the case where the phase current flows through the diode.
Als nächstes wird das Wählen der Aus-Zeitvorgabe Toff jedes Schaltelementes beschrieben werden. Um eine Aus-Zeitvorgabe eines jeweiligen Schaltelementes entsprechend einer Phasenwicklung für jeden Zyklus der Phasenspannung der Phasenwicklung zu wählen, bestimmt die Regel- bzw. Steuereinheit 7 die An-Zeitvorgabe Ton eines anderen Schaltelements entsprechend einer anderen Phasenwicklung, welche am frühesten nach dem Wählen bzw. Setzen der An-Zeitvorgabe Ton des jeweiligen Schaltelementes in dem momentanen Zyklus gewählt ist und gerade vor dem Wählen der Aus-Zeitvorgabe des jeweiligen Schaltelementes, welche gewählt werden soll, gewählt ist, als eine Basiszeit T0. Dann wählt die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 eine Zeit, welche von der Basiszeit T0 um eine bestimmte Zeitdauer T1 verstreicht als die Aus-Zeitvorgabe Toff des jeweiligen Schaltelements in dem vorliegenden Zyklus (Toff = T0 + T1).Next, the selection of the off timing Toff of each switching element will be described. In order to select an off timing of a respective switching element corresponding to a phase winding for each cycle of the phase voltage of the phase winding, the control unit determines 7 the on-timing Ton of another switching element corresponding to another phase winding, which is selected earliest after the setting of the on-time tone of the respective switching element in the current cycle and just before selecting the off-timing of the respective switching element, which is selected, as a base time T0. Then select the control unit 7 a time which elapses from the base time T0 by a certain time T1 as the off timing Toff of the respective switching element in the present cycle (Toff = T0 + T1).
Da das v-Phasenschaltelement Q3 des oberen Armes zu der An-Zeitvorgabe Ton angeschalten wird, zu welcher die Phasenspannung Vv der v-Phasenwicklung V auf den dritten Grenzwert V3 erhöht wird, ist die An-Zeitdauer Ton-off des Schaltelements Q3 gleich der Summe der Zeitdauer von der An-Zeitvorgabe Ton zu der Basiszeit T0 und der bestimmten Zeitdauer T1.Since the v-phase switching element Q3 of the upper arm is turned on at the on-timing Ton, at which the phase voltage Vv of the v-phase winding V is increased to the third limit value V3, the on-time Ton-off of the switching element Q3 is equal to the sum the time duration from the on-time setting Ton to the base time T0 and the determined time duration T1.
Die An-Zeitvorgabe Ton jedes Schaltelements wird bestimmt basierend auf der Phasenspannung, welche an das Schaltelement angelegt ist. Demzufolge wird, auch wenn die Anzahl von Umdrehungen in der Feldwicklung 4 des Motors sich mit der Zeit verändert, die Phase der Phasenspannung verändert und die An-Zeitvorgabe Ton wird gewählt, um der Anzahl von Umdrehungen angemessen zu sein. Im Gegensatz dazu ist es nötig, beim Setzen der Aus-Zeitvorgabe Toff des jeweiligen Schaltelementes, obwohl die Basiszeit T0 auf Basis der An-Zeitvorgabees bestimmt wird, um der Anzahl von Umdrehungen angemessen zu sein, die bestimmte Zeitdauer T1 des jeweiligen Schaltelementes gemäß der Anzahl von Umdrehungen in jedem Zyklus der Phasenspannung, welche an das jeweilige Schaltelement angelegt ist, angemessen anzupassen. Wenn beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden bzw. gegenwärtigen Zyklus im Vergleich mit der Anzahl der Umdrehungen in dem vorangehenden Zyklus erhöht wird, sollte die bestimmte Zeitdauer T1 in dem vorliegenden Zyklus gekürzt bzw. verkürzt werden, im Vergleich mit der spezifischen Zeitdauer T1p in dem vorangehenden Zyklus, um die Aus-Zeitvorgabe Toff in dem vorliegenden Zyklus vorzuverlegen. Wenn die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus verringert wird im Vergleich mit der Anzahl der Umdrehungen in dem vorangehenden Zyklus, sollte die bestimmte Zeitdauer T1 in dem vorliegenden Zyklus verlängert werden im Vergleich mit der bestimmten Zeitdauer T1p in dem vorangehenden Zyklus, um die Aus-Zeitvorgabe Toff in dem vorliegenden Zyklus hinauszuzögern.The on-timing Ton of each switching element is determined based on the phase voltage applied to the switching element. As a result, even if the number of revolutions in the field winding 4 of the motor changes with time, the phase voltage phase changes, and the on-time tone is selected to be appropriate for the number of revolutions. In contrast, in setting the off timing Toff of the respective switching element, although the basic time T0 is determined on the basis of the on-time to be appropriate to the number of revolutions, it is necessary to set the specific time T1 of the respective switching element according to the number of rotations in each cycle of the phase voltage applied to the respective switching element. For example, if the number of revolutions in the present cycle is increased in comparison with the number of revolutions in the previous cycle, the specific time T1 should be shortened in the present cycle as compared with the specific time T1p in the previous cycle to advance the off timing Toff in the present cycle. If the number of revolutions in the present cycle is reduced compared to the number of revolutions in the previous cycle, the determined time period T1 in the present cycle should be increased in comparison with the determined time period T1p in the preceding cycle in order to increase the output. Delay Toff in the present cycle.
In dieser Ausführungsform wird, um die Aus-Zeitvorgabe Toff des jeweiligen Schaltelementes entsprechend einer jeweiligen Phasenwicklung zu wählen, eine Differenz in der Anzahl von Umdrehungen zwischen dem vorliegenden Zyklus und dem vorangehenden Zyklus als eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen aus einer Mehrzahl von Diodenstromträgerzeitdauern von Armen abgeschätzt, welche Phasenwicklungen entsprechen anders als der jeweiligen Phasenwicklung, oder die jeweilige Phasenwicklung einschließen, welche früher platziert sind als die Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll. Dann wird die bestimmte Zeitdauer T1 in dem vorliegenden Zyklus angepasst, basierend auf der abgeschätzten Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen und der bestimmten Zeitdauer T1p in dem vorangehenden Zyklus.In this embodiment, in order to select the off timing Toff of the respective switching element corresponding to each phase winding, a difference in the number of revolutions between the present cycle and the previous cycle is considered as a change in the number of revolutions of a plurality of diode current carrier periods Poor estimated which phase windings are different than the respective phase winding, or include the respective phase winding, which are placed earlier than the off-time to be selected. Then, the specific time T1 is adjusted in the present cycle based on the estimated change in the number of revolutions and the determined time period T1p in the previous cycle.
Die bestimmte Zeitdauer T1 jedes der Schaltelemente Q1 bis Q6 wird aus Zeitdauern bestimmt, welche aus den Stromträgerzeitdauern TB der Dioden D1 bis D6 ausgewählt sind. Die bestimmte Zeitdauer T1 jedes der Schaltelemente Q7 bis Q12 wird aus Zeitdauern bestimmt, welche aus den Stromträgerzeitdauern TB der Dioden D7 bis D12 ausgewählt sind.The determined time period T1 of each of the switching elements Q1 to Q6 is determined from durations selected from the current carrier durations TB of the diodes D1 to D6. The determined period T1 of each of the switching elements Q7 to Q12 is determined from durations selected from the current carrier periods TB of the diodes D7 to D12.
Das Wählen der Aus-Zeitvorgabe Toff des v-Phasenschaltelements Q3 des oberen Armes wird als ein Beispiel unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. Die Aus-Zeitvorgaben der anderen Schaltelemente werden in derselben Art und Weise gewählt.Selecting the off timing Toff of the v-phase switching element Q3 of the upper arm will be described as an example with reference to FIG 3 to be discribed. The off timings of the other switching elements are selected in the same manner.
Wie in 3 gezeigt ist, wird, da das u-Phasenschaltelement Q2 des unteren Armes genau vor dem Abschalten des Schaltelementes Q3 angeschaltet wird, die An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelemetes Q2 als eine Basiszeit T0 gewählt. Dann wird die Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelementes Q3 zu einer Zeit, welche von der Basiszeit T0 um eine bestimmte Zeitdauer T1 verstreicht, gewählt. In diesem Fall wird diese Aus-Zeitvorgabe Toff gewählt, um früher zu sein als die Endzeit Tde der Diodenstromträgerzeitdauer TA (siehe 2). In anderen Worten gesagt wird die Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements Q3 gewählt derart, dass der Phasenstrom, welcher an der Phasenspannung V des Wertes VB + VD gewählt ist, durch die Diode D3 genau nach der Aus-Zeitvorgabe Toff fließt. Weiterhin wird unabhängig von der Anzahl von Umdrehungen die Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelementes Q3 derart gewählt, dass die Zeitdauer, in welcher der Phasenstrom durch die Diode D3 genau nach der Aus-Zeitvorgabe Toff fließt, zu einem konstanten Wert gewählt wird oder zu einem Wert gleich oder höher einem vorbestimmten Wert gewählt wird.As in 3 As shown, since the u-phase switching element Q2 of the lower arm is turned on just before the switching element Q3 is turned off, the on timing Ton of the switching element Q2 is selected as a base time T0. Then, the off timing Toff of the switching element Q3 is selected at a time elapsing from the base time T0 by a predetermined time T1. In this case, this off timing Toff is selected to be earlier than the end time Tde of the diode current carrier period TA (see FIG 2 ). In other words, the off timing Toff of the switching element Q3 is selected such that the phase current selected at the phase voltage V of the value VB + VD flows through the diode D3 just after the off timing Toff. Further, regardless of the number of revolutions, the off timing Toff of the switching element Q3 is selected such that the period in which the phase current flows through the diode D3 just after the off timing Toff is set to a constant value or to a value is selected equal to or higher than a predetermined value.
Unter der Annahme, dass die Aus-Zeitvorgabe Toff eines Schaltelementes gewählt ist, um später zu sein als die Endzeit Tde der Zeitdauer TA, wird die Phasenspannung, welche in der Wicklung 2 oder 3 induziert wird, manchmal verringert, um gleich oder geringer als der Wert VB + 0,1 V zu sein. In diesem Falle fließt kein Strom durch das Schaltelement, so dass die Regel- bzw. Steuereinheit 7 nicht regeln bzw. steuern kann, um den Phasenstrom, welcher durch das Schaltelement fließt, zu der Aus-Zeitvorgabe Toff zu stoppen. Weiterhin fließt, wenn die Phasenspannung, welche in der Wicklung 2 oder 3 induziert wird, vor der Aus-Zeitvorgabe Toff geringer wird als die Batteriespannung VB, der Strom unerwünschterweise von der Batterie 13 zu der Wicklung 2 oder 3 durch das Schaltelement, welches in den An-Zustand versetzt ist. In dieser Ausführungsform jedoch kann, da die Aus-Zeitvorgabe Toff derart gewählt ist, dass die Phasenspannung zu der Aus-Zeitvorgabe Toff höher ist als der Wert VB + VD, die Regel- bzw. Steuereinheit 7 den Phasenstrom zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welcher durch das Schaltelement fließt, zuverlässig stoppen. Weiterhin kann in dem Leistungserzeugungsbetrieb die Maschine 1 zuverlässig verhindern, dass der Strom invers bzw. rückwärts von der Batterie 13 durch das Schaltelement, welches in den An-Zustand versetzt ist, zu der Wicklung 2 oder 3 fließt.Assuming that the off timing Toff of a switching element is selected to be later than the end time Tde of the time period TA, the phase voltage which is in the winding 2 or 3 sometimes decreased to be equal to or less than VB + 0.1V. In this case, no current flows through the switching element, so that the control unit 7 can not control to stop the phase current flowing through the switching element to the off timing Toff. Furthermore, when the phase voltage flowing in the winding flows 2 or 3 is induced, before the off timing Toff is lower than the battery voltage VB, the current undesirably from the battery 13 to the winding 2 or 3 by the switching element which is placed in the on state. However, in this embodiment, since the off timing Toff is selected such that the phase voltage at the off timing Toff is higher than the value VB + VD, the control unit can 7 reliably stop the phase current to the off timing Toff flowing through the switching element. Furthermore, in the power generation operation, the engine 1 reliably prevent the electricity inversely or backwards from the battery 13 by the switching element, which is placed in the on state, to the winding 2 or 3 flows.
Weiterhin kann, da der Zeitraum bzw. die Zeitdauer des Phasenstromes, welcher gerade bzw. genau nach der Aus-Zeitvorgabe Toff durch die Diode fließt, gewählt ist, um unabhängig von der Anzahl von Umdrehungen konstant zu sein, eine Veränderung des Leistungsverlustes basierend auf dem Spannungsabfall, welcher in der Diode bei der Gleichrichtung des Phasenstromes verursacht wird, unterdrückt werden.Further, since the period of time of the phase current flowing through the diode just after the off-time Toff is selected to be constant irrespective of the number of revolutions, a change in power loss based on the Voltage drop, which is caused in the diode in the rectification of the phase current can be suppressed.
Die bestimmte Zeitdauer T1 jedes Schaltelements wird mit der Anzahl von Umdrehungen für jeden Zyklus der Phasenspannung, welche an das Schaltelement angelegt ist, verändert. Die bestimmte Zeitdauer T1 in dem vorliegenden Zyklus wird durch eine Korrektur der bestimmten Zeitdauer T1p des Schaltelements in dem vorangehenden Zyklus bestimmt. Das heißt, die bestimmte Zeitdauer T1 des Schaltelementes Q3 in dem vorliegenden Zyklus wird durch ein Multiplizieren der bestimmten Zeitdauer T1p des Schaltelementes Q3 in dem vorangehenden Zyklus durch einen Korrekturfaktor α (T1 = α·T1p, 0 < a) gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen in der Zeitdauer von der vorangehenden Zeitdauer zu der vorliegenden Zeitdauer konstant ist, wird α = 1 gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen erhöht wird, wird 0 < α < 1 gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen verringert wird, wird 1 < α gewählt.The determined time T1 of each switching element is varied with the number of revolutions for each cycle of the phase voltage applied to the switching element. The determined time T1 in the present cycle is determined by a correction of the determined time T1p of the switching element in the preceding cycle. That is, the predetermined time T1 of the switching element Q3 in the present cycle is selected by multiplying the determined time T1p of the switching element Q3 in the preceding cycle by a correction factor α (T1 = α * T1p, 0 <a). When the number of revolutions in the period from the previous period to the present period is constant, α = 1 is selected. When the number of revolutions is increased, 0 <α <1 is selected. When the number of revolutions is decreased, 1 <α is selected.
Die Bestimmung des Korrekturfaktors α wird beschrieben werden. Vor der Diodenstromträgerzeitdauer Tvu (= TB) des v-Phasen-oberen-Arms in dem vorliegenden Zyklus gibt es eine Diodenstromträgerzeitdauer Twl' des w-Phasen-unteren-Armes in dem vorangehenden Zyklus, der um einen Zyklus früher ist als der vorliegende Zyklus, eine Diodenstromträgerzeitdauer Tvu' des v-Phasen-oberen-Arms in dem vorangehenden Zyklus, eine Diodenstromträgerzeitdauer Tul des u-Phasen-unteren-Arms in dem vorangehenden Zyklus, eine Diodenstromträgerzeitdauer Twu des w-Phasen-oberen-Arms in dem vorliegenden Zyklus, eine Diodenstromträgerzeitdauer Tvl des v-Phasen-unteren-Arms in dem vorliegenden Zyklus, eine Diodenstromträgerzeitdauer Tuu des u-Phasen-oberen-Arms in dem vorliegenden Zyklus und eine Diodenstromträgerzeitdauer Twl des w-Phasen-unteren-Arms in dem vorliegenden Zyklus. Diese Zeitdauern Twl', Tvu', Tul, Twu, Tvl, Tuu, Twl und Tvu sind in dieser Reihenfolge angeordnet.The determination of the correction factor α will be described. Prior to the diode current carrier period Tvu (= TB) of the v-phase upper arm in the present cycle, there is a diode current carrier period Twl 'of the w-phase lower arm in the previous cycle that is one cycle earlier than the present cycle, a diode current carrier period Tvu 'of the v-phase upper arm in the preceding cycle, a diode current carrier period Tul of the u-phase lower arm in the preceding cycle, a diode current carrier period Twu of the w-phase upper arm in the present cycle, a Diode current carrier period Tvl of the v-phase lower arm in the present cycle, a diode current carrier period Tuu of the u-phase upper arm in the present cycle, and a diode current carrier period Twl of the w-phase lower arm in the present cycle. These Time durations Twl ', Tvu', Tul, Twu, Tvl, Tuu, Twl and Tvu are arranged in this order.
Stromträgerzeitdauerdifferenzen ΔX0 = Tvu' – Twl', ΔX1 = Tul – Tvu', ΔX2 = Twu – Tul, ΔX3 = Tvl – Twu, ΔX4 = Tuu – Tvl und ΔX5 = Twl – Tuu werden definiert. Jede Differenz bezeichnet die Differenz zwischen den Zeitdauern, welche platziert sind, um einander am nächsten zu sein und miteinander zu überlappen. Die Differenz ΔX5 wird aus den Zeitdauern bestimmt, welche am nächsten zu der Aus-Zeitvorgabe Toff sind, welche gewählt werden soll, und die Differenz ΔX1 wird aus den Zeitdauern bestimmt, welche am weitesten von der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, entfernt sind.Current carrier time differences ΔX0 = Tvu '- Twl', ΔX1 = Tul - Tvu ', ΔX2 = Twu - Tul, ΔX3 = Tvl - Twu, ΔX4 = Tuu - Tvl and ΔX5 = Twl - Tuu are defined. Each difference denotes the difference between the durations that are placed to be closest to each other and to overlap one another. The difference ΔX5 is determined from the times closest to the off-timer Toff which is to be selected, and the difference ΔX1 is determined from the periods farthest from the off-timer Toff to be selected. are removed.
Demzufolge zeigt jede Differenz eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zwischen den Diodenstromträgerzeitdauern, welche der Differenz entsprechen, an.As a result, each difference indicates a change in the number of revolutions between the diode current carrier periods corresponding to the difference.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 bestimmt die Differenzen ΔX0 bis ΔX5 aus den Zeitdauern Twl', Tvu', Tul, Twu, Tvl, Tuu und Twl und bestimmt den Korrekturfaktor α aus den Differenzen ΔX0 bis ΔX5. Demzufolge zeigt der Faktor α, welcher einem Schaltelement entspricht, eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zwischen dem gegenwärtigen und dem vorangehenden Zyklus der Phasenspannung der Phasenwicklung entsprechend dem Schaltelement an.The control unit 7 determines the differences ΔX0 to ΔX5 from the durations Twl ', Tvu', Tul, Twu, Tvl, Tuu and Twl and determines the correction factor α from the differences ΔX0 to ΔX5. As a result, the factor α corresponding to a switching element indicates a change in the number of revolutions between the present and the preceding cycle of the phase voltage of the phase winding corresponding to the switching element.
In dem ersten Beispiel der Bestimmung des Korrekturfaktors α berechnet die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 den Durchschnitt der Differenzen ΔX0 bis ΔX5 und bestimmt den Faktor a aus diesem Durchschnitt. Wenn der Durchschnitt gleich ist zu Null, beurteilt die Steuer- bzw. Regeleinheit 7, dass es keine Änderung in der Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus gibt und der Faktor α wird zu 1 gesetzt (α = 1). Wenn der Durchschnitt negativ ist, beurteilt die Steuer- bzw. Regeleinheit 7, dass die Anzahl der Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus erhöht ist im Vergleich mit dem vorangehenden Zyklus und der Faktor α wird zu einem Wert gesetzt, welcher von dem Durchschnitt abhängt, um geringer als 1 und größer als Null zu sein (0 < α < 1). Im Gegensatz hierzu beurteilt, wenn der Durchschnitt positiv ist, die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit dem vorangehenden Zyklus verringert ist und der Faktor α wird auf einen Wert gesetzt, welcher von dem Durchschnitt abhängt, um höher zu sein als 1 (1 < α).In the first example of the determination of the correction factor α, the control unit calculates 7 the average of the differences ΔX0 to ΔX5 and determines the factor a from this average. If the average is equal to zero, the control unit judges 7 in that there is no change in the number of revolutions in the present cycle and the factor α is set to 1 (α = 1). If the average is negative, the control unit judges 7 in that the number of revolutions in the present cycle is increased in comparison with the previous cycle and the factor α is set to a value which depends on the average to be less than 1 and greater than zero (0 <α <1 ). In contrast, when the average is positive, the control unit judges 7 in that the number of revolutions in the present cycle is reduced in comparison with the previous cycle, and the factor α is set to a value which depends on the average to be higher than 1 (1 <α).
Demzufolge kann die Regel- bzw. Steuereinheit 7 eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe, welche aus dem Durchschnitt der Differenzen ΔX0 und ΔX5 gewählt werden soll, abschätzen oder vorhersagen und die Maschine 1 kann die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit hoher Präzision wählen, während sie eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, berücksichtigt.As a result, the control unit 7 estimate or predict a change in the number of revolutions to the off-timing, which is to be selected from the average of the differences ΔX0 and ΔX5, and the machine 1 For example, the off timing of each switching element can be selected with high precision while taking into account a change in the number of revolutions to the off timing to be selected.
In diesem Beispiel wird der Durchschnitt aller Differenzen ΔX0 bis ΔX5 berechnet. Die Stromträgerzeitdauern jedoch, welche für die Differenz ΔXi verwendet werden, sind nahe zu der Diodenstromträgerzeitdauer Tvu des v-Phasen-oberen-Armes in dem vorliegenden Zyklus platziert, im Vergleich zu den Stromträgerzeitdauern, welche für die Differenz ΔXj (j < i) verwendet werden. Demzufolge kann, im Vergleich mit dem Durchschnitt aller Differenzen, der Durchschnitt der Differenzen ΔXi (i = 4, 5 oder i = 3, 4, 5) eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, präzise abschätzen oder vorhersagen. Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 kann den Faktor α aus dem Durchschnitt der Differenzen ΔXi bestimmen, welche durch die Diodenstromträgerzeitdauern definiert sind, welche näher zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, sind.In this example, the average of all differences ΔX0 to ΔX5 is calculated. However, the current carrier durations used for the difference ΔXi are placed close to the diode current carrier period Tvu of the v-phase upper arm in the present cycle, as compared to the current carrier periods used for the difference ΔXj (j <i) , Thus, in comparison with the average of all differences, the average of the differences ΔXi (i = 4, 5 or i = 3, 4, 5) may be a change in the number of revolutions to the off-timer Toff to be selected. accurately estimate or predict. The control unit 7 may determine the factor α from the average of the differences ΔXi defined by the diode current carrier durations closer to the off-timer Toff to be selected.
In dem zweiten Beispiel der Bestimmung des Korrekturfaktors α berechnet die Regel- bzw. Steuereinheit 7 die Doppeldifferenz ΔX5 – ΔX4 zwischen den Differenzen ΔX5 und ΔX4, welche durch die drei Stromträgerzeitdauern Tvl, Tuu und Twl definiert sind, welche am nächsten zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, sind. Diese Doppeldifferenz ΔX5 – ΔX4 zeigt an, wie sich ein Niveau der Veränderung in der Anzahl der Umdrehungen verändert. In anderen Worten gesagt, zeigt die Doppeldifferenz ΔX5 – ΔX4 eine Beschleunigung in einer Veränderung der Anzahl von Umdrehungen an. Beispielsweise beurteilt, wenn die Doppeldifferenz ΔX5 – ΔX4 und die Differenzen ΔX5 und ΔX4 zusammen positiv sind, die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Abnahme in der Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus beschleunigt ist, und der Faktor α wird zu einem Wert abhängig von der Doppeldifferenz gewählt, um höher zu sein als 1 (1 < α). Im Gegensatz hierzu beurteilt, wenn die Doppeldifferenz ΔX5 – ΔX4 und die Differenzen ΔX5 und ΔX4 zusammen negativ sind, die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Erhöhung in der Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus beschleunigt ist, und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von der Doppeldifferenz abhängt, um höher zu sein als Null und geringer zu sein als 1 (0 < α < 1).In the second example of the determination of the correction factor α, the control unit calculates 7 the double difference ΔX5 - ΔX4 between the differences ΔX5 and ΔX4 defined by the three current carrier periods Tvl, Tuu and Twl which are closest to the off-timer Toff to be selected. This double difference ΔX5 - ΔX4 indicates how a level of change in the number of revolutions changes. In other words, the double difference ΔX5 - ΔX4 indicates an acceleration in a change in the number of revolutions. For example, when the double difference ΔX5 - ΔX4 and the differences ΔX5 and ΔX4 are positive together, the control unit judges 7 in that the decrease in the number of revolutions in the present cycle is accelerated, and the factor α is set to a value depending on the double difference to be higher than 1 (1 <α). In contrast, when the double difference ΔX5 - ΔX4 and the differences ΔX5 and ΔX4 are negative together, the control unit judges 7 in that the increase in the number of revolutions in the present cycle is accelerated, and the factor α is set to a value which depends on the double difference to be higher than zero and less than 1 (0 <α <1 ).
Demzufolge kann die Regel- bzw. Steuereinheit 7 die Beschleunigung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, abschätzen oder vorhersagen, und die Maschine 1 kann die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit hoher Präzision wählen, während die Beschleunigung in der Anzahl von Umdrehungen berücksichtigt wird.As a result, the control unit 7 the Acceleration in the number of revolutions to the off-time to be selected, estimate or predict, and the machine 1 For example, the off timing of each switching element can be selected with high precision, while the acceleration is taken into account in the number of revolutions.
In dem dritten Beispiel der Bestimmung des Korrekturfaktors α berechnet die Regel- bzw. Steuereinheit 7 eine Doppeldifferenz ΔXi – ΔXi' (ΔXi' bezeichnet die Differenz in dem vorangehenden Zyklus) zwischen dem vorliegenden Zyklus und dem vorangehenden Zyklus für jede Differenz (i = 0, 1, - -, 5). Wenn alle Doppeldifferenzen und alle Differenzen ΔXi und ΔXi' zusammen positiv sind, beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Abnahme in der Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus beschleunigt ist, und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von den Werten der Doppeldifferenzen und der Differenzen ΔXi und ΔXi' abhängt, um höher als 1 zu sein (1 < α). Im Gegensatz hierzu beurteilt, wenn alle Doppeldifferenzen und alle Differenzen ΔXi und ΔXi' zusammen negativ sind, die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Zunahme in der Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus beschleunigt ist, und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von den Werten der Doppeldifferenzen und der Differenzen ΔXi und ΔXi' abhängt, um höher als Null und geringer als 1 zu sein (0 < α < 1).In the third example of the determination of the correction factor α, the control unit calculates 7 a double difference ΔXi - ΔXi '(ΔXi' denotes the difference in the previous cycle) between the present cycle and the preceding cycle for each difference (i = 0, 1, - -, 5). When all the double differences and all the differences ΔXi and ΔXi 'are positive together, the control unit judges 7 in that the decrease in the number of revolutions in the present cycle is accelerated, and the factor α is set to a value which depends on the values of the double differences and the differences ΔXi and ΔXi 'to be higher than 1 (1 < α). In contrast, when all the double differences and all the differences ΔXi and ΔXi 'are negative together, the control unit judges 7 in that the increase in the number of revolutions in the present cycle is accelerated, and the factor α is set to a value which depends on the values of the double differences and the differences ΔXi and ΔXi 'by more than zero and less than one be (0 <α <1).
Demzufolge kann die Regel- bzw. Steuereinheit 7 zuverlässig die beschleunigte Abnahme oder Zunahme der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, abschätzen oder vorhersagen, und die Maschine 1 kann die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements wählen während sie zuverlässig die Beschleunigung in der Anzahl von Umdrehungen beurteilt.As a result, the control unit 7 reliably determine the accelerated decrease or increase in the number of revolutions to the off-time preset to be selected or predicted, and the machine 1 can select the off timing of each switching element while reliably judging the acceleration in the number of revolutions.
In dem ersten bis dritten Beispiel werden wenigstens Differenzen, welche aus drei Diodenstromträgerzeitdauern oder mehr in dem vorliegenden Zyklus definiert sind, verwendet, um eine Veränderung oder eine beschleunigte Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, abzuschätzen oder vorherzusagen. Der Korrekturfaktor α kann jedoch auch aus zwei Diodenstromträgerzeitdauern zum Abschätzen oder Vorhersagen einer Veränderung oder einer beschleunigten Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen aus dem Durchschnitt der Stromträgerzeitdauern Twl und Tuu, welche am nächsten zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, sind, abgeschätzt oder vorhergesagt werden. Eine beschleunigte Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen kann aus den Zeitdauern Twl und Tuu in dem vorliegenden Zyklus und den Zeitdauern Twl' und Tuu' in den vorangehenden Zyklen abgeschätzt oder vorhergesagt werden. Demzufolge kann der Korrekturfaktor α aus zwei Diodenstromträgerzeitdauern oder mehr in dem vorliegenden Zyklus bestimmt werden.In the first to third examples, at least differences defined from three diode current carrier periods or more in the present cycle are used to estimate a change or an accelerated change in the number of revolutions to the off timing to be selected predict. However, the correction factor α may also be determined from two diode current carrier durations for estimating or predicting a change or an accelerated change in the number of revolutions to the off timing to be selected. For example, a change in the number of revolutions may be estimated or predicted from the average of the current carrier durations Twl and Tuu closest to the off-timing Toff to be selected. An accelerated change in the number of revolutions can be estimated or predicted from the durations Twl and Tuu in the present cycle and the durations Twl 'and Tuu' in the preceding cycles. As a result, the correction factor α can be determined from two diode current carrier periods or more in the present cycle.
In dieser Ausführungsform kann, da jede Diodenstromträgerzeitdauer mit der Anzahl von Umdrehungen verändert wird, eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, aus einer Mehrzahl von Diodenstromträgerzeitdauern, welche zwei Phasenwicklungen oder mehr entsprechen und früher platziert sind als die Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, vorhergesagt oder abgeschätzt werden. Demzufolge kann die Aus-Zeitvorgabe Toff des jeweiligen Schaltelements mit hoher Präzision unter Verwendung der Diodenstromträgerzeitdauern gewählt werden, welche die vorhergesagte oder abgeschätzte Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen anzeigen.In this embodiment, since each diode current carrier period is changed by the number of revolutions, a change in the number of revolutions to the off-timer Toff to be selected can be made from a plurality of diode current carrier periods corresponding to two phase coils or more and placed earlier are predicted or estimated as the off-time to be selected. As a result, the off-timing Toff of the respective switching element can be selected with high precision using the diode current carrier periods which indicate the predicted or estimated change in the number of revolutions.
Weiterhin wird in dieser Ausführungsform unabhängig von der Anzahl von Umdrehungen die Aus-Zeitvorgabe Toff jedes Schaltelements derart gewählt, dass die Zeitdauer, in welcher der Phasenstrom durch die Diode entsprechend dem Schaltelement genau nach der Aus-Zeitvorgabe Toff fließt, zu einem konstanten Wert gewählt ist oder zu einem Wert gleich oder höher als einem vorbestimmten Wert gewählt ist. Der Spannungsabfall des Phasenstromes in der Diode ist größer als der Spannungsabfall in dem Schaltelement. Demzufolge kann eine Veränderung von Leistungsverlust, welcher durch den Spannungsabfall in der Diode bei der Gleichrichtung der Phasenspannung verursacht wird, unterdrückt werden.Further, in this embodiment, regardless of the number of revolutions, the off timing Toff of each switching element is selected such that the period of time in which the phase current through the diode corresponding to the switching element flows just after the off timing Toff is set to a constant value or to a value equal to or higher than a predetermined value. The voltage drop of the phase current in the diode is greater than the voltage drop in the switching element. As a result, a change in power loss caused by the voltage drop in the diode in the rectification of the phase voltage can be suppressed.
Darüber hinaus berechnet in dieser Ausführungsform die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 durch ein Verwenden der Stromträgerzeitdauern, welche früher platziert sind als die Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, die Differenz zwischen zwei Stromträgerzeitdauern in jedem Paar, um die bestimmte Zeitdauer T1 aus den Differenzen zu bestimmen. Demzufolge kann die Regel- bzw. Steuereinheit 7 eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zuverlässig abschätzen oder vorhersagen.In addition, in this embodiment, the control unit calculates 7 by using the current carrier durations, which are placed earlier than the off-time to be selected, the difference between two current carrier durations in each pair to determine the particular time duration T1 from the differences. As a result, the control unit 7 reliably estimate or predict a change in the number of revolutions.
Weiterhin wird in dieser Ausführungsform die Bestimmung der bestimmten Zeitdauer T1 für den Inverterschaltkreis 5 unabhängig von der Bestimmung der bestimmten Zeitdauer T1 für den Inverterschaltkreis 6 durchgeführt. Weiterhin beeinflussen sich, obwohl die magnetischen Kreise, welche in den Wicklungen 2 und 3 erzeugt werden, einander beeinflussen, die elektrischen Kreise, welche in den Wicklungen 2 und 3 erzeugt werden, gegennseitig nicht. Demzufolge wird, auch wenn eine der Wicklungen 2 und 3 beschädigt ist, der Inverterschaltkreis, welcher elektrisch mit der unbeschädigten Wicklung verbunden ist, nicht durch die beschädigte Wicklung beeinflusst. Demzufolge kann, auch wenn eine der Wicklungen 2 und 3 beschädigt ist, die Regel- bzw. Steuereinheit 7 zuverlässig die bestimmte Zeitdauer T1 für den Inverterschaltkreis, welcher elektrisch mit der unbeschädigten Wicklung verbunden ist, bestimmen und die Kombination der unbeschädigten Wicklung und des Inverterschaltkreises, welcher elektrisch mit dieser Wicklung verbunden ist, kann zuverlässig elektrische Leistung oder Antriebskraft erzeugen.Furthermore, in this embodiment, the determination of the specific time duration T1 for the inverter circuit 5 regardless of the determination of the particular time T1 for the inverter circuit 6 carried out. Furthermore, although the magnetic circuits in the windings influence 2 and 3 be generated, affect each other, the electrical circuits, which in the windings 2 and 3 are generated, not mutually. Consequently, even if one of the windings 2 and 3 is damaged, the inverter circuit, which is electrically connected to the undamaged winding, not affected by the damaged winding. As a result, even if one of the windings 2 and 3 damaged, the control unit 7 reliably determines the predetermined period T1 for the inverter circuit electrically connected to the undamaged winding, and the combination of the undamaged winding and the inverter circuit electrically connected to this winding can reliably generate electric power or driving force.
Darüber hinaus wählt weiterhin die Regel- bzw. Steuereinheit 7 die Basiszeit T0 eines jeweiligen Schaltelements entsprechend einer Phasenwicklung zu der An-Zeitvorgabe Ton eines anderen Schaltelements entsprechend einer anderen Phasenwicklung und diese An-Zeitvorgabe wird frühestens nach dem Wählen der An-Zeitvorgabes Ton des jeweiligen Schaltelements gewählt. Demzufolge kann, da die Basiszeit T0, welche eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen anzeigt, bestimmt werden kann, um am nächsten zu der Aus-Zeitvorgabe zu sein, welche gesetzt werden soll, die Maschine 1, die Aus-Zeitvorgabe mit höherer Präzision wählen, während eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen berücksichtigt wird.In addition, the control unit continues to select 7 the base time T0 of each switching element corresponding to a phase winding to the on-timing Ton of another switching element corresponding to another phase winding, and this on-timing is selected at the earliest after the on-timing sound of the respective switching element is selected. Accordingly, since the base time T0 indicative of a change in the number of revolutions can be determined to be closest to the off timing to be set, the engine may be determined 1 , select the off timing with higher precision while considering a change in the number of revolutions.
In dieser Ausführungsform wird die Basiszeit T0, die für das Wählen der Aus-Zeitvorgabe des Schaltelementes jedes Arms entsprechend einer Phasenwicklung (beispielsweise der v-Phasenwicklung) verwendet wird, zu einer Zeit gewählt, zu welcher die Phasenspannung, welche an einen anderen Arm entsprechend einer anderen Phasenwicklung (beispielsweise der u-Phasenwicklung) angelegt wird, auf den dritten Grenzwert V3 erhöht wird oder auf den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3 erniedrigt wird. Um jedoch die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelementes jedes Armes zu wählen, kann eine Zeit, zu welcher die Phasenspannung, welche an den Arm angelegt ist, aufden dritten Grenzwert V3 erhöht wird oder auf den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3 verringert wird, als eine Basiszeit T0' gewählt werden. In diesem Falle wird die Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelementes zu einer Zeit gewählt, welche von der Basiszeit T0' durch eine bestimmte Zeitdauer T1' verstrichen ist. Diese bestimmte Zeitdauer T1' wird mit der Anzahl von Umdrehungen in dem Feldanker 4 verändert. Demzufolge ist es notwendig, die bestimmte Zeitdauer T1' gemäß einer Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen anzupassen. Beispielsweise wird die Basiszeit T0' des Schaltelements Q3 zu einer Zeit gewählt, zu welcher die v-Phasenspannung, welche an das Schaltelement Q3 angelegt ist, auf den dritten Grenzwert V3 erhöht wird.In this embodiment, the base time T0, which is used for selecting the off-timing of the switching element of each arm corresponding to a phase winding (eg, the v-phase winding), is selected at a time when the phase voltage applied to another arm is equal to one another phase winding (for example, the u-phase winding) is applied, is raised to the third limit value V3 or is lowered to the third sign-inverted value -V3. However, in order to select the off-timing of the switching element of each arm, a time at which the phase voltage applied to the arm is increased to the third limit V3 or decreased to the third sign-inverted value -V3 may be taken as a base time T0 ' to get voted. In this case, the off-timer Toff of the switching element is selected at a time which has elapsed from the base time T0 'by a certain period of time T1'. This particular time duration T1 'will increase with the number of revolutions in the field anchor 4 changed. As a result, it is necessary to adjust the specific time T1 'according to a change in the number of revolutions. For example, the base time T0 'of the switching element Q3 is selected at a time when the v-phase voltage applied to the switching element Q3 is increased to the third limit value V3.
Weiterhin beeinflussen in dieser Ausführungsform, obwohl die magnetischen Kreise, welche in den Wicklungen 2 und 3 induziert werden, einander beeinflussen, die elektrischen Schaltkreise, welche in den Wicklungen 2 und 3 induziert werden, einander nicht. Demzufolge wird das Wählen der Aus-Zeitvorgaben für die Schaltelemente des Inverterschaltkreises 5 unabhängig von dem Wählen der Aus-Zeitvorgaben für die Schaltelemente des Inverterschaltkreises 6 durchgeführt. Das Wählen der Aus-Zeitvorgabe jedoch für jedes Schaltelement des Inverterschaltkreises 5 kann unter Verwendung der Differenzen ΔX0 bis ΔX5 durchgeführt werden, welche aus den Phasenspannungen, welche an den Inverterschaltkreis 5 angelegt sind, und Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen bestimmt sind, wie beispielsweise den Differenzen ΔX0 bis ΔX5, welche aus den Phasenspannungen bestimmt sind, welche an den Inverterschaltkreis 6 angelegt sind. Weiterhin kann das Wählen der Aus-Zeitvorgabe für jedes Schaltelement des Inverterschaltkreises 6 durchgeführt werden unter Verwendung der Differenzen ΔX0 bis ΔX5, welche aus den Phasenspannungen bestimmt werden, welche an den Inverterschaltkreis 6 angelegt sind und aus Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen wie beispielsweise den Differenzen ΔX0 bis ΔX5, welche aus den Phasenspannungen bestimmt sind, welche an den Inverterschaltkreis 5 angelegt sind.Furthermore, in this embodiment, although the magnetic circuits in the windings influence 2 and 3 be induced, affect each other, the electrical circuits, which in the windings 2 and 3 be induced, not each other. Consequently, selecting the off-timings for the switching elements of the inverter circuit 5 regardless of selecting the off-timings for the switching elements of the inverter circuit 6 carried out. However, selecting the off timing for each switching element of the inverter circuit 5 can be performed using the differences .DELTA.X0 to .DELTA.X5 resulting from the phase voltages applied to the inverter circuit 5 are applied, and information about a change in the number of revolutions are determined, such as the differences .DELTA.X0 to .DELTA.X5, which are determined from the phase voltages, which to the inverter circuit 6 are created. Furthermore, selecting the off-timing for each switching element of the inverter circuit 6 are performed using the differences ΔX0 to ΔX5, which are determined from the phase voltages applied to the inverter circuit 6 and information about a change in the number of revolutions, such as the differences .DELTA.X0 to .DELTA.X5, which are determined from the phase voltages which are applied to the inverter circuit 5 are created.
Da die Aus-Zeitvorgabe für einen Inverterschaltkreis 5 (oder 6) durch eine zusätzliche Verwendung von Informationen durchgeführt wird, welche eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen anzeigen, welche in dem anderen Inverterschaltkreis 6 (oder 5) erhalten werden, kann das Informationsvolumen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen, welches benötigt wird, um die Aus-Zeitvorgabe zu wählen, erhöht werden. Demzufolge kann eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen weiterhin korrekt abgeschätzt oder vorhergesagt werden und die Aus-Zeitvorgabe kann weiterhin präzise gewählt werden.Because the off timing for an inverter circuit 5 (or 6 ) is performed by an additional use of information indicating a change in the number of revolutions, which in the other inverter circuit 6 (or 5), the volume of information about a change in the number of revolutions needed to select the off timing may be increased. As a result, a change in the number of revolutions can still be correctly estimated or predicted, and the off timing can be further accurately selected.
ABWANDLUNGMODIFICATION
In der ersten Ausführungsform wird die bestimmte Zeitdauer T1 durch ein Multiplizieren der bestimmten Zeitdauer T1p in dem vorangehenden Zyklus mit dem Korrekturfaktor α bestimmt. An Stelle des Korrekturfaktors α kann jedoch ein Korrekturfaktor β, welcher eine Differenz zwischen der bestimmten Zeitdauer T1p des vorangehenden Zyklus und einem Zielwert der bestimmten Zeitdauer T1 in dem vorliegenden Zyklus anzeigt, gewählt werden. Dieser Korrekturwert β wird zu der bestimmten Zeitdauer T1p des vorangehenden Zyklus addiert oder von dieser subtrahiert, um die bestimmte Zeitdauer T1 des vorliegenden Zyklus zu berechnen.In the first embodiment, the predetermined time T1 is determined by multiplying the determined time T1p in the previous cycle by the correction factor α. However, instead of the correction factor α, a correction factor β indicating a difference between the predetermined time period T1p of the previous cycle and a target value of the predetermined time period T1 in the present cycle may be selected. This correction value β is added to or subtracted from the predetermined time period T1p of the previous cycle to calculate the determined time period T1 of the present cycle.
Die Differenz zwischen der Aus-Zeitvorgabe Toff eines jeweiligen Schaltelementes und der An-Zeitvorgabe Ton eines anderen Schaltelementes, welche frühestens nach dem Wählen der An-Zeitvorgabe Ton des jeweiligen Schaltelementes gewählt ist, wird durch einen elektrischen Winkel eines bestimmten Wertes angezeigt. Die bestimmte Zeitdauer T1 ist äquivalent zu diesem elektrischen Winkel. Demzufolge wird die bestimmte Zeitdauer T1 mit der Anzahl von Umdrehungen verändert. Wenn die Anzahl von Umdrehungen hoch ist, wird die bestimmte Zeitdauer T1 kurz. Wenn die Anzahl von Umdrehungen sich nun erhöht, ist es nötig, die bestimmte Zeitdauer T1 weiter zu verkürzen, verglichen mit der bestimmten Zeitdauer T1, welche der Anzahl von Umdrehungen angemessen ist, welche aus den Zeitdauern TB, welche früher als die Aus-Zeitvorgabe, welche gesetzt werden soll, sind, berechnet ist. Im Gegensatz hierzu wird, wenn die Anzahl von Umdrehungen gering ist, die bestimmte Zeitdauer T1 lang. Wenn die Anzahl von Umdrehungen sich nun verringert, ist es notwendig, die bestimmte Zeitdauer T1 weiterhin zu verlängern.The difference between the off timing Toff of each switching element and the on-timing Ton of another switching element, which is selected at the earliest after the selection of the on-timing tone of the respective switching element, is indicated by an electrical angle of a certain value. The certain time T1 is equivalent to this electrical angle. As a result, the specific time T1 is changed with the number of revolutions. When the number of revolutions is high, the specific time T1 becomes short. As the number of revolutions now increases, it is necessary to further shorten the particular time period T1 as compared to the particular time duration T1, which is appropriate to the number of revolutions resulting from the time periods TB, which is earlier than the off-time, which is to be set are, is calculated. In contrast, when the number of revolutions is small, the certain time period T1 becomes long. As the number of revolutions decreases, it is necessary to continue to increase the specific time T1.
Wenn es beispielsweise keine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zwischen den gegenwärtigen und vorangehenden Zyklen gibt, wird der Korrekturwert β zu Null gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen erhöht wird, wird der Korrekturwert β zu einem negativen Wert gewählt, welcher einen hohen absoluten Wert hat, entsprechend zu dem Niveau des Anstiegs, und der Korrekturwert β wird zu der bestimmten Zeitdauer T1p des vorangehenden Zyklus addiert, um die bestimmte Zeitdauer T1 des vorliegenden Zyklus zu berechnen. Im Gegensatz hierzu wird, wenn die Anzahl von Umdrehungen verringert wird, der Korrekturwert β zu einem positiven Wert gewählt, welcher einen hohen absoluten Wert hat, entsprechend dem Niveau des Anstiegs und der Korrekturwert β wird zu der bestimmten Zeitdauer T1p des vorangehenden Zyklus addiert, um die bestimmte Zeitdauer T1 des vorliegenden Zyklus zu berechnen.For example, if there is no change in the number of revolutions between the current and previous cycles, the correction value β is set to zero. When the number of revolutions is increased, the correction value β is set to a negative value having a high absolute value corresponding to the level of the increase, and the correction value β is added to the determined time period T1p of the previous cycle to be the determined one To calculate time duration T1 of the present cycle. In contrast, when the number of revolutions is decreased, the correction value β is set to a positive value having a high absolute value corresponding to the level of the increase, and the correction value β is added to the predetermined time period T1p of the preceding cycle calculate the specific time T1 of the present cycle.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORMSECOND EMBODIMENT
In dieser Ausführungsform wird die An-Zeitvorgabe jedes Schaltelements in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform gewählt. Im Gegensatz dazu wird die Aus-Zeitvorgabe jedes jeweiligen Schaltelementes basierend auf einer Mehrzahl von Diodenstromträgerstartzeiten von Armen gewählt, welche einer Mehrzahl von Phasenwicklungen entsprechen, und früher platziert sind als die Aus-Zeitvorgabe, welche für jede der Wicklungen 2 und 3 gewählt werden soll. Die Startzeit jedes Arms bezeichnet die Startzeit Ts der Diodenstromträgerzeitdauer des Arms, welche in der Bestimmungseinheit 9 bestimmt wird.In this embodiment, the on-timing of each switching element is selected in the same manner as in the first embodiment. In contrast, the off timing of each respective switching element is selected based on a plurality of diode current carrier start times of arms corresponding to a plurality of phase windings and placed earlier than the off timing, which is for each of the windings 2 and 3 to be elected. The start time of each arm denotes the start time Ts of the diode current carrier period of the arm which is in the determination unit 9 is determined.
Wie in 1 gezeigt ist, hat die Maschine 1 weiterhin eine Diodenstromträgerstartzeiterfassungseinheit 10 zum Überwachen einer Phasenspannung, welche in jeder Phasenwicklung der Wicklungen 2 und 3 für jeden Zyklus der Phasenspannung für jeden des oberen Armes induziert wird, welche eine Diodenstromträgerstartzeit Ts eines oberen Arms erfasst, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung entsprechend dem oberen Arm auf den ersten Grenzwert V1 erhöht wird, und welche eine Diodenstromträgerstartzeit Ts eines unteren Armes erfasst, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung entsprechend dem unteren Arm auf den ersten vorzeicheninvertierten Wert –V1 für jeden Zyklus der Phasenspannung für jeden der unteren Arme (siehe 2) verringert wird.As in 1 shown has the machine 1 a diode current carrier start time detection unit 10 for monitoring a phase voltage present in each phase winding of the windings 2 and 3 for each cycle of the phase voltage for each of the upper arm detecting a diode current carrier start time Ts of an upper arm at which the phase voltage of the phase winding corresponding to the upper arm is increased to the first limit value V1, and which detects a diode current carrier start time Ts of a lower arm, to which the phase voltage of the phase winding corresponding to the lower arm to the first sign-inverted value -V1 for each cycle of the phase voltage for each of the lower arms (see 2 ) is reduced.
In anderen Worten gesagt erfasst die Erfassungseinheit 10 eine Diodenstromträgerstartzeit Ts eines Arms, zu welcher die Phasenspannung der Phasenwicklung entsprechend dem Arm von dem Nullwert weggeht und den ersten Grenzwert V1 oder den ersten vorzeicheninvertierten Wert –V1 erreicht, für jeden Halbzyklus der Phasenspannung für jeden der Arme.In other words, the detection unit detects 10 a diode current carrier start time Ts of an arm to which the phase voltage of the phase winding corresponding to the arm goes from the zero value and reaches the first limit value V1 or the first sign-inverted value -V1 for each half cycle of the phase voltage for each of the arms.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 wählt eine Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements jedes Armes zu einer Zeit, welche von der Basiszeit T0 um eine spezifische Zeitdauer T1 verstrichen ist für jeden Zyklus der Phasenspannung, welche an das Schaltelement angelegt ist. Die Basiszeit T0 ist dieselbe wie diejenige in der ersten Ausführungsform. Demzufolge wird die Basiszeit T0 des jeweiligen Schaltelements jedes Arms entsprechend einer Phasenwicklung zu der An-Zeitvorgabe Ton eines anderen Schaltelements entsprechend einer anderen Phasenwicklung gewählt und diese An-Zeitvorgabe Ton ist gerade vor der Aus-Zeitvorgabe Toff des jeweiligen Schaltelements, welche gewählt werden soll, platziert.The control unit 7 selects an off timing Toff of the switching element of each arm at a time elapsed from the base time T0 by a specific time T1 for each cycle of the phase voltage applied to the switching element. The base time T0 is the same as that in the first embodiment. Accordingly, the base time T0 of the respective switching element of each arm corresponding to a phase winding is selected at the on-timing Ton of another switching element corresponding to another phase winding, and this on-timing Ton is just before the off timing Toff of the respective switching element to be selected. placed.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 bestimmt diese bestimmte Zeitdauer T1 jedes Schaltelements aus einer vorbestimmten Anzahl von Diodenstromträgerzeitdauern von Armen, welche zweien der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen, und früher als die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements, welche gewählt werden soll, sind.The control unit 7 determines this specific time duration T1 of each switching element from a predetermined number of diode current carrier durations of arms corresponding to two of the phase windings or more, and earlier than the off-timing of the switching element to be selected.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 wählt die Aus-Zeitvorgabe der Schaltelemente eines Inverterschaltkreises unabhängig von der Wahl der Aus-Zeitvorgabe der Schaltelemente eines anderen Inverterschaltkreises.The control unit 7 selects the off-timing of the switching elements of an inverter circuit regardless of the selection of the off-timing of the switching elements of another inverter circuit.
Die Wahl des Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelementes Q3 des Inverterschaltkreises 5 gemäß der zweiten Ausführungsform ist in 4 als ein Beispiel gezeigt. Die Aus-Zeitvorgabe der anderen Schaltelemente des Inverterschaltkreises 5 und die Aus-Zeitvorgabe Toff jedes Schaltelements des Inverterschaltkreises 6 werden in derselben Art und Weise wie diejenigen, welche in 4 gezeigt sind, gewählt.The selection of the off-time Toff of the switching element Q3 of the inverter circuit 5 according to the second embodiment is in 4 shown as an example. The off timing of the other switching elements of the inverter circuit 5 and the off-timing Toff of each switching element of the inverter circuit 6 be in the same way as those in 4 shown are selected.
Wie in 4 gezeigt ist, wird die Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelementes Q3 des oberen Armes entsprechend der v-Phasenwicklung für jeden Zyklus der Phasenspannung der v-Phasenwicklung bestimmt. In jedem Zyklus wird die An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelementes Q2 des unteren Arms entsprechend einer anderen u-Phasenwicklung, welche frühest nach der Wahl der An-Zeitvorgabees Ton des Schaltelementes Q3 gewählt wird und genau vor der Aus-Zeitvorgabe des Schaltelementes Q3, welche gewählt werden soll, gewählt wird, als eine Basiszeit T0 bestimmt. Dann wird die Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements Q3 zu einer Zeit, welche von der Basiszeit T0 um eine bestimmte Zeitdauer T1 verstreicht (Toff = T0 + T1) gewählt. Da das Schaltelement Q3 zu der An-Zeitvorgabe Ton, zu welcher die Phasenspannung der v-Phasenwicklung auf den dritten Grenzwert V3 erhöht wird, angeschaltet wird, ist die An-Zeitdauer Ton-off des Schaltelementes Q3 gleich der Summe der Zeitdauern von der An-Zeitvorgabe Ton bis zu der Basiszeit T0 und der bestimmten Zeitdauer T1. As in 4 is shown, the off-timing Toff of the switching element Q3 of the upper arm is determined corresponding to the v-phase winding for each cycle of the phase voltage of the v-phase winding. In each cycle, the on-timing Ton of the switching element Q2 of the lower arm corresponding to another u-phase winding which is selected earliest after the selection of the on-timing tone of the switching element Q3 and just before the off-timing of the switching element Q3, which is selected is chosen as a base time T0. Then, the off timing Toff of the switching element Q3 is selected at a time elapsing from the base time T0 by a certain time T1 (Toff = T0 + T1). Since the switching element Q3 is turned on at the on-timing Ton, at which the phase voltage of the v-phase winding is raised to the third limit value V3, the on-time Ton-off of the switching element Q3 is equal to the sum of the time periods from the arrival. Timing Tone up to the base time T0 and the specified time T1.
In jedem oberen Arm (oder unteren Arm) wird die Aus-Zeitvorgabe Toff gewählt, um früher zu sein, als die Endzeit Tde der Diodenstromträgerzeitdauer TA (siehe 2). In anderen Worten gesagt, wird die Aus-Zeitvorgabe Toff derart gewählt, dass der Phasenstrom, welcher die Phasenspannung V des Wertes VB + VD (oder den Wert –VB – VD) hat, durch die Diode genau nach der Aus-Zeitvorgabe Toff fließt. Weiterhin wird unabhängig von der Anzahl der Umdrehungen in der Feldwicklung 4 die Aus-Zeitvorgabe Toff derart gewählt, dass die Zeitdauer, in welcher der Phasenstrom durch die Diode genau nach der Aus-Zeitvorgabe Toff fließt, zu einem konstanten Wert gewählt wird oder zu einem Wert gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert gewählt wird. Die bestimmte Zeitdauer T1 wird mit der Anzahl von Umdrehungen in jedem Zyklus der Phasenspannung, welche an das jeweilige Schaltelement angelegt wird, verändert. Die bestimmte Zeitdauer T1 in dem vorliegenden Zyklus wird durch eine Korrektur der bestimmten Zeitdauer T1p des jeweiligen Schaltelements in dem vorangehenden Zyklus bestimmt. Das heißt, die bestimmte Zeitdauer T1 des Schaltelementes Q3 in dem vorliegenden Zyklus wird gewählt durch ein Multiplizieren der vorangehenden bestimmten Zeitdauer T1p mit einem Korrekturfaktor α (T1 = α·T1p, 0 < α). Wenn die Anzahl von Umdrehungen in der Zeitdauer von der vorangehenden Zeitdauer bis zu der vorliegenden Zeitdauer konstant ist, wird α = 1 gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen erhöht wird, wird 0 < α < 1 gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen verringert wird, wird α > 1 gewählt.In each upper arm (or lower arm), the off timing Toff is selected to be earlier than the end time Tde of the diode current carrier period TA (see FIG 2 ). In other words, the off-timing Toff is selected such that the phase current having the phase voltage V of the value VB + VD (or the value -VB-VD) flows through the diode just after the off-timing Toff. Furthermore, regardless of the number of revolutions in the field winding 4 the off timing Toff is selected such that the period in which the phase current flows through the diode just after the off timing Toff is set to a constant value or is set to a value equal to or higher than a predetermined value. The determined time T1 is changed with the number of revolutions in each cycle of the phase voltage applied to the respective switching element. The determined time period T1 in the present cycle is determined by a correction of the specific time duration T1p of the respective switching element in the preceding cycle. That is, the predetermined period T1 of the switching element Q3 in the present cycle is selected by multiplying the foregoing specific time period T1p by a correction factor α (T1 = α * T1p, 0 <α). When the number of revolutions in the period from the previous period to the present period is constant, α = 1 is selected. When the number of revolutions is increased, 0 <α <1 is selected. When the number of revolutions is decreased, α> 1 is selected.
Der Faktor α des jeweiligen Schaltelements wird basierend auf einer Mehrzahl von Stromträgerstartzeiten Ts, welche einer Mehrzahl von Phasenwicklungen entsprechen, und früher platziert sind als die Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, bestimmt.The factor α of the respective switching element is determined based on a plurality of current carrier start times Ts corresponding to a plurality of phase windings and placed earlier than the off timing Toff to be selected.
Die Bestimmung des Korrekturfaktors α wird im Detail beschrieben werden. Vor der Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements Q3 des v-Phasen-oberen-Armes in dem vorliegenden Zyklus gibt es eine Stromträgerstartzeit Tul' des u-Phasen-unteren-Armes in dem vorangehenden Zyklus, welcher um einen Zyklus früher ist als der vorliegende Zyklus, eine Stromträgerstartzeit Twu des w-Phasen-oberen-Armes in dem vorliegenden Zyklus, eine Stromträgerstartzeit Tvl des v-Phasen-unteren-Armes in dem vorliegenden Zyklus, eine Stromträgerstartzeit Tuu des u-Phasen-oberen-Armes in dem vorliegenden Zyklus, eine Stromträgerstartzeit Twl des w-Phasen-unteren-Armes in dem vorliegenden Zyklus, eine Stromträgerstartzeit Tvu des v-Phasen-oberen-Armes in dem vorliegenden Zyklus und eine Stromträgerstartzeit Tul des u-Phasen-unteren-Armes in dem vorliegenden Zyklus. Die Startzeiten Tul', Twu, Tvl, Tuu, Twl, Tvu und Tul sind in dieser Reihenfolge platziert.The determination of the correction factor α will be described in detail. Prior to the off timing Toff of the switching element Q3 of the v-phase upper arm in the present cycle, there is a current carrier start time Tul 'of the u-phase lower arm in the previous cycle, which is one cycle earlier than the present cycle , a current carrier start time Twu of the w-phase upper arm in the present cycle, a current carrier start time Tvl of the v-phase lower arm in the present cycle, a current carrier start time Tuu of the u-phase upper arm in the present cycle, a Current carrier start time Twl of the w-phase lower arm in the present cycle, a current carrier start time Tvu of the v-phase upper arm in the present cycle and a current carrier start time Tul of the u-phase lower arm in the present cycle. The start times Tul ', Twu, Tvl, Tuu, Twl, Tvu and Tul are placed in this order.
Eine Mehrzahl von Startzeitintervallen von ΔY0 = Twu – Tul', ΔY1 = Tvl – Twu, ΔY2 = Tuu – Tvl, ΔY3 = Twl – Tuu, ΔY4 = Tvu – Twl und ΔY5 = Tut – Tvu werden definiert. Jedes Startzeitintervall bezeichnet eine Differenz zwischen zwei Startzeiten, welche am nächsten zueinander platziert sind. Die Startzeiten des Intervalls ΔY5 sind am nächsten zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, und die Startzeiten des Intervalls ΔY0 sind am weitesten entfernt von der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll. Wenn die Anzahl von Umdrehungen in diesem vorliegenden Zyklus erhöht wird im Vergleich mit derjenigen in dem vorangehenden Zyklus, wird jedes Startzeitintervall in dem vorliegenden Zyklus verringert. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Anzahl von Umdrehungen verringert wird, jedes Startzeitintervall erhöht.A plurality of start time intervals of ΔY0 = Twu - Tul ', ΔY1 = Tvl - Twu, ΔY2 = Tuu - Tvl, ΔY3 = Twl - Tuu, ΔY4 = Tvu - Twl and ΔY5 = Tut - Tvu are defined. Each start time interval denotes a difference between two start times which are placed closest to each other. The start times of the interval ΔY5 are closest to the off-timer Toff which is to be selected, and the start times of the interval ΔY0 are farthest from the off-timer Toff which is to be selected. When the number of revolutions in this present cycle is increased compared with that in the previous cycle, each start time interval in the present cycle is decreased. In contrast, as the number of revolutions is reduced, each start time interval is increased.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 bestimmt die Startzeitintervalle ΔY0 bis ΔY5 aus den Startzeiten Tul', Twu, Tvl, Tuu, Twl, Tvu und Tul und bestimmt den Korrekturfaktor α aus den Startzeitintervallen ΔY0 bis ΔY5.The control unit 7 determines the start time intervals ΔY0 to ΔY5 from the start times Tul ', Twu, Tvl, Tuu, Twl, Tvu and Tul and determines the correction factor α from the start time intervals ΔY0 to ΔY5.
In dem ersten Beispiel der Bestimmung des Korrekturfaktors α berechnet die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 den Durchschnitt der Intervalle ΔY0 bis ΔY5 und bestimmt den Faktor α aus diesem Durchschnitt und dem Durchschnitt in dem vorangehenden Zyklus. Wenn der Durchschnitt in dem vorliegenden Zyklus gleich dem Durchschnitt in dem vorangehenden Zyklus ist, beurteilt die Steuer- bzw. Regeleinheit 7, dass es keine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus gibt, und der Faktor α wird zu 1 (α = 1) gesetzt. Wenn der Durchschnitt in dem vorliegenden Zyklus geringer ist als der Durchschnitt in dem vorangehenden Zyklus, beurteilt die Steuer- bzw. Regeleinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich zu dem vorangehenden Zyklus erhöht ist, und der Faktor α wird zu einem Wert gesetzt, welcher von dem Durchschnitt abhängt, um niedriger als 1 und höher als Null zu sein (0 < α < 1). Im Gegensatz dazu beurteilt, wenn der Durchschnitt in dem vorliegenden Zyklus größer ist als der Durchschnitt in dem vorangehenden Zyklus, die Steuer- bzw. Regeleinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich zu derjenigen in dem vorangehenden Zyklus verringert ist, und der Faktor α wird zu einem Wert gesetzt, welcher von dem Durchschnitt abhängig ist, um höher zu sein als 1 (1 < α).In the first example of the determination of the correction factor α, the control unit calculates 7 the average of the intervals ΔY0 to ΔY5 and determines the factor α from this average and the average in the previous cycle. If the average in the present cycle is equal to the average in the previous cycle, assesses the control unit 7 in that there is no change in the number of revolutions in the present cycle, and the factor α is set to 1 (α = 1). If the average in the present cycle is less than the average in the previous cycle, the controller judges 7 in that the number of revolutions in the present cycle is increased compared to the previous cycle, and the factor α is set to a value which depends on the average to be lower than 1 and higher than zero (0 <α < 1). In contrast, when the average in the present cycle is larger than the average in the previous cycle, the control unit judges 7 in that the number of revolutions in the present cycle is reduced compared to that in the previous cycle, and the factor α is set to a value dependent on the average to be higher than 1 (1 <α).
Demzufolge kann, da die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 die Erhöhung oder die Abnahme in der Anzahl von Umdrehungen aus dem Durchschnitt der Intervalle ΔY0 bis ΔY5 in dem vorliegenden Zyklus und dem Durchschnitt der Intervalle in den vorangehenden Zyklen abschätzt, die Maschine 1 die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit hoher Präzision wählen, während eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen berücksichtigt wird.Consequently, since the control unit 7 estimates the increase or decrease in the number of revolutions from the average of the intervals ΔY0 to ΔY5 in the present cycle and the average of the intervals in the preceding cycles, the engine 1 select the off timing of each switching element with high precision while taking into account a change in the number of revolutions.
In diesem Beispiel wird der Durchschnitt aller Intervalle ΔY0 bis ΔY5 berechnet. Die Startzeiten, welche für die Intervalle ΔYi verwendet werden, sind jedoch nahe zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, platziert, im Vergleich zu den Startzeiten, welche für die Intervalle ΔYj (j < i) verwendet werden. Demzufolge kann verglichen mit dem Durchschnitt aller Intervalle der Durchschnitt der Intervalle ΔYi (beispielsweise i = 4, 5 oder i = 3, 4, 5) die Zunahme oder Abnahme in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, präzise anzeigen. Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 kann den Faktor α aus dem Durchschnitt der Intervalle ΔYi bestimmen, welche durch die Startzeiten näher zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, defininiert sind.In this example the average of all intervals ΔY0 to ΔY5 is calculated. However, the start times used for the intervals ΔYi are placed close to the off-time Toff which is to be selected, compared to the start times used for the intervals ΔYj (j <i). Accordingly, as compared with the average of all the intervals, the average of the intervals ΔYi (for example, i = 4, 5 or i = 3, 4, 5) can be the increase or decrease in the number of revolutions to the off timing Toff to be selected. show precisely. The control unit 7 can determine the factor α from the average of the intervals ΔYi which are defined by the start times closer to the off timing Toff to be selected.
In dem zweiten Beispiel der Bestimmung des Korrekturfaktors α berechnet die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 die Differenz ΔY5 – ΔY4 zwischen den Intervallen ΔY5 und ΔY4, welche durch die drei Startzeiten Tul, Tvu und Twl definiert sind, welche näher zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, sind. Diese Differenz ΔY5 – ΔY4 zeigt an, wie das Intervall ΔY5 der Startzeiten verändert wird, im Vergleich mit dem Intervall ΔY4. Demzufolge zeigt die Differenz ΔY5 – ΔY4 ein Niveau in der Veränderung der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff mit der höchsten Präzision an. Wenn beispielsweise die Differenz ΔY5 – ΔY4 positiv ist, beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Anzahl von Drehungen sich nun verringert bzw. nun abnimmt, und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von der Differenz abhängt, um höher zu sein als 1 (1 < α). Im Gegensatz dazu beurteilt, wenn die Differenz ΔY5 – ΔY4 negativ ist, die Steuer- bzw. Regeleinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen nun zunimmt, und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von der Differenz abhängt, um höher zu sein als Null und kleiner zu sein als 1 (0 < α < 1).In the second example of the determination of the correction factor α, the control unit calculates 7 the difference ΔY5 - ΔY4 between the intervals ΔY5 and ΔY4, which are defined by the three start times Tul, Tvu and Twl, which are closer to the off timing Toff to be selected. This difference ΔY5-ΔY4 indicates how the interval ΔY5 of the start times is changed compared to the interval ΔY4. As a result, the difference ΔY5-ΔY4 indicates a level in the change of the number of revolutions to the off timing Toff with the highest precision. For example, when the difference ΔY5-ΔY4 is positive, the control unit judges 7 in that the number of rotations now decreases or decreases, and the factor α is chosen to be a value which depends on the difference to be higher than 1 (1 <α). In contrast, when the difference ΔY5-ΔY4 is negative, the control unit judges 7 in that the number of revolutions now increases, and the factor α is chosen to be a value which depends on the difference to be higher than zero and less than 1 (0 <α <1).
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 kann die erste Differenz ΔY5 – ΔY4 und die zweite Differenz ΔY4 – ΔY3 berechnen oder kann drei oder mehr Differenzen berechnen. In dem Falle der Berechnung von zwei Differenzen beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit, wenn die Differenzen zusammen positiv sind, dass die Anzahl von Umdrehungen nun abnimmt und setzt den Faktor α zu einem Wert, welcher von dem Differenzen abhängt, um höher als 1 zu sein (1 < α). Wenn die Differenzen zusammen negativ sind, beurteilt die Steuer- bzw. Regeleinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen sich nun erhöht und setzt den Faktor α zu einem Wert abhängig von den Differenzen, um höher als Null und kleiner als 1 zu sein (0 < α < 1). Im Gegensatz dazu beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn eine Differenz positiv ist, während die andere Differenz negativ ist, dass die Anzahl von Umdrehungen nun konstant ist und setzt den Faktor α zu 1.The control unit 7 may calculate the first difference ΔY5 - ΔY4 and the second difference ΔY4 - ΔY3 or may calculate three or more differences. In the case of calculating two differences, when the differences are positive together, the control unit judges that the number of revolutions now decreases and sets the factor α to a value which depends on the difference by more than one be (1 <α). If the differences are negative together, the control unit judges 7 in that the number of revolutions now increases and sets the factor α to a value dependent on the differences to be higher than zero and smaller than 1 (0 <α <1). In contrast, the control unit judges 7 if one difference is positive, while the other difference is negative, that the number of revolutions is now constant and sets the factor α to 1.
Demzufolge kann, da die Regel- bzw. Steuereinheit 7 den Anstieg oder die Abnahme in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, aus der Differenz zwischen den Startzeitintervallen abschätzt, die Maschine 1 den Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit hoher Präzision setzen, während eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen berücksichtigt wird.Consequently, since the control unit 7 estimating the increase or decrease in the number of revolutions to the off-timer Toff to be selected from the difference between the start-time intervals, the engine 1 Set the off timing of each switching element with high precision, while a change in the number of revolutions is taken into account.
In dem dritten Beispiel der Bestimmung des Korrekturfaktors α berechnet die Regel- bzw. Steuereinheit 7 eine Differenz ΔYi – ΔYi' (ΔYi' bezeichnet das Intervall in dem vorangehenden Zyklus) zwischen dem Startzeitintervall ΔYi in dem vorliegenden Zyklus und dem Startzeitintervall ΔYi' in dem vorangehenden Zyklus für jedes Startzeitintervall (i = 0, 1, - -, 5). Wenn alle Differenzen zusammen positiv sind, beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit der Anzahl von Umdrehungen in dem vorangehenden Zyklus verringert ist und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von den Werten der positiven Differenzen abhängt, um höher zu sein als 1 (1 < α). Im Gegensatz dazu, beurteilt, wenn alle Differenzen zusammen negativ sind, die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit derjenigen in dem vorangehenden Zyklus erhöht ist, und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von Werten der negativen Differenzen abhängt, um höher zu sein als Null und geringer als 1 (0 < α < 1).In the third example of the determination of the correction factor α, the control unit calculates 7 a difference ΔYi - ΔYi '(ΔYi' denotes the interval in the preceding cycle) between the start time interval ΔYi in the present cycle and the start time interval ΔYi 'in the preceding cycle for each start time interval (i = 0, 1, - -, 5). If all differences are positive together, the control unit judges 7 in that the number of revolutions in the present cycle is reduced in comparison with the number of revolutions in the preceding cycle, and the factor α is set to a value which depends on the values of the positive differences to be higher than 1 (1 <α). In contrast, when all the differences are negative together, the control unit judges 7 in that the number of revolutions in the present cycle is increased in comparison with that in the preceding cycle, and the factor α is set to a value which depends on values of the negative differences to be higher than zero and less than 1 ( 0 <α <1).
Demzufolge kann, da die Regel- bzw. Steuereinheit 7 diese Beurteilung durch einen Vergleich jedes Intervalls in der vorliegenden Zeitdauer mit dem entsprechenden Intervall in dem vorangehenden Zyklus durchführt, die Maschine 1 die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements wählen, während sie eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen in einer Zeitdauer von dem vorangehenden Zyklus bis zu dem vorliegenden Zyklus zuverlässig beurteilt. Consequently, since the control unit 7 performs this judgment by comparing each interval in the present time period with the corresponding interval in the preceding cycle, the machine 1 select the off-timing of each switching element while reliably judging a change in the number of revolutions in a period from the previous cycle to the present cycle.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 kann nur die Differenz ΔY5 – ΔY5' berechnen. In diesem Falle beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn die Differenz positiv ist, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit der Anzahl von Umdrehungen in dem vorangehenden Zyklus verringert ist, und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von dem Wert der Differenz abhängt, um höher als 1 zu sein (1 < α). Im Gegensatz dazu beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn die Differenz negativ ist, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit der Anzahl von Umdrehungen in dem vorangehenden Zyklus erhöht ist, und der Faktor α wird zu einem Wert gewählt, welcher von dem Wert der Differenz abhängt, um höher als Null und kleiner als 1 zu sein (0 < α < 1).The control unit 7 can only calculate the difference ΔY5 - ΔY5 '. In this case, the control unit judges 7 if the difference is positive, the number of revolutions in the present cycle is reduced as compared with the number of revolutions in the previous cycle, and the factor α is set to a value which depends on the value of the difference to be higher to be 1 (1 <α). In contrast, the control unit judges 7 if the difference is negative, the number of revolutions in the present cycle is increased in comparison with the number of revolutions in the previous cycle, and the factor α is set to a value which depends on the value of the difference to be higher to be zero and less than 1 (0 <α <1).
In dem ersten bis dritten Beispiel wird eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen aus zwei Stromträgerstartzeiten oder mehr entsprechend zwei Phasenwicklungen oder mehr abgeschätzt oder vorhergesagt. Demzufolge kann der Faktor α unter Verwendung von zwei Startzeiten oder mehr entsprechend zwei Phasenwicklungen oder mehr in jedem Zyklus bestimmt werden.In the first to third examples, a change in the number of revolutions from two current carrier start times or more corresponding to two phase windings or more is estimated or predicted. As a result, the factor α can be determined using two start times or more corresponding to two phase windings or more in each cycle.
In dieser Ausführungsform kann, da jede Stromträgerstartzeit mit der Anzahl von Umdrehungen verändert wird, eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff des jeweiligen Schaltelements, welche gewählt werden soll, aus einer Mehrzahl von Stromträgerstartzeiten vorhergesagt oder abgeschätzt werden, welche früher platziert sind als die Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, und welche zwei Phasenwicklungen oder mehr entsprechen. Demzufolge kann die Aus-Zeitvorgabe Toff jedes Schaltelements mit hoher Präzision unter Verwendung der Stromträgerstartzeiten gewählt werden.In this embodiment, since each current carrier start time is changed with the number of revolutions, a change in the number of revolutions to the off timing Toff of the respective switching element to be selected can be predicted or estimated from a plurality of current carrier start times earlier are placed as the off timing to be selected and which correspond to two phase windings or more. As a result, the off timing Toff of each switching element can be selected with high precision using the current carrier start times.
Weiterhin kann in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform eine Veränderung von Leistungsverlusten, verursacht durch den Spannungsabfall in der Diode bei der Gleichrichtung der Phasenspannung unterdrückt werden.Furthermore, in the same manner as in the first embodiment, a variation of power loss caused by the voltage drop in the diode in the rectification of the phase voltage can be suppressed.
Darüber hinaus berechnet in dieser Ausführungsform die Regel- bzw. Steuereinheit 7 aus den Stromträgerstartzeiten, welche früher platziert sind als die Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, das Startzeitintervall zwischen zwei Stromträgerstartzeiten in jedem Paar, um die bestimmte Zeitdauer T1 aus den Startzeitintervallen zu bestimmen. Demzufolge kann die Regel- bzw. Steuereinheit 7 zuverlässig eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen abschätzen oder vorhersagen.Moreover, in this embodiment, the control unit calculates 7 from the current carrier start times placed earlier than the off-time Toff to be selected, the start time interval between two current carrier start times in each pair to determine the determined time T1 from the start time intervals. As a result, the control unit 7 reliably estimate or predict a change in the number of revolutions.
Weiterhin kann die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform, auch wenn eine der Wicklungen 2 und 3 beschädigt ist, die bestimmte Zeitdauer T1 für den Inverterschaltkreis, welcher elektrisch mit der unbeschädigten Wicklung verbunden ist, zuverlässig wählen, und die Kombination der unbeschädigten Wicklung und des Inverterschaltkreises, welcher elektrisch mit dieser Wicklung verbunden ist, kann zuverlässig eine elektrische Leistung oder Antriebskraft erzeugen.Furthermore, the control unit 7 in the same manner as in the first embodiment, even if one of the windings 2 and 3 is damaged, the predetermined period T1 for the inverter circuit, which is electrically connected to the undamaged winding, reliably select, and the combination of the undamaged winding and the inverter circuit, which is electrically connected to this winding, can reliably generate an electric power or driving force.
In dieser Ausführungsform wird die Basiszeit T0, welche für die Wahl der Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements jedes Arms verwendet wird, zu einer Zeit gewählt, zu welcher die Phasenspannung, welche an einem anderen Arm entsprechend einer anderen Phasenwicklung, verschieden von der Phasenwicklung entsprechend dem Schaltelement, angelegt ist, auf den dritten Grenzwert V3 erhöht wird oder auf den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3 verringert wird. Es kann jedoch in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform zum Setzen der Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements jedes Arms eine Zeit, zu welcher die Phasenspannung, welche an den Arm angelegt ist, auf den dritten Grenzwert V3 erhöht wird oder auf den dritten vorzeicheninvertierten Wert –V3 verringert wird, als eine Basiszeit T0' gewählt werden.In this embodiment, the base time T0 used for selecting the off-timing of the switching element of each arm is selected at a time when the phase voltage applied to another arm corresponding to another phase winding is different from the phase winding corresponding to the switching element , is applied, is raised to the third limit value V3 or is reduced to the third sign-inverted value -V3. However, in the same manner as in the first embodiment, for setting the off-timing of the switching element of each arm, a time at which the phase voltage applied to the arm is increased to the third limit value V3 or to the third sign-inverted one Value -V3 is decreased, as a base time T0 'are selected.
Weiterhin wird in dieser Ausführungsform das Wählen der Aus-Zeitvorgabe für das Schaltelement des Inverterschaltkreises 5 unabhängig von dem Wählen der Aus-Zeitvorgabe für das Schaltelement des Inverterschaltkreises 6 durchgeführt. Das Setzen der Aus-Zeitvorgabe für jedes Schaltelement des Inverterschaltkreises 5 kann jedoch durchgeführt werden durch ein Verwenden der Zeitdauern ΔY0 bis ΔY5, welche aus den Phasenspannungen, welche an den Inverterschaltkreis 5 angelegt sind und Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen bestimmt werden wie beispielsweise die Zeitdauern ΔY0 bis ΔY5, welche aus den Phasenspannungen, welche an den Inverterschaltkreis 6 angelegt werden, bestimmt werden. Weiterhin kann das Wählen der Aus-Zeitvorgabe für jedes Schaltelement des Inverterschaltkreises 6 unter Verwendung der Zeitdauern ΔY0 bis ΔY5 durchgeführt werden, welche aus den Phasenspannungen bestimmt werden, welche an den Inverterschaltkreis 6 angelegt werden und von Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen wie beispielsweise die Zeitdauern ΔY0 bis ΔY5, welche aus den Phasenspannungen bestimmt werden, welche an den Inverterschaltkreis 5 angelegt werden.Furthermore, in this embodiment, selecting the off-timing for the switching element of the inverter circuit 5 regardless of selecting the off timing for the switching element of the inverter circuit 6 carried out. Setting the off timing for each switching element of the inverter circuit 5 however, can be performed by using the periods ΔY0 to ΔY5, which are the phase voltages applied to the inverter circuit 5 are created and information about a change in the number of revolutions are determined such as the periods .DELTA.Y0 to .DELTA.Y5 resulting from the phase voltages applied to the inverter circuit 6 to be determined. Furthermore, selecting the off-timing for each switching element of the inverter circuit 6 using the time periods ΔY0 to ΔY5, which are determined from the phase voltages applied to the inverter circuit 6 and information about a change in the number of revolutions, such as the periods ΔY0 to ΔY5, which are determined from the phase voltages applied to the inverter circuit 5 be created.
Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform der Korrekturfaktor α bestimmt, um die Aus-Zeitvorgabe Toff zu wählen. Es kann jedoch in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform ein Korrekturwert β, welcher aus zwei Stromträgerstartzeiten oder mehr von zwei Phasenwicklungen oder mehr bestimmt wird, um eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen anzuzeigen, zu der bestimmten Zeitdauer T1p des vorangehenden Zyklus addiert werden oder von dieser subtrahiert werden, um die bestimmte Zeitdauer 1 des vorliegenden Zyklus zu berechnen.Moreover, in this embodiment, the correction factor α is determined to select the off timing Toff. However, in the same manner as in the first embodiment, a correction value β determined from two current carrier start times or more of two phase windings or more to indicate a change in the number of revolutions may be added to the predetermined time period T1p of the preceding cycle be subtracted or subtracted from it to calculate the specific time duration 1 of the present cycle.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORMTHIRD EMBODIMENT
In der ersten Ausführungsform fließt nach der Aus-Zeitvorgabe Toff jedes Schaltelements der Phasenstrom, welcher die Phasenspannung des Wertes VB + VD hat, während der Zeitdauer von der Aus-Zeitvorgabe Toff bis zu der Zeit Tde durch die Diode, welche mit dem Schaltelement parallel verbunden ist (siehe 2). Demzufolge kann die Endzeit Te jeder Diodenstromträgerzeitdauer TB zuverlässig erfasst werden. Es ist jedoch manchmal nötig, ein Schaltelement ungefähr zu derselben Zeit wie der Endzeit Te einer Diodenstromträgerzeitdauer TB abzuschalten, oder es wird ein Schaltelement zu einem Zeitpunkt später als der Endzeit Te einer Diodenstromträgerzeitdauer TB zum Zwecke des Verbesserns der Wirksamkeit bzw. Effizienz der Leistungserzeugung bei der Gleichrichtung der Wechselströme abgeschaltet. In diesem Fall kann die Endzeit Te der Diodenstromträgerzeitdauer nicht erfasst werden, so dass keine Diodenstromträgerzeitdauer bestimmt werden kann.In the first embodiment, after the off timing Toff of each switching element, the phase current having the phase voltage of the value VB + VD flows through the diode connected in parallel with the switching element during the period from the off timing Toff to the time Tde is (see 2 ). As a result, the end time Te of each diode current carrier period TB can be reliably detected. However, it is sometimes necessary to turn off a switching element at approximately the same time as the end time Te of a diode current carrier period TB, or a switching element at a time later than the end time Te of a diode current carrier period TB for the purpose of improving the efficiency of power generation in the Rectification of the alternating currents switched off. In this case, the end time Te of the diode current carrier period can not be detected, so that no diode current carrier period can be determined.
In der dritten Ausführungsform wird die Erfassung der Diodenstromträgerzeitdauer basierend auf der Phasenspannung nicht durchgeführt, sondern es wird ein Nullpunkt bzw. Nullpunktsdurchgang des Phasenstroms, welcher durch diese Phasenwicklung fließt, jedesmal erfasst, wenn der Phasenstrom einen Nullwert kreuzt. Die An-Zeitvorgabe Ton und die Aus-Zeitvorgabe Toff jedes Schaltelements wird aus einer Mehrzahl von Nullpunktsdurchgängen von Phasenströmen früher als der An-Zeitvorgabe und der Aus-Zeitvorgabe bestimmt.In the third embodiment, the detection of the diode current carrier period based on the phase voltage is not performed, but a zero crossing of the phase current flowing through this phase coil is detected each time the phase current crosses a zero value. The on-timing Ton and the off-timing Toff of each switching element is determined from a plurality of zero-crossings of phase currents earlier than the on-timing and the off-timing.
Wenn ein Phasenstrom jeder Phasenwicklung einen genügend hohen positiven Wert erreicht, überschreitet die Spannung des Phasenstromes die Batteriespannung VB und das Schaltelement des oberen Armes entsprechend der Phasenwicklung wird abgeschaltet. Danach wird, wenn der Phasenstrom, welcher den positiven Wert hat, verringert wird und den Nullwert kreuzt, eine positive Polarität (oder eine erste Flussrichtung) des Phasenstromes in eine negative Polarität (oder eine zweite Flussrichtung) geändert und diese Zeit wird als ein erster Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes der Phasenwicklung erfasst. Danach wird das Schaltelement des oberen Armes abgeschaltet und der Phasenstrom erreicht einen negativen Wert, welcher einen ausreichend hohen absoluten Wert hat. Zu dieser Zeit wird die Spannung des Phasenstromes niedriger als die vorzeicheninvertierte Batteriespannung –VB und das Schaltelement des unteren Armes entsprechend der Phasenwicklung wird angeschaltet. Danach wird, wenn der Phasenstrom, welcher den negativen Wert hat, sich dem Nullwert annähert und den Nullwert kreuzt, die negative Polarität des Phasenstromes in die positive Polarität geändert und diese Zeit wird als ein zweiter Nullpunktsdurchgang des Phasenstroms der Phasenwicklung erfasst. Danach wird der Phasenstrom auf den ausreichend hohen positiven Wert erhöht. Demzufolge werden zwei Nullpunktsdurchgänge in jedem Zyklus des Phasenstromes (oder jedem Zyklus der Phasenspannung) erfasst.When a phase current of each phase winding reaches a sufficiently high positive value, the voltage of the phase current exceeds the battery voltage VB, and the upper arm switching element corresponding to the phase winding is turned off. Thereafter, when the phase current having the positive value is decreased and crosses the zero value, a positive polarity (or a first flow direction) of the phase current is changed to a negative polarity (or a second flow direction), and this time is considered a first zero crossing the phase current of the phase winding detected. Thereafter, the switching element of the upper arm is turned off and the phase current reaches a negative value, which has a sufficiently high absolute value. At this time, the voltage of the phase current becomes lower than the sign-inverted battery voltage -VB and the switching element of the lower arm corresponding to the phase winding is turned on. Thereafter, when the phase current having the negative value approaches the zero value and crosses the zero value, the negative polarity of the phase current is changed to the positive polarity, and this time is detected as a second zero crossing of the phase current of the phase winding. Thereafter, the phase current is increased to the sufficiently high positive value. As a result, two zero crossings are detected in each cycle of the phase current (or each cycle of the phase voltage).
Wie in 1 gezeigt ist, hat die Maschine 1 weiterhin eine Nullpunktsdurchgangserfassungseinheit 11 zum Überwachen eines Phasenstromes der Phasenspannung, welche in jeder Phasenwicklung induziert wird, und zum Erfassen eines ersten Nullpunktsdurchgangs des Phasenstroms einer Phasenwicklung, zu welcher die positive Polarität des Phasenstroms in die negative Polarität geändert wird, und eines zweiten Nullpunktsdurchgangs des Phasenstroms, bei welchem die negative Polarität des Phasenstroms zu der positiven Polarität gewechselt, wird für jeden Zyklus des Phasenstromes für jede Phasenwicklung.As in 1 shown has the machine 1 a zero crossing detection unit 11 for monitoring a phase current of the phase voltage induced in each phase winding and detecting a first zero crossing of the phase current of a phase winding to which the positive polarity of the phase current is changed to the negative polarity and a second zero crossing of the phase current at which the negative Polarity of the phase current is changed to the positive polarity, for each cycle of the phase current for each phase winding.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 wählt eine Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements jedes oberen Arms entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit, welche von dem ersten Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes der Phasenwicklung um eine erste bestimmte Zeitdauer verstreicht, für jeden Zyklus des Phasenstromes.The control unit 7 selects an off timing Toff of the switching element of each upper arm corresponding to a phase winding at a time elapsed from the first zero crossing of the phase current of the phase winding by a first predetermined time period for each cycle of the phase current.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 wählt eine Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements jedes unteren Arms entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit, welche von dem zweiten Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes der Phasenwicklung um eine erste bestimmte Zeitdauer von Zeit verstreicht, für jeden Zyklus des Phasenstromes.The control unit 7 selects an off timing Toff of the switching element of each lower arm corresponding to a phase winding at a time elapsed from the second zero crossing of the phase current of the phase winding by a first predetermined time period for each cycle of the phase current.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 bestimmt die erste bestimmte Zeitdauer jedes Schaltelements aus einer bestimmten Anzahl von Nullpunktsdurchgängen, welche zweien der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen und früher sind als die Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements, welche gewählt werden soll.The control unit 7 determines the first predetermined period of time of each switching element from a predetermined number of zero crossings corresponding to two or more of the phase windings and earlier than the off timing Toff of the switching element to be selected.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 setzt eine An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelements jedes unteren Arms entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit, welche von dem ersten Nullpunktsdurchgang des Phasenstroms der Phasenwicklung um eine zweite bestimmte Zeitdauer verstreicht, für jeden Zyklus des Phasenstromes. The control unit 7 sets an on timing Ton of the switching element of each lower arm corresponding to a phase winding at a time elapsing from the first zero crossing of the phase current of the phase winding by a second predetermined time period for each cycle of the phase current.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 setzt eine An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelements jedes oberen Armes entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit, welche von dem zweiten Nullpunktsdurchgang des Phasenstroms der Phasenwicklung um eine zweite bestimmte Zeitdauer verstreicht, für jeden Zyklus des Phasenstromes.The control unit 7 sets an on timing Ton of the switching element of each upper arm corresponding to a phase winding at a time elapsing from the second zero crossing of the phase current of the phase winding by a second predetermined period of time for each cycle of the phase current.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 bestimmt die zweite bestimmte Zeitdauer jedes Schaltelementes aus einer vorbestimmten Anzahl von Nulldurchgängen, welche zweien der Phasenwicklungen oder mehr entsprechen und früher sind als die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements, welche gewählt werden soll.The control unit 7 determines the second predetermined period of time of each switching element from a predetermined number of zero crossings corresponding to two of the phase windings or more and earlier than the off-timing of the switching element to be selected.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 setzt die An- und Aus-Zeitvorgaben der Schaltelemente eines Inverterschaltkreises unabhängig vom Wählen der An- und Aus-Zeitvorgaben des Schaltelements eines anderen Inverterschaltkreises.The control unit 7 sets the on and off timings of the switching elements of an inverter circuit independently of the selection of the on and off timings of the switching element of another inverter circuit.
Jede der ersten und zweiten bestimmten Zeitdauern T1 und T2 wird mit der Anzahl von Umdrehungen in der Feldwicklung 4 aus demselben Grund wie demjenigen für die bestimmte Zeitdauer T1 in der ersten Ausführungsform verändert.Each of the first and second specific time periods T1 and T2 becomes equal to the number of revolutions in the field winding 4 for the same reason as that for the certain period of time T1 in the first embodiment.
Das Wählen der Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements U3 und das Wählen der An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelements Q4 gemäß der dritten Ausführungsform sind in 5 als ein Beispiel gezeigt. Ein u-Phasenstrom Iu, ein v-Phasenstrom Iv und ein w-Phasenstrom Iw sind in 5 gezeigt. Die Aus-Zeitvorgabe und An-Zeitvorgabe der anderen Schaltelemente des Inverterschaltkreises 5 und die Aus-Zeitvorgabe und An-Zeitvorgabe jedes Schaltelements des Inverterschaltkreises 6 werden in derselben Art und Weise wie derjenigen, welche in 5 gezeigt sind, gewählt.The selection of the OFF timing Toff of the switching element U3 and the selection of the ON timing Ton of the switching element Q4 according to the third embodiment are shown in FIG 5 shown as an example. A u-phase current Iu, a v-phase current Iv and a w-phase current Iw are in 5 shown. The off-timing and on-timing of the other switching elements of the inverter circuit 5 and the off-timing and on-timing of each switching element of the inverter circuit 6 be in the same way as those in 5 shown are selected.
Wie in 5 gezeigt ist, ist ein erster Nullpunktsdurchgang des v-Phasenstroms Iv der v-Phasenwicklung in dem vorliegenden Zyklus des Phasenstromes platziert. Dieser Nullpunktsdurchgang wird in dem vorliegenden Zyklus als eine Basiszeit T0 des Schaltelements Q3 des oberen Arms entsprechend der v-Phasenwicklung bestimmt. Eine Zeit, welche von der Basiszeit T0 um eine erste bestimmte Zeitdauer T1 verstreicht, wird als eine Aus-Zeitvorgabe Toff des Schaltelements Q3 in dem vorliegenden Zyklus bestimmt. Eine Zeit, welche von der Basiszeit T0 um eine zweite bestimmte Zeitdauer T2 verstreicht, wird als eine An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelements Q4 des unteren Arms entsprechend derselben v-Phasenwicklung in dem vorliegenden Zyklus bestimmt.As in 5 is shown, a first zero-crossing of the v-phase current Iv of the v-phase winding is placed in the present cycle of the phase current. This zero-crossing is determined in the present cycle as a base time T0 of the upper-arm switching element Q3 corresponding to the v-phase winding. A time elapsed from the base time T0 by a first predetermined time T1 is determined as an off timing Toff of the switching element Q3 in the present cycle. A time elapsed from the base time T0 by a second predetermined time T2 is determined as an on-timing Ton of the lower arm switching element Q4 corresponding to the same v-phase winding in the present cycle.
Da eine Zeit, welche von dem zweiten Nullpunktsdurchgang des v-Phasenstromes Iv der v-Phasenwicklung in dem vorangehenden Zyklus um eine zweite bestimmte Zeitdauer T2 verstreicht, bereits als die An-Zeitvorgabe Ton des Schaltelements Q3 des oberen Armes gewählt worden ist, ist die An-Zeitdauer Ton-off des Schaltelements Q3 gleich der Summe der Zeitdauern von der An-Zeitvorgabe Ton bis zu der Basiszeit T0 und der ersten bestimmten Zeitdauer T1.Since a time which elapses from the second zero crossing of the v-phase current Iv of the v-phase winding in the preceding cycle by a second predetermined time T2 has already been selected as the on-time Ton of the switching element Q3 of the upper arm, the An Duration Ton-off of the switching element Q3 equal to the sum of the durations from the on-time Ton until the basic time T0 and the first specific time T1.
Die erste bestimmte Zeitdauer T1 wird mit der Anzahl von Umdrehungen in jedem Zyklus des Phasenstromes verändert. Die Zeitdauer T1 in dem vorliegenden Zyklus wird durch eine Korrektur der ersten bestimmten Zeitdauer T1p des Schaltelements Q3 in dem vorangehenden Zyklus bestimmt. Das heißt, die Zeitdauer T1 in dem vorliegenden Zyklus wird durch ein Multiplizieren der Zeitdauer T1p mit einem ersten Korrekturfaktor α1 (T1 = α1·T1p, 0 < α1) gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen in der Feldwicklung in der gegenwärtigen Zeitdauer konstant ist im Vergleich mit derjenigen in der vorangehenden Zeitdauer, wird α1 = 1 gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen erhöht wird, wird 0 < α1 < 1 gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen verringert wird, wird 1 < α1 gewählt.The first predetermined time T1 is varied with the number of revolutions in each cycle of the phase current. The time period T1 in the present cycle is determined by a correction of the first predetermined time T1p of the switching element Q3 in the preceding cycle. That is, the time duration T1 in the present cycle is selected by multiplying the time period T1p by a first correction factor α1 (T1 = α1 * T1p, 0 <α1). If the number of revolutions in the field winding is constant in the current time period as compared with that in the preceding period, α1 = 1 is selected. When the number of revolutions is increased, 0 <α1 <1 is selected. When the number of revolutions is decreased, 1 <α1 is selected.
In derselben Art und Weise wird die zweite bestimmte Zeitdauer T2 mit der Anzahl von Umdrehungen in jedem Zyklus des Phasenstromes verändert. Die Zeitdauer T2 in dem vorliegenden Zyklus wird durch eine Korrektur der zweiten bestimmten Zeitdauer T2p des Schaltelements Q3 in dem vorangehenden Zyklus bestimmt. Das heißt, die Zeitdauer T2 in dem vorliegenden Zyklus wird durch ein Multiplizieren der Zeitdauer T2p mit einem zweiten Korrekturfaktor α2 (T2 = α2·T2p, 0 < α2) gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen konstant ist, wird α2 = 1 gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen erhöht wird, wird 0 < α2 < 1 gewählt. Wenn die Anzahl von Umdrehungen verringert wird, wird 1 < α2 gewählt.In the same manner, the second specific time T2 is varied with the number of revolutions in each cycle of the phase current. The time period T2 in the present cycle is determined by a correction of the second specific time period T2p of the switching element Q3 in the preceding cycle. That is, the time period T2 in the present cycle is selected by multiplying the time period T2p by a second correction factor α2 (T2 = α2 · T2p, 0 <α2). If the number of revolutions is constant, α2 = 1 is selected. When the number of revolutions is increased, 0 <α2 <1 is selected. When the number of revolutions is decreased, 1 <α2 is selected.
Die Bestimmung der Korrekturfaktoren α1 und α2 des Schaltelements Q3 werden im Detail beschrieben werden. Vor dem Nullpunktsdurchgang Tvu entsprechend dem Schaltelement Q3 des u-Phasen oberen Armes in dem vorliegenden Zyklus, gibt es einen Nullpunktsdurchgang Tvu' entsprechend dem Schaltelement Q3 in dem vorangehenden Zyklus, welcher um einen Zyklus früher ist, als der vorliegende Zyklus, einen Nullpunktsdurchgang Tul, welcher dem Schaltelement Q2 des u-Phasen unteren Armes entspricht, einen Nullpunktsdurchgang Twu, welcher dem Schaltelement Q5 des w-Phasen oberen Armes entspricht, einen Nullpunktsdurchgang Tvl, welcher dem Schaltelement Q4 des v-Phasen unteren Armes entspricht, einen Nullpunktsdurchgang Tuu, welcher dem Schaltelement Q1 des u-Phasen oberen Armes entspricht und einen Nullpunktsdurchgang Twl, welcher dem Schaltelement Q6 des w-Phasen unteren Armes entspricht. Die Nullpunktsdurchgänge Tvu', Tul, Twu, Tvl, Tuu, Twl und Tvu sind in dieser Reihenfolge platziert.The determination of the correction factors α1 and α2 of the switching element Q3 will be described in detail. Before the zero crossing Tvu corresponding to the switching element Q3 of the u-phase upper arm in the present cycle, there is a zero crossing Tvu 'corresponding to the switching element Q3 in the preceding cycle, which is one cycle earlier than the present cycle, a zero crossing Tul, which corresponds to the switching element Q2 of the u-phase lower arm, a zero crossing Twu, which the switching element Q5 of the w-phase upper arm, a zero crossing Tvl corresponding to the switching element Q4 of the v-phase lower arm corresponds to a zero crossing Tuu which corresponds to the switching element Q1 of the u-phase upper arm and a zero crossing Twl which corresponds to the switching element Q6 of the w-phase lower arm equivalent. The zero crossings Tvu ', Tul, Twu, Tvl, Tuu, Twl and Tvu are placed in this order.
Eine Mehrzahl von Nullpunktsdurchgangsintervallen ΔZ0 = Tul – Tvu', ΔZ1 = Twu – Tul, ΔZ2 = Tvl – Twu, ΔZ3 = Tuu – Tvl, ΔZ4 = Twl – Tuu und ΔZ5 = Tvu – Twl werden definiert. Jedes Nullpunktsdurchgangsintervall bezeichnet eine Differenz zwischen zwei Nullpunktsdurchgängen, welche am nächsten zueinander platziert sind. Die Nullpunktsdurchgänge des Intervalls ΔZ5 sind am nächsten zu der Aus-Zeitvorgabe Toff und der An-Zeitvorgabe Ton, welche gewählt werden sollen, und die Nullpunktsdurchgänge des Intervalls ΔZ0 sind am weitesten entfernt von der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll. Wenn die Anzahl von Umdrehungen in diesem vorliegenden Zyklus erhöht wird, wird jedes Nullpunktsdurchgangsintervall verringert. Im Gegensatz dazu, wird, wenn die Anzahl von Umdrehungen verringert wird, jedes Nullpunktsdurchgangsintervall erhöht.A plurality of zero crossing intervals ΔZ0 = Tul - Tvu ', ΔZ1 = Twu - Tul, ΔZ2 = Tvl - Twu, ΔZ3 = Tuu - Tvl, ΔZ4 = Twl - Tuu and ΔZ5 = Tvu - Twl are defined. Each zero crossing interval denotes a difference between two zero crossings which are placed closest to each other. The zero crossings of the interval ΔZ5 are closest to the off timing Toff and the on time Ton to be selected, and the zero crossings of the interval ΔZ0 are farthest from the off timing Toff to be selected. As the number of revolutions in this present cycle is increased, each zero crossing interval is decreased. In contrast, as the number of revolutions is decreased, each zero crossing interval is increased.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 bestimmt die Nullpunktsdurchgangsintervalle ΔZ0 bis ΔZ5 aus den Nullpunktsdurchgängen Tvu', Tul, Twu, Tvl, Twl und Tvu und bestimmt die Korrekturfaktoren α1 und α2 aus den Nullpunktsdurchgangsintervallen ΔZ0 bis ΔZ5.The control unit 7 determines the zero-crossing intervals ΔZ0 to ΔZ5 from the zero-crossings Tvu ', Tul, Twu, Tvl, Twl and Tvu, and determines the correction factors α1 and α2 from the zero-crossover intervals ΔZ0 to ΔZ5.
In dem ersten Beispiel der Bestimmung der Korrekturfaktoren α1 und α2 berechnet die Regel- bzw. Steuereinheit 7 den Durchschnitt der Intervalle ΔZ0 bis ΔZ5 in dem vorliegenden Zyklus und bestimmt die Faktoren α1 und α2 aus sowohl diesem Durchschnitt als auch dem Durchschnitt, welcher in dem vorangehenden Zyklus berechnet wurde. Wenn der Durchschnitt in dem vorliegenden Zyklus gleich dem Durchschnitt in dem vorangehenden Zyklus ist, bestimmt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass es keine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus gibt, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu 1 gewählt (α1 = 1, α2 = 1). Wenn der Durchschnitt in dem vorliegenden Zyklus geringer ist als der Durchschnitt in dem vorangehenden Zyklus, beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit derjenigen in dem vorangehenden Zyklus erhöht ist, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird gewählt zu einem Wert, welcher von dem Durchschnitt abhängt, um niedriger als 1 zu sein und er ist höher als Null (0 < α1 < 1, 0 < α2 < 1). Im Gegensatz dazu beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn der Durchschnitt in dem vorliegenden Zyklus größer als der Durchschnitt in dem vorangehenden Zyklus ist, dass die Anzahl der Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus verringert ist, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu einem Wert gewählt, welcher von dem Durchschnitt abhängt, um höher als 1 zu sein (1 < α1, 1 < α2).In the first example of the determination of the correction factors α1 and α2, the control unit calculates 7 the average of the intervals ΔZ0 to ΔZ5 in the present cycle and determines the factors α1 and α2 from both this average and the average calculated in the previous cycle. When the average in the present cycle is equal to the average in the previous cycle, the control unit determines 7 in that there is no change in the number of revolutions in the present cycle, and each of the factors α1 and α2 is set to 1 (α1 = 1, α2 = 1). If the average in the present cycle is less than the average in the previous cycle, the controller judges 7 in that the number of revolutions in the present cycle is increased in comparison with that in the preceding cycle, and each of the factors α1 and α2 is selected to be a value which depends on the average to be lower than 1 and is higher as zero (0 <α1 <1, 0 <α2 <1). In contrast, the control unit judges 7 if the average in the present cycle is larger than the average in the previous cycle that the number of revolutions in the present cycle is decreased, and each of the factors α1 and α2 is set to a value that depends on the average to be higher than 1 (1 <α1, 1 <α2).
Demzufolge kann die Maschine 1, da die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 den Anstieg oder die Abnahme in der Anzahl von Umdrehungen aus dem Durchschnitt der Intervalle ΔZ0 bis ΔZ5 in dem vorliegenden Zyklus und dem Durchschnitt in dem vorangehenden Zyklus abschätzt, die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit hoher Präzision wählen, während eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen berücksichtigt wird.As a result, the machine can 1 because the control unit 7 estimates the increase or decrease in the number of revolutions from the average of the intervals ΔZ0 to ΔZ5 in the present cycle and the average in the preceding cycle, select the off timing of each switching element with high precision, while changing in the number of revolutions is taken into account.
In diesem Beispiel wird der Durchschnitt aller Intervalle ΔZ0 bis ΔZ5 berechnet. Die Nullpunktsdurchgänge jedoch, welche für die Intervalle ΔZi verwendet werden, sind nahe dem Aus-Zeitvorgabe Toff, welcher gewählt werden soll, platziert, im Vergleich mit den Nullpunktsdurchgängen, welche für die Intervalle ΔZj (j < i) verwendet werden. Demzufolge kann im Vergleich mit dem Durchschnitt aller Intervalle die Zunahme oder Abnahme in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, präzise aus dem Durchschnitt der Intervalle ΔZi (beispielsweise i = 4, 5 oder i = 3, 4, 5) abgeschätzt werden. Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 kann die Faktoren α1 und α2 aus dem Durchschnitt der Intervalle ΔZi, welche durch die Nullpunktsdurchgänge definiert sind, welche näher zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, sind, bestimmen.In this example the average of all intervals ΔZ0 to ΔZ5 is calculated. However, the zero crossings used for the intervals ΔZi are placed near the off timing Toff to be selected, as compared with the zero crossings used for the intervals ΔZj (j <i). Accordingly, in comparison with the average of all the intervals, the increase or decrease in the number of revolutions to the off-timer Toff to be selected can be precisely calculated from the average of the intervals ΔZi (for example, i = 4, 5 or i = 3, 4 , 5) are estimated. The control unit 7 For example, the factors α1 and α2 may be determined from the average of the intervals ΔZi defined by the zero crossings, which are closer to the off timing Toff to be selected.
In dem zweiten Beispiel der Bestimmung der Korrekturfaktoren α1 und α2 berechnet die Regel- bzw. Steuereinheit 7 die Differenz ΔZ5 – ΔZ4 zwischen den Intervallen ΔZ5 und ΔZ4, welche durch die drei Nullpunktsdurchgänge Tuu, Twl und Tvu definiert sind, welche näher zu der Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, platziert sind. Diese Differenz ΔZ5 – ΔZ4 zeigt an, wie das Nullpunktsdurchgangsintervall verändert wird. Demzufolge zeigt die Differenz ΔZ5 – ΔZ4 ein Niveau der Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff mit höchster Präzision an. Beispielsweise beurteilt, wenn die Differenz ΔZ5 – ΔZ4 positiv ist, die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen sich nun verringert und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu einem Wert gesetzt, welcher von der Differenz abhängt, um größer zu sein als 1 (1 < α1, 1 < α2). Im Gegensatz dazu beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn die Differenz ΔZ5 – ΔZ4 negativ ist, dass die Anzahl von Umdrehungen nun zunimmt, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu einem Wert gesetzt, welcher von der Differenz abhängt, um höher als Null und niedriger als 1 zu sein (0 < α1 < 1, 0 < α2 < 1).In the second example of the determination of the correction factors α1 and α2, the control unit calculates 7 the difference ΔZ5 - ΔZ4 between the intervals ΔZ5 and ΔZ4 defined by the three zero-crossing passages Tuu, Twl and Tvu which are placed closer to the off timing Toff to be selected. This difference ΔZ5 - ΔZ4 indicates how the zero crossing interval is changed. Accordingly, the difference ΔZ5-ΔZ4 indicates a level of change in the number of revolutions to the off timing Toff with highest precision. For example, when the difference ΔZ5 - ΔZ4 is positive, the control unit judges 7 in that the number of revolutions now decreases and each of the factors α1 and α2 is set to a value which depends on the difference to be greater than 1 (1 <α1, 1 <α2). In contrast, the control unit judges 7 if the difference ΔZ5 - ΔZ4 is negative, the number of revolutions now increases, and each of the factors α1 and α2 is set to a value which depends on the difference to be higher than zero and lower than 1 (0 < α1 <1, 0 <α2 <1).
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 kann die erste Differenz ΔZ5 – ΔZ4 und die zweite Differenz ΔZ4 – ΔZ3 berechnen oder kann drei Differenzen oder mehr berechnen. In dem Falle der Berechnung von zwei Differenzen, beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn die Differenzen zusammen positiv sind, dass die Anzahl von Umdrehungen nun abnimmt, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu einem Wert gewählt, welcher von den Differenzen abhängt, um höher als 1 zu sein (1 < α1, 1 < α2). Wenn die Differenzen zusammen negativ sind, beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen nun zunimmt, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu einem Wert gewählt, welcher von den Differenzen abhängt, um höher als Null und kleiner als 1 zu sein (0 < α1 < 1, 0 < α2 < 1). Im Gegensatz dazu beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn eine Differenz positiv ist, während die andere Differenz negativ ist, dass die Anzahl von Umdrehungen nun konstant ist und wählt jeden der Faktoren α1 und α2 zu 1. The control unit 7 may calculate the first difference ΔZ5 - ΔZ4 and the second difference ΔZ4 - ΔZ3, or may calculate three differences or more. In the case of calculating two differences, the control unit judges 7 if the differences are positive together, the number of revolutions now decreases, and each of the factors α1 and α2 is set to a value that depends on the differences to be higher than 1 (1 <α1, 1 <α2) , If the differences are negative together, the control unit judges 7 in that the number of revolutions now increases, and each of the factors α1 and α2 is selected to be a value which depends on the differences to be higher than zero and smaller than 1 (0 <α1 <1, 0 <α2 <1 ). In contrast, the control unit judges 7 if one difference is positive, while the other difference is negative, that the number of revolutions is now constant, and selects each of the factors α1 and α2 to be 1.
Demzufolge kann, da die Regel- bzw. Steuereinheit 7 die Zunahme oder Abnahme in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff aus der Differenz ΔZ5 – ΔZ4 abschätzt, die Maschine 1 die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements mit hoher Präzision wählen während eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen berücksichtigt wird.Consequently, since the control unit 7 estimates the increase or decrease in the number of revolutions to the off-timer Toff from the difference ΔZ5-ΔZ4, the engine 1 select the off timing of each switching element with high precision while taking into account a change in the number of revolutions.
In dem dritten Beispiel der Bestimmung der Korrekturfaktoren α1 und α2 berechnet die Regel- bzw. Steuereinheit 7 eine Differenz ΔZi – ΔZi' (ΔZi' bezeichnet das Intervall in dem vorangehenden Zyklus) zwischen dem Nullpunktsdurchgangsintervall ΔZi in dem vorliegenden Zyklus und dem Nullpunktsdurchgangsintervall ΔZi' in dem vorangehenden Zyklus für jedes Nullpunktsdurchgangsintervall (i = 0, 1, - -, 5). Wenn alle Differenzen zusammen positiv sind, beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit der Anzahl der Umdrehungen in dem vorangehenden Zyklus verringert wird, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu einem Wert gewählt, welcher von der Anzahl von Werten der positiven Differenzen abhängt, um höher als 1 zu sein (1 < α1, 1 < α2). Im Gegensatz dazu beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn alle Differenzen zusammen negativ sind, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit der Anzahl von Umdrehungen in dem vorangehenden Zyklus erhöht wird, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu einem Wert gewählt, welcher von Werten der negativen Differenzen abhängt, um höher als Null und kleiner als 1 zu sein (0 < α1 < 1, 0 < α2 < 1).In the third example of the determination of the correction factors α1 and α2, the control unit calculates 7 a difference ΔZi-ΔZi '(ΔZi' denotes the interval in the preceding cycle) between the zero-crossing interval ΔZi in the present cycle and the zero-crossing interval ΔZi 'in the preceding cycle for each zero-crossing interval (i = 0, 1, - -, 5). If all differences are positive together, the control unit judges 7 in that the number of revolutions in the present cycle is reduced in comparison with the number of revolutions in the preceding cycle, and each of the factors α1 and α2 is set to a value which depends on the number of values of the positive differences, higher to be 1 (1 <α1, 1 <α2). In contrast, the control unit judges 7 when all the differences are negative together, the number of revolutions in the present cycle is increased in comparison with the number of revolutions in the previous cycle, and each of the factors α1 and α2 is selected to a value which is values of the negative differences depends to be higher than zero and smaller than 1 (0 <α1 <1, 0 <α2 <1).
Demzufolge kann, da die Regel- bzw. Steuereinheit 7 diese Beurteilung durch ein Vergleichen jeder Differenz in der vorliegenden Zeitdauer mit der entsprechenden Differenz in dem vorangehenden Zyklus durchführt, die Maschine 1 die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements wählen während eine Änderung in der Anzahl der Umdrehungen in einer Zeitdauer von dem vorangehenden Zyklus bis zu dem vorliegenden Zyklus zuverlässig beurteilt wird.Consequently, since the control unit 7 performs this judgment by comparing each difference in the present time period with the corresponding difference in the previous cycle, the engine 1 select the off-timing of each switching element while reliably judging a change in the number of revolutions in a period from the previous cycle to the present cycle.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 7 kann nur die Differenz ΔZ5 – ΔZ5' berechnen. In diesem Falle beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn die Differenz positiv ist, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus im Vergleich mit der Anzahl von Umdrehungen in dem vorangehenden Zyklus verringert wird, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird zu einem Wert gewählt, welcher von dem Wert der Differenz abhängt, um höher zu sein als 1 (1 < α1, 1 < α2). Im Gegensatz dazu beurteilt die Regel- bzw. Steuereinheit 7, wenn die Differenz negativ ist, dass die Anzahl von Umdrehungen in dem vorliegenden Zyklus erhöht wird, und jeder der Faktoren α1 und α2 wird gewählt zu einem Wert, welcher von dem Wert der Differenz abhängt, um höher als Null und geringer als 1 zu sein (0 < α1, 0 < α2).The control unit 7 can only calculate the difference ΔZ5 - ΔZ5 '. In this case, the control unit judges 7 if the difference is positive, the number of revolutions in the present cycle is reduced as compared with the number of revolutions in the preceding cycle, and each of the factors α1 and α2 is set to a value that depends on the value of the difference to be higher than 1 (1 <α1, 1 <α2). In contrast, the control unit judges 7 if the difference is negative, the number of revolutions in the present cycle is increased, and each of the factors α1 and α2 is selected to be a value that depends on the value of the difference to be higher than zero and less than one (0 <α1, 0 <α2).
In dem ersten bis dritten Beispiel wird eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen aus zwei Nullpunktsdurchgängen oder mehreren entsprechend zwei Phasenwicklungen oder mehreren abgeschätzt oder vorhergesagt. Demzufolge können die Faktoren α1 und α2 unter Verwendung von zwei Nullpunktsdurchgängen oder mehr entsprechend zwei Phasenwicklungen oder mehr in jedem Zyklus bestimmt werden.In the first to third examples, a change in the number of revolutions is estimated or predicted from two zero crossings or more corresponding to two phase windings or more. As a result, the factors α1 and α2 can be determined using two zero crossings or more corresponding to two phase windings or more in each cycle.
In dieser Ausführungsform kann, da jeder Nullpunktsdurchgang sich mit der Anzahl von Umdrehungen verändert, eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu der Aus-Zeitvorgabe Toff des jeweiligen Schaltelementes, welche gewählt werden soll, aus einer Mehrzahl von Nullpunktsdurchgängen vorhergesagt oder abgeschätzt werden, welche früher als die Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, platziert sind, und zwei Phasenwicklungen oder mehr entsprechen. Demzufolge kann die Aus-Zeitvorgabe des jeweiligen Schaltelementes mit einer hohen Präzision unter Verwendung der Nullpunktsdurchgänge gewählt werden.In this embodiment, since each zero-crossing changes with the number of revolutions, a change in the number of revolutions to the off-time Toff of the respective switching element to be selected can be predicted or estimated from a plurality of zero-crossings, which are earlier are placed as the off timing to be selected, and correspond to two phase windings or more. As a result, the off timing of the respective switching element can be selected with a high precision using the zero crossings.
Weiterhin kann in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform eine Veränderung von Leistungsverlusten, welche durch den Spannungsabfall in der Diode bei der Gleichrichtung der Phasenspannung verursacht werden, unterdrückt werden.Furthermore, in the same manner as in the first embodiment, a variation of power loss caused by the voltage drop in the diode in the rectification of the phase voltage can be suppressed.
Darüber hinaus berechnet die Regel- bzw. Steuereinheit 7 in dieser Ausführungsform aus den Nulldurchgangspunkten, welche früher als die Aus-Zeitvorgabe Toff, welche gewählt werden soll, platziert sind, das Nullpunktsdurchgangsintervall zwischen zwei Nullpunktsdurchgängen in jedem Paar, um die erste und die zweite bestimmte Zeitdauer T1 und T2 aus den Nullpunktsdurchgangsintervallen zu bestimmen. Demzufolge kann die Regel- bzw. Steuereinheit 7 eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen abschätzen oder vorhersagen.In addition, the control unit calculates 7 in this embodiment, from the zero cross points which are placed earlier than the off timing Toff to be selected, the zero crossing interval between two zero crossings in each pair, to determine the first and second specific time periods T1 and T2 from the zero-crossing intervals. As a result, the control unit 7 estimate or predict a change in the number of revolutions.
Weiterhin kann die Regel- bzw. Steuereinheit 7 in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform, auch wenn eine der Wicklungen 2 und 3 beschädigt ist, zuverlässig die bestimmte Zeitdauer T1 für den Inverterschaltkreis, welcher elektrisch mit der unbeschädigten Wicklung verbunden ist, wählen, und die Kombination der unbeschädigten Wicklung und des Inverterschaltkreises, welcher elektrisch mit dieser Wicklung verbunden ist, kann zuverlässig elektrische Leistung oder Antriebskraft erzeugen.Furthermore, the control unit 7 in the same manner as in the first embodiment, even if one of the windings 2 and 3 is damaged, reliably selects the predetermined period T1 for the inverter circuit which is electrically connected to the undamaged winding, and the combination of the undamaged winding and the inverter circuit, which is electrically connected to this winding, can reliably generate electric power or driving force.
In dieser Ausführungsform wird die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements jedes Arms entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit gewählt, welche von dem Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes der Phasenwicklung in dem vorliegenden Zyklus um die erste bestimmte Zeitdauer T1 vestreicht. Die Aus-Zeitvorgabe des Schaltelements jedes Arms entsprechend einer Phasenwicklung (beispielsweise der v-Phasenwicklung) kann jedoch auch zu einer Zeit gewählt werden, welche von einem ersten oder zweiten Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes einer anderen Phasenwicklung (beispielsweise der u-Phasenwicklung) in dem vorliegenden Zyklus oder einem bestimmten Zyklus, welcher dem vorliegenden Zyklus um eine erste bestimmte Zeitdauer T1' vorangeht, verstreicht. Es ist notwendig, diese Zeitdauer T1' gemäß einer Veränderung in der Anzahl der Umdrehungen anzupassen.In this embodiment, the off-timing of the switching element of each arm corresponding to a phase winding is selected at a time ranging from the zero-crossing of the phase current of the phase winding in the present cycle by the first predetermined time T1. However, the off-timing of the switching element of each arm corresponding to one phase winding (eg, the v-phase winding) may also be selected at a time which is a first or second zero crossing of the phase current of another phase winding (eg, the u-phase winding) in the present cycle or a particular cycle which precedes the present cycle by a first predetermined time T1 '. It is necessary to adjust this time T1 'according to a change in the number of revolutions.
Weiterhin wird in dieser Ausführungsform die An-Zeitvorgabe des Schaltelements jedes unteren Arms (oder oberen Arms) entsprechend einer Phasenwicklung zu einer Zeit gewählt, welche von dem ersten Nullpunktsdurchgang (oder dem zweiten Nullpunktsdurchgang) des Phasenstromes des Phasenwicklung um eine zweite bestimmte Zeitdauer T2 verstreicht. Die An-Zeitvorgabe des Schaltelements jedes Arms entsprechend einer Phasenwicklung (beispielsweise der v-Phasenwicklung) kann jedoch auch zu einer Zeit gewählt werden, welche von einem ersten oder zweiten Nullpunktsdurchgang des Phasenstromes einer anderen Phasenwicklung (beispielsweise der u-Phasenwicklung) um eine zweite bestimmte Zeitdauer T2' verstreicht (siehe 5). Es ist notwendig, diese Zeitdauer T2' gemäß einer Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen anzupassen.Further, in this embodiment, the on-timing of the switching element of each lower arm (or upper arm) is selected according to a phase winding at a time elapsing from the first zero crossing (or the second zero crossing) of the phase current of the phase winding by a second predetermined time T2. However, the on-timing of the switching element of each arm corresponding to one phase winding (eg, the v-phase winding) may also be selected at a time which is one second or one second zero crossing of the phase current of another phase winding (eg, the u-phase winding) Time T2 'elapses (see 5 ). It is necessary to adjust this time period T2 'according to a change in the number of revolutions.
Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform die Wahl der Aus-Zeitvorgabe für die Schaltelemente des Inverterschaltkreises 5 unabhängig von der Wahl der Aus-Zeitvorgabe für die Schaltelemente des Inverterschaltkreises 6 durchgeführt. Das Wählen der Aus-Zeitvorgabe für jedes Schaltelement des Inverterschaltkreises 5 kann jedoch auch durchgeführt werden unter Verwendung der Zeitdauern ΔZ0 bis ΔZ5, welche aus den Phasenströmen der Wicklung 2 bestimmt werden, und Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen wie beispielsweise den Perioden ΔZ0 bis ΔZ5, welche aus den Phasenströmen der Wicklung 3 bestimmt werden. Weiterhin kann das Wählen der Aus-Zeitvorgabe für jedes Schaltelement des Inverterschaltkreises 6 unter Verwendung der Perioden ΔZ0 bis ΔZ5 durchgeführt werden, welche aus den Phasenströmen der Wicklung 3 bestimmt werden, und Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen wie beispielsweise den Perioden ΔZ0 bis ΔZ5, welche aus den Phasenströmen der Wicklung 2 bestimmt werden.Moreover, in this embodiment, the selection of the off timing for the switching elements of the inverter circuit 5 regardless of the selection of the off timing for the switching elements of the inverter circuit 6 carried out. Selecting the off timing for each switching element of the inverter circuit 5 However, it can also be performed using the periods ΔZ0 to ΔZ5, which from the phase currents of the winding 2 and information about a change in the number of revolutions, such as periods ΔZ0 to ΔZ5, resulting from the phase currents of the winding 3 be determined. Furthermore, selecting the off-timing for each switching element of the inverter circuit 6 be performed using the periods ΔZ0 to ΔZ5, which from the phase currents of the winding 3 and information about a change in the number of revolutions, such as periods ΔZ0 to ΔZ5, resulting from the phase currents of the winding 2 be determined.
Weiterhin werden in dieser Ausführungsform die Faktoren α1 und a2 bestimmt, um die Aus-Zeitvorgabe Toff zu wählen. Es können jedoch in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform Korrekturwerte β1 und β2, welche aus zwei Nullpunktsdurchgängen oder mehr von zwei Phasenwicklungen oder mehr bestimmt werden, um eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen anzuzeigen, jeweils zu ersten und zweiten bestimmten Zeitdauern T1p' und T2p' in dem vorangehenden Zyklus addiert werden oder von diesen subtrahiert werden, um die bestimmten Zeitdauern T1p und T2p in dem vorliegenden Zyklus zu berechnen.Further, in this embodiment, the factors α1 and a2 are determined to select the off timing Toff. However, in the same manner as in the first embodiment, correction values β1 and β2 determined from two zero crossings or more of two phase windings or more to indicate a change in the number of revolutions may be respectively at first and second predetermined periods T1p 'and T2p' in the previous cycle are added to or subtracted from these to calculate the determined time periods T1p and T2p in the present cycle.
In der ersten bis dritten Ausführungsform hat die Maschine 1, wie in 1 gezeigt ist, die Bestimmungseinheit 9 und die Erfassungseinheiten 10 und 11, und eine der Einheiten wird wahlweise in jeder Ausführungsform verwendet. Die Maschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann jedoch nur die Bestimmungseinheit 9 haben, die Maschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform kann nur die Erfassungseinheit 10 haben und die Maschine 1 gemäß der dritten Ausführungsform kann nur die Erfassungseinheit 11 haben. Weiterhin erfasst die Bestimmungseinheit 9, um jede Diodenstromträgerzeitdauer in der Bestimmungseinheit 9 zu bestimmen, die Startzeit Ts dieser Zeitdauer. Die Erfassungseinheit 10 erfasst auch die Startzeit Ts jeder Diodenstromträgerzeitdauer. Demzufolge kann die Maschine 1 die Erfassungseinheit 10 auslassen. In diesem Falle bestimmt in der zweiten Ausführungsform die Steuer- bzw. Regeleinheit 7 die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements aus den Startzeiten, welche in der Bestimmungseinheit 9 erfasst werden.In the first to third embodiments, the engine has 1 , as in 1 is shown, the determination unit 9 and the detection units 10 and 11 and one of the units is optionally used in each embodiment. The machine 1 however, according to the first embodiment, only the determination unit 9 have the machine 1 According to the second embodiment, only the detection unit 10 have and the machine 1 According to the third embodiment, only the detection unit 11 to have. Furthermore, the determination unit detects 9 to each diode current carrier period in the determination unit 9 to determine the start time Ts of this period. The registration unit 10 also detects the start time Ts of each diode current carrier period. As a result, the machine can 1 the registration unit 10 omit. In this case, in the second embodiment, the control unit determines 7 the off-timing of each switching element from the start times, which in the determination unit 9 be recorded.
Weiterhin hat, wie in 1 gezeigt ist, die Maschine 1 einen Satz der Regel- bzw. Steuereinheit 7, der Treibereinheit 8, der Bestimmungseinheit 9 und der Erfassungseinheiten 10 und 11 für die Inverterschaltkreise 5 und 6. Die Maschine 1 kann jedoch einen Satz der Einheiten 7 bis 11 für jeden der Inverterschaltkreise 5 und 6 haben oder die Maschine 1 kann einen Satz der Einheiten 7 bis 11 für jede Phasenwicklung, welche mit einem Paar von oberen und unteren Armen verbunden ist, haben.Furthermore, as in 1 shown is the machine 1 a set of control unit 7 , the driver unit 8th , the determination unit 9 and the detection units 10 and 11 for the inverter circuits 5 and 6 , The machine 1 However, it can be a set of units 7 to 11 for each of the Inverter circuits 5 and 6 have or the machine 1 can be a set of units 7 to 11 for each phase winding connected to a pair of upper and lower arms.
6 ist eine Ansicht, welche teilweise den Aufbau einer elektrischen rotierenden Maschine zeigt, welche einen Satz der Einheiten 7 bis 11 für jede Phasenwicklung, entsprechend einer Modifikation bzw. Abwandlung der ersten bis dritten Ausführungsform hat. Wie in 6 gezeigt ist, hat die Maschine 1 einen Steuer- bzw. Regelschaltkreis 20 zum Steuern bzw. Regeln der Dioden D1 und D2 und der Schaltelemente Q1 und Q2 der oberen und unteren Arme, welche mit der u-Phasenwicklung der Wicklung 5 verbunden sind. Der Regel- bzw. Steuerschaltkreis 20 hat die Regel- bzw. Steuereinheit 7, die Treibereinheit 8, die Bestimmungseinheit 9 und die Erfassungseinheiten 10 und 11. Weiterhin hat die Maschine 1 einen anderen Steuer- bzw. Regelschaltkreis 20 zum Regeln bzw. Steuern der Dioden und der Schaltelemente der oberen und unteren Arme, welche mit jeder der Phasenwicklungen der Wicklungen 5 und 6 (nicht gezeigt) verbunden sind. 6 Fig. 13 is a view partly showing the structure of an electric rotating machine which is a set of units 7 to 11 for each phase winding according to a modification of the first to third embodiments. As in 6 shown has the machine 1 a control circuit 20 for controlling the diodes D1 and D2 and the switching elements Q1 and Q2 of the upper and lower arms which are connected to the u-phase winding of the winding 5 are connected. The control circuit 20 has the control unit 7 , the driver unit 8th , the determination unit 9 and the detection units 10 and 11 , Furthermore, the machine has 1 another control circuit 20 for controlling the diodes and the switching elements of the upper and lower arms associated with each of the phase windings of the windings 5 and 6 (not shown) are connected.
Jeder Satz der Dioden und der Schaltelemente, welche mit einer Phasenwicklung verbunden sind und ein Steuer- bzw. Regelschaltkreis 20, welcher diesen Satz steuert bzw. regelt, sind in einem Modul gebildet und als ein Halbleiterpaket ausgeführt. Demzufolge können die Inverterschaltkreise 5 und 6 und die Steuer- bzw. Regelschaltkreise 20 leicht hergestellt werden und in die Maschine 1 eingebaut bzw. in dieser angeordnet werden.Each set of diodes and switching elements connected to a phase winding and a control circuit 20 which controls this set are formed in a module and implemented as a semiconductor package. As a result, the inverter circuits 5 and 6 and the control circuits 20 easy to be made and into the machine 1 be installed or arranged in this.
Weiterhin wird in der ersten bis dritten Ausführungsform der Korrekturfaktor α (oder Faktoren α1 und α2) oder der Korrekturwert β (oder Werte β1 und β2) für jedes der Schaltelemente entsprechend den drei Phasenwicklungen bestimmt. Der Faktor α oder der Wert β können jedoch für jedes der Schaltelemente entsprechend zwei Phasenwicklungen, ausgewählt aus den 3-Phasenwicklungen, bestimmt werden. Beispielsweise wird, wenn der Faktor α für jedes der Schaltelemente entsprechend den u- und v-Phasenwicklungen gewählt wird, der Faktor α für das Schaltelement Q3 unter Verwendung der Differenzen ΔX1 und ΔX4 gemäß der ersten Ausführungsform und unter Verwendung der Zeitdauern ΔY2 und ΔY5 gemäß der zweiten Ausführungsform gewählt, und die Faktoren α1 und α2 für das Schaltelement Q3 werden unter Verwendung der Differenzen ΔZ0 und ΔZ3 gemäß der dritten Ausführungsform gewählt.Further, in the first to third embodiments, the correction factor α (or factors α1 and α2) or the correction value β (or values β1 and β2) is determined for each of the switching elements corresponding to the three phase windings. However, the factor α or the value β can be determined for each of the switching elements corresponding to two phase windings selected from the 3-phase windings. For example, when the factor α is selected for each of the switching elements corresponding to the u and v phase windings, the factor α for the switching element Q3 is calculated using the differences ΔX1 and ΔX4 according to the first embodiment and using the periods ΔY2 and ΔY5 in FIG in the second embodiment, and the factors α1 and α2 for the switching element Q3 are selected by using the differences ΔZ0 and ΔZ3 according to the third embodiment.
Darüber hinaus hat in der ersten bis dritten Ausführungsform die Maschine 1 zwei Wicklungen 2 und 3 und zwei Inverterschaltkreise 5 und 6. Die Maschine 1 kann jedoch eine Wicklung und einen Inverterschaltkreis, welcher mit der Wicklung verbunden ist, oder drei Sätze von Wicklungen und Inverterschaltkreisen oder mehr haben.Moreover, in the first to third embodiments, the engine has 1 two windings 2 and 3 and two inverter circuits 5 and 6 , The machine 1 however, may have one winding and one inverter circuit connected to the winding or three sets of windings and inverter circuits or more.
Weiterhin wird in der ersten bis dritten Ausführungsform, da die elektrischen Kreise der Wicklungen 2 und 3 sich nicht gegenseitig beeinflussen, die Wahl der Aus-Zeitvorgabe für den Inverterschaltkreis 5 unabhängig von der Wahl der Aus-Zeitvorgabe für den Inverterschaltkreis 6 durchgeführt. Das Wählen der Aus-Zeitvorgabe für den Inverterschaltkreis 5 kann jedoch durchgeführt werden unter Verwendung der Differenzen ΔX0 bis ΔX5 oder der Zeitdauern ΔY0 bis ΔY5, welche aus der Phasenspannung bestimmt werden, welche an den Inverterschaltkreis 5 angelegt isindst oder der Zeitdauern ΔZ0 bis ΔZ5, welche aus den Phasenströmen der Wicklung 2 bestimmt werden und unter Verwendung von Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen wie beispielsweise der Differenzen ΔX0 bis ΔX5 oder der Zeitdauern ΔY0 bis ΔY5, welche aus den Phasenspannungen bestimmt werden, welche an die Inverterschaltkreise 6 angelegt werden oder die Zeitdauern ΔZ0 bis ΔZ5, welche aus den Phasenströmen der Wicklung 3 bestimmt werden. Weiterhin kann das Wählen der Aus-Zeitvorgabe für den Inverterschaltkreis 6 durchgeführt werden unter Verwendung der Differenzen ΔX0 bis ΔX5 oder der Zeitdauern ΔY0 bis ΔY5, welche aus den Phasenspannungen, welche an den Inverterschaltkreis 6 angelegt werden, oder der Zeitdauern ΔZ0 bis ΔZ5, welche aus den Phasenströmen der Wicklung 3 bestimmt werden, und durch eine Verwendung von Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen, wie beispielsweise die Differenzen ΔX0 bis ΔX5 oder der Zeitdauern ΔY0 bis ΔY5, welche aus den Phasenspannungen, welche an dem Inverterschaltkreis 5 angelegt werden, bestimmt werden, oder der Zeitdauern ΔZ0 bis ΔZ5, welche aus den Phasenströmen der Wicklungen 2 bestimmt werden.Further, in the first to third embodiments, since the electric circuits of the windings 2 and 3 do not interfere with each other, the selection of the off timing for the inverter circuit 5 regardless of the selection of the off timing for the inverter circuit 6 carried out. Selecting the off timing for the inverter circuit 5 however, may be performed using the differences ΔX0 to ΔX5 or the periods ΔY0 to ΔY5, which are determined from the phase voltage applied to the inverter circuit 5 applied isindst or the periods ΔZ0 to ΔZ5, which from the phase currents of the winding 2 and using information about a change in the number of revolutions such as the differences ΔX0 to ΔX5 or the periods ΔY0 to ΔY5, which are determined from the phase voltages applied to the inverter circuits 6 be applied or the time periods ΔZ0 to ΔZ5, which from the phase currents of the winding 3 be determined. Furthermore, selecting the off timing for the inverter circuit 6 are performed using the differences .DELTA.X0 to .DELTA.X5 or the periods .DELTA.Y0 to .DELTA.Y5, which from the phase voltages applied to the inverter circuit 6 be applied, or the periods .DELTA.Z0 to .DELTA.Z5, which from the phase currents of the winding 3 and by using information about a change in the number of revolutions, such as the differences ΔX0 to ΔX5 or the periods ΔY0 to ΔY5, resulting from the phase voltages applied to the inverter circuit 5 be applied, or the periods of time ΔZ0 to ΔZ5, which from the phase currents of the windings 2 be determined.
Da die Wahl bzw. Bestimmung der Aus-Zeitvorgabe für einen Inverterschaltkreis 5 (oder 6) durch eine zusätzliche Verwendung von Informationen durchgeführt wird, welche eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen anzeigen, welche in dem anderen Inverterschaltkreis 6 (oder 5) erhalten werden, kann das Volumen von Informationen über eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen, welches benötigt wird, um die Aus-Zeitvorgabe zu wählen, erhöht werden. Demzufolge kann eine Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen weiterhin korrekt abgeschätzt und vorhergesagt werden, und die Aus-Zeitvorgabe kann weiterhin präzise gewählt werden.Since the selection or determination of the off timing for an inverter circuit 5 (or 6 ) is performed by an additional use of information indicating a change in the number of revolutions, which in the other inverter circuit 6 (or 5 ), the volume of information about a change in the number of revolutions needed to select the off-timing may be increased. As a result, a change in the number of revolutions can still be correctly estimated and predicted, and the off timing can still be precisely selected.
Darüber hinaus wird in der ersten und zweiten Ausführungsform zum Wählen der Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements in einem Inverterschaltkreis die An-Zeitvorgabe eines anderen Schaltelements entsprechend einer Phasenwicklung unterschiedlich bzw. verschieden von der Phasenwicklung entsprechend dem Schaltelement in diesem Inverterschaltkreis als eine Basiszeit T0 bestimmt. Um jedoch die Aus-Zeitvorgabe jedes Schaltelements in einem Inverterschaltkreis 5 (oder 6) zu wählen, kann die An-Zeitvorgabe eines Schaltelements, welches in dem anderen Inverterschaltkreis 6 (oder 5) gerade bzw. genau vor der Aus-Zeitvorgabe, welche gewählt werden soll, angeschaltet wird, als eine Basiszeit T0 bestimmt werden.Moreover, in the first and second embodiments, for selecting the off-timing of each switching element in one inverter circuit, the on-timing of another switching element becomes in accordance with a phase winding different from the phase winding corresponding to the switching element in this inverter circuit is determined as a base time T0. However, the off-timing of each switching element in an inverter circuit 5 (or 6 ), the on-timing of a switching element, which in the other inverter circuit 6 (or 5 ) is turned on just before the off timing to be selected is determined as a base time T0.
Darüber hinaus sollten weitergehend in der dritten Ausführungsform diese Ausführungsformen und Abwandlungen nicht als die vorliegende Erfindung auf Strukturen dieser Ausführungsformen beschränkend angesehen werden und die Struktur dieser Erfindung kann mit derjenigen, die auf dem Stand der Technik basiert, kombiniert werden.Moreover, further in the third embodiment, these embodiments and modifications should not be construed as limiting the present invention to structures of these embodiments, and the structure of this invention may be combined with that based on the prior art.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2004-7964 [0002] JP 2004-7964 [0002]
