MX2011010060A - Aparato de control para maquina giratoria electrica. - Google Patents

Abstract

Se describen medios de control (5) para producir una instrucción de voltaje para el control de impulsión de una máquina giratoria eléctrica (1), que incluyen una sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión (6) para calcular las instrucciones de voltaje de impulsión para impulsar la máquina giratoria eléctrica (1), un generador de voltaje de cálculo de posición (7) para generar las instrucciones de voltaje de cálculo de posición para calcular la posición con respecto a la máquina giratoria eléctrica (1), un generador de voltaje de reducción de ruido (8) para generar las instrucciones de voltaje de reducción de ruido para reducir el ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica (1) junto con el ingreso de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición a la máquina giratoria eléctrica (1), y los sumadores (20u, 20v, y 20w) que producen para un medio de aplicación de voltaje (3), una instrucción de voltaje obtenida agregando las instrucciones de voltaje de cálculo de posición y las instrucciones de voltaje de reducción de ruido a las instrucciones de voltaje de impulsión.

Description

APARATO DE CONTROL PARA MAQUINA GIRATORIA ELECTRICA Campo de la Invención La presente invención se refiere a un aparato de control para una máquina giratoria eléctrica tal como una máquina de inducción o una máquina síncrona, que es capaz de obtener la información de posición de rotor sin usar un sensor de posición giratorio, y que realiza el control giratorio para la máquina giratoria eléctrica.

Antecedentes de la Invención Para controlar exactamente una operación giratoria de una máquina giratoria eléctrica, la información de posición de rotor de la máquina giratoria eléctrica y la información con respecto al flujo de corriente en la máquina giratoria eléctrica son necesarias. Aquí, convencionalmente, la información de posición de rotor es obtenida uniendo adicionalmente un sensor de posición giratorio a la máquina eléctrica giratoria. Sin embargo, la disposición complementaria de un sensor de posición giratorio tiene una desventaja significativa debido a la reducción de costos, reducción de espacio, y mejora de confiabilidad. Por lo tanto, se ha requerido el cambio del estilo de sensor de posición giratorio al estilo sin sensor.

Los ejemplos de los métodos de control para cambiar la máquina giratoria eléctrica de estilo sensor de posición giratorio a estilo sin sensor incluyen un método para calcular la posición de un rotor de la máquina giratoria eléctrica principalmente de un voltaje inductivo de la máquina giratoria eléctrica, y un método para calcular la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica usando la saliencia (dependencia de posición de la inductancia) de la máquina giratoria eléctrica.

El voltaje inductivo que se utiliza en el método anterior tiene una característica en donde su magnitud es proporcional a la velocidad de la máquina giratoria eléctrica. Por lo tanto, a una velocidad de cero o a poca velocidad, el voltaje inductivo disminuye y se deteriora una relación de S/N. Por lo tanto, llega a ser difícil calcular exactamente la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica.

Por una parte, en el método anterior que utiliza la saliencia, una instrucción de voltaje de cálculo de posición de alta frecuencia que tiene una frecuencia diferente de una frecuencia de impulsión de la máquina giratoria eléctrica se aplica a la máquina giratoria eléctrica, se detecta una corriente de máquina giratoria eléctrica de alta frecuencia que fluye en la máquina giratoria eléctrica junto con la aplicación de la instrucción de voltaje de cálculo de posición, y la posición del rotor es calculada usando el hecho de que la magnitud de la corriente de máquina giratoria eléctrica varía dependiendo de la posición del rotor debido a la saliencia.

Así, el método que usa la saliencia tiene una ventaja en donde la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica se puede calcular sin depender de la velocidad giratoria de la máquina giratoria eléctrica, aunque la instrucción de voltaje de cálculo de posición para calcular la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica necesita ser ingresada a la máquina giratoria eléctrica. Por lo tanto, especialmente a una velocidad de cero o a poca velocidad, se utiliza un método de control sin sensor de posición que utiliza la saliencia.

Sin embargo, en tal método de control sin sensor de posición que usa la saliencia, puesto que la instrucción de voltaje de cálculo de posición de alta frecuencia necesita ser aplicada a la máquina giratoria eléctrica, el ruido ocurre junto con la aplicación, y el ruido da una sensación de malestar a una persona.

Como medida para reducir tal sensación de malestar debido al ruido que ocurre junto con la aplicación del voltaje de cálculo de posición a la máquina giratoria eléctrica, convencionalmente, se ha propuesto un método para reducir la magnitud del ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica reduciendo la amplitud del voltaje de cálculo de posición aplicado a la máquina giratoria eléctrica, y un método para mejorar la calidad de sonido del ruido.

En el método anterior para reducir la magnitud del ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica reduciendo la amplitud de la instrucción de voltaje de cálculo de posición aplicada a la máquina giratoria eléctrica, puesto que la amplitud de la instrucción de voltaje de cálculo de posición es pequeña, es difícil calcular exactamente la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica.

Por otra parte, en el último método para mejorar la calidad de sonido del ruido, por ejemplo, de acuerdo con una técnica convencional descrita en la literatura de patente 1, la frecuencia de la instrucción de voltaje de cálculo de posición aplicada a la máquina giratoria eléctrica se varía intencionalmente de una manera aleatoria para que un sonido que tiene un componente de frecuencia particular no sea perceptible, por lo cual se reduce una sensación de malestar que una persona experimenta, debido a que cuando un sonido que tiene un componente de frecuencia particular es perceptible entre los sonidos que una persona puede oír, la persona experimenta un malestar debido a ese sonido.

Literatura de Patente 1: Publicación de Patente Pendiente Japonesa No. 2004-343833 Breve Descripción de la Invención Problemas que serán solucionados por la invención Sin embargo, si el componente de frecuencia de la instrucción de voltaje de cálculo de posición se varía de una manera aleatoria como en la literatura de patente 1 para que un sonido que tiene un componente de frecuencia particular no sea perceptible, junto con esto, la frecuencia de una corriente necesaria para calcular la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica también llega a ser aleatoria. Por lo tanto, llega a ser difícil detectar, de una corriente de máquina giratoria eléctrica, la corriente necesaria para calcular la posición del rotor. Por consiguiente, se deteriora la exactitud del cálculo de la posición, y en algunos casos, existe una posibilidad de que la posición no pueda ser calculada.

La presente invención se ha hecho para solucionar los problemas anteriores. Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de control, para la máquina giratoria eléctrica, que es capaz de calcular exactamente la posición de un rotor de la máquina giratoria eléctrica, y reducir con eficacia una sensación de malestar debido al ruido que ocurre junto con la aplicación de la instrucción de voltaje de cálculo de posición a la máquina giratoria eléctrica.

Medios para solucionar los problemas Un aparato de control para una máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la presente invención, realiza el control de impulsión de la máquina giratoria eléctrica. El aparato de control comprende los medios de detección de corriente para detectar las corrientes de máquina giratoria eléctrica que fluyen en la máquina giratoria eléctrica, los medios de cálculo de posición para calcular la posición de un rotor de la máquina giratoria eléctrica basado en la corriente de máquina giratoria eléctrica detectada por los medios de detección de corriente, los medios de control para producir las instrucciones de voltaje basado en la corriente de máquina giratoria eléctrica detectada por los medios de detección de corriente y en la información con respecto a la posición del rotor calculada por los medios de cálculo de posición, y los medios de aplicación de voltaje para aplicar un voltaje para el control de impulsión, a la máquina giratoria eléctrica, basado en la instrucción de voltaje producida por los medios de control. Los medios de control incluyen una sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión para calcular las instrucciones de cálculo de voltaje de impulsión para impulsar la máquina giratoria eléctrica, un generador de voltaje de cálculo de posición para producir las instrucciones de voltaje de cálculo de posición para calcular la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica, un generador de voltaje de reducción de ruido para producir las instrucciones de voltaje de reducción de ruidos que no contribuye al control de impulsión y al cálculo de posición para la máquina giratoria eléctrica, y sumadoras para agregar las instrucciones de voltaje de cálculo de posición y las instrucciones de voltaje de reducción de ruido a las instrucciones de voltaje de impulsión, y producir la señal resultante como las instrucciones de voltaje a los medios de aplicación de voltaje.

Efecto de la invención De acuerdo con la presente invención, cuando las instrucciones de voltaje de cálculo de posición para el cálculo de la posición del rotor se agregan a las instrucciones de voltaje de impulsión para el control de la impulsión de la máquina giratoria eléctrica que serán producidas para los medios de aplicación de voltaje, también se agregan las instrucciones de voltaje de reducción de ruido producidas por el generador de voltaje de reducción de ruido. Por lo tanto, el ruido que incluye una pluralidad de componentes de frecuencia ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica. Por lo tanto, el ruido que ocurre junto con la aplicación de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición a la máquina giratoria eléctrica se puede suprimir para que no sea perceptible. Por consiguiente, una sensación de malestar que una persona experimenta por el ruido puede ser reducida.

En este caso, la frecuencia de la instrucción de voltaje de cálculo de posición no se varia de una manera aleatoria, sino se fija para que sea constante. Por lo tanto, llega a ser fácil detectar una corriente necesaria para calcular la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica, en comparación con el caso donde la frecuencia de la instrucción de voltaje de cálculo de posición se varía de una manera aleatoria como en la técnica convencional. Por consiguiente, se asegura una alta exactitud del cálculo de la posición .

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es un diagrama que muestra la configuración de un aparato de control para una máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 1 de la presente invención.

La figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo específico de la configuración de un medio de cálculo de posición del aparato de control.

La figura 3 es un diagrama que muestra las formas de onda de las amplitudes de corriente de cálculo de posición obtenidas por una unidad de cálculo de amplitud de corriente del aparato de control .

La figura 4 es un diagrama que ilustra la operación de una unidad de cálculo de posición del aparato de control.

La figura 5 es un diagrama que muestra las formas de onda de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición generadas por un generador de voltaje de cálculo de posición del aparato de control .

La figura 6 es un diagrama que muestra una modificación de la configuración del aparato de control para la máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 1 de la presente invención .

La figura 7 es un diagrama que muestra la configuración de un aparato de control para la máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 2 de la presente invención.

La figura 8 es un diagrama que muestra un ejemplo de la forma de onda de una instrucción de voltaje de reducción de ruido generada por un generador de voltaje de reducción de ruido.

La figura 9 es un diagrama que muestra un ejemplo específico de la configuración de un medio de aplicación de voltaje del aparato de control.

La figura 10 es un diagrama que ilustra la operación en el caso donde las instrucciones de voltaje a las cuales se han agregado las instrucciones de voltaje de reducción de ruido se dan a los medios de aplicación de voltaje del aparato de control.

La figura 11 es un diagrama que ilustra la operación en el caso donde las instrucciones de voltaje a las cuales no se agregan las instrucciones de voltaje de reducción de ruido se dan a los medios de aplicación de voltaje del aparato de control.

La figura 12 es un diagrama que muestra la configuración de un aparato de control para la máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 3 de la presente invención.

La figura 13 es un diagrama que muestra la configuración de un aparato de control para la máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 4 de la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención Modalidad 1 La figura 1 es un diagrama que muestra una configuración de un aparato de control para una máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 1 de la presente invención.

En la modalidad 1, la máquina giratoria eléctrica 1 es, por ejemplo, una máquina síncrona del tipo de imán integrado. Un medio de aplicación de voltaje 3 para aplicar un voltaje de control predeterminado está conectado con la máquina giratoria eléctrica 1. Además, se proporciona: un medio de detección de corriente 2 para detectar las corrientes de máquina giratoria eléctrica (en dos fases, en la presente modalidad) iu e iw que fluyen entre el medio de aplicación de voltaje 3 y la máquina giratoria eléctrica 1; un medio de cálculo de posición 4 para calcular una posición de rotor T?_ de la máquina giratoria eléctrica 1, basado en las corrientes de máquina giratoria eléctrica de máquina giratoria iu e iw detectadas por el medio de detección de corriente 2; y un medio de control 5 para producir las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* para el control de impulsión, al medio de aplicación de voltaje 3.

El medio de detección de corriente 2 incluye, por ejemplo, un transformador de corriente y similares. En la presente modalidad, el medio de detección de corriente 2 detecta dos fases de corrientes de máquina giratoria eléctrica, es decir, las corrientes de máquina eléctrica de fase U y fase W iu e iw, entre tres fases de corrientes de máquina giratoria eléctrica que fluyen entre la máquina giratoria eléctrica 1 y el medio de aplicación de voltaje 3. Se observa que la corriente de máquina giratoria eléctrica de fase V iv es calculada usando el hecho de que las corrientes de máquina giratoria eléctrica están en equilibrio de tres fases. Además, aunque en la presente modalidad, se detectan las corrientes de máquina giratoria eléctrica de fase U y fase W iu e iw, la presente invención no se limita a las mismas. Las corrientes de máquina giratoria eléctrica de cualquiera de las dos fases se pueden detectar, o las corrientes de máquina giratoria eléctrica de fase U, fase V, y fase W iu, iv y iw todas se pueden detectar al mismo tiempo. Alternativamente, el medio de detección de corriente 2 puede detectar una corriente de bus DC ingresada al medio de aplicación de voltaje 3 y calcular las corrientes de máquina giratoria eléctrica de la corriente de bus DC.

Por ejemplo, un aparato de conversión de energía tal como un inversor de PWM de comparación de onda triangular se aplica a los medios de aplicación de voltaje 3. El medio de aplicación de voltaje 3 realiza la conversión de energía, basado en cada una de las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* producidas por el medio de control 5, y aplica un voltaje para el control de impulsión, a la máquina giratoria eléctrica 1.

Aquí, la máquina giratoria eléctrica 1 tiene la llamada salíencia en la cual la inductancia varía de acuerdo con la posición del rotor. Por lo tanto, según lo descrito detalladamente más adelante, cuando un voltaje es aplicado a la máquina giratoria eléctrica 1 por el medio de aplicación de voltaje 3 basado en las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, en donde las instrucciones de voltaje de cálculo de posición CA de tres fases Vuh, Vvh, y Vwh producidas por un generador de voltaje de cálculo de posición 7 del medio de control 5, las corrientes de máquina giratoria eléctrica de máquina giratoria iu, iv, e iw detectadas por el medio de detección de corriente 2 incluyen las corrientes iuh, ivh, e iwh (más adelantes, referidas como corrientes de cálculo de posición) que tienen los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, respectivamente, y las amplitudes de las corrientes de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh varían de acuerdo con la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica 1.

Usando la saliencia descrita anteriormente, primero, el medio de cálculo de posición 4 extrae las corrientes de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh que tienen los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, de las corrientes de máquina giratoria eléctrica iu e iw detectadas por el medio de detección de corriente 2. Después, el medio de cálculo de posición 4 calculan una posición de rotor calculada T?_ (más abajo, también referida como una posición calculada) de la máquina giratoria eléctrica 1, basado en las amplitudes de las corrientes de cálculo de posición extraídas iuh, ivh, e iwh, y que producen la posición de rotor T?_.

La figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo específico de una configuración de los medios de cálculo de posición 4.

El medio de cálculo de posición 4 incluye un sumador 16, extractores de corriente de cálculo de posición 17u, 17v, y 17w, unidades de cálculo de amplitud de corriente 18u, 18v, y 18w, y una unidad de cálculo de posición 19.

Entre las tres fases de las corrientes de máquina giratoria eléctrica iu, iv, e iw, las corrientes de máquina giratoria eléctrica de fase U y fase W iu e iw, que son detectadas por el medio de detección de corriente 2, tienen una relación representada por la expresión (1) con la corriente de máquina giratoria eléctrica de fase V iv, que no es detectada por el medio de detección de corriente 2. Por lo tanto, el sumador 16 suma las corrientes de máquina giratoria eléctrica de fase U y fase W iu e iw, para de tal modo calcular la corriente de máquina giratoria eléctrica de fase V iv. Se observa que, como algo natural, en el caso donde el medio de detección de corriente 2 detecta las tres fases de las corrientes de máquina giratoria eléctrica iu, iv, e iw al mismo tiempo, la corriente de máquina giratoria eléctrica de fase V iv no necesita ser calculada. iv = -ii-iw ( 1 ) Las corrientes de máquina giratoria eléctrica iu, iv, e iw detectadas según lo descrito anteriormente se ingresan a los extractores de corriente de cálculo de posición 17u, 17v, y 17w proporcionados respectivamente para las corrientes de máquina giratoria eléctrica ¡u, iv, e iw, y se extraen las corrientes de cálculo de posición ¡un, ivh, e iwh que tienen los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh. En este caso, la extracción de las corrientes de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh es realizada usando un filtro de paso de banda o un filtro de muesca. Se observa que las corrientes de máquina giratoria eléctrica iu, iv, e iw también incluyen las señales que tienen los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm descritas más adelante, respectivamente. Sin embargo, las frecuencias de estas señales son diferentes de las de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh. Por lo tanto, estas señales se eliminan en los extractores de corriente de cálculo de posición ¡un, ivh e iwh.

Las corrientes de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh extraídas por los extractores de corriente de cálculo de posición 17u, 17v, y 17w según lo descrito anteriormente se ingresan a las unidades de cálculo de amplitud de corriente 18u, 18v, y 18w proporcionadas respectivamente para las corrientes de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh, y se calculan las amplitudes de corriente de cálculo de posición Iuh, Ivh, e Iwh que son las amplitudes de corriente de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh.

Un método para calcular las amplitudes de corriente de cálculo de posición Iuh, Ivh, e Iwh en este caso no está específicamente limitado. Por ejemplo, las amplitudes se pueden calcular realizando la transformada de Fourier o basado en las auto-correlaciones respectivas obtenidas ajustando las corrientes de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh, basado en la expresión (2). donde Tn es el periodo de la corriente de cálculo).

Después, la unidad de cálculo de posición 19 calcula la posición calculada T?_ de la máquina giratoria eléctrica 1, basado en las amplitudes de corriente de cálculo de posición luh, Ivh, e Iwh calculadas por las unidades de cálculo de amplitud de corriente respectivas 18u, 18v, y 18w. Los detalles de un método de cálculo serán descritos más adelante. Se observa que el cálculo por la unidad de cálculo de posición 19 no está limitado al método descrito más adelante, y cualquier método puede ser aplicado mientras se calcule la posición calculada T?_ basado en las amplitudes de corriente de cálculo de posición luh, Ivh, e Iwh.

Según lo mostrado en la figura 3, una compensación Ih se ha sobrepuesto en cada una de las amplitudes de corriente de cálculo de posición luh, Ivh, e Iwh obtenidas por las unidades de cálculo de amplitud de corriente 18u, 18v, y 18w, y las amplitudes de corriente de cálculo de posición luh, Ivh, e Iwh varían con 1/2 del periodo de la posición (ángulo eléctrico) de la máquina giratoria eléctrica 1.

Por lo tanto, como se muestra por la expresión (3), primero, la unidad de cálculo de posición 19 resta la compensación Ih de cada una de las amplitudes de corriente de cálculo de posición luh, Ivh, e Iwh, para de tal modo calcular las señales de cálculo de posición dlu, dlv, y dlw. Aquí, puesto que las amplitudes de corriente de cálculo de posición luh, Ivh, e Iwh están en equilibrio de tres fases, la compensación Ih se puede calcular como se muestra por la expresión (4).

Aquí, la posición calculada GL de la máquina giratoria eléctrica 1 puede ser calculada realizando la operación de coseno inverso para una de las señales de cálculo de posición dlu, dlv, y dlw mostrada en la expresión (3). Sin embargo, es necesario realizar la operación de coseno inverso y almacenar una función de coseno inverso previamente, lo cual da por resultado el aumento de la cantidad de cálculo y memoria. Por lo tanto, este método no es preferible. La modalidad 1 utiliza un método para calcular la posición calculada QL de la máquina giratoria eléctrica 1 usando la aproximación lineal, sin usar una función de coseno inversa. Más adelante, este método será descrito.

En la unidad de cálculo de posición 19, basado en la correlación entre las señales de cálculo de posición dlu, dlv, y dlw calculadas por la expresión (3), las señales de cálculo de posición dlu, dlv, y dlw se dividen en seis intervalos (l-VI) cuyas posiciones medias T? son representadas por la expresión (5), según lo mostrado en la figura 4.

T? = ?- +— (N = 0,1,2¦·¦ 5) (5) 6 12 En cada uno de los intervalos (l-VI), una de las señales de cálculo de posición dlu, dlv, y dlw que cruzan en cero en el centro del intervalo son representadas por una función de seno o seno negativo. Puesto que la función de seno o seno negativo en cada uno de los intervalos (l-VI) se considera como línea recta, la señal en cada uno de los intervalos (l-VI) se somete a la aproximación lineal, y a una desviación ?T??_ entre la posición central T? de cada uno de los intervalos (l-VI), y la posición calculada GL de la máquina giratoria eléctrica 1 ( == la posición T de la máquina giratoria eléctrica 1) se calcula basado en la expresión (6). Aquí, dl_uvw en la expresión (6) es un valor en el eje vertical de cada una de las señales de cálculo de posición dlu, dlv, y dlw tal como está cuando la señal cruza en la posición central T? en cada uno de los intervalos (l-VI). Además, puesto que Iha es la cantidad de variación de cada una de las corrientes de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh de acuerdo con la posición de la máquina giratoria eléctrica, (lha/2) es la amplitud de cada una de las señales de cálculo de posición dlu, dlv, y dlw. di uvw A0ML = (6) (Iha / 2) Se observa que (lha/2) se puede calcular de la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las señales de cálculo de posición dlu, dlv, y dlw, según lo mostrado por la expresión (7).

Entonces, según lo mostrado por la expresión (8), ?T??. se calcula por la expresión (6) y se suma la posición central T?, por lo cual la posición calculada T?_ de la máquina giratoria eléctrica 1 es calculado. 9L = T? + A9ML (8) El medio de control 5 incluye una sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6, un generador de voltaje de cálculo de posición 7, un generador de voltaje de reducción de ruido 8, un filtro 9, y sumadores 20u, 20v, y 20w.

Los sumadores 20u, 20v, y 20w se agregan, para impulsar las instrucciones de voltaje Vu*, Vv*, y Vw* producidas por la sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6, las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh producidas por el generador de voltaje de cálculo de posición 7, y las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm producidas por el generador de voltaje de reducción de ruido 8 vía el filtro 9, respectivamente, y las señales resultantes son producidas al igual que las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* al medio de aplicación de voltaje 3.

Por lo tanto, las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, que se aplican al medio de aplicación de voltaje 3, son las instrucciones de voltaje de impulsión Vu*, Vv*, y Vw* en donde se han sobrepuesto las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh y las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm, respectivamente. Se observa que las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh y las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm serán descritas más adelante de manera detallada.

La sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6 incluye dos restadores 10d y 10q, un controlador de corriente de eje d 11 d , un controlador de corriente de eje q 11q, un primer convertidor de coordenadas 12, un convertidor de dos fases/tres fases 13, un segundo convertidor de coordenadas 14, y un convertidor de tres fases/dos fases 15.

El restador 10d, que es uno de los restadores, calcula una desviación Aid entre una instrucción de corriente de eje d id* para impulsar la máquina giratoria eléctrica 1, que se da desde el exterior del medio de control 5, y una corriente id producida por el segundo convertidor de coordenadas 14. El controlador de corriente de eje d 11d realiza el control proporcional-integral (control de Pl) tal que la desviación Aid se convierta a cero, de tal modo calcula una instrucción de voltaje de eje d Vd*.

El restador 10q, que es el otro de los restadores, calcula una desviación Aiq entre una instrucción de corriente de eje q iq* para impulsar la máquina giratoria eléctrica 1, que se da desde el exterior del medio de control 5, y una corriente iq producida por el segundo convertidor de coordenadas 14. El controlador de corriente de eje q 11 q realiza el control proporcional-integral (control de Pl) tal que la desviación Aiq se convierta a cero, de tal modo calcula una instrucción de voltaje de eje q Vq*.

El primer convertidor de coordenadas 12 convierte la instrucción de corriente de eje d Vd* y la instrucción de corriente de eje 1 Vq* producidas por el controlador de corriente de eje d 11 d y por el controlador de corriente de eje q 11 q , en las instrucciones de voltaje Va* y ?ß* en dos ejes (ejes a-ß) en descanso, respectivamente. El convertidor de dos fases/tres fases 13 convierte las instrucciones de voltaje Va* y ?ß* producidas por el primer convertidor de coordenadas 12, en las instrucciones de voltaje de impulsión Vu*, Vv*, y Vw* en un sistema de coordinadas de CA de tres fases.

El convertidor de tres fases/dos fases 15 convierte las corrientes de máquina giratoria eléctrica iu e iw detectadas por el medio de detección de corriente 2, en las corrientes ia e ?ß en dos ejes (ejes a-ß) en descanso. El segundo convertidor de coordenadas 14 convierte las corrientes ia e ?ß producidas por el convertidor de tres fases/dos fases 15, en las corrientes id e iq en dos ejes giratorios (ejes d-q) que giran en sincronización con la posición calculada T?_ producida por el medio de cálculo de posición 4 descrito previamente, y produce las corrientes id e iq para los Testadores 10d y 10q, respectivamente.

El generador de voltaje de cálculo de posición 7 genera, para calcular la posición de rotor de la máquina giratoria eléctrica 1, las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh que tienen frecuencias diferentes de las de las instrucciones de voltaje de impulsión Vu*, Vv*, y Vw* producidas por la sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6. Las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh pueden ser de cualquier tipo mientras sus frecuencias sean diferentes de las de las instrucciones de voltaje de impulsión Vu*, Vv*, y Vw*. En la modalidad 1, las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh son instrucciones de voltaje de cálculo de posición de CA de tres fases.

Las instrucciones de voltaje de cálculo de posición de CA de tres fases Vuh, Vvh, y Vwh, por ejemplo, se muestran en la figura 5. En el caso donde el medio de aplicación de voltaje 3 es un inversor de PWM de comparación de onda triangular, si un medio período Te de un portador de onda triangular usado para que el inversor de PWM de comparación de onda triangular realice la modulación de PWM es un intervalo, las instrucciones de voltaje de cálculo de posición de CA de tres fases son las señales cuyo período tiene una longitud de seis intervalos (= 6*Tc), donde un periodo es Th. Además, las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh se ajustan tal que cada una de ellas sea desplazada dos intervalos (= 2*Tc) entre si, para que estén en equilibrio de tres fases. De esta manera, si las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh son instrucciones de voltaje de cálculo de posición de CA de tres fases, llegará a ser fácil hacer un patrón según lo mostrado en la figura 5. Por consiguiente, la configuración del generador de voltaje de cálculo de posición 7 puede ser simplificado.

Cuando las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh producidas por el generador de voltaje de cálculo de posición 7 son aplicadas a la máquina giratoria eléctrica 1 por el medio de aplicación de voltaje 3, el ruido ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1 junto con la aplicación, y una persona experimenta un malestar por el ruido. Por lo tanto, el generador 8 produce las tres fases de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm para reducir tal sensación de malestar. Más adelante, serán descritos los detalles de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm .

Entre los ruidos que una persona puede oír, en la comparación entre el ruido que tiene un solo componente de frecuencia y el ruido que tiene una pluralidad de componentes de frecuencia, existe una característica en donde una persona percibe más de una sensación de malestar por ruido que tiene el componente de frecuencia simple. Por lo tanto, en la modalidad 1, el generador de voltaje de reducción de ruido 8 genera las tres fases de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm que tienen las frecuencias diferentes de las de las instrucciones de voltaje de impulsión Vu*, Vv*, y Vw* y de las de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, y los sumadores 20u, 20v, y 20w agregan las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm a las instrucciones de voltaje de impulsión Vu*, Vv*, y Vw* y a las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, respectivamente. Entonces, el medio de aplicación de voltaje 3 aplica, a la máquina giratoria eléctrica 1, los voltajes para el control de impulsión, basado en las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* obtenidas por la adición.

Por consiguiente, el ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1 incluye un componente de frecuencia basado en las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, y un componente de frecuencia basado en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm en una manera mezclada. Por lo tanto, una sensación de malestar que una persona experimenta se puede reducir en comparación con el caso donde el ruido tiene un solo componente de frecuencia.

Especialmente, es preferido que las frecuencias de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm sean ajustadas para variar temporalmente en lugar de ajustar las frecuencias a valores constantes, debido a este caso, las frecuencias de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm incluyen varias frecuencias, y puede ser reducida adicionalmente una sensación de malestar debido al ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1.

Por ejemplo, si cada una de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm se ajusta como onda de modulación de FM representada por la expresión (9) en donde la amplitud es Afl la frecuencia central es ??, y la fase varía como mf*sin (u>m*t), las frecuencias de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm varían temporalmente. Por consiguiente, también el ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1 varía temporalmente en frecuencia, por lo cual varias frecuencias se incluyen en el ruido. Por lo tanto, una sensación de malestar que una persona experimenta por ruido puede ser reducida adicionalmente.

El filtro 9 proporcionado entre el generador de voltaje de reducción de ruido 8 y los sumadores 20u, 20v, y 20w elimina los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh y componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos para no incluir tales componentes de frecuencia en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm. Por ejemplo, un filtro de muesca se aplica al filtro 9.

Por ejemplo, en el caso donde las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm son las ondas de modulación de FM representadas por la expresión (9), si la banda de frecuencia de la onda de modulación de FM se traslapa parcialmente con las frecuencias de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vuh, Vvh, y Vwh, las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vum, Vvm, y Vwm pueden tener una influencia adversa sobre las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, y puede ser deteriorada la exactitud de cálculo de posición. Especialmente, cuando los componentes de frecuencia incluidos en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm son iguales que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, y las fases de los componentes de frecuencia son opuestos a las fases de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm anulan las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh. Entonces, los niveles de señal de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh llegan a ser pequeños o cero, y se presenta un problema en donde la exactitud del cálculo de posición se deteriora.

Por lo tanto, el filtro 9 elimina los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh y los componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos para no incluir tales componentes de frecuencia en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm, para de tal modo prevenir que la exactitud de cálculo de posición se deteriore.

Se observa que si no hay posibilidad de que los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh o componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos sean incluidos en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm, el filtro 9 se puede omitir según lo mostrado en la figura 6.

Según lo descrito anteriormente, en la modalidad 1, cuando las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh se aplican a la máquina giratoria eléctrica 1 para realizar el cambio de estilo de sensor de posición giratorio al estilo sin sensor, las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm que tienen los componentes de frecuencia diferentes de los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, se agregan al mismo tiempo. Por lo tanto, el ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1 incluye los componentes de frecuencia diferentes de los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, y una sensación de malestar que una persona experimenta se puede reducir en comparación con el caso donde el ruido tiene un solo componente de frecuencia.

Además, las frecuencias de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh son siempre constantes aunque el ruido incluye una pluralidad de componentes de frecuencia en una manera mezclada. Por lo tanto, en comparación con el caso en donde las frecuencias de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh varían de una manera aleatoria como en la técnica convencional, las corrientes de cálculo de posición iuh, ivh, e iwh se pueden extraer exactamente de las corrientes de máquina giratoria eléctrica, y por consiguiente, se asegura una alta exactitud de cálculo de posición.

Además, puesto que el filtro 9 elimina previamente los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh y los componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos para no incluir tales componentes de frecuencia en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm, es posible evitar que las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm tengan una influencia adversa sobre las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh.

Modalidad 2 La figura 7 es un diagrama que muestra una configuración de un aparato de control para la máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 2 de la presente invención. Los componentes que corresponden a o son iguales que aquellos en la modalidad 1 mostrada en la figura 1 son denotados por los mismos números de referencia. Se observa que, en la figura 7, las configuraciones distintas de las del generador de voltaje de reducción de ruido 8 del medio de control 5 son iguales que en la modalidad 1. Por lo tanto, será omitida aquí la descripción de las configuraciones distintas a las del generador de voltaje de reducción de ruido 8.

En la modalidad 1, el generador de voltaje de reducción de ruido 8 genera las tres fases de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm, mientras que en la modalidad 2, el generador de voltaje de reducción de ruido 8 genera una sola instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm que incluye una onda de modulación de FM cuya frecuencia varía temporalmente o una onda de modulación cuya amplitud varía temporalmente, y la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm que ha pasado el filtro 9 se divide en tres señales que serán dadas a los sumadores respectivos 20u, 20v, y 20w.

Es decir, en la modalidad 2, la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm generada por el generador de voltaje de reducción de ruido 8 es una onda de modulación de FM cuya frecuencia varía temporalmente según lo representado por la expresión (9), una onda de modulación AM representada por la expresión (10) en la cual la frecuencia angular es w y la amplitud varía temporalmente como (Aa + Aa2*sin wat), o una onda de modulación de AM cuya amplitud varía periódicamente en una manera por etapas según lo mostrado en la figura 8.

(A al ¦+- A a 2 · sin co a t ) · sin co bt (10) Sin embargo, en el caso donde el medio de aplicación de voltaje 3 incluye un inversor de PWM de comparación de portador, un voltaje de control de impulsión sometido a la modulación de PWM basado en el valor resultante obtenido por la comparación entre una onda portadora triangular o dentada y las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* ingresadas al medio de aplicación de voltaje 3 se producen para la máquina giratoria eléctrica 1. Por lo tanto, si la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vum que incluye la onda de modulación de FM cuya frecuencia varía temporalmente o una onda de modulación AM cuya amplitud varía temporalmente, se sobrepone en las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* según lo descrito anteriormente, un periodo de conmutación de la conmutación de encendido/apagado, cada uno de los dispositivos de conmutación incluidos en el inversor de PWM de comparación de portador variará. Debido a la variación del periodo de conmutación, el ruido que incluye una pluralidad de componentes de frecuencia ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1. Así, el ruido que ocurre junto con la aplicación de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh, se puede suprimir para no ser perceptible, y por consiguiente, puede ser reducida una sensación de malestar que una persona experimenta por el ruido. Más adelante, los detalles de lo anterior serán descritos.

La figura 9 es un diagrama que muestra una configuración del medio de aplicación de voltaje 3 que funciona como un inversor de PWM de comparación de portador. El medio de aplicación de voltaje 3 incluye una sección de cálculo de señal de conmutación 23, una sección de conversión de energía 24, y un capacitor de ajuste 25.

Aquí, la sección de cálculo de señal de conmutación 23 incluye un generador de señal de portador 27, y los comparadores 28u, 28v, y 28w para las tres fases. El generador de señal de portador 27 genera una señal de portador Se tal como una onda triangular o una onda dentada.

Además, los comparadores 28u, 28v, y 28w comparan la señal de portador Se producida por el generador de señal de portador 27 con las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* producidas por el medio de control 5, respectivamente, y producen las señales de conmutación Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, y Swn para la conmutación de encendido/apagado de los dispositivos de conmutación respectivos 26 de la sección de conversión de energía 24. Por ejemplo, los comparadores 28u, 28v, y 28w comparan la señal de portador Se de una onda triangular con las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, respectivamente. Entonces, si el nivel de cada una de las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* es más grande que el de la señal de portador Se, cada uno de los comparadores 28u, 28v, y 28w produce una señal de conmutación que enciende el dispositivo de conmutación correspondiente 26, y si el nivel de cada una de las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* es más pequeño que el de la señal de portador Se, cada uno de los comparadores 28u, 28v, y 28w produce una señal de conmutación que apaga el dispositivo correspondiente de conmutación 26.

La sección de conversión de energía 24 incluye los seis dispositivos de conmutación 26 (UP, UN, VP, VN, WP, y WN) que son interruptores de semiconductor tal como, por ejemplo, IGBTs. Los seis dispositivos de conmutación 26 son encendidos/apagados por las señales de conmutación respectivas Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, y Swn dadas por la sección de cálculo de señal de conmutación 23, por lo cual la sección de conversión de energía 24 convierte un voltaje DC Vdc dado por un suministro de voltaje DC externo del medio de aplicación de voltaje 3, a un voltaje CA, y aplica el voltaje CA a la máquina giratoria eléctrica 1 La figura 10 es un diagrama de forma de onda que muestra esquemáticamente la relación entre las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, la señal de portador Se de una onda triangular, y las tres señales de conmutación Sup, Svp, y Swp en el caso donde la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm que incluye una onda de modulación AM cuya amplitud varía periódicamente en una manera por etapas según lo mostrado en la figura 8, se ha agregado a las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*. La figura 11 es un diagrama de forma de onda que muestra esquemáticamente la relación entre las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, la señal de portador Se de una onda triangular, y las tres señales de conmutación Sup, Svp, y Swp en el caso donde la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm según lo mostrado en la figura 8 no se agrega a las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*.

Se observa que en la figura 10 y figura 11, aunque las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* sean realmente las señales de onda de seno, están representadas en una manera lineal debido a que sus frecuencias son más bajas que las de la señal de portador Se y de la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm. Además, aunque las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh se hayan sobrepuesto en las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh no se muestran en los dibujos debido a que la operación de los periodos de conmutación de los dispositivos de conmutación 26 será descrita principalmente aquí.

En el caso donde las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, a las cuales la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm no se agrega, se dan a los dispositivos de conmutación respectivos 26, todos los periodos de conmutación de los dispositivos de conmutación 26 en un intervalo A son respectivamente ¡guales que aquellos en un intervalo B, según lo mostrado en la figura 11.

Por otra parte, en el caso donde las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, a las cuales la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm se ha agregado, se dan a los dispositivos de conmutación respectivos 26, la línea voltajes es constante pero los periodos de conmutación de los dispositivos de conmutación 26 en un intervalo A son diferentes de aquellos en un intervalo B, según lo mostrado en la figura 10.

Según lo descrito anteriormente, en el caso donde se ha agregado la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm que incluye una onda de modulación de AM cuya amplitud varía temporalmente o una onda de modulación AM cuya amplitud varía temporalmente en una manera por etapas, varían los periodos de conmutación de la conmutación de encendido/apagado de los dispositivos de conmutación 26. Entonces, debido a la variación de los periodos de conmutación, el ruido que incluye una pluralidad de componentes de frecuencia ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1. Así, el ruido que ocurre junto con la aplicación de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh se suprime para no ser perceptible, y por consiguiente, se puede reducir una sensación de malestar que una persona experimenta por el ruido.

Además, como en la modalidad 1, puesto que el filtro 9 elimina previamente los mismos componentes de frecuencia al igual que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh y los componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos para no incluir tales componentes de frecuencia en la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm, es posible evitar que la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm tenga una influencia adversa sobre las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh. Se observa que si los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh o componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos no se incluyen en la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm, puede ser omitido el filtro 9.

Según lo descrito anteriormente, en la modalidad 2, puesto que la máquina giratoria eléctrica 1 es impulsada por las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*, a las cuales se ha agregado la única instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm que incluye una onda de modulación AM cuya amplitud varía temporalmente o una onda de modulación AM cuya amplitud varía temporalmente en una manera por etapas, varían los periodos de conmutación de los dispositivos de conmutación 26 incluidos en el medio de aplicación de voltaje 3, y debido a la variación, el ruido que incluye una pluralidad de componentes de frecuencia ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1. Por lo tanto, el ruido que ocurre junto con la aplicación de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición Vuh, Vvh, y Vwh se puede suprimir para no ser perceptible, y por consiguiente, puede ser reducida una sensación de malestar que una persona experimenta por el ruido.

Además, en la modalidad 1, puesto que se agregan las tres fases de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm, las corrientes de máquina giratoria eléctrica que tienen los mismos componentes de frecuencia que los de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vum, Vvm, y Vwm fluyen en la máquina giratoria eléctrica 1 , y las corrientes de máquina giratoria eléctrica se convierten en pérdidas. Por otra parte, en la modalidad 2, puesto que la única instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm es comúnmente aplicada para las tres fases, los voltajes de línea no varían por la adición de la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm. Por lo tanto, una corriente de máquina giratoria eléctrica que tiene el mismo componente de frecuencia que el de la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm no fluye en la máquina giratoria eléctrica 1. Por lo tanto, la configuración del generador de voltaje de reducción de ruido 8 puede ser simplificada, y puede ser prevenida la ocurrencia de una pérdida debido a la adición de la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm.

Modalidad 3 La figura 12 es un diagrama que muestra la configuración de un aparato de control para la máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 3 de la presente invención. Los componentes que corresponden a o son iguales que aquellos en la modalidad 1 mostrada en la figura 1 son denotados por los mismos números de referencia. Se observa que, en la figura 12, las configuraciones distintas de las del medio de cálculo de posición 4 y del medio de control 5 son iguales que en la modalidad 1. Por lo tanto, será omitida aquí la descripción de las configuraciones distintas a las del medio de cálculo de posición 4 y del medio de control 5.

El medio de control 5 incluye la sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6, el generador de voltaje de cálculo de posición 7, el generador de voltaje de reducción de ruido 8, el filtro 9, el primer convertidor de coordenadas 12, y el convertidor de dos fases/tres fases 13.

La sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6 incluye los dos restadores 10d y 10q, el controlador de corriente de eje d 11d, el controlador de corriente de eje q 11q, el segundo convertidor de coordenadas 14, y el convertidor de tres fases/dos fases 15. En la sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6, las configuraciones de los dos restadores 10d y 10q, el controlador de corriente de eje d 11 d , el controlador de corriente de eje q 11q, el segundo convertidor de coordenadas 14, y el convertidor de tres fases/dos fases 15 son iguales que en la modalidad 1. Por lo tanto, será omitida aquí la descripción de las mismas.

En las modalidades 1 y 2, para calcular la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica 1, el generador de voltaje de cálculo de posición 7 genera las instrucciones de voltaje de cálculo de posición de CA de tres fases Vuh, Vvh, y Vwh, mientras que en la modalidad 3, el generador de voltaje de cálculo de posición 7 genera una instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh que es un voltaje alterno y que tiene una frecuencia diferente de la de la instrucción de voltaje de impulsión Vd* producida por la sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6.

En este caso, la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh puede ser de cualquier tipo mientras la frecuencia de la misma sea diferente de la de la instrucción de voltaje de impulsión Vd*. En la modalidad 3, la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh que es un voltaje alterno se agrega solamente a la instrucción de voltaje de eje d Vd* entre la instrucción de voltaje de eje d Vd* y la instrucción de voltaje de eje q Vq*. Por consiguiente, puede ser suprimida la ondulación de esfuerzo de torsión que ocurre cuando la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh se aplica a la máquina giratoria eléctrica 1, lo cual es ventajoso.

El generador de voltaje de reducción de ruido 8 produce, por ejemplo, dos fases de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm tal como la onda de modulación de FM representada por la expresión (9), similarmente al generador de voltaje de reducción de ruido 8 de la modalidad 1. Entonces, el filtro 9 elimina previamente los componentes de frecuencia, incluidos en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm, que son los mismos que los de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh y los componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos, y las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm resultantes se dan a los sumadores 20d y 20q. Se observa que si los mismos componentes de frecuencia que los de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh o los componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos no se incluyen en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm producidas por el generador de voltaje de reducción de ruido 8, se puede omitir filtro 9.

El sumador 20d que es uno de los sumadores 20d y 20q agrega la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh, y la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdm que ha pasado el filtro 9, a la instrucción de voltaje de eje d Vd* producida por la sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6, y produce la instrucción resultante como una instrucción de voltaje Vdp* al primer convertidor de coordenadas 12. Además, el sumador 20d que es otro de los sumadores 20d y 20q agrega la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vqm que ha pasado el filtro 9, a la instrucción de voltaje de eje q Vq* producida por la sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión 6, y produce la instrucción resultante como una instrucción de voltaje Vqp* al primer convertidor de coordenadas 12.

El primer convertidor de coordenadas 12 convierte las instrucciones de voltaje Vdp* y Vqp* producidas por los sumadores 20d y 20q, en las instrucciones de voltaje Va* y ?ß* en dos ejes (ejes a-ß) en descanso, respectivamente. Posteriormente, el convertidor de dos fases/tres fases 13 convierte las instrucciones de voltaje Va* y ?ß* producidas por el primer convertidor de coordenadas 12, en las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp* en un sistema de coordinadas de CA de tres fases. Entonces, el medio de aplicación de voltaje 3 aplica, a la máquina giratoria eléctrica 1, los voltajes para el control de impulsión, basado en las instrucciones de voltaje Vup*, Vvp*, y Vwp*.

Por consiguiente, el ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1 incluye los componentes de frecuencia basado en la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh, y los componentes de frecuencia basado en las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm en una manera mezclada. Por lo tanto, una sensación de malestar que una persona experimenta se puede reducir en comparación con el caso donde el ruido tiene un solo componente de frecuencia.

El medio de cálculo de posición 4 extrae las corrientes que tienen los mismos componentes de frecuencia que los de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh, que es un voltaje alterno, producidos por el generador de voltaje de cálculo de posición 7, de las corrientes máquina giratoria eléctrica iu e iw detectadas por el medio de detección de corriente 2, y produce la posición calculada T?_, basado en las corrientes extraídas, usando, por ejemplo, una técnica conocida descrita en la Publicación de Patente No. 3312472 o en la Publicación de Patente No. 3707528.

En este caso, la frecuencia de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh, que es un voltaje alterno, es diferente de la de la instrucción de voltaje de eje d Vd*. Además, los mismos componentes de frecuencia que los de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh y los componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos son eliminados previamente por el filtro 9 de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm que son agregadas por los sumadores 20d y 20q. Por lo tanto, no se deteriora la exactitud de la posición calculada T?_ producida por el medio de cálculo de posición 4.

Según lo descrito anteriormente, en la modalidad 3, cuando el generador de voltaje de cálculo de posición 7 produce la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh que es un voltaje alterno, el generador de voltaje de reducción de ruido 8 produce las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm al mismo tiempo, y los sumadores 20d y 20q generan las instrucciones de voltaje Vdp* y Vqp* a los cuales se han agregado las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm, como en las modalidades 1 y 2. Por lo tanto, los ruidos que ocurren por la máquina giratoria eléctrica 1 también incluyen el ruido que ocurre junto con la adición de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm, además del ruido que ocurre junto con la aplicación de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh. Por consiguiente, el ruido debido a la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh no es perceptible, y puede ser reducida una sensación de malestar que una persona experimenta por el ruido.

Modalidad 4 La figura 13 es un diagrama que muestra la configuración de un aparato de control para la máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la modalidad 4 de la presente invención. Los componentes que corresponden a o son iguales que aquellos en la modalidad 3 mostrada en la figura 12 son denotados por los mismos números de referencia. Se observa que, en la figura 13, las configuraciones distintas de las del generador de voltaje de reducción de ruido 8 del medio de control 5 son iguales que en la modalidad 3. Por lo tanto, será omitida aquí la descripción de las configuraciones distintas de las del generador de voltaje de reducción de ruido 8.

En la modalidad 3, el generador de voltaje de reducción de ruido 8 genera las dos fases de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido Vdm y Vqm, mientras que en la modalidad 4, el generador de voltaje de reducción de ruido 8 genera una sola instrucción de voltaje de reducción de ruido Vmdq que incluye una onda de modulación de FM cuya frecuencia varía temporalmente según lo representado por la expresión (9) o una onda de modulación AM cuya amplitud varía temporalmente según lo representado por la expresión (10), como en la modalidad 2.

La instrucción de voltaje de reducción de ruido Vmdq se ingresa al filtro 9, por lo cual el mismo componente de frecuencia que el de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh y los componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos se eliminan previamente, y entonces la señal resultante se divide en dos señales que serán proporcionadas a los sumadores respectivos 20d y 20q. Los sumadores 20d y 20q agregan las dos señales divididas a las instrucciones de voltaje de impulsión Vd* y Vq*, y producen las señales resultantes como las instrucciones de voltaje Vdp* y Vqp*, respectivamente. Se observa que, también en este caso, si el mismo componente de frecuencia que el de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh o los componentes de frecuencia en la cercanía de los mismos no se incluye en la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vmdq producida por el generador de voltaje de reducción de ruido 8, se puede omitir el filtro 9.

Así, la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vmdq no tiene una influencia adversa sobre la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh, y los periodos de conmutación de los dispositivos de conmutación incluidos en el medio de aplicación de voltaje 3 varían temporalmente. Por lo tanto, el ruido que incluye una pluralidad de componentes de frecuencia de acuerdo con los periodos de conmutación ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1. Por consiguiente, el ruido que ocurre junto con la aplicación de la instrucción Vdh de voltaje de cálculo de posición a la máquina giratoria eléctrica 1 no es perceptible, y una sensación de malestar que una persona experimenta puede ser reducida.

Según lo descrito anteriormente, en la modalidad 4, cuando la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh, que es un voltaje alterno, generado por el generador de voltaje de cálculo de posición 7 se agrega a la instrucción de voltaje de eje d Vd*, el generador de voltaje de reducción de ruido 8 produce la única instrucción de voltaje de reducción de ruido Vmdq que incluye una onda de modulación AM cuya amplitud varía temporalmente o una onda de modulación AM cuya amplitud varía temporalmente en una manera por etapas. Por lo tanto, los periodos de conmutación de los dispositivos de conmutación incluidos en el medio de aplicación de voltaje 3 varían, y el ruido que incluye una pluralidad de componentes de frecuencia ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1, como en la modalidad 2. Por lo tanto, el ruido que ocurre debido a la máquina giratoria eléctrica 1 junto con la aplicación de la instrucción de voltaje de cálculo de posición Vdh se puede suprimir para no ser perceptible, y por consiguiente, una sensación de malestar que una persona experimenta por el ruido puede ser reducida. Además, en la modalidad 4, puesto que la única instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm es aplicada, la configuración del generador de voltaje de reducción de ruido 8 puede ser simplificada, y la ocurrencia de una pérdida debido a la adición de la instrucción de voltaje de reducción de ruido Vm se puede prevenir, en comparación con la modalidad 3.

Aplicabilidad Industrial En las modalidades 1 a 4, una máquina síncrona del tipo imán integrado se utiliza como la máquina giratoria eléctrica 1. Sin embargo, el aparato de control para la máquina giratoria eléctrica, de acuerdo con la presente invención, es también aplicable a las máquinas síncronas de otros tipos tal como del tipo de reluctancia síncrona.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de control para una máquina giratoria eléctrica para realizar el control de impulsión de la máquina giratoria eléctrica, que comprende: medios de detección de corriente para detectar las corrientes de máquina giratoria eléctrica que fluyen en la máquina giratoria eléctrica; medios de cálculo de posición para calcular la posición de un rotor de la máquina giratoria eléctrica, basado en las corrientes de máquina giratoria eléctrica detectadas por los medios de detección de corriente; medios de control para producir las instrucciones de voltaje, basado en las corrientes de máquina giratoria eléctrica detectadas por los medios de detección de corriente y la información con respecto a la posición del rotor calculada por los medios de cálculo de posición; y medios de aplicación de voltaje para aplicar un voltaje para el control de impulsión, a la máquina giratoria eléctrica, basado en las instrucciones de voltaje producidas por los medios de control; medios de control que incluyen una sección de cálculo de instrucción de voltaje de impulsión para calcular las instrucciones de voltaje de impulsión para impulsar la máquina giratoria eléctrica, medios de control que incluyen un generador de voltaje de cálculo de posición para producir las instrucciones de voltaje de cálculo de posición para calcular la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica, medios de control que incluyen un generador de voltaje de reducción de ruido para producir las instrucciones de voltaje de reducción de ruido que no contribuyen al control de impulsión y cálculo de posición para la máquina giratoria eléctrica, y medios de control que incluyen los sumadores para agregar las instrucciones de voltaje de cálculo de posición y las instrucciones de voltaje de reducción de ruido a las instrucciones de voltaje de impulsión, y producir la señal resultante como las instrucciones de voltaje a los medios de aplicación de voltaje.

2. El aparato de control para la máquina giratoria eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el generador de voltaje de reducción de ruido produce una única instrucción de voltaje de reducción de ruido, y los sumadores dividen la única instrucción de voltaje de reducción de ruido en una pluralidad de señales, y agregan la pluralidad de señales a las instrucciones de voltaje de impulsión para las fases respectivas.

3. El aparato de control para la máquina giratoria eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde un filtro para eliminar el mismo componente de frecuencia que el de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición de las instrucciones de voltaje de reducción de ruido, se proporciona entre el generador de voltaje de reducción de ruido y los sumadores.

4. El aparato de control para la máquina giratoria eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 a 3, en donde el generador de voltaje de reducción de ruido produce las instrucciones de voltaje de reducción de ruido cuyas frecuencias varían temporalmente.

5. El aparato de control para la máquina giratoria eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 a 3, en donde el generador de voltaje de reducción de ruido produce las instrucciones de voltaje de reducción de ruido cuyas amplitudes varían temporalmente.

6. El aparato de control para la máquina giratoria eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 a 5, en donde el generador de voltaje de cálculo de posición produce las instrucciones de voltaje de cálculo de posición de CA de tres fases como las instrucciones de voltaje de cálculo de posición para calcular la posición de la máquina giratoria eléctrica.

7. El aparato de control para la máquina giratoria eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 a 5, en donde el generador de voltaje de cálculo de posición produce las instrucciones de voltaje de cálculo de posición que son un voltaje alterno, como las instrucciones de voltaje de cálculo de posición para calcular la posición de la máquina giratoria eléctrica.

8. El aparato de control para la máquina giratoria eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 a 7, en donde el medio de cálculo de posición calcula la posición del rotor de la máquina giratoria eléctrica, basado en una corriente que tiene el mismo componente de frecuencia que el de las instrucciones de voltaje de cálculo de posición, la corriente está incluida en la corriente de máquina giratoria eléctrica.