WO2015137035A1 - インバータ制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an in-vehicle inverter control device, and in particular, can switch between sine wave control and rectangular wave control without increasing the amount of calculation of a microcomputer, and can suppress torque fluctuations in a high motor rotation region.
- the present invention relates to a method for generating a switching signal of an inverter.
- Patent Document 1 JP-A-11-285288 “Patent Document 1).
- Patent Document 1 JP-A-11-285288 “in a motor control device that controls a motor by sending a conversion control signal to a power conversion unit that converts electric power obtained from a power source into electric power supplied to the motor, the voltage waveform of the electric power supplied to the motor is shown.
- a sine wave control unit for generating a conversion control signal for converting to a sine wave
- a rectangular wave control unit for generating a conversion control signal for converting the voltage waveform to a rectangular wave, and a sine according to at least one of the motor rotation speed and the motor torque
- a mode switching unit that switches between the wave control mode and the rectangular wave control mode, and a conversion control signal that continuously changes the voltage waveform from the sine wave before switching to the rectangular wave after switching at the time of mode switching.
- a switching intermediate control unit wherein the switching intermediate control unit regards the rectangular wave as an infinite or sufficiently large amplitude sine wave, and simultaneously detects the phase and amplitude of the sine voltage waveform.
- One by continuous change, and before switching of the voltage waveform is described as close go "to the voltage waveform after switching.
- the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
- Set the number of times that the switching signal of each upper arm of the inverter changes from ON to OFF and the number of changes from OFF to ON in each cycle of the AC voltage waveform of each phase of the three-phase AC voltage is set to 5 times or more.
- the switching signal of the upper arm of each phase of the inverter generated during the period in which the fundamental wave of each phase AC voltage falls from the peak value toward 0 (zero) is turned off.
- phase of the upper arm of each inverter generated during the period when the fundamental wave of each phase AC voltage rises from the bottom value toward 0 (zero).
- the timing at which the switching signal changes from off (on) to on (off) is the same, and the fundamental wave of each phase AC voltage is generated in a period in which it falls from 0 (zero) toward the bottom value.
- Inverters generated in the same period have the same timing when the switching signal of the upper arm of each phase changes from off (on) to on (off), and the inverters around the peak value of the fundamental wave of each phase AC voltage
- the switching signal of the upper arm of each phase is fixed to ON without changing from ON to OFF within a predetermined period according to the modulation rate of the inverter.
- the switching signal of the upper arm of each phase of the inverter around the bottom value of the fundamental wave of each phase AC voltage is not changed from OFF to ON within a predetermined period according to the modulation rate of the inverter.
- the switching signal of the upper arm of each phase of the inverter is generated so as to have a symmetrical waveform around the peak value or the bottom value of the fundamental wave of each phase AC voltage. To do.
- the present invention has the above-described configuration, it is possible to switch between the string wave control and the rectangular wave control without increasing the calculation amount of the microcomputer, and to suppress the torque fluctuation in the motor high rotation region.
- FIG. 5 is a diagram for explaining a processing procedure of a three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 according to the first embodiment. It is a figure explaining the proportional integral controller 300 for d-axis voltage command vd * generation
- FIG. 6 is a diagram illustrating a processing procedure of the first switching signal generation unit 200 according to the first embodiment.
- the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 according to the first embodiment processing contents when the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * is 1.273 or more will be described.
- FIG. In the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 according to the first embodiment, processing contents when the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * is less than 1.273 will be described.
- FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a processing procedure of a second switching signal generation unit 210 according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between a U-phase AC square wave voltage command vu2 * generated by a three-phase AC square wave voltage command generation unit 190; U-phase AC sine when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generator 180 according to the first embodiment is 1.0 or more and less than 1.273 It is a figure explaining the relationship between the wave voltage command vu1 * and the U-phase AC square wave voltage command vu2 * generated by the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190.
- the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 according to the first embodiment is 1.273. It is a figure explaining the relationship of the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * produced
- FIG. The U-phase upper arm generated based on the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * and the carrier carrier when the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment is in a high-rotation region of a predetermined rotation speed ⁇ mpre or higher. It is a figure explaining the waveform of the 1st switching signal Sup1.
- the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment When the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment is in a high rotation region having a predetermined rotation speed ⁇ mpre or higher, the first phase of the U-phase upper arm generated based on the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * and the carrier carrier. It is a figure explaining that the waveform of 1 switching signal Sup1 is asymmetric between period A1 (refer FIG. 13) and period A3 (refer FIG. 13).
- the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment When the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment is in a high rotation region having a predetermined rotation speed ⁇ mpre or higher, the first phase of the U-phase upper arm generated based on the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * and the carrier carrier.
- the maximum and minimum values of the U-phase AC square wave voltage command vu2 * and the phase voltage that can be output from the inverter 40 are minimum. It will be described that the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm generated based on the reference value SV that is a value is symmetric between the period B1 (see FIG. 16) and the period B3 (see FIG. 16).
- the maximum and minimum values of the U-phase AC square wave voltage command vu2 * and the phase voltage that can be output from the inverter 40 are minimum. It will be described that the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm generated based on the reference value SV that is a value is symmetric between the period B2 (see FIG. 16) and the period B4 (see FIG. 16).
- the switching signal set to the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn for controlling on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40 according to the first embodiment will be described. It is a figure to do. It is a figure explaining the vehicle system concerning Embodiment 2.
- FIG. In the three-phase AC voltage command deforming unit 510 according to the second embodiment, the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command unit 180 is 1.273. It is a figure explaining the processing content in the above case.
- the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command unit 180 is 1.273. It is a figure explaining the processing content in case it is less than.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a processing procedure of a switching signal generation unit 520 according to the second embodiment.
- FIG. 10 is a diagram for explaining waveforms of a U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** generated by the three-phase AC voltage command deforming unit 510 according to the second embodiment and a switching signal Sup of the U-phase upper arm generated by the switching signal generating unit 520. is there.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle system according to the first embodiment of the present embodiment.
- the vehicle system includes a battery 10, a smoothing capacitor 20, a voltage sensor 30, an inverter 40, a current sensor 50, a motor 60, a magnetic pole position sensor 70, a motor output shaft 80, and a transmission. 90, crankshaft 100, engine 110, propeller shaft 120, differential gear 130, drive shaft 140, drive wheel 150, and inverter control device 160.
- the battery 10 is a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery.
- the smoothing capacitor 20 is a film capacitor or an electrolytic capacitor.
- the voltage sensor 30 is configured by combining a voltage dividing resistor and a non-inverting amplifier circuit using an operational amplifier.
- the current sensor 50 is a Hall element or a current transformer.
- the motor 60 is a permanent magnet synchronous motor or induction machine.
- a resolver for the magnetic pole position sensor 70, a resolver, an encoder, or the like is used. (Explanation of connection relations and functions of vehicle system components)
- the battery 10 is connected in parallel with the smoothing capacitor 20, the voltage sensor 30, and the DC side of the inverter 40, and applies a DC voltage to the inverter 40.
- the three-phase AC side of the inverter 40 is connected to the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator of the motor 60 via the current sensor 50.
- the inverter 40 receives the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the upper and lower arms of each phase based on the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn generated by the inverter control device 160.
- a three-phase winding 61 that is turned on or off, converts the DC voltage applied from the battery 10 into a three-phase AC voltage of variable voltage and variable frequency, and the converted three-phase AC voltage is wound around the stator of the motor 60;
- the three-phase alternating currents iu, iv, and iw are generated in the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator of the motor 60.
- the motor 60 generates a rotating magnetic field by the three-phase alternating currents iu, iv, iw flowing in the three-phase windings 61, 62, 63 wound around the stator, and accelerates or decelerates the rotor 64 by the generated rotating magnetic field.
- the torque of the motor 60 is generated.
- the generated torque of the motor 60 is transmitted to the transmission 90 via the output shaft 80 of the motor 60.
- the engine 110 controls the intake, compression, explosion, and exhaust of the fuel according to the torque command of the engine 110 received from the vehicle control device (not shown), and generates the torque of the engine 110.
- the generated torque of the engine 110 is transmitted to the transmission 90 via the crankshaft 100.
- the transmission 90 transmits the torque obtained by adding the transmitted torque of the motor 60 and the torque of the engine 110 to the differential gear 130 via the propeller shaft 120.
- the differential gear 130 converts the torque transmitted from the transmission 90 into a drive shaft torque and transmits it to the drive shaft 140.
- the drive shaft 140 accelerates or decelerates the rotation of the drive wheel 150 of the vehicle by the transmitted drive shaft torque, and accelerates or decelerates the vehicle (not shown).
- the motor 60 can convert the torque of the engine 110 transmitted to the output shaft 80 of the motor 60 via the transmission 90 into electric power, and can charge the battery 10 via the inverter 40 with the converted electric power. .
- the motor 60 converts the rotational energy of the drive wheel 150 transmitted to the output shaft 80 of the motor 60 into electric power through the drive shaft 140, the differential gear 130, the propeller shaft 120, and the transmission 90 in order, and converts the converted electric power. Can be charged to the battery 10 via the inverter 40.
- a mode in which electric power is supplied from the battery 10 to the motor 60 via the inverter 40 is defined as a power running mode
- a mode in which the electric power generated by the motor 60 is charged to the battery 10 via the inverter 40 is defined as a regeneration mode.
- the hybrid vehicle uses the power running mode to the maximum when the vehicle starts or accelerates, and uses the regeneration mode to the maximum when the vehicle decelerates.
- the main circuit of the inverter 40 includes a switching element 41 for the U-phase upper arm, a switching element 42 for the U-phase lower arm, a switching element 43 for the V-phase upper arm, and a switching element 44 for the V-phase lower arm. And a switching element 45 of the W-phase upper arm and a switching element 46 of the W-phase lower arm.
- the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46 are configured by combining an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a metal oxide field effect transistor (MOSFET), and the like with a diode.
- IGBT insulated gate bipolar transistor
- MOSFET metal oxide field effect transistor
- the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46 are connected to the collector side of the IGBT and the cathode side of the diode. It is configured by connecting the emitter side of the IGBT and the anode side of the diode.
- the main circuit of the inverter 40 includes a midpoint connecting the IGBT collector side and the diode cathode side of the switching element 41 of the U-phase upper arm configured as described above, and the switching element 43 of the V-phase upper arm.
- a midpoint connecting the collector side of the IGBT and the cathode side of the diode, and a midpoint connecting the collector side of the IGBT and the cathode side of the diode of the switching element 45 of the W-phase upper arm are connected.
- Switching element 42 the middle point connecting the emitter side of the IGBT and the anode side of the diode, the middle point connecting the IGBT emitter side of the switching element 44 of the V-phase lower arm and the anode side of the diode, and the W-phase lower arm
- the switching element 46 of the IGBT is connected to the middle point connecting the emitter side of the IGBT and the anode side of the diode. Furthermore, the midpoint of connecting the IGBT emitter side of the switching element 41 of the U-phase upper arm and the anode side of the diode, and the collector side of the IGBT of the switching element 42 of the U-phase lower arm and the cathode side of the diode were connected.
- the middle point is connected, and further, the middle point where the IGBT emitter side of the switching element 43 of the V-phase upper arm and the anode side of the diode are connected, the collector side of the IGBT of the switching element 44 of the V-phase lower arm, and the diode
- the midpoint connecting the cathode side is connected, and further, the midpoint connecting the IGBT emitter side of the switching element 45 of the W-phase upper arm and the anode side of the diode and the IGBT of the switching element 46 of the W-phase lower arm are connected. It is configured by connecting the collector side and the midpoint connecting the cathode side of the diode.
- the DC side of the inverter 40 is connected in parallel with the battery 10, the smoothing capacitor 20, and the voltage sensor 30.
- the three-phase AC side of the inverter 40 is connected to the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator of the motor 60 through the current sensor 50.
- the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46 are connected to the drain side of the MOSFET and the diode.
- the cathode side is connected, and the source side of the MOSFET and the anode side of the diode are connected.
- the main circuit of the inverter 40 includes a midpoint connecting the drain side of the MOSFET and the cathode side of the diode of the switching element 41 of the U-phase upper arm configured as described above, and the switching element 43 of the V-phase upper arm.
- a midpoint connecting the drain side of the MOSFET and the cathode side of the diode is connected to a midpoint connecting the drain side of the MOSFET of the switching element 45 of the W-phase upper arm and the cathode side of the diode.
- the switching element 42 has a midpoint connecting the MOSFET source side and the diode anode side, a V phase lower arm switching element 44 connecting the MOSFET source side and the diode anode side, and a W phase lower arm.
- the switching element 46 has a MOSFET source side and a diode anode side. And a midpoint of connecting the source side of the MOSFET of the switching element 41 of the U-phase upper arm and the anode side of the diode, and a drain side of the MOSFET of the switching element 42 of the U-phase lower arm.
- the midpoint connecting the cathode side of the diode is connected, and further, the midpoint connecting the MOSFET source side and the anode side of the diode of the switching element 43 of the V-phase upper arm, and the switching element 44 of the V-phase lower arm
- a midpoint connecting the drain side of the MOSFET and the cathode side of the diode is connected, and further, a midpoint connecting the MOSFET source side and the anode side of the diode of the switching element 45 of the W-phase upper arm, and a W-phase lower arm
- the midpoint of connecting the drain side of the MOSFET of the switching element 46 and the cathode side of the diode Which are connected to.
- the DC side of the inverter 40 is connected in parallel with the battery 10, the smoothing capacitor 20, and the voltage sensor 30.
- the three-phase AC side of the inverter 40 is connected to the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator of the motor 60 through the current sensor 50.
- the following description will be made on the assumption that the above-described combination of IGBT and diode is applied to the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46. (Explanation regarding correspondence between each switching element and each switching signal)
- the IGBT of the switching element 41 of the U-phase upper arm of the inverter 40 is turned on or off based on the switching signal Sup generated by the inverter control device 160.
- the IGBT of the switching element 42 of the U-phase lower arm of the inverter 40 is turned on or off based on the switching signal Sun generated by the inverter control device 160.
- the IGBT of the switching element 43 of the V-phase upper arm of the inverter 40 is turned on or off based on the switching signal Svp generated by the inverter control device 160.
- the IGBT of the switching element 44 of the V-phase lower arm of the inverter 40 is turned on or off based on the switching signal Svn generated by the inverter control device 160.
- the IGBT of the switching element 45 of the W-phase upper arm of the inverter 40 is turned on or off based on the switching signal Swp generated by the inverter control device 160.
- the inverter control device 160 includes a motor rotation number calculation unit 170, a three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180, a three-phase AC square wave voltage command generation unit 190, a first switching signal generation unit 200, 2 switching signal generation unit 210 and switching signal switching unit 220.
- the inverter control device 160 inputs the magnetic pole position ⁇ e of the rotor 64 of the motor 60 detected by the magnetic pole position sensor 70 to the motor rotational speed calculator 170, and calculates the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60.
- the inverter control device 160 includes a torque command T * of the motor 60 received from a host controller (not shown), and three-phase windings 61, 62, 63 wound around the stator of the motor 60 detected by the current sensor 50.
- the rotation speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the unit 170 is input to the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180, and the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * and the three-phase AC Modulation rate m of sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * and voltage phase angles ⁇ vu, ⁇ vv, ⁇ v corresponding to three-phase
- the inverter control device 160 first receives the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * calculated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 and a carrier signal carrier such as a triangular wave or a sawtooth wave.
- the first switching signals Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, and Swn1 are generated.
- the inverter control device 160 uses the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage command vu1 *, vv1 *, vw1 * calculated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 and the three-phase AC sine wave voltage command vu1 *.
- Vv1 *, vw1 *, the voltage phase angles ⁇ vu, ⁇ vv, ⁇ vw, and the rotation speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the motor rotation speed calculation section 170 are input to the three-phase AC square wave voltage command generation section 190.
- the three-phase AC square wave voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 * are calculated.
- inverter control device 160 has a three-phase AC square wave voltage command generator 190 that calculates three-phase AC square wave voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 *, and the maximum value of the phase voltage that inverter 40 can output.
- a reference value SV which is an intermediate value between the minimum values, is input to the second switching signal generation unit 210 to generate second switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, and Swn2.
- the detailed processing content of the second switching signal generation unit 210 will be described later.
- the inverter control device 160 includes the first switching signals Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, Swn1 generated by the first switching signal generation unit 200 and the second switching signal generation unit 210.
- Switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, Swn2, and the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the motor rotational speed calculation section 170 are input to the switching signal switching section 220, and the switching element of the inverter 40 Switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn for controlling on / off of the IGBTs 41, 42, 43, 44, 45, and 46 are generated.
- the motor rotation number calculation unit 170 substitutes the number of pole pairs Pp of the motor 60 and the magnetic pole position ⁇ e of the rotor 64 of the motor 60 detected by the magnetic pole position sensor 70 into the equation (1) to rotate the rotor 64 of the motor 60.
- the number ⁇ m is calculated.
- the motor rotation number calculation unit 170 inputs the calculated motor rotation number ⁇ m to the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190, and the switching signal switching unit 220. .
- FIG. 2 is a diagram illustrating the processing procedure of the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 according to the first embodiment of the present example.
- the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 acquires the torque command T * of the motor 60 transmitted from the host controller in step a1.
- step a2 the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 detects the three-phase AC current iu flowing in the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator of the motor 60 detected by the current sensor 50. , Iv, iw.
- the three-phase alternating current sine wave voltage command generation unit 180 acquires the input voltage Vin of the inverter 40 detected by the voltage sensor 30 in step a3.
- the three-phase alternating current sine wave voltage command generation unit 180 acquires the magnetic pole position ⁇ e of the rotor 64 of the motor 60 detected by the magnetic pole position sensor 70 in step a4.
- step a5 the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 acquires the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the motor rotational speed calculation unit 170.
- step a6 the three-phase AC sine wave voltage command generator 180 generates a d-axis current command id * and q corresponding to the combination of the torque command T * of the motor 60 and the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60.
- a shaft current command iq * is determined.
- the values of the dq axis current commands id * and iq * are stored in advance in the memory of the microcomputer in association with the combination of the torque command T * of the motor 60 and the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60.
- step a6 the dq axis current commands id * and iq * corresponding to the combination of the torque command T * of the motor 60 and the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 stored in advance in the memory of the microcomputer. Processing to call is executed.
- step a7 the three-phase alternating current sine wave voltage command generator 180 generates the three-phase alternating currents iu, iv, iw flowing in the three-phase windings 61, 62, 63 wound around the stator of the motor 60 and the motor.
- the magnetic pole position ⁇ e of 60 rotors 64 is substituted into equation (2), and the d-axis current id flowing in the d-axis of the motor 60 and the q-axis current iq flowing in the q-axis are calculated.
- step a8 the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 uses the dq axis current command value id *, iq determined in step a6 as the dq axis current id, iq calculated in step a7. Proportional integral control is performed so as to match *, and dq axis voltage commands vd * and vq * are generated.
- step a9 the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 obtains the input voltage Vin of the inverter 40 acquired in step a3 and the dq axis voltage commands vd * and vq * generated in step a8 ( 3) Substituting into the equation, the modulation factor m is calculated.
- step a10 the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 obtains (4) the magnetic pole position ⁇ e of the rotor 64 of the motor 60 and the dq axis voltage commands vd * and vq * generated in step a8. ) Is substituted into the equation to calculate the reference voltage phase angle ⁇ v.
- the reference voltage phase angle ⁇ v is calculated so as to be a value greater than or equal to 0 (zero) [rad] and less than 2 ⁇ [rad].
- step a11 the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 substitutes the modulation factor m calculated in step a9 and the reference voltage phase angle ⁇ v calculated in step a10 into the equation (5).
- Voltage phase angles ⁇ vu, ⁇ vv, ⁇ vw corresponding to the AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * and the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * are generated.
- the voltage phase angle ⁇ vw is calculated to be a value greater than or equal to 0 (zero) [rad] and less than 2 ⁇ [rad].
- the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * generated by the equation (5) are calculated using the modulation factor m, and are values normalized by the input voltage Vin of the inverter 40. is there.
- the magnitude of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * is 1, and the output of the inverter 40 is possible.
- the magnitude of the first three-phase AC voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * is -1.
- the peak value Cpk and the bottom value Cbt of the carrier carrier are respectively obtained. Since it can be fixed to 1 and ⁇ 1, the peak value Cpk and the bottom value Cbt of the carrier carrier can be stored as fixed values in the memory of the microcomputer in advance.
- the three-phase AC sine wave voltage command generator 180 outputs the modulation factor m calculated in step a9 and the voltage phase angle corresponding to the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * calculated in step a11. ⁇ vu, ⁇ vv, and ⁇ vw are input to the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190.
- the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 inputs the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * generated in step a11 to the first switching signal generation unit 200.
- FIG. 3 is a diagram for explaining the proportional-integral controller 300 for generating the d-axis voltage command vd * used in step a8 of the three-phase AC sine wave voltage command generating unit 180 according to the first embodiment.
- the proportional-plus-integral controller 300 for generating the d-axis voltage command vd * includes a subtractor 310, multipliers 320 and 330, an adder 340, and an integrator 350. (Description of function of proportional-integral controller for d-axis voltage command generation)
- the proportional-plus-integral controller 300 for generating the d-axis voltage command vd * includes the d-axis current command id * determined in step a6 of the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 and the d-axis current id calculated in step a7.
- the d-axis proportional gain Kpd and the d-axis integral gain Kid stored in the memory of the microcomputer in advance are acquired, and the acquired d-axis current command id *, d-axis current id, and d-axis proportional gain Kpd and d are acquired.
- a d-axis voltage command vd * is generated based on the shaft integral gain Kid.
- the proportional-plus-integral controller 300 for generating the d-axis voltage command vd * inputs the acquired d-axis current command id * and the d-axis current id to the subtracter 310, and the d-axis current id from the d-axis current command id *.
- the difference value ⁇ id obtained by subtracting is calculated.
- the proportional-plus-integral controller 300 for generating the d-axis voltage command vd * inputs the acquired d-axis proportional gain Kpd and the difference value ⁇ id calculated by the subtractor 310 to the multiplier 320, and d-axis proportional gain.
- a multiplication value vpd * obtained by multiplying Kpd and the difference value ⁇ id is calculated.
- the proportional-plus-integral controller 300 for generating the d-axis voltage command vd * inputs the acquired d-axis integral gain Kid and the difference value ⁇ id calculated by the subtractor 310 to the multiplier 330, and d-axis integral gain.
- a multiplication value ⁇ vid * obtained by multiplying Kid and the difference value ⁇ id is calculated.
- the proportional-plus-integral controller 300 for generating the d-axis voltage command vd * inputs the multiplication value ⁇ vid * calculated by the multiplier 330 to the integrator 350, and calculates the integral value vid * obtained by integrating the multiplication value ⁇ vid *. To do.
- FIG. 4 illustrates the proportional-plus-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * used in the process of step a8 of the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 according to the first embodiment of the present example.
- FIG. 4 illustrates the proportional-plus-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * used in the process of step a8 of the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 according to the first embodiment of the present example.
- the proportional-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * includes a subtracter 370, multipliers 380 and 390, an adder 400, and an integrator 410.
- the proportional-plus-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * includes the q-axis current command iq * determined at step a6 of the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180, the q-axis current iq calculated at step a7,
- the q-axis proportional gain Kpq and the q-axis integral gain Kiq previously stored in the memory of the microcomputer are acquired, and the acquired q-axis current command iq *, q-axis current iq, q-axis proportional gain Kpq and q
- a q-axis voltage command vq * is generated based on the integral gain for axis Kiq.
- the proportional-plus-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * inputs the acquired q-axis current command iq * and the q-axis current iq to the subtractor 370, and from the q-axis current command iq * to the q-axis current iq
- the difference value ⁇ iq obtained by subtracting is calculated.
- the proportional-plus-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * inputs the acquired q-axis proportional gain Kpq and the difference value ⁇ iq calculated by the subtractor 370 to the multiplier 380, and the q-axis proportional gain is calculated.
- a multiplication value vpq * obtained by multiplying Kpq by the difference value ⁇ iq is calculated.
- the proportional-plus-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * inputs the acquired q-axis integral gain Kiq and the difference value ⁇ iq calculated by the subtractor 370 to the multiplier 390, and the q-axis integral gain.
- a multiplication value ⁇ viq * obtained by multiplying Kiq by the difference value ⁇ iq is calculated.
- the proportional-plus-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * inputs the multiplication value ⁇ viq * calculated by the multiplier 390 to the integrator 410 and calculates the integration value viq * by integrating the multiplication value ⁇ viq *. To do.
- the proportional-plus-integral controller 360 for generating the q-axis voltage command vq * inputs the multiplication value vpq * calculated by the multiplier 380 and the integration value viq * calculated by the integrator 410 to the adder 400, and the multiplication value vpq. * And the integral value viq * are added to generate a q-axis voltage command vq *.
- FIG. 5 is a diagram for explaining the processing procedure of the first switching signal generation unit 200 according to the first embodiment of the present embodiment.
- the first switching signal Sup1 and the lower phase of the U-phase upper arm of the inverter 40 It is desirable to provide a dead time for the first switching signal Sun1 of the arm, and it is desirable to provide a dead time for the first switching signal Svp1 of the V-phase upper arm and the first switching signal Svn1 of the V-phase lower arm. Furthermore, the first switching signal Swp1 of the W-phase upper arm and It is desirable to provide a dead time to the first switching signal Swn1 phase lower arm but, in this embodiment, will be omitted dead time.
- the first switching signal generation unit 200 acquires the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 in Step b1.
- step b2 the first switching signal generator 200 generates the carrier carrier generated based on the carrier carrier peak value Cpk, the bottom value Cbt, and the carrier frequency f carrier previously stored in the memory of the microcomputer. get.
- step b3 the first switching signal generator 200 determines whether or not the value of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or greater than the value of the carrier carrier.
- step b3 when the value of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or greater than the value of the carrier carrier, the first switching signal generation unit 200 determines in step b4 the first phase of the U-phase lower arm. After the switching signal Sun1 is set off, in step b5, the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm is set on.
- the first switching signal generator 200 determines that the U-phase upper arm first in step b6. After the 1 switching signal Sup1 is set off, the first switching signal Sun1 of the U-phase lower arm is set on in step b7.
- step b8 the first switching signal generator 200 determines whether or not the value of the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or greater than the value of the carrier carrier.
- step b8 when the value of the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or greater than the value of the carrier carrier, the first switching signal generation unit 200 selects the first V-phase lower arm first in step b9. After the switching signal Svn1 is set off, in step b10, the first switching signal Svp1 of the V-phase upper arm is set on.
- the first switching signal generator 200 in step b11, After the first switching signal Svp1 is set off, in step b12, the first switching signal Svn1 of the V-phase lower arm is set on.
- step b13 the first switching signal generator 200 determines whether or not the value of the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than the value of the carrier carrier.
- step b13 when the value of the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than the value of the carrier carrier, the first switching signal generator 200 determines in step b14 that the first W-phase lower arm first After the switching signal Swn1 is set off, in step b15, the first switching signal Swp1 of the W-phase upper arm is set on.
- the first switching signal generator 200 determines whether the W-phase upper arm first in step b16. After the first switching signal Swp1 is set off, in step b17, the first switching signal Swn1 of the W-phase lower arm is set on.
- the first switching signal generation unit 200 inputs the generated first switching signals Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, and Swn1 of the upper and lower arms of each phase to the switching signal switching unit 220.
- the first switching signal generation unit 200 repeatedly performs the above-described processing every predetermined calculation cycle.
- the first switching signals Sup1, Sun1, Svp1 By generating Svn1, Swp1, and Swn1, the three-phase winding 61 wound around the stator of the motor 60 when the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is in the low rotation region and the middle rotation region. , 62, 63, the harmonic components of the three-phase alternating currents iu, iv, iw can be suppressed.
- FIG. 6 shows three-phase AC sine wave voltage commands vu1 * and vv1 generated by the three-phase AC sine wave voltage command unit 180 in the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 according to the first embodiment of the present embodiment. It is a figure explaining the processing content in case the modulation factor m of * and vw1 * is 1.273 or more.
- step c1 the three-phase alternating current square wave voltage command generation unit 190 acquires the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the motor rotational speed calculation unit 170.
- the three-phase alternating current square wave voltage command generation unit 190 acquires the modulation factor m calculated by the three-phase alternating current sine wave voltage command generation unit 180 in step c2.
- the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 corresponds to the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * calculated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 in step c3.
- the voltage phase angles ⁇ vu, ⁇ vv, ⁇ vw are acquired.
- step c4 the three-phase alternating current square wave voltage command generation unit 190 determines whether or not the motor rotation speed ⁇ m acquired in step c1 is equal to or higher than a predetermined rotation speed ⁇ mpre.
- the predetermined rotation speed ⁇ mpre is obtained by switching signals Sup, Sun, Svp, Svn input to the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40 in the switching signal switching unit 220 described later.
- step c4 if the motor rotational speed ⁇ m is equal to or greater than the predetermined rotational speed ⁇ mpre, the three-phase alternating current square wave voltage command generation unit 190 determines that the modulation factor m acquired in step c2 in step c5 is It is determined whether it is 1.273 or more.
- step c5 when the modulation factor m is 1.273 or more, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines the voltage phase angle corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * in step c6. It is determined whether ⁇ vu is equal to or greater than ⁇ / 2.
- step c6 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than ⁇ / 2, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines the U-phase in step c7. It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the AC sine wave voltage command vu1 * is 3 ⁇ / 2 or more.
- step c7 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or greater than 3 ⁇ / 2, the 3-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines the U-phase in step c8.
- AC square wave voltage command vu2 * is set to the maximum phase voltage that inverter 40 can output.
- the maximum phase voltage that can be output from the inverter 40 is standardized by the input voltage Vin of the inverter 40. Specifically, the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is standardized to be 1.
- step c6 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than ⁇ / 2, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 performs step c8 described above. Perform the process.
- the three-phase AC square wave voltage command generator 190 in step c9 The U-phase AC square wave voltage command vu2 * is set to the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is standardized by the input voltage Vin of the inverter 40.
- the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is standardized to be -1.
- step c10 the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is ⁇ / 2 or more.
- step c10 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than ⁇ / 2, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the AC sine wave voltage command vv1 * is 3 ⁇ / 2 or more.
- step c11 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is 3 ⁇ / 2 or more, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- the AC square wave voltage command vv2 * is set to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step c10 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than ⁇ / 2, the three-phase square wave voltage command generation unit 190 performs the above-described step c12. Perform the process.
- the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 V-phase AC square wave voltage command vv2 * is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from inverter 40.
- step c14 the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is ⁇ / 2 or more.
- step c14 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than ⁇ / 2, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines the W-phase in step c15. It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the AC sine wave voltage command vw1 * is 3 ⁇ / 2 or more.
- step c15 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is 3 ⁇ / 2 or more, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines the W-phase in step c16.
- the AC square wave voltage command vw2 * is set to 1, which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step c14 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than ⁇ / 2, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 performs the above-described step c16. Perform the process.
- the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 The W-phase AC square wave voltage command vw2 * is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step c4 when the motor rotational speed ⁇ m is not equal to or higher than the predetermined rotational speed ⁇ mpre, the three-phase alternating current square wave voltage command generator 190 generates the three-phase alternating current square wave voltage commands vu2 *, vv2 *, vw2. Retain the previous value without newly updating *.
- Step c5 when the modulation factor m is not 1.273 or more, the three-phase alternating current square wave voltage command generation unit 190 performs processing in which the modulation factor m described later is less than 1.273.
- the three-phase alternating current square wave voltage command generation unit 190 repeatedly performs the above-described processing every predetermined calculation cycle of the microcomputer.
- the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * is 1.273 or more
- the three-phase AC square wave voltage commands vu2 *, vv2 * By generating vw2 *, the fundamental waves of the three-phase AC square wave voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 * can be matched with the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 *.
- the voltage utilization factor of the inverter 40 can be improved.
- FIG. 7 shows three-phase AC sine wave voltage commands vu1 * and vv1 generated by the three-phase AC sine wave voltage command unit 180 in the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 according to the first embodiment of the present embodiment. It is a figure explaining the processing content in case the modulation factor m of * and vw1 * is less than 1.273.
- step d1 the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 sets predetermined voltage phase angles ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 corresponding to the modulation factor m.
- the predetermined voltage phase angles ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 are stored in advance in the memory of the microcomputer in correspondence with the magnitude of the modulation factor m.
- the predetermined voltage phase angles ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 are obtained by changing the fundamental wave of the three-phase AC square wave voltages vu2 *, vv2 *, vw2 * generated by using the processing described later to the three-phase AC sine wave voltage command vu1 *, It is set in advance so as to coincide with vv1 * and vw1 *.
- the predetermined voltage phase angles ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 are obtained by changing the three-phase AC square wave voltages vu2 *, vv2 *, vw2 * generated by using a process described later to the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, It is set in advance so as to have a symmetrical waveform in the positive and negative periods of vw1 *.
- the fundamental wave of the three-phase AC square wave voltages vu2 *, vv2 *, and vw2 * is a three-phase AC sine. There is no problem even if the number set to a predetermined voltage phase angle is increased or decreased so as to coincide with the wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 *.
- step d2 the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines whether the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or greater than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1. Determine whether or not.
- step d2 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d3, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2.
- step d3 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d4, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or greater than a third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3.
- step d4 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d5, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4.
- step d5 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d6, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5.
- step d6 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- step d7 it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6.
- step d7 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d8, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7.
- step d8 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d9, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than an eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8.
- step d9 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- step d10 it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9.
- step d10 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d11, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10.
- step d11 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d12, the U-phase AC square wave voltage command vu2 * is set to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step d2 if the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or greater than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d12 described above.
- step d4 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or greater than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d12 described above.
- step d6 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d12 described above.
- step d8 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d12 described above.
- step d10 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d12 described above.
- the three-phase AC square wave voltage command generator 190 In step d13, the U-phase AC square wave voltage command vu2 * is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step d5 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d13 described above.
- step d7 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d13 described above.
- step d9 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or greater than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d13 described above.
- step d11 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or greater than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d13 described above.
- step d14 the three-phase AC square wave voltage command generator 190 determines whether the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or greater than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1. Determine whether or not.
- step d14 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or greater than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d15, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2.
- Step d15 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d16, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or greater than a third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3.
- step d16 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- step d17 it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4.
- step d17 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d18, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5.
- step d18 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d19, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6.
- step d19 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- step d20 it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7.
- step d20 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d21, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or greater than an eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8.
- step d21 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or greater than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- step d22 it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9.
- step d22 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d23, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10.
- step d23 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d24, the V-phase AC square wave voltage command vv2 * is set to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step d14 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d24 described above.
- step d16 if the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 Performs the process of step d24 described above.
- step d18 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d24 described above.
- step d20 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d24 described above.
- step d22 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d24 described above.
- step d15 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 In step d25, the V-phase AC square wave voltage command vv2 * is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step d17 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d25 described above.
- step d19 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d25 described above.
- step d21 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d25 described above.
- step d23 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d25 described above.
- step d26 the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 determines that the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is greater than or equal to the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1. Determine whether or not.
- step d26 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d27, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2.
- Step d27 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d28, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3.
- step d28 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- step d29 it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4.
- step d29 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d30, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5.
- step d30 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d31, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6.
- step d31 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- step d32 it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7.
- step d32 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d33, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than an eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8.
- step d33 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190
- step d34 it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9.
- step d34 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d35, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10.
- Step d35 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 In step d36, the W-phase AC square wave voltage command vw2 * is set to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step d26 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d36 described above.
- step d28 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or greater than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d36 described above.
- step d30 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d36 described above.
- step d32 If the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or greater than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7 in step d32, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d36 described above.
- step d34 If the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9 in step d34, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d36 described above.
- the three-phase AC square wave voltage command generator 190 In step d37, the W-phase AC square wave voltage command vw2 * is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step d29 If the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or greater than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4 in step d29, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d37 described above.
- step d31 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 Performs the process of step d37 described above.
- step d33 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or greater than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d37 described above.
- step d35 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or greater than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC square wave voltage command generator 190 Performs the process of step d37 described above.
- the three-phase alternating current square wave voltage command generation unit 190 repeatedly performs the above-described processing every predetermined calculation cycle of the microcomputer.
- the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * is less than 1.273
- the three-phase AC square wave voltage commands vu2 *, vv2 * By generating vw2 *, the fundamental waves of the three-phase AC square wave voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 * can be matched with the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 *.
- FIG. 8 is a diagram illustrating the processing procedure of the second switching signal generation unit 210 according to the first embodiment of the present example.
- second switching signal Sup2 of U-phase upper arm of inverter 40 and lower of U-phase It is desirable to provide a dead time for the second switching signal Sun2 of the arm, and it is desirable to provide a dead time for the second switching signal Svp2 of the V-phase upper arm and the second switching signal Svn2 of the V-phase lower arm.
- the second switching signals Swp and W of the W-phase upper arm Although it is desirable to provide a dead time to the second switching signal Swn on the lower arm, in the present embodiment, it will be omitted dead time.
- step e1 the second switching signal generation unit 210 acquires the three-phase AC square wave voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 * generated by the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190.
- step e2 the second switching signal generation unit 210 acquires a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step e3 the second switching signal generator 210 determines whether or not the value of the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * is equal to or greater than the reference value SV.
- step e3 when the value of the U-phase AC square wave voltage command vu2 * is equal to or larger than the reference value SV, the second switching signal generator 210 determines that the second phase of the U-phase lower arm in step e4. In step e5, the second switching signal Sup2 for the U-phase upper arm is set to on.
- the second switching signal generator 210 determines that the U-phase upper arm is in step e6. After setting the second switching signal Sup2 to OFF, in step e7, the second switching signal Sun2 for the U-phase lower arm is set to ON.
- step e8 the second switching signal generator 210 determines whether or not the value of the V-phase AC square wave voltage command vv2 * is equal to or greater than the reference value SV.
- step e8 when the value of the V-phase AC square wave voltage command vv2 * is equal to or larger than the reference value SV, the second switching signal generator 210 determines that the second phase of the V-phase lower arm in step e9. In step e10, the second switching signal Svp2 for the V-phase upper arm is set to ON.
- the second switching signal generator 210 determines that the V-phase upper arm is in step e11. After the second switching signal Svp2 is set to OFF, in step e12, the second switching signal Svn2 for the V-phase lower arm is set to ON.
- step e13 the second switching signal generator 210 determines whether or not the value of the W-phase AC square wave voltage command vw2 * is equal to or greater than the reference value SV.
- step e13 if the value of the W-phase AC square wave voltage command vw2 * is equal to or greater than the reference value SV, the second switching signal generator 210 determines that the second switching signal of the W-phase lower arm in step e14. In step e15, the second switching signal Swp2 for the W-phase upper arm is set to on.
- the second switching signal generator 210 determines that the W-phase upper arm is in step e16. After setting the second switching signal Swp2 to OFF, in step e17, the second switching signal Swn2 for the W-phase lower arm is set to ON.
- the second switching signal generator 210 inputs the generated second switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, and Swn2 of the upper and lower arms of each phase to the switching signal switching unit 220.
- the second switching signal generation unit 210 repeatedly performs the above-described processing every predetermined calculation cycle of the microcomputer.
- the second switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, and Swn2 generated based on the three-phase alternating current square wave voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 * and the reference value SV are three-phase alternating current sine.
- the first switching signals Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, Swn1 generated based on the wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * and the carrier carrier the number of times of switching on and off is small.
- the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46 of the inverter 40 are controlled to be turned on and off.
- the loss accompanying switching of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40 can be reduced.
- the second switching signals Sup2 and Sun2 of the U-phase upper and lower arms are symmetrical in the positive and negative periods of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *
- the second switching signals Svp2 and Svn2 of the V-phase upper and lower arms are
- the second switching signals Swp2 and Swn2 of the W-phase upper and lower arms are symmetric with respect to the positive and negative of the W-phase AC sine wave voltage command vv1 *. It becomes symmetrical in the period.
- the switching elements 41, 42, 43, 44, 45 of the inverter 40 are used by using the second switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, Swn2. , 46 can be applied to the three-phase windings 61, 62, 63 wound around the stator of the motor 60 by controlling on / off of the IGBTs 46 and 46.
- FIG. 9 is a diagram illustrating the processing procedure of the switching signal switching unit 220 according to the first embodiment of the present example.
- the switching signal switching unit 220 obtains the first switching signals Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, and Swn1 generated by the first switching signal generation unit 200 in Step f1.
- the switching signal switching unit 220 acquires the second switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, and Swn2 generated by the second switching signal generation unit 210 in Step f2.
- the switching signal switching unit 220 acquires the rotation speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the motor rotation number calculation unit 170 in step f3.
- step f4 the switching signal switching unit 220 determines the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40 according to the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 acquired in step f3.
- Switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn that control ON and OFF of the first switching signal Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, Swn1, and the first switching signal that are acquired in step f2. 2 of switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, and Swn2.
- the second switching signal generator 210 is used as a switching signal Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn for controlling on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40.
- the second switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, and Swn2 generated in step 1 at least the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is equal to or higher than the predetermined motor rotational speed ⁇ mpre.
- the first switching signal generation unit 200 is used as the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn for controlling on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46 of the inverter 40.
- the first switching signals Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, and Swn1 generated in step 1 at least the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is less than a predetermined motor rotational speed ⁇ mpre.
- the value of the predetermined motor rotation speed ⁇ mpre is stored in advance in the memory of the microcomputer.
- Swp, Swn by changing the setting of the first switching signal Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, Swn1 to the second switching signal Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, Swn2
- Even when the child 64 is rotating at a high speed currents that are symmetric with respect to the positive and negative can be passed through the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator of the motor 60, so that torque fluctuations of the motor 60 can be reduced.
- the switching frequency of the inverter 40 can be reduced, It can also be more efficient.
- the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp for controlling the on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40 , Swn is switched from the second switching signal Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, Swn2 to the first switching signal Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, Swn1, thereby rotating the rotor 64 of the motor 60.
- positive and negative symmetrical currents can flow through the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator of the motor 60, thereby reducing torque fluctuations of the motor 60.
- the efficiency of the motor can be improved.
- the first switching signals Sup1, Sun1, and the first switching signals Sup1 and Sun1 that are generated by the first switching signal generator 200 according to the rotation speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 that is calculated by the motor rotation number calculator 170.
- Switch between sine wave control and rectangular wave control simply by switching Svp1, Svn1, Swp1, Swn1 and the second switching signal Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, Swn2 generated by the second switching signal generator 210. Therefore, sine wave control and rectangular wave control can be switched with a small amount of calculation.
- FIG. 10 illustrates a case where the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 according to the first embodiment of the present example is less than 1.0. It is a figure explaining the relationship between U-phase alternating current sine wave voltage command vu1 * and U phase alternating current square wave voltage command vu2 * produced
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * can be output from the inverter 40 when the voltage phase angle ⁇ vu of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is less than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1. It is fixed at 1 which is the maximum value of the correct phase voltage.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * is equal to or greater than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1 and less than the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 in the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *. In this case, it is fixed at ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has a voltage phase angle ⁇ vu greater than or equal to the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 and less than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3.
- the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is fixed to 1.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has a voltage phase angle ⁇ vu greater than or equal to the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3 and less than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4. In this case, it is fixed at ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has a voltage phase angle ⁇ vu greater than or equal to the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4 and less than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5.
- the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is fixed to 1.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has a voltage phase angle ⁇ vu of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * that is equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5 and less than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6. In this case, it is fixed at ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has a voltage phase angle ⁇ vu greater than or equal to the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6 and less than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7.
- the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is fixed to 1.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has a voltage phase angle ⁇ vu greater than or equal to the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7 and less than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8. In this case, it is fixed at ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has a voltage phase angle ⁇ vu greater than or equal to the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8 and less than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9.
- the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is fixed to 1.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has a voltage phase angle ⁇ vu of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * that is greater than or equal to the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9 and less than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10. In this case, it is fixed at ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * is a phase voltage that can be output by the inverter 40 when the voltage phase angle ⁇ vu of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10. Is fixed to 1, which is the maximum value of.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * generated in this way is fixed to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 before and after the peak of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *.
- the period of time that is fixed to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40, is relatively long.
- the period during which the phase voltage that can be output from the inverter 40 is fixed to 1 and the minimum value ⁇ 1 is relatively short.
- the fundamental wave of the U-phase AC square wave voltage command vu2 * generated in this way matches the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *.
- the relationship between the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * and the U-phase AC square wave voltage command vu2 * has been described as an example.
- the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * and the V-phase AC square wave voltage command The same applies to the relationship between vv2 *, and the same applies to the relationship between the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * and the W-phase AC square wave voltage command vw2 *.
- the U-phase AC sine wave voltage when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 is 1.0 or more and less than 1.273.
- the relationship between the command vu1 * and the U-phase AC square wave voltage command vu2 * generated by the three-phase AC square wave voltage command generation unit 190 will be described.
- the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 according to the first embodiment of the present embodiment is 1.0 or more. It is a figure explaining the relationship between U-phase alternating current sine wave voltage command vu1 * when it is less than 273, and U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * produced
- the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 1.0 or more and less than 1.273 is the U-phase AC sine wave voltage command.
- the modulation factor m of vu1 * is a larger value than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1 (see FIG. 10) when it is less than 1.0.
- the interval between the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1 and the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 1.0 or more and less than 1.273. (Refer to FIG. 11) is the difference between the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1 and the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is less than 1.0. It becomes smaller than the interval (see FIG. 10).
- the interval between the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 and the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 1.0 or more and less than 1.273. (Refer to FIG. 11) is the difference between the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 and the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is less than 1.0. It becomes smaller than the interval (see FIG. 10).
- the interval between the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5 and the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 1.0 or more and less than 1.273. (Refer to FIG. 11) is the difference between the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5 and the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is less than 1.0. It becomes larger than the interval (see FIG. 10).
- the interval between the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9 and the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 1.0 or more and less than 1.273. (Refer to FIG. 11) is the difference between the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9 and the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is less than 1.0. It becomes smaller than the interval (see FIG. 10).
- the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10 when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 1.0 or more and less than 1.273 is the U-phase AC sine wave.
- the modulation rate m of the voltage command vu1 * is a smaller value than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10 (see FIG. 10) when it is less than 1.0.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * (see FIG. 11) generated when the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 1.0 or more and less than 1.273 is U-phase AC Compared to the U-phase AC square wave voltage command vu2 * (see FIG. 10) generated when the modulation factor m of the sine wave voltage command vu1 * is less than 1.0, the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * Before and after the peak, the period for fixing to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is lengthened, and before and after the bottom of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *, the minimum phase voltage that can be output by the inverter 40 is set.
- the period for fixing to the value ⁇ 1 is lengthened, and before and after the zero crossing of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *, the maximum phase voltage that can be output from the inverter 40 is fixed to 1 and the minimum value is ⁇ 1. Shorten the period to do.
- the fundamental wave of the U-phase AC square wave voltage command vu2 * generated in this way matches the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *.
- a predetermined wave is obtained so that the fundamental wave of the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * coincides with the U-phase alternating current sine wave voltage command vu1 *.
- the voltage phase angles ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 are set in advance as described above and stored in the memory of the microcomputer.
- FIG. 12 illustrates a case where the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 according to the first embodiment of the present example is 1.273. It is a figure explaining the relationship between U-phase alternating current sine wave voltage command vu1 * and the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * produced
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * is, as described above, the voltage phase of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *.
- the angle ⁇ vu is less than ⁇ / 2, it is fixed at 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * is the phase voltage that the inverter 40 can output when the voltage phase angle ⁇ vu of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not less than ⁇ / 2 and less than 3 ⁇ / 2.
- the minimum value is fixed to -1.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * is the maximum value of the phase voltage that can be output by the inverter 40 when the voltage phase angle ⁇ vu of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 3 ⁇ / 2 or more. Fixed to.
- the U-phase AC square wave voltage command vu2 * generated in this way is fixed to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output by the inverter 40 during the period when the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is positive. In the period when the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is negative, it is fixed to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that the inverter 40 can output.
- the fundamental wave of the U-phase AC square wave voltage command vu2 * generated in this way matches the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm generated based on the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * and the carrier carrier will be described as an example.
- FIG. 13 shows the U-phase alternating current sine wave voltage command vu1 * and the carrier carrier when the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment of the present embodiment is in a high rotation region of a predetermined rotation speed ⁇ mpre or higher. It is a figure explaining the waveform of the 1st switching signal Sup1 of the U phase upper arm generated based on it.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm is set to a signal that turns on when the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or higher than the carrier carrier, and the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *. Is set to a signal that turns off when is not greater than or equal to the carrier carrier.
- the period during which the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * decreases from the peak value to 0 (zero) is defined as period A1
- the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is from 0 (zero) to the bottom value.
- the period during which the U phase AC sine wave voltage command vu1 * rises from the bottom value to 0 (zero) is the period A3, and the U phase AC sine wave voltage command vu1 * is 0 (zero). Is defined as a period A4.
- the waveform of the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A1 and the period A3 described above is generated symmetrically, and the U phase in the period A2 and the period A4 described above is generated. It is necessary to generate the waveform of the first switching signal Sup1 of the upper arm symmetrically and reduce the harmonics of the U-phase current iu flowing through the U-phase winding 61 of the stator of the motor 60.
- the waveform of the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A1 and the period A3 is asymmetric.
- the waveform of the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A2 and the period A4 is asymmetric.
- the waveform of the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A1 and the period A3 is asymmetric, and the waveform of the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A2 and the period A4 described above. Is asymmetric.
- FIG. 14 shows the U-phase alternating current sine wave voltage command vu1 * and the carrier carrier when the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment of the present embodiment is in a high rotation region of a predetermined rotation speed ⁇ mpre or more. It is a figure explaining that the waveform of the 1st switching signal Sup1 of the U-phase upper arm generated based on it is asymmetric between period A1 and period A3 mentioned above.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A1 changes from on to off
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A3 changes from on to off or is turned on. It is in a fixed state.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A1 changes from OFF to ON, the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A3 is fixed in the OFF state. is there.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A3 changes from OFF to ON
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A1 is fixed to ON. is there.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A3 changes from on to off
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A1 changes from on to off. is there.
- the first of the U-phase upper arm in period A1 In order for the waveforms of the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A1 and the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A3 to be symmetrical, the first of the U-phase upper arm in period A1
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A3 needs to change from OFF to ON at the timing when the switching signal Sup1 of the A-phase changes from on to off, and further, the U-phase upper arm in the period A1
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A3 needs to change from on to off at the timing when the first switching signal Sup1 changes from off to on.
- FIG. 15 shows the U-phase alternating current sine wave voltage command vu1 * and the carrier carrier when the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment of the present embodiment is in a high rotation region of a predetermined rotation speed ⁇ mpre or more. It is a figure explaining that the waveform of the 1st switching signal Sup1 of the U-phase upper arm generated based on it is asymmetric between period A2 and period A4 mentioned above.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A4 is fixed off.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A4 is fixed on.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A4 changes from on to off, the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A2 is fixed in the off state. is there.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A4 changes from OFF to ON
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A2 is fixed to ON. is there.
- the first switching signal Sup1 in the U-phase upper arm in period A2 In order for the waveforms of the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A2 and the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A4 to be symmetrical, the first switching signal Sup1 in the U-phase upper arm in period A2
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in the period A4 needs to change from OFF to ON at the timing when the switching signal Sup1 of the period changes from ON to OFF, and further, the U-phase upper arm in the period A2
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm in period A4 needs to change from on to off at the timing when the first switching signal Sup1 changes from off to on.
- the first switching signal Sup1 of the U-phase upper arm has been described as an example.
- the first switching signal Sun1 of the U-phase lower arm the first switching signals Svp1 and Svn1 of the V-phase upper and lower arms, and the W-phase upper and lower
- the switching signals Sup1, Sun1, Svp1, Svn1 generated by comparing the fixed frequency carrier and the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 *,
- Swp1 and Swn1 are applied to the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn that control ON / OFF of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46 of the inverter 40.
- harmonics are generated in the three-phase alternating currents iu, iv, and iw flowing in the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator of the motor 60, and the torque fluctuation of the motor 60 increases.
- the second switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2 By applying Swn2 to the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn for controlling on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40, the motor 60 It will be described that harmonic fluctuations of the three-phase alternating currents iu, iv, and iw flowing through the three-phase windings 61, 62, and 63 wound around the stator can be reduced and torque fluctuations of the motor 60 can be reduced.
- the signal Sup2 will be described as an example.
- FIG. 16 shows the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * and the inverter 40 when the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment of the present embodiment is in a high rotation region equal to or higher than a predetermined rotation speed ⁇ mpre. It is a figure explaining the waveform of 2nd switching signal Sup2 of the U-phase upper arm produced
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm is a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that the U-phase AC square wave voltage command vu2 * can output.
- the period during which the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * decreases from the peak value to 0 (zero) is defined as period B1, and the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is from 0 (zero) to the bottom value.
- the period during which the U phase AC sine wave voltage command vu1 * rises from the bottom value to 0 (zero) is the period B3, and the U phase AC sine wave voltage command vu1 * is 0 (zero).
- a period from the peak to the peak value is defined as period B4.
- the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B1 and the period B3 described above is generated symmetrically, and the U phase in the period B2 and the period B4 described above is generated. It is necessary to generate the waveform of the second switching signal Sup2 of the upper arm symmetrically and reduce the harmonics of the U-phase current iu flowing through the U-phase winding 61 of the stator of the motor 60.
- the predetermined voltage phase angles ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 are set in advance so that the U-phase AC square wave voltage vu2 * has a symmetric waveform in the positive and negative periods of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *. Therefore, the U-phase AC square wave voltage vu2 * in the period B1 and the period B3 described above has a symmetric waveform, and the U-phase AC square wave voltage vu2 * in the period B2 and the period B4 described above has a symmetric waveform.
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm generated by comparing the value and the reference value SV that is the minimum value has a symmetric waveform in the period B1 and the period B3, and a symmetric waveform in the period B2 and the period B4.
- the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B1 and the period B3 is symmetric, and the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B2 and the period B4 described above.
- the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B2 and the period B4 described above is symmetric.
- FIG. 17 shows the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * and the inverter 40 when the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment of the present embodiment is in a high rotation range equal to or higher than a predetermined rotation speed ⁇ mpre.
- the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm generated based on the reference value SV that is the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output is symmetric in the above-described period B1 and period B3. It is a figure explaining.
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B1 changes from on to off
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B3 changes from off to on.
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B1 changes from off to on
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B3 changes from on to off. is there.
- the second phase of the U-phase upper arm in period B1 In order for the waveforms of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in period B1 and the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in period B3 to be symmetrical, the second phase of the U-phase upper arm in period B1
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B3 needs to change from OFF to ON at the timing when the switching signal Sup2 of the B2 changes from on to off, and further, the U-phase upper arm in the period B1
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B3 needs to change from on to off at the timing when the second switching signal Sup2 changes from off to on.
- the reference is such that the rotor 64 of the motor 60 has the maximum and minimum values of the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * and the phase voltage that can be output from the inverter 40 in a high rotation range of a predetermined rotation speed ⁇ mpre or more. It can be seen that the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm generated based on the value SV is symmetric between the period B1 and the period B3 described above.
- FIG. 18 shows the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * and the inverter 40 when the rotor 64 of the motor 60 according to the first embodiment of the present embodiment is in a high rotation range equal to or higher than a predetermined rotation speed ⁇ mpre.
- the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm generated based on the reference value SV, which is the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output, is symmetrical between the period B2 and the period B4 described above. It is a figure explaining.
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B4 changes from ON to OFF.
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in period B2 changes from on to off
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in period B4 changes from off to on. is there.
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in period B4 changes from OFF to ON
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in period B2 changes from ON to OFF. is there.
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in period B4 needs to change from OFF to ON at the timing when the switching signal Sup2 of the period changes from ON to OFF, and further, the U-phase upper arm in the period B2
- the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm in the period B4 needs to change from on to off at the timing when the second switching signal Sup2 changes from off to on.
- the reference is such that the rotor 64 of the motor 60 has the maximum and minimum values of the U-phase alternating current square wave voltage command vu2 * and the phase voltage that can be output from the inverter 40 in a high rotation range of a predetermined rotation speed ⁇ mpre or more. It can be seen that the waveform of the second switching signal Sup2 of the U-phase upper arm generated based on the value SV is symmetric between the period B2 and the period B4 described above.
- FIG. 19 illustrates the switching signals set to the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn for controlling the on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40.
- FIG. 19 illustrates the switching signals set to the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn for controlling the on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40.
- the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40 are turned on and off.
- the second switching signals Sup2, Sun2, Svp2, Svn2, Swp2, and Swn2 are applied as the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn.
- a switching signal for controlling on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40 a switching signal for controlling on / off of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40.
- the first switching signals Sup1, Sun1, Svp1, Svn1, Swp1, Swn1 are applied as Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn.
- FIG. 20 is a diagram illustrating the vehicle system according to the second embodiment of the present example.
- the inverter control device 500 includes a motor rotation number calculation unit 170, a three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180, a three-phase AC voltage command transformation unit 510, and a switching signal generation unit 520.
- a motor rotation number calculation unit 170 receives the magnetic pole position ⁇ e of the rotor 64 of the motor 60 from the motor rotational speed calculator 170, and calculates the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60.
- processing content of the motor rotation number calculation unit 170 is the same processing content as that of the first embodiment of the present embodiment described above, description thereof will be omitted.
- the inverter control device 500 includes a torque command T * of the motor 60 received from a host controller (not shown), and three-phase windings 61, 62, 63 wound around the stator of the motor 60 detected by the current sensor 50.
- the rotation speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the unit 170 is input to the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180, and the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * and the three-phase AC Modulation rate m of sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * and voltage phase angles ⁇ vu, ⁇ vv, ⁇ v corresponding to three-phase
- processing content of the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 is the same processing content as that of the first embodiment of the present embodiment described above, description thereof will be omitted.
- inverter control device 500 has three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 * calculated by three-phase AC sine wave voltage command generator 180, and three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *. , Vw1 * modulation factor m, voltage phase angles ⁇ vu, ⁇ vv, ⁇ vw corresponding to the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 *, and rotation of the motor 60 calculated by the motor rotation number calculation unit 170
- the rotation speed ⁇ m of the child 64 is input to the three-phase AC voltage command deforming unit 510, and three-phase AC deformed wave voltage commands vu1 **, vv1 **, and vw1 ** are calculated.
- the inverter control device 500 includes a three-phase AC deformed wave voltage command vu1 **, vv1 **, vw1 ** calculated by the three-phase AC voltage command deforming unit 510, a carrier signal carrier such as a triangular wave or a sawtooth wave,
- the reference value SV which is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40, and the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the motor rotational speed calculation unit 170 are supplied to the switching signal generation unit 520.
- the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn that control ON / OFF of the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46 of the inverter 40 are generated.
- FIGS. 21 and 22 are diagrams illustrating the processing procedure of the three-phase AC voltage command deforming unit 510 according to the second embodiment of the present example.
- FIG. 21 shows three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command unit 180 in the three-phase AC voltage command deforming unit 510 according to the second embodiment of the present embodiment. It is a figure explaining the processing content in case the modulation factor m of vw1 * is 1.273 or more.
- step g1 the three-phase AC voltage command deforming unit 510 acquires the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the motor rotational speed calculating unit 170.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 acquires the modulation factor m generated by the three-phase AC sine wave voltage command generating unit 180 in Step g2.
- step g3 the three-phase AC voltage command deforming unit 510 acquires the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generating unit 180.
- step g4 the three-phase AC voltage command transformation unit 510 performs voltage phases corresponding to the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180.
- the angles are obtained as ⁇ vu, ⁇ vv, and ⁇ vw.
- step g5 the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines whether or not the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 acquired in step g1 is equal to or higher than a predetermined rotational speed ⁇ mpre.
- step g5 when the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is equal to or higher than the predetermined rotational speed ⁇ mpre, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 in step g6 obtains the modulation factor m acquired in step g2. Is greater than or equal to 1.273.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines that the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is ⁇ at step g7. Whether or not / 2 or more is determined.
- step g7 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than ⁇ / 2, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines that the U-phase AC sine wave in step g8. It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the voltage command vu1 * is 3 ⁇ / 2 or more.
- step g8 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is 3 ⁇ / 2 or more, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 in step g9
- the wave voltage command vu1 ** is set to the maximum value of the phase voltage that the inverter 40 can output.
- the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is standardized to be 1 as in the first embodiment of the present example described above.
- step g7 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than ⁇ / 2, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs the process of step g9 described above. To implement.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines that the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * AC deformation wave voltage command vu1 ** is set to the minimum value of the phase voltage that can be output from inverter 40.
- the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 is standardized to be ⁇ 1 as in the first embodiment of the present embodiment described above.
- step g11 the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is ⁇ / 2 or more.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines in step g12 that the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is greater than ⁇ / 2. It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the wave voltage command vv1 * is 3 ⁇ / 2 or more.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines that the V-phase AC deformation in step g13.
- the wave voltage command vv1 ** is set to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step g11 If the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than ⁇ / 2 in step g11, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs the process in step g13 described above. To implement.
- the 3-phase AC voltage command deforming unit 510 determines that the V phase
- the AC deformation wave voltage command vv1 ** is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step g15 the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is ⁇ / 2 or more.
- step g15 If the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than ⁇ / 2 in step g15, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines in step g16 that the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is greater than or equal to ⁇ / 2. It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the wave voltage command vw1 * is 3 ⁇ / 2 or more.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 in step g17 The wave voltage command vw1 ** is set to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step g15 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than ⁇ / 2, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs the process of step g17 described above. To implement.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 at step g18 The AC deformation wave voltage command vw1 ** is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines that the three-phase AC deformed wave voltage commands vu1 **, vv1 in step g19.
- the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * acquired in step g3 are set in ** and vw1 **.
- Step g6 when the modulation factor m is not 1.273 or more, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs processing in which the modulation factor m described later is less than 1.273.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 repeatedly performs the above-described processing every predetermined calculation cycle of the microcomputer.
- the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * is 1.273 or more
- the three-phase AC deformed wave voltage commands vu1 ** and vv1 * are described in the above-described manner.
- the fundamental wave of the three-phase AC deformation wave voltage command vu1 **, vv1 **, vw1 ** is converted into the three-phase AC sine wave voltage command vu1 *, vv1 *, vw1 *.
- the torque T of the motor 60 is the torque of the motor 60. It can be matched with the command T *.
- FIG. 22 shows three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command unit 180 in the three-phase AC voltage command deforming unit 510 according to the second embodiment of the present embodiment. It is a figure explaining the processing content in case the modulation factor m of vw1 * is less than 1.273.
- step h1 the three-phase AC voltage command transformation unit 510 sets predetermined voltage phase angles ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 corresponding to the modulation factor m.
- the setting method of the predetermined voltage phase angles ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 is the same as the setting method described in the first embodiment of the present embodiment described above.
- step h2 the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is greater than or equal to the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1. Determine.
- step h2 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h3. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2.
- step h3 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h4. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3.
- step h4 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 In step h5, it is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4.
- step h5 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h6. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5.
- step h6 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h7. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6.
- step h7 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h8. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7.
- step h8 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 executes step h9. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than an eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8.
- step h9 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than an eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 performs step h10. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than a ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9.
- step h10 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h11. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or greater than a tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10.
- step h11 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is equal to or greater than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 executes step h12.
- the U-phase AC deformation wave voltage command vu1 ** is set to 1 which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step h2 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h12 described above is performed.
- step h4 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h12 described above is performed.
- Step h6 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h12 described above is performed.
- step h8 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or greater than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h12 described above is performed.
- step h10 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or greater than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h12 described above is performed.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 In step h13, the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step h5 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 The process of step h13 described above is performed.
- step h7 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h13 described above is performed.
- step h9 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h13 described above is performed.
- step h11 when the voltage phase angle ⁇ vu corresponding to the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * is not equal to or larger than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h13 described above is performed.
- step h14 the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is greater than or equal to the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1. Determine.
- step h14 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h15. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2.
- step d15 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs step h16. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3.
- step h16 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h17. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4.
- step h17 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h18. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5.
- step h18 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h19. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6.
- step h19 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h20. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7.
- step h20 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or greater than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs step h21. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than an eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8.
- step h21 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than an eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 performs step h22. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9.
- step h22 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 executes step h23. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than a tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10.
- step h23 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is equal to or larger than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs step h24.
- the V-phase AC deformation wave voltage command vv1 ** is set to 1, which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step h14 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h24 described above is performed.
- step h16 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h24 described above is performed.
- step h18 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h24 described above is performed.
- step h20 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 The process of step h24 described above is performed.
- step h22 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 The process of step h24 described above is performed.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 In step h25, the V-phase AC square wave voltage command vv2 * is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step h17 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 The process of step h25 described above is performed.
- step h19 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 The process of step h25 described above is performed.
- step h21 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h25 described above is performed.
- step h23 when the voltage phase angle ⁇ vv corresponding to the V-phase AC sine wave voltage command vv1 * is not equal to or greater than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h25 described above is performed.
- step h26 the three-phase AC voltage command deforming unit 510 determines whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1. Determine.
- step h26 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h27. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2.
- step h27 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h28. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3.
- step h28 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h29. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4.
- step h29 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 executes step h30. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5.
- step h30 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h31. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6.
- step h31 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 executes step h32. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than a seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7.
- step h32 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs step h33. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than an eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8.
- step h33 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs step h34. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than a ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9.
- step h34 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 performs step h35. , It is determined whether or not the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or greater than a tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10.
- step h35 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is equal to or larger than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 performs step h36.
- the W-phase AC square wave voltage command vw2 * is set to 1, which is the maximum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step h26 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h36 described above is performed.
- step h28 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or greater than the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h36 described above is performed.
- step h30 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h36 described above is performed.
- step h32 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h36 described above is performed.
- step h34 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 The process of step h36 described above is performed.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 In step h37, the W-phase AC deformed wave voltage command vw1 ** is set to ⁇ 1 which is the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step h29 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4, the three-phase AC voltage command deforming unit 510 The process of step h37 described above is performed.
- step h31 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or larger than the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h37 described above is performed.
- step h33 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or greater than the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h37 described above is performed.
- step h35 when the voltage phase angle ⁇ vw corresponding to the W-phase AC sine wave voltage command vw1 * is not equal to or greater than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10, the three-phase AC voltage command transformation unit 510 The process of step h37 described above is performed.
- the three-phase AC voltage command deforming unit 510 repeatedly performs the above-described processing every predetermined calculation cycle of the microcomputer.
- the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * is less than 1.273
- the three-phase AC deformed wave voltage commands vu1 ** and vv1 * are determined by the method described above.
- the fundamental waves of the three-phase AC deformation wave voltage commands vu1 **, vv1 **, vw1 ** are converted into the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, vw1 *. Can be matched.
- the torque of the motor 60 T can be matched with the torque command T * of the motor 60.
- the three-phase AC deformation wave voltage commands vu1 **, vv1 **, and vw1 ** are the magnitudes of the modulation factors m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 *.
- FIG. 23 is a diagram illustrating the processing procedure of the switching signal generation unit 520 according to the second embodiment of the present example.
- second switching signal Sup2 of U-phase upper arm of inverter 40 and lower of U-phase It is desirable to provide a dead time for the second switching signal Sun2 of the arm, and it is desirable to provide a dead time for the second switching signal Svp2 of the V-phase upper arm and the second switching signal Svn2 of the V-phase lower arm.
- the second switching signals Swp and W of the W-phase upper arm Although it is desirable to provide a dead time to the second switching signal Swn on the lower arm, in the present embodiment, it will be omitted dead time.
- the switching signal generation unit 520 acquires the three-phase AC deformed wave voltage commands vu1 **, vv1 **, and vw1 ** generated by the three-phase AC voltage command deforming unit 510 in Step i1.
- step i2 the switching signal generation unit 520 acquires the carrier carrier generated based on the carrier carrier peak value Cpk, the bottom value Cbt, and the carrier frequency f carrier previously stored in the memory of the microcomputer.
- step i3 the switching signal generation unit 520 acquires a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- step i4 the switching signal generator 520 acquires the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 calculated by the motor rotational speed calculator 170.
- step i5 the switching signal generator 520 determines whether or not the motor rotational speed ⁇ m acquired in step i4 is equal to or higher than a predetermined rotational speed.
- step i5 when the motor rotation speed ⁇ m is equal to or higher than the predetermined rotation speed, the switching signal generation unit 520 determines that the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** is the reference acquired in step i3 in step i6. It is determined whether or not the value is greater than or equal to SV.
- step i6 when the U-phase AC deformation wave voltage command vu1 ** is equal to or higher than the reference value SV acquired in step i3, the switching signal generator 520 switches the U-phase lower arm switching signal Sun in step i7.
- step i8 the U-phase upper arm switching signal Sup is set to ON.
- the switching signal generator 520 turns off the switching signal Sup for the U-phase upper arm at step i9.
- the switching signal Sun for the U-phase lower arm is set to ON.
- step i11 the switching signal generation unit 520 determines whether or not the V-phase AC deformed wave voltage command vv1 ** is greater than or equal to the reference value SV.
- step i11 when the V-phase AC deformation wave voltage command vv1 ** is equal to or greater than the reference value SV, the switching signal generation unit 520 sets the switching signal Svn of the V-phase lower arm to OFF in step i12. Thereafter, in step i13, the V-phase upper arm switching signal Svp is set to ON.
- the switching signal generator 520 turns off the switching signal Svp for the V-phase upper arm in step i14.
- the V-phase lower arm switching signal Svn is set to ON.
- step i16 the switching signal generation unit 520 determines whether or not the W-phase AC deformed wave voltage command vw1 ** is greater than or equal to the reference value SV.
- step i16 when the W-phase AC deformed wave voltage command vw1 ** is equal to or greater than the reference value SV, the switching signal generator 520 sets the switching signal Svn of the W-phase lower arm to OFF in step i17. Thereafter, in step i18, the switching signal Svp for the W-phase upper arm is set to ON.
- the switching signal generator 520 turns off the switching signal Swp for the W-phase upper arm at step i19.
- the W-phase lower arm switching signal Swn is set to ON.
- the switching signal generator 520 determines that the value of the U-phase AC deformation wave voltage command vu1 ** It is determined whether or not the value is greater than the carrier value.
- the switching signal generator 520 turns off the switching signal Sun for the U-phase lower arm in step i22.
- the switching signal Sup for the U-phase upper arm is set to ON.
- the switching signal generator 520 determines that the switching signal Sup for the U-phase upper arm is in step i24. In step i25, the U-phase lower arm switching signal Sun is set to ON.
- step i26 the switching signal generator 520 determines whether or not the value of the V-phase AC deformed wave voltage command vv1 ** is equal to or greater than the value of the carrier carrier.
- the switching signal generator 520 turns off the switching signal Svn of the V-phase lower arm in step i27.
- the switching signal Svp for the V-phase upper arm is set to ON.
- the switching signal generator 520 switches the switching signal Svp for the V-phase upper arm at step i29.
- the V-phase lower arm switching signal Svn is set to on.
- step i31 the switching signal generation unit 520 determines whether or not the value of the W-phase AC deformed wave voltage command vw1 ** is equal to or greater than the value of the carrier carrier.
- the switching signal generator 520 turns off the switching signal Swn for the W-phase lower arm in step i32. Then, the W-phase upper arm switching signal Swp is set to ON.
- the switching signal generator 520 determines that the switching signal Swp for the W-phase upper arm in step i34. In step i35, the W-phase lower arm switching signal Swn is set on.
- the switching signal generation unit 520 repeatedly performs the above-described processing every predetermined calculation cycle of the microcomputer.
- the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn generated based on the three-phase AC deformation wave voltage commands vu1 **, vv1 **, vw1 **, the carrier carrier and the reference value SV.
- the IGBTs of the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, and 46 of the inverter 40 are switched. Since the number of times can be reduced, loss associated with switching can be reduced.
- the switching signals Sup and Sun of the U-phase upper and lower arms generated based on the three-phase AC deformation wave voltage commands vu1 **, vv1 **, vw1 ** and the reference value SV are used as the U-phase AC sine wave voltage command vu1 *.
- the V-phase upper and lower arm switching signals Svp and Svn are symmetric between the positive and negative periods of the V-phase AC sine wave voltage command vv1 *, and the W-phase upper and lower arm switching signals Swp and Swn are symmetric in the positive and negative periods of the W-phase AC sine wave voltage command vw1 *.
- Svn, Swp, Swn are used to control the switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 of the inverter 40 to turn on and off the IGBT, thereby winding the three-phase winding wound around the stator of the motor 60.
- Positive and negative voltages can be applied to the lines 61, 62, and 63.
- the difference between the frequency of the three-phase alternating currents iu, iv, iw flowing through the three-phase windings 61, 62, 63 wound around the stator of the motor 60 and the carrier frequency fcarrier is relatively small.
- the three-phase AC deformation wave voltage commands vu1 **, vv1 By switching ** and vw1 ** between a three-phase AC sine wave voltage command and a three-phase AC square wave voltage command, the torque fluctuation of the motor 60 that occurs when switching between sine wave control and rectangular wave control is suppressed.
- FIG. 24 shows the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** generated by the three-phase AC voltage command deforming unit 510 according to the second embodiment of the present embodiment and the U-phase upper arm generated by the switching signal generating unit 520. It is a figure explaining the waveform of the switching signal Sup.
- the rotation speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is less than a predetermined rotation speed ⁇ mpre, and the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180. Is the period C1, and the rotation speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is equal to or higher than the predetermined rotation speed ⁇ mpre, and the U-phase AC generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180.
- a period in which the modulation factor m of the sine wave voltage command vu1 * is less than 1.000 is a period C2, and the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is equal to or higher than a predetermined rotational speed ⁇ mpre.
- a period in which the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the command generation unit 180 is 1.000 or more and less than 1.273 is a period C3, and the rotational speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is , Predetermined rotation Above Omegampre, 3-phase AC sinusoidal voltage U-phase AC sinusoidal voltage command vu1 * of the modulation ratio m generated by the command generating unit 180, defined as the period C4 period is 1.273 or more.
- the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** includes the three-phase AC sine wave voltage.
- the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the command generation unit 180 is set.
- the switching signal Sup for the U-phase upper arm is the U-phase AC deformed wave voltage command. It is set to a signal that turns on when vu1 ** is equal to or higher than the carrier carrier, and is set to a signal that turns off when the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** is not equal to or higher than the carrier carrier.
- the U-phase AC sine wave voltage generated by the three-phase AC sine wave voltage command generator 180 as described above.
- a square-wave U-phase AC deformation that is fixed to the maximum or minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 at a voltage phase angle ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 that is predetermined according to the magnitude of the modulation factor m of the command vu1 *.
- a wave voltage command vu1 ** is generated.
- the switching signal Sup for the U-phase upper arm is the U-phase AC deformed wave voltage command.
- vu1 ** is equal to or higher than a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40, it is set to a signal that turns on, and the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** The signal is set to be turned off when it is not equal to or higher than a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the switching signal Sup for the U-phase upper arm generated in the period C2 has the same waveform as the second switching signal Sup2 for the U-phase upper arm in FIG. 16 described in the first embodiment of this example. .
- the U-phase AC sine wave voltage generated by the three-phase AC sine wave voltage command generator 180 as described above.
- a square-wave U-phase AC deformed wave that is fixed to the maximum or minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40 at a voltage phase angle ⁇ vuvw1 to ⁇ vuvw10 determined in accordance with the magnitude of the modulation factor m of the command vu1 *.
- a voltage command vu1 ** is generated.
- the switching signal Sup for the U-phase upper arm is the U-phase AC deformed wave voltage command.
- vu1 ** is equal to or higher than a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40, it is set to a signal that turns on, and the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** The signal is set to be turned off when it is not equal to or higher than a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 in the period C3 is 1.000 or more and less than 1.273, and the three-phase AC in the period C2 Since the modulation factor m of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the AC sine wave voltage command generator 180 is larger, the first voltage phase angle ⁇ vuvw1 in the period C3 is the first predetermined voltage in the period C2. The value is larger than the phase angle ⁇ vuvw1.
- the interval between the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1 and the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 in the period C3 is equal to the first predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw1 and the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 in the period C2. It becomes smaller than the interval of.
- the interval between the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 and the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3 in the period C3 is equal to the second predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw2 and the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3 in the period C2. It becomes smaller than the interval of.
- the interval between the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3 and the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4 in the period C3 is equal to the third predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw3 and the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4 in the period C2. It becomes smaller than the interval of.
- the interval between the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4 and the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5 in the period C3 is the same as the fourth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw4 and the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5 in the period C2. It becomes smaller than the interval of.
- the interval between the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5 and the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6 in the period C3 is equal to the fifth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw5 and the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6 in the period C2. It becomes larger than the interval of.
- the interval between the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6 and the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7 in the period C3 is the same as the sixth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw6 and the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7 in the period C2. It becomes smaller than the interval of.
- the interval between the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7 and the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8 in the period C3 is equal to the seventh predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw7 and the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8 in the period C2. It becomes smaller than the interval of.
- the interval between the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8 and the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9 in the period C3 is equal to the eighth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw8 and the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9 in the period C2. It becomes smaller than the interval of.
- the interval between the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9 and the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10 in the period C3 is equal to the ninth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw9 and the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10 in the period C2. It becomes smaller than the interval of.
- the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10 in the period C3 is smaller than the tenth predetermined voltage phase angle ⁇ vuvw10 in the period C2.
- the switching signal Sup for the U-phase upper arm generated in the period C3 is a phase that can be output from the U-phase AC square wave voltage command vu2 * in FIG. 11 described in the first embodiment of the present embodiment and the inverter 40.
- the waveform is similar to that of the switching signal Sup2 generated based on the reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the voltage.
- the rotation speed ⁇ m of the rotor 64 of the motor 60 is equal to or greater than a predetermined rotation speed ⁇ mpre, and the modulation rate of the U-phase AC sine wave voltage command vu1 * generated by the three-phase AC sine wave voltage command generation unit 180 Since the magnitude of m is 1.273 or more, as described above, it is fixed at the maximum value or the minimum value of the phase voltage that can be output by the inverter 40 at the predetermined voltage phase angles ⁇ / 2, 3 ⁇ / 2.
- the square wave U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** is generated.
- the switching signal Sup for the U-phase upper arm is the U-phase AC deformed wave voltage command.
- vu1 ** is equal to or higher than a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40, it is set to a signal that turns on, and the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** The signal is set to be turned off when it is not equal to or higher than a reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the phase voltage that can be output from the inverter 40.
- the switching signal Sup for the U-phase upper arm generated in the period C4 is a phase that can be output from the U-phase AC square wave voltage command vu2 * in FIG. 12 described in the first embodiment of this embodiment and the inverter 40.
- the waveform is similar to that of the switching signal Sup2 generated based on the reference value SV that is an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the voltage.
- the waveforms of the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** and the switching signal Sup of the U-phase upper arm have been described as examples.
- the U-phase AC deformed wave voltage command vu1 ** and the switching signal of the U-phase lower arm are described.
- FIG. 25 is a diagram for explaining the waveform shapes and application areas of the three-phase AC deformed wave voltage commands vu1 **, vv1 **, and vw1 ** generated by the three-phase AC voltage command deforming unit 510.
- the three-phase AC deformation wave voltage commands vu1 **, vv1 **, and vw1 ** are three-phase AC sine.
- Phase voltage that can be output from the inverter 40 at a predetermined voltage phase angle determined in advance according to the modulation factor m of the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * generated by the wave voltage command generation unit 180 Is a square-wave three-phase AC voltage command fixed at the maximum value or the minimum value.
- the three-phase AC deformation wave voltage commands vu1 **, vv1 **, and vw1 ** are the three-phase AC sine wave voltage commands. Since the three-phase AC sine wave voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * generated by the generation unit 180 are set, the three-phase AC voltage command becomes a sine wave.
- the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn generated based on the same waveform as the switching signals Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn described in the first embodiment of the present embodiment. Become.
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Abstract
マイコンの演算量を増大させることなく、モータ高速域のトルクを安定化するとともに、高効率にインバータモータを制御する。 所定のモータ回転数以上のときに、インバータの3相電圧指令を角度ベースで生成するとともに、インバータの出力可能な最大電圧と最小電圧で2値化し、生成した3相電圧指令と基準値を比較してインバータのスイッチングパルスを生成する。
Description
本発明は、車載用インバータの制御装置に係り、特に、マイコンの演算量を増大させることなく、正弦波制御と矩形波制御とを切り替えるとともに、モータ高回転領域のトルク変動を抑制することができるインバータのスイッチング信号の生成方法に関する。
本技術分野の背景技術として、特開平11-285288号公報(特許文献1)がある。この公報には、「電源より得られる電力をモータへの供給電力に変換する電力変換部に対して変換制御信号を送ってモータを制御するモータ制御装置において、モータへの供給電力の電圧波形を正弦波にする変換制御信号を生成する正弦波制御部と、前記電圧波形を矩形波にする変換制御信号を生成する矩形波制御部と、モータ回転数およびモータトルクの少なくとも一方に応じて、正弦波制御モードと矩形波制御モードを切り替えるモード切替部と、モード切替の際に、切替前の正弦波から切替後の矩形波へ向けて前記電圧波形を連続的に変化させる変換制御信号を生成する切替中間制御部と、を含み、前記切替中間制御部は、矩形波を無限大または十分に大きな振幅をもつ正弦波であるとみなして、正弦電圧波形の位相および振幅の同時かつ連続的な変化によって、切替前の電圧波形を切替後の電圧波形に近づけて行く」と記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、正弦波制御モードと矩形波制御モードとのモード切替時の演算が複雑であるため、マイコンの演算量が膨大になる場合がある。さらに、インバータのスイッチング信号を生成する手段として、固定周波数のキャリアと電圧指令値を比較する、いわゆる、一般的な三角波キャリア比較方式を適用した場合、モータの高回転領域では、インバータのスイッチング信号が、電圧指令値の正と負の期間で非対称となり、モータに流れる電流に高調波が発生し、モータのトルク変動が増大する場合がある。
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「インバータの変調率が1.273未満で、モータの回転数が所定値以上である時に、インバータが出力する3相交流電圧の各相交流電圧波形の1周期において、インバータの各相上アームのスイッチング信号を、オンからオフに変化させる回数と、オフからオンに変化させる回数を、それぞれ5回以上に設定するとともに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれピーク値から0(零)に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオン(オフ)からオフ(オン)に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれボトム値から0(零)に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオフ(オン)からオン(オフ)に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ0(零)からボトム値に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオン(オフ)からオフ(オン)に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ0(零)からピーク値に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオフ(オン)からオン(オフ)に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値前後のインバータの各相上アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オンからオフに変化させることなくオンに固定するとともに、前記各相交流電圧の基本波のボトム値前後のインバータの各相上アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オフからオンに変化させることなくオフに固定し、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値もしくはボトム値を中心として、インバータの各相上アームのスイッチング信号が左右対称波形となるように生成されること」を特徴とする。
本発明は、以上の構成を備えるため、マイコンの演算量を増大させることなく、弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができるとともに、モータ高回転領域のトルク変動を抑制することができる。
以下、本発明にかかる実施形態を、図面を用いて説明する。
〔第1の実施形態〕
(車両システムの構成要素の説明)
図1は、本実施例の第1の実施形態にかかる車両システムを説明する図である。
(車両システムの構成要素の説明)
図1は、本実施例の第1の実施形態にかかる車両システムを説明する図である。
本実施形態にかかる車両システムは、バッテリ10と、平滑キャパシタ20と、電圧センサ30と、インバータ40と、電流センサ50と、モータ60と、磁極位置センサ70と、モータの出力軸80と、トランスミッション90と、クランクシャフト100と、エンジン110と、プロペラシャフト120と、ディファレンシャルギア130と、ドライブシャフト140と、駆動輪150と、インバータ制御装置160を有する。
(車両システムの構成要素に使用される部品の具体例)
バッテリ10は、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリなどが用いられる。
(車両システムの構成要素に使用される部品の具体例)
バッテリ10は、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリなどが用いられる。
また、平滑キャパシタ20は、フィルムコンデンサや電解コンデンサなどが用いられる。
また、電圧センサ30は、分圧抵抗とオペアンプを用いた非反転増幅回路などを組み合わせて構成される。
また、電流センサ50は、ホール素子やカレントトランスなどが用いられる。
また、モータ60は、永久磁石同期モータや誘導機などが用いられる。
また、磁極位置センサ70は、レゾルバやエンコーダなどが用いられる。
(車両システムの構成要素の接続関係と機能の説明)
バッテリ10は、平滑キャパシタ20と、電圧センサ30とインバータ40の直流側と並列に接続され、インバータ40に直流電圧を印加する。
(車両システムの構成要素の接続関係と機能の説明)
バッテリ10は、平滑キャパシタ20と、電圧センサ30とインバータ40の直流側と並列に接続され、インバータ40に直流電圧を印加する。
インバータ40の3相交流側は、電流センサ50を介してモータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に接続される。
また、インバータ40は、インバータ制御装置160で生成されたスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnに基づいて、各相上下アームのスイッチング素子41、42、43、44、45、46をオンもしくはオフし、バッテリ10から印加された直流電圧を可変電圧、可変周波数の3相交流電圧に変換し、変換した3相交流電圧をモータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に印加し、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に3相交流電流iu、iv、iwを発生させる。
モータ60は、固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwにより回転磁界を生成し、生成した回転磁界により回転子64を加速もしくは減速させ、モータ60のトルクを生成する。
生成されたモータ60のトルクは、モータ60の出力軸80を介して、トランスミッション90に伝達される。
エンジン110は、車両制御装置(不図示)から受信したエンジン110のトルク指令に応じて、燃料の吸気、圧縮、爆発、排気を制御し、エンジン110のトルクを生成する。
生成したエンジン110のトルクは、クランクシャフト100を介して、トランスミッション90に伝達される。
トランスミッション90は、伝達されたモータ60のトルクとエンジン110のトルクを加算したトルクを、プロペラシャフト120を介して、ディファレンシャルギア130に伝達する。
ディファレンシャルギア130は、トランスミッション90から伝達されたトルクを、駆動軸トルクに変換し、ドライブシャフト140に伝達する。
ドライブシャフト140は、伝達された駆動軸トルクにより、車両の駆動輪150の回転を加速もしくは減速させ、車両(不図示)を加速もしくは減速させる。
また、モータ60は、トランスミッション90を介して、モータ60の出力軸80に伝達されたエンジン110のトルクを電力に変換し、変換した電力を、インバータ40を介してバッテリ10に充電することができる。
さらに、モータ60は、ドライブシャフト140とディファレンシャルギア130とプロペラシャフト120とトランスミッション90を順に介して、モータ60の出力軸80に伝達された駆動輪150の回転エネルギーを電力に変換し、変換した電力を、インバータ40を介してバッテリ10に充電することもできる。
ここで、インバータ40を介して、バッテリ10からモータ60に電力を供給するモードを力行モードと定義し、モータ60で発電した電力をインバータ40を介してバッテリ10に充電するモードを回生モードと定義する。
ハイブリッド自動車は、低燃費化を実現するために、車両の発進時や加速時に、力行モードを最大限に利用し、車両の減速時には回生モードを最大限に利用する。
(インバータ40の主回路の説明)
本実施形態にかかるインバータ40の主回路は、U相上アームのスイッチング素子41と、U相下アームのスイッチング素子42と、V相上アームのスイッチング素子43と、V相下アームのスイッチング素子44と、W相上アームのスイッチング素子45と、W相下アームのスイッチング素子46を有する。
(インバータ40の主回路の説明)
本実施形態にかかるインバータ40の主回路は、U相上アームのスイッチング素子41と、U相下アームのスイッチング素子42と、V相上アームのスイッチング素子43と、V相下アームのスイッチング素子44と、W相上アームのスイッチング素子45と、W相下アームのスイッチング素子46を有する。
スイッチング素子41、42、43、44、45、46は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)や金属酸化膜型電界効果トランジスタ(MOSFET)などと、ダイオードを組み合わせて構成されている。
例えば、スイッチング素子41、42、43、44、45、46に、IGBTとダイオードを用いるならば、スイッチング素子41、42、43、44、45、46は、IGBTのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続し、IGBTのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続して構成される。
この場合、インバータ40の主回路は、上述したように構成したU相上アームのスイッチング素子41のIGBTのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点と、V相上アームのスイッチング素子43のIGBTのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点と、W相上アームのスイッチング素子45のIGBTのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、U相下アームのスイッチング素子42のIGBTのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、V相下アームのスイッチング素子44のIGBTのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、W相下アームのスイッチング素子46のIGBTのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点とを接続し、さらに、U相上アームのスイッチング素子41のIGBTのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、U相下アームのスイッチング素子42のIGBTのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、V相上アームのスイッチング素子43のIGBTのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、V相下アームのスイッチング素子44のIGBTのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、W相上アームのスイッチング素子45のIGBTのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、W相下アームのスイッチング素子46のIGBTのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続して構成される。
また、インバータ40の直流側は、上述したように、バッテリ10と、平滑キャパシタ20と、電圧センサ30と並列に接続される。
また、インバータ40の3相交流側は、電流センサ50を介して、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に接続される。
一方、スイッチング素子41、42、43、44、45、46に、NPN構造のMOSFETとダイオードを用いるならば、スイッチング素子41、42、43、44、45、46は、MOSFETのドレイン側とダイオードのカソード側を接続し、MOSFETのソース側とダイオードのアノード側を接続して構成される。
この場合、インバータ40の主回路は、上述したように構成したU相上アームのスイッチング素子41のMOSFETのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点と、V相上アームのスイッチング素子43のMOSFETのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点と、W相上アームのスイッチング素子45のMOSFETのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、U相下アームのスイッチング素子42のMOSFETのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、V相下アームのスイッチング素子44のMOSFETのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、W相下アームのスイッチング素子46のMOSFETのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点とを接続し、さらに、U相上アームのスイッチング素子41のMOSFETのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、U相下アームのスイッチング素子42のMOSFETのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、V相上アームのスイッチング素子43のMOSFETのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、V相下アームのスイッチング素子44のMOSFETのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、W相上アームのスイッチング素子45のMOSFETのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、W相下アームのスイッチング素子46のMOSFETのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続して構成される。
また、インバータ40の直流側は、上述したように、バッテリ10と、平滑キャパシタ20と、電圧センサ30と並列に接続される。
また、インバータ40の3相交流側は、電流センサ50を介して、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に接続される。
以下は、スイッチング素子41、42、43、44、45、46に、上述したIGBTとダイオードの組み合わせを適用した場合を想定して説明する。
(各スイッチング素子と各スイッチング信号の対応に関する説明)
インバータ40のU相上アームのスイッチング素子41のIGBTは、インバータ制御装置160で生成したスイッチング信号Supに基づいて、オンもしくはオフする。
(各スイッチング素子と各スイッチング信号の対応に関する説明)
インバータ40のU相上アームのスイッチング素子41のIGBTは、インバータ制御装置160で生成したスイッチング信号Supに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ40のU相下アームのスイッチング素子42のIGBTは、インバータ制御装置160で生成したスイッチング信号Sunに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ40のV相上アームのスイッチング素子43のIGBTは、インバータ制御装置160で生成したスイッチング信号Svpに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ40のV相下アームのスイッチング素子44のIGBTは、インバータ制御装置160で生成したスイッチング信号Svnに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ40のW相上アームのスイッチング素子45のIGBTは、インバータ制御装置160で生成したスイッチング信号Swpに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ40のW相下アームのスイッチング素子46のIGBTは、インバータ制御装置160で生成したスイッチング信号Swnに基づいて、オンもしくはオフする。
(インバータ制御装置160の構成要素の説明)
本実施形態にかかるインバータ制御装置160は、モータ回転数演算部170、3相交流正弦波電圧指令生成部180、3相交流方形波電圧指令生成部190、第1のスイッチング信号生成部200、第2のスイッチング信号生成部210、スイッチング信号切替部220を有する。
(インバータ制御装置160の機能の説明)
インバータ制御装置160は、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeをモータ回転数演算部170に入力し、モータ60の回転子64の回転数ωmを算出する。
(インバータ制御装置160の構成要素の説明)
本実施形態にかかるインバータ制御装置160は、モータ回転数演算部170、3相交流正弦波電圧指令生成部180、3相交流方形波電圧指令生成部190、第1のスイッチング信号生成部200、第2のスイッチング信号生成部210、スイッチング信号切替部220を有する。
(インバータ制御装置160の機能の説明)
インバータ制御装置160は、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeをモータ回転数演算部170に入力し、モータ60の回転子64の回転数ωmを算出する。
モータ回転数演算部170の詳細な処理内容は、後述する。
さらに、インバータ制御装置160は、上位コントローラ(不図示)から受信したモータ60のトルク指令T*と、電流センサ50で検出したモータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwと、電圧センサ30で検出したインバータ40の入力電圧Vinと、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeと、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmを3相交流正弦波電圧指令生成部180に入力し、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mと、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対応する電圧位相角θvu、θvv、θvwを算出する。
3相交流正弦波電圧指令生成部180の詳細な処理内容は、後述する。
さらに、インバータ制御装置160は、3相交流正弦波電圧指令生成部180で算出した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と、三角波や鋸波などのキャリア信号carrierを第1のスイッチング信号生成部200に入力し、第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1を生成する。
第1のスイッチング信号生成部200の詳細な処理内容は、後述する。
さらに、インバータ制御装置160は、3相交流正弦波電圧指令生成部180で算出した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mと3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対応する電圧位相角θvu、θvv、θvwと、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmを3相交流方形波電圧指令生成部190に入力し、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*を算出する。
3相交流方形波電圧指令生成部190の詳細な処理内容は、後述する。
さらに、インバータ制御装置160は、3相交流方形波電圧指令生成部190で算出した3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*と、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVを第2のスイッチング信号生成部210に入力し、第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2を生成する。
第2のスイッチング信号生成部210の詳細な処理内容は、後述する。
そして、インバータ制御装置160は、第1のスイッチング信号生成部200で生成した第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1と、第2のスイッチング信号生成部210で生成した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2と、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmをスイッチング信号切替部220に入力し、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnを生成する。
スイッチング信号切替部220の詳細な処理内容は、後述する。
(モータ回転数演算部170の処理内容の説明)
モータ回転数演算部170は、モータ60の極対数Ppと、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeを(1)式に代入し、モータ60の回転子64の回転数ωmを算出する。
(モータ回転数演算部170の処理内容の説明)
モータ回転数演算部170は、モータ60の極対数Ppと、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeを(1)式に代入し、モータ60の回転子64の回転数ωmを算出する。
そして、モータ回転数演算部170は、算出したモータ回転数ωmを、3相交流正弦波電圧指令生成部180と、3相交流方形波電圧指令生成部190と、スイッチング信号切替部220に入力する。
また、モータ回転数演算部170は、予め定めた演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
(3相交流正弦波電圧指令生成部180の処理内容の説明)
図2は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180の処理手順を説明する図である。
(3相交流正弦波電圧指令生成部180の処理内容の説明)
図2は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180の処理手順を説明する図である。
まず、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa1において、上位コントローラから送信されたモータ60のトルク指令T*を取得する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa2において、電流センサ50で検出したモータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwを取得する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa3において、電圧センサ30で検出したインバータ40の入力電圧Vinを取得する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa4において、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeを取得する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa5において、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmを取得する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa6において、モータ60のトルク指令T*とモータ60の回転子64の回転数ωmの組み合わせに対応したd軸電流指令id*とq軸電流指令iq*を決定する。
d-q軸電流指令id*、iq*の値は、予めモータ60のトルク指令T*とモータ60の回転子64の回転数ωmの組み合わせに対応させて、マイコンのメモリに記憶されている。
すなわち、ステップa6では、予めマイコンのメモリに記憶しておいたモータ60のトルク指令T*とモータ60の回転子64の回転数ωmの組み合わせに対応したd-q軸電流指令id*、iq*を呼び出す処理を実施している。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa7において、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwとモータ60の回転子64の磁極位置θeを(2)式に代入し、モータ60のd軸に流れるd軸電流idとq軸に流れるq軸電流iqを算出する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa8において、ステップa7で算出したd-q軸電流id、iqを、ステップa6で決定したd-q軸電流指令値id*、iq*と一致するように比例積分制御し、d-q軸電圧指令vd*、vq*を生成する。
比例積分制御の詳細な処理内容は、後述する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa9において、ステップa3で取得したインバータ40の入力電圧Vinと、ステップa8で生成したd-q軸電圧指令vd*、vq*を(3)式に代入し、変調率mを算出する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa10において、モータ60の回転子64の磁極位置θeと、ステップa8で生成したd-q軸電圧指令vd*、vq*を(4)式に代入し、基準電圧位相角θvを算出する。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa11において、ステップa9で算出した変調率mと、ステップa10で算出した基準電圧位相角θvを(5)式に代入し、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対応する電圧位相角θvu、θvv、θvwを生成する。
なお、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuと、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvと、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwは、0(零)[rad]以上で2π[rad]未満の値となるように算出している。
また、(5)式で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*は、変調率mを用いて算出されており、インバータ40の入力電圧Vinで規格化された値である。
具体的には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値を出力する場合には、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の大きさは1となり、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値を出力する場合には、第1の3相交流電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の大きさは-1となる。
このように、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の大きさを、インバータ40の入力電圧Vinで規格化することにより、キャリアcarrierのピーク値Cpkとボトム値Cbtを、それぞれ1と-1に固定することができるため、予めマイコンのメモリに、キャリアcarrierのピーク値Cpkとボトム値Cbtを固定値として記憶させておくことができる。
ここでは、変調率mを用いて、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*をインバータ40の入力電圧Vinで規格化する方法で説明したが、キャリアcarrierのピーク値Cpkとボトム値Cbtを、インバータ40の入力電圧Vinで規格化する方法を用いても問題ない。
そして、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa9で算出した変調率mと、ステップa11で算出した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対応する電圧位相角θvu、θvv、θvwを3相交流方形波電圧指令生成部190に入力する。
さらに、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、ステップa11で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*を第1のスイッチング信号生成部200に入力する。
また、3相交流正弦波電圧指令生成部180は、予め定めた演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
(d軸電圧指令生成用の比例積分制御器の構成要素の説明)
図3は、第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180のステップa8の処理で用いたd軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300を説明する図である。
(d軸電圧指令生成用の比例積分制御器の構成要素の説明)
図3は、第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180のステップa8の処理で用いたd軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300を説明する図である。
d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、減算器310と、乗算器320、330と、加算器340と、積分器350を有する。
(d軸電圧指令生成用の比例積分制御器の機能の説明)
d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、3相交流正弦波電圧指令生成部180のステップa6で決定したd軸電流指令id*と、ステップa7で算出したd軸電流idと、予めマイコンのメモリに記憶させておいたd軸用比例ゲインKpdとd軸用積分ゲインKidを取得し、取得したd軸電流指令id*とd軸電流idとd軸用比例ゲインKpdとd軸用積分ゲインKidに基づいて、d軸電圧指令vd*を生成する。
(d軸電圧指令生成用の比例積分制御器の処理内容の説明)
まず、d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、取得したd軸電流指令id*とd軸電流idを減算器310に入力し、d軸電流指令id*からd軸電流idを減算した差分値Δidを算出する。
(d軸電圧指令生成用の比例積分制御器の機能の説明)
d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、3相交流正弦波電圧指令生成部180のステップa6で決定したd軸電流指令id*と、ステップa7で算出したd軸電流idと、予めマイコンのメモリに記憶させておいたd軸用比例ゲインKpdとd軸用積分ゲインKidを取得し、取得したd軸電流指令id*とd軸電流idとd軸用比例ゲインKpdとd軸用積分ゲインKidに基づいて、d軸電圧指令vd*を生成する。
(d軸電圧指令生成用の比例積分制御器の処理内容の説明)
まず、d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、取得したd軸電流指令id*とd軸電流idを減算器310に入力し、d軸電流指令id*からd軸電流idを減算した差分値Δidを算出する。
次に、d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、取得したd軸用比例ゲインKpdと減算器310で算出した差分値Δidを乗算器320に入力し、d軸用比例ゲインKpdと差分値Δidを乗算した乗算値vpd*を算出する。
次に、d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、取得したd軸用積分ゲインKidと減算器310で算出した差分値Δidを乗算器330に入力し、d軸用積分ゲインKidと差分値Δidを乗算した乗算値Δvid*を算出する。
次に、d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、乗算器330で算出した乗算値Δvid*を積分器350に入力し、乗算値Δvid*を積分した積分値vid*を算出する。
そして、d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器300は、乗算器320で算出した乗算値vpd*と積分器350で算出した積分値vid*を加算器340に入力し、乗算値vpd*と積分値vid*を加算し、d軸電圧指令vd*を生成する。
(q軸電圧指令生成用の比例積分制御器の構成要素の説明)
図4は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180のステップa8の処理で用いたq軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360を説明する図である。
(q軸電圧指令生成用の比例積分制御器の構成要素の説明)
図4は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180のステップa8の処理で用いたq軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360を説明する図である。
q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、減算器370と、乗算器380、390と、加算器400と、積分器410を有する。
(q軸電圧指令生成用の比例積分制御器の機能の説明)
q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、3相交流正弦波電圧指令生成部180のステップa6で決定したq軸電流指令iq*と、ステップa7で算出したq軸電流iqと、予めマイコンのメモリに記憶させておいたq軸用比例ゲインKpqとq軸用積分ゲインKiqを取得し、取得したq軸電流指令iq*とq軸電流iqとq軸用比例ゲインKpqとq軸用積分ゲインKiqに基づいて、q軸電圧指令vq*を生成する。
(q軸電圧指令生成用の比例積分制御器の処理内容の説明)
まず、q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、取得したq軸電流指令iq*とq軸電流iqを減算器370に入力し、q軸電流指令iq*からq軸電流iqを減算した差分値Δiqを算出する。
(q軸電圧指令生成用の比例積分制御器の機能の説明)
q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、3相交流正弦波電圧指令生成部180のステップa6で決定したq軸電流指令iq*と、ステップa7で算出したq軸電流iqと、予めマイコンのメモリに記憶させておいたq軸用比例ゲインKpqとq軸用積分ゲインKiqを取得し、取得したq軸電流指令iq*とq軸電流iqとq軸用比例ゲインKpqとq軸用積分ゲインKiqに基づいて、q軸電圧指令vq*を生成する。
(q軸電圧指令生成用の比例積分制御器の処理内容の説明)
まず、q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、取得したq軸電流指令iq*とq軸電流iqを減算器370に入力し、q軸電流指令iq*からq軸電流iqを減算した差分値Δiqを算出する。
次に、q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、取得したq軸用比例ゲインKpqと減算器370で算出した差分値Δiqを乗算器380に入力し、q軸用比例ゲインKpqと差分値Δiqを乗算した乗算値vpq*を算出する。
次に、q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、取得したq軸用積分ゲインKiqと減算器370で算出した差分値Δiqを乗算器390に入力し、q軸用積分ゲインKiqと差分値Δiqを乗算した乗算値Δviq*を算出する。
次に、q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、乗算器390で算出した乗算値Δviq*を積分器410に入力し、乗算値Δviq*を積分した積分値viq*を算出する。
そして、q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器360は、乗算器380で算出した乗算値vpq*と積分器410で算出した積分値viq*を加算器400に入力し、乗算値vpq*と積分値viq*を加算し、q軸電圧指令vq*を生成する。
このように、d-q軸電圧指令vd*、vq*を生成することにより、モータ60のトルク指令T*に一致するモータ60のトルクTを出力するために必要なモータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流す3相交流電流iu、iv、iwを得ることができる。
(第1のスイッチング信号生成部200の処理内容の説明)
図5は、本実施例の第1の実施形態にかかる第1のスイッチング信号生成部200の処理手順を説明する図である。
(第1のスイッチング信号生成部200の処理内容の説明)
図5は、本実施例の第1の実施形態にかかる第1のスイッチング信号生成部200の処理手順を説明する図である。
インバータ40のU相上アームのスイッチング素子41のIGBTとU相下アームのスイッチング素子42のIGBTの短絡と、V相上アームのスイッチング素子43のIGBTとV相下アームのスイッチング素子44のIGBTの短絡と、W相上アームのスイッチング素子45のIGBTとW相下アームのスイッチング素子46のIGBTの短絡を防止するために、インバータ40のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1とU相下アームの第1のスイッチング信号Sun1にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、V相上アームの第1のスイッチング信号Svp1とV相下アームの第1のスイッチング信号Svn1にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、W相上アームの第1のスイッチング信号Swp1とW相下アームの第1のスイッチング信号Swn1にデッドタイムを設けることが望ましいが、本実施例では、デッドタイムを省略して説明する。
まず、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb1において、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*を取得する。
次に、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb2において、予めマイコンのメモリに記憶させておいたキャリアcarrierのピーク値Cpkとボトム値Cbtとキャリア周波数fcarrierに基づいて生成されたキャリアcarrierを取得する。
次に、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*の値が、キャリアcarrierの値以上であるか否かを判定する。
ステップb3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*の値が、キャリアcarrierの値以上である場合には、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb4において、U相下アームの第1のスイッチング信号Sun1をオフに設定した後、ステップb5において、U相上アームの第1のスイッチング信号Sup1をオンに設定する。
一方、ステップb3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*の値が、キャリアcarrierの値以上ではない場合には、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb6において、U相上アームの第1のスイッチング信号Sup1をオフに設定した後、ステップb7において、U相下アームの第1のスイッチング信号Sun1をオンに設定する。
次に、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb8において、V相交流正弦波電圧指令vv1*の値が、キャリアcarrierの値以上であるか否かを判定する。
ステップb8において、V相交流正弦波電圧指令vv1*の値が、キャリアcarrierの値以上である場合には、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb9において、V相下アームの第1のスイッチング信号Svn1をオフに設定した後、ステップb10において、V相上アームの第1のスイッチング信号Svp1をオンに設定する。
一方、ステップb8において、V相交流正弦波電圧指令vv1*の値が、キャリアcarrierの値以上ではない場合には、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb11において、V相上アームの第1のスイッチング信号Svp1をオフに設定した後、ステップb12において、V相下アームの第1のスイッチング信号Svn1をオンに設定する。
次に、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb13において、W相交流正弦波電圧指令vw1*の値が、キャリアcarrierの値以上であるか否かを判定する。
ステップb13において、W相交流正弦波電圧指令vw1*の値が、キャリアcarrierの値以上である場合には、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb14において、W相下アームの第1のスイッチング信号Swn1をオフに設定した後、ステップb15において、W相上アームの第1のスイッチング信号Swp1をオンに設定する。
一方、ステップb13において、W相交流正弦波電圧指令vw1*の値が、キャリアcarrierの値以上ではない場合には、第1のスイッチング信号生成部200は、ステップb16において、W相上アームの第1のスイッチング信号Swp1をオフに設定した後、ステップb17において、W相下アームの第1のスイッチング信号Swn1をオンに設定する。
そして、第1のスイッチング信号生成部200は、生成した各相上下アームの第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1をスイッチング信号切替部220に入力する。
また、第1のスイッチング信号生成部200は、予め定めた演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*とキャリアcarrierに基づいて、第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1を生成することにより、モータ60の回転子64の回転数ωmが、低回転領域と中回転領域にある場合には、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwの高調波成分を抑制することができる。
すなわち、モータ60の回転子64の回転数ωmが低回転領域と中回転領域である場合には、第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1を用いて、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御することにより、モータ60の鉄損と銅損を低減することができるため、モータ60の効率を向上させることができる。
(3相交流方形波電圧指令生成部190の処理内容の説明)
図6と図7は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流方形波電圧指令生成部190の処理手順を説明する図である。
(3相交流方形波電圧指令生成部190の処理内容の説明)
図6と図7は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流方形波電圧指令生成部190の処理手順を説明する図である。
まず、図6を用いて、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273以上である場合の処理内容を説明する。
(変調率m≧1.273における処理内容の説明)
図6は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流方形波電圧指令生成部190において、3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273以上である場合の処理内容を説明する図である。
(変調率m≧1.273における処理内容の説明)
図6は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流方形波電圧指令生成部190において、3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273以上である場合の処理内容を説明する図である。
まず、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc1において、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmを取得する。
次に、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc2において、3相交流正弦波電圧指令生成部180で算出した変調率mを取得する。
次に、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc3において、3相交流正弦波電圧指令生成部180で算出した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対応する電圧位相角θvu、θvv、θvwを取得する。
次に、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc4において、ステップc1で取得したモータ回転数ωmが、予め定めておいた所定の回転数ωmpre以上であるか否かを判定する。
なお、所定の回転数ωmpreは、後述するスイッチング信号切替部220において、インバータ40の各スイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTに入力するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnとして、第1のスイッチング信号生成部200で生成した第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1から第2のスイッチング信号生成部210で生成した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2へ切り替えた時と、第2のスイッチング信号生成部210で生成した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2から第1のスイッチング信号生成部200で生成した第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1へ切り替えた時に、モータ60のトルク変動が増大しないように、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwの周波数とキャリア周波数fcarrierとの差が比較的小さくなり、かつ、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63のインピーダンスが高くなる高回転領域の値に設定し、予めマイコンのメモリに記憶させている。
次に、ステップc4において、モータ回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上であるならば、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc5において、ステップc2で取得した変調率mが、1.273以上であるか否かを判定する。
ステップc5において、変調率mが、1.273以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、π/2以上であるか否かを判定する。
ステップc6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、π/2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、3π/2以上であるか否かを判定する。ステップc7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、3π/2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc8において、U相交流方形波電圧指令vu2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値に設定する。インバータ40の出力可能な相電圧の最大値は、インバータ40の入力電圧Vinで規格化されている。具体的には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値の大きさは、1となるように規格化されている。
また、ステップc6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、π/2以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップc8の処理を実施する。
一方、ステップc7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、3π/2以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc9において、U相交流方形波電圧指令vu2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値に設定する。
インバータ40の出力可能な相電圧の最小値は、インバータ40の入力電圧Vinで規格化されている。
具体的には、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値の大きさは、-1となるように規格化されている。
次に、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc10において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、π/2以上であるか否かを判定する。
ステップc10において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、π/2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc11において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、3π/2以上であるか否かを判定する。
ステップc11において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、3π/2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc12において、V相交流方形波電圧指令vv2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップc10において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、π/2以上ではない場合には、3相方形波電圧指令生成部190は、上述したステップc12の処理を実施する。
一方、ステップc11において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、3π/2以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc13において、V相交流方形波電圧指令vv2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
次に、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc14において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、π/2以上であるか否かを判定する。
ステップc14において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、π/2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc15において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、3π/2以上であるか否かを判定する。
ステップc15において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、3π/2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc16において、W相交流方形波電圧指令vw2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップc14において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、π/2以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップc16の処理を実施する。
一方、ステップc15において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、3π/2以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップc17において、W相交流方形波電圧指令vw2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
また、ステップc4において、モータ回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*を新たに更新することなく、前回値を保持する。
また、ステップc5において、変調率mが、1.273以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、後述する変調率mが1.273未満の処理を実施する。
また、3相交流方形波電圧指令生成部190は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが、1.273以上の時に、上述した方法で、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*を生成することにより、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*の基本波を、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に一致させることができる。
したがって、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*をモータ60の3相巻線61、62、63に印加した場合においても、モータ60のトルクTをモータ60のトルク指令T*に一致させることができる。
さらに、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*の基本波成分の大きさは1.273となるため、インバータ40の電圧利用率を向上させることもできる。
これにより、モータ60の出力を向上させることができる。
(変調率m<1.273における処理内容の説明)
次に、図7を用いて、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273未満である場合の処理内容を説明する。
(変調率m<1.273における処理内容の説明)
次に、図7を用いて、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273未満である場合の処理内容を説明する。
図7は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流方形波電圧指令生成部190において、3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273未満である場合の処理内容を説明する図である。
まず、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd1において、変調率mに対応する所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10を設定する。
なお、所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10は、予め変調率mの大きさに対応させてマイコンのメモリに記憶させている。
さらに、所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10は、後述する処理を用いて生成される3相交流方形波電圧vu2*、vv2*、vw2*の基本波が、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と一致するように、予め設定されている。
さらに、所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10は、後述する処理を用いて生成される3相交流方形波電圧vu2*、vv2*、vw2*が、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の正と負の期間で対称波形となるように、予め設定されている。
また、本実施例では、10個の所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10を用いた場合について説明するが、3相交流方形波電圧vu2*、vv2*、vw2*の基本波が、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と一致するように、所定の電圧位相角に設定する個数を増減させても問題ない。
次に、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd2において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上であるか否かを判定する。
ステップd2において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上であるか否かを判定する。
ステップd3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd4において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上であるか否かを判定する。
ステップd4において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd5において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上であるか否かを判定する。
ステップd5において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上であるか否かを判定する。
ステップd6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上であるか否かを判定する。
ステップd7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上であるか否かを判定する。
ステップd8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd9において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上であるか否かを判定する。
ステップd9において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd10において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上であるか否かを判定する。
ステップd10において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd11において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上であるか否かを判定する。
ステップd11において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd12において、U相交流方形波電圧指令vu2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップd2において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd12の処理を実施する。
また、ステップd4において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd12の処理を実施する。
また、ステップd6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd12の処理を実施する。
また、ステップd8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd12の処理を実施する。
また、ステップd10において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd12の処理を実施する。
一方、ステップd3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd13において、U相交流方形波電圧指令vu2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
また、ステップd5において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd13の処理を実施する。
また、ステップd7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd13の処理を実施する。
また、ステップd9において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd13の処理を実施する。
また、ステップd11において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd13の処理を実施する。
次に、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd14において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上であるか否かを判定する。
ステップd14において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd15において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上であるか否かを判定する。
ステップd15において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd16において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上であるか否かを判定する。
ステップd16において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd17において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上であるか否かを判定する。
ステップd17において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd18において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上であるか否かを判定する。
ステップd18において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd19において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上であるか否かを判定する。
ステップd19において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd20において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上であるか否かを判定する。
ステップd20において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd21において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上であるか否かを判定する。
ステップd21において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd22において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上であるか否かを判定する。
ステップd22において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd23において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上であるか否かを判定する。
ステップd23において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd24において、V相交流方形波電圧指令vv2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップd14において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd24の処理を実施する。
また、ステップd16において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd24の処理を実施する。
また、ステップd18において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd24の処理を実施する。
また、ステップd20において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd24の処理を実施する。
また、ステップd22において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd24の処理を実施する。
一方、ステップd15において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd25において、V相交流方形波電圧指令vv2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
また、ステップd17において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd25の処理を実施する。
また、ステップd19において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd25の処理を実施する。
また、ステップd21において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd25の処理を実施する。
また、ステップd23において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd25の処理を実施する。
次に、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd26において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上であるか否かを判定する。
ステップd26において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd27において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上であるか否かを判定する。
ステップd27において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd28において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上であるか否かを判定する。
ステップd28において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd29において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上であるか否かを判定する。
ステップd29において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd30において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上であるか否かを判定する。
ステップd30において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd31において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上であるか否かを判定する。
ステップd31において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd32において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上であるか否かを判定する。
ステップd32において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd33において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上であるか否かを判定する。
ステップd33において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd34において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上であるか否かを判定する。
ステップd34において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd35において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上であるか否かを判定する。
ステップd35において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上である場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd36において、W相交流方形波電圧指令vw2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップd26において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd36の処理を実施する。
また、ステップd28において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd36の処理を実施する。
また、ステップd30において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd36の処理を実施する。
また、ステップd32において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd36の処理を実施する。
また、ステップd34において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd36の処理を実施する。
一方、ステップd27において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、ステップd37において、W相交流方形波電圧指令vw2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
また、ステップd29において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd37の処理を実施する。
また、ステップd31において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd37の処理を実施する。
また、ステップd33において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd37の処理を実施する。
また、ステップd35において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上ではない場合には、3相交流方形波電圧指令生成部190は、上述したステップd37の処理を実施する。
3相交流方形波電圧指令生成部190は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが、1.273未満の時には、上述した方法で、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*を生成することにより、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*の基本波を、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と一致させることができる。
したがって、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*をモータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に印加した場合においても、モータ60のトルクTをモータ60のトルク指令T*に一致させることができる。
また、上述したように、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*は、3相交流正弦波電圧指令のvu1*、vv1*、vw1*の変調率mの大きさに応じて予め定められた電圧位相角で、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定するだけで良いため、マイコンの演算量を低減することができる。
(第2のスイッチング信号生成部210の処理内容の説明)
図8は、本実施例の第1の実施形態にかかる第2のスイッチング信号生成部210の処理手順を説明する図である。
(第2のスイッチング信号生成部210の処理内容の説明)
図8は、本実施例の第1の実施形態にかかる第2のスイッチング信号生成部210の処理手順を説明する図である。
インバータ40のU相上アームのスイッチング素子41のIGBTとU相下アームのスイッチング素子42のIGBTの短絡と、V相上アームのスイッチング素子43のIGBTとV相下アームのスイッチング素子44のIGBTの短絡と、W相上アームのスイッチング素子45のIGBTとW相下アームのスイッチング素子46のIGBTの短絡を防止するために、インバータ40のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2とU相下アームの第2のスイッチング信号Sun2にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、V相上アームの第2のスイッチング信号Svp2とV相下アームの第2のスイッチング信号Svn2にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、W相上アームの第2のスイッチング信号SwpとW相下アームの第2のスイッチング信号Swnにデッドタイムを設けることが望ましいが、本実施例では、デッドタイムを省略して説明する。
まず、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe1において、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成した3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*を取得する。
次に、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe2において、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVを取得する。
なお、基準値SVの値は0(零)である。
次に、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe3において、U相交流方形波電圧指令vu2*の値が、基準値SVの値以上であるか否かを判定する。
ステップe3において、U相交流方形波電圧指令vu2*の値が、基準値SVの値以上である場合には、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe4において、U相下アームの第2のスイッチング信号Sun2をオフに設定した後、ステップe5において、U相上アームの第2のスイッチング信号Sup2をオンに設定する。
一方、ステップe3において、U相交流方形波電圧指令vu2*の値が、基準値SVの値以上ではない場合には、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe6において、U相上アームの第2のスイッチング信号Sup2をオフに設定した後、ステップe7において、U相下アームの第2のスイッチング信号Sun2をオンに設定する。
次に、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe8において、V相交流方形波電圧指令vv2*の値が、基準値SVの値以上であるか否かを判定する。
ステップe8において、V相交流方形波電圧指令vv2*の値が、基準値SVの値以上である場合には、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe9において、V相下アームの第2のスイッチング信号Svn2をオフに設定した後、ステップe10において、V相上アームの第2のスイッチング信号Svp2をオンに設定する。
一方、ステップe8において、V相交流方形波電圧指令vv2*の値が、基準値SVの値以上ではない場合には、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe11において、V相上アームの第2のスイッチング信号Svp2をオフに設定した後、ステップe12において、V相下アームの第2のスイッチング信号Svn2をオンに設定する。
次に、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe13において、W相交流方形波電圧指令vw2*の値が、基準値SVの値以上であるか否かを判定する。
ステップe13において、W相交流方形波電圧指令vw2*の値が、基準値SVの値以上である場合には、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe14において、W相下アームの第2のスイッチング信号Swn2をオフに設定した後、ステップe15において、W相上アームの第2のスイッチング信号Swp2をオンに設定する。
一方、ステップe13において、W相交流方形波電圧指令vw2*の値が、基準値SVの値以上ではない場合には、第2のスイッチング信号生成部210は、ステップe16において、W相上アームの第2のスイッチング信号Swp2をオフに設定した後、ステップe17において、W相下アームの第2のスイッチング信号Swn2をオンに設定する。
そして、第2のスイッチング信号生成部210は、生成した各相上下アームの第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2をスイッチング信号切替部220に入力する。
また、第2のスイッチング信号生成部210は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、3相交流方形波電圧指令vu2*、vv2*、vw2*と基準値SVに基づいて生成した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2は、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*とキャリアcarrierに基づいて生成した第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1に比べて、オンとオフの切り替わり回数が少ない。
したがって、第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2を用いて、インバータ40の各スイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御することにより、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのスイッチング時に伴う損失を低減することができる。
これにより、インバータ40の効率を向上させることができる。
さらに、U相上下アームの第2のスイッチング信号Sup2、Sun2は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の正と負の期間で対称となり、V相上下アームの第2のスイッチング信号Svp2、Svn2は、V相交流正弦波電圧指令vv1*の正と負の期間で対称とになり、W相上下アームの第2のスイッチング信号Swp2、Swn2は、W相交流正弦波電圧指令vw1*の正と負の期間で対称となる。
すなわち、モータ60の回転数ωmが高回転領域である時に、第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2を用いて、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御することにより、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に正負対称の電圧を印加することできる。
これにより、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に正負対称の電流を流すことができるため、モータ60の回転数ωmが高回転である時に課題となっていたモータ60のトルク変動を低減することができる。
(スイッチング信号切替部220の処理内容の説明)
図9は、本実施例の第1の実施形態にかかるスイッチング信号切替部220の処理手順を説明する図である。
(スイッチング信号切替部220の処理内容の説明)
図9は、本実施例の第1の実施形態にかかるスイッチング信号切替部220の処理手順を説明する図である。
まず、スイッチング信号切替部220は、ステップf1において、第1のスイッチング信号生成部200で生成した第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1を取得する。
次に、スイッチング信号切替部220は、ステップf2において、第2のスイッチング信号生成部210で生成した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2を取得する。
次に、スイッチング信号切替部220は、ステップf3において、モータ回転数演算部170で演算したモータ60の回転子64の回転数ωmを取得する。
そして、スイッチング信号切替部220は、ステップf4において、ステップf3で取得したモータ60の回転子64の回転数ωmに応じて、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnとして、ステップf1で取得した第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1とステップf2で取得した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2のいずれかを設定する。
また、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnとして、第2のスイッチング信号生成部210で生成した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2を設定する場合には、少なくとも、モータ60の回転子64の回転数ωmは、所定のモータ回転数ωmpre以上である。
また、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnとして、第1のスイッチング信号生成部200で生成した第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1を設定する場合には、少なくとも、モータ60の回転子64の回転数ωmは、所定のモータ回転数ωmpre未満である。
なお、所定のモータ回転数ωmpreの値は、予めマイコンのメモリに記憶されている。
このように、少なくとも、所定のモータ回転数ωmpre以上の時に、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnの設定を、第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1から第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2へ切り替えることにより、モータ60の回転子64が高回転である時においても、モータ60の固定子に巻かれた三相巻線61、62、63に正負対称の電流を流すことができるため、モータ60のトルク変動を低減することができる
さらに、インバータ40のスイッチング回数を低減できるため、高効率化することもできる。
さらに、インバータ40のスイッチング回数を低減できるため、高効率化することもできる。
また、少なくとも、所定のモータ回転数ωmpre未満の時に、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnの設定を、第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2から第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1へ切り替えることにより、モータ60の回転子64の低回転領域と中回転領域においても、モータ60の固定子に巻かれた三相巻線61、62、63に正負対称の電流を流すことができるため、モータ60のトルク変動を低減することができるとともに、3相交流電流iu、iv、iwの高調波成分を抑制することができるため、モータ60の鉄損と銅損を低減することができる。
すなわち、モータの効率を向上させることができる。
また、上述したように、モータ回転数演算部170で演算したモータ60の回転子64の回転数ωmに応じて、第1のスイッチング信号生成部200で生成した第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1と第2のスイッチング信号生成部210で生成した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2を切り替えるだけで、正弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができるため、少ない演算量で正弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができる。
(U相交流正弦波電圧指令vu1*とU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性の説明)
図10から図13は、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*と、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を説明する図である。
(U相交流正弦波電圧指令vu1*とU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性の説明)
図10から図13は、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*と、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を説明する図である。
まず、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時のU相交流正弦波電圧指令vu1*と、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を説明する。
図10は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時のU相交流正弦波電圧指令vu1*と、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を説明する図である。
U相交流方形波電圧指令vu2*は、上述したように、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上で第2の所定の電圧位相角θvuvw2未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上で第3の所定の電圧位相角θvuvw3未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上で第4の所定の電圧位相角θvuvw4未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上で第5の所定の電圧位相角θvuvw5未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上で第6の所定の電圧位相角θvuvw6未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上で第7の所定の電圧位相角θvuvw7未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上で第8の所定の電圧位相角θvuvw8未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上で第9の所定の電圧位相角θvuvw9未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上で第10の所定の電圧位相角θvuvw10未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される。
このように生成されたU相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*のピーク前後では、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される期間が比較的長く、U相交流正弦波電圧指令vu1*のボトム前後では、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定される期間が比較的長く、U相交流正弦波電圧指令vu1*のゼロクロス前後では、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1と最小値である-1に固定される期間が比較的短い。
さらに、このように生成されたU相交流方形波電圧指令vu2*の基本波は、U相交流正弦波電圧指令vu1*と一致する。
ここでは、U相交流正弦波電圧指令vu1*とU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を例にして説明したが、V相交流正弦波電圧指令vv1*とV相交流方形波電圧指令vv2*の関係性についても同様であり、W相交流正弦波電圧指令vw1*とW相交流方形波電圧指令vw2*の関係性についても同様である。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満である時のU相交流正弦波電圧指令vu1*と、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を説明する。
図11は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満である時のU相交流正弦波電圧指令vu1*と、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を説明する図である。
U相交流方形波電圧指令vu2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1とインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定する方法は、上述したので説明を省略する。
U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第1の所定の電圧位相角θvuvw1(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第1の所定の電圧位相角θvuvw1(図10参照)と比べて大きな値となる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第1の所定の電圧位相角θvuvw1と第2の所定の電圧位相角θvuvw2の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第1の所定の電圧位相角θvuvw1と第2の所定の電圧位相角θvuvw2の間隔(図10参照)と比べて小さくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第2の所定の電圧位相角θvuvw2と第3の所定の電圧位相角θvuvw3の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第2の所定の電圧位相角θvuvw2と第3の所定の電圧位相角θvuvw3の間隔(図10参照)と比べて小さくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第3の所定の電圧位相角θvuvw3と第4の所定の電圧位相角θvuvw4の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第3の所定の電圧位相角θvuvw3と第4の所定の電圧位相角θvuvw4の間隔(図10参照)と比べて小さくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第4の所定の電圧位相角θvuvw4と第5の所定の電圧位相角θvuvw5の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第4の所定の電圧位相角θvuvw4と第5の所定の電圧位相角θvuvw5の間隔(図10参照)と比べて小さくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第5の所定の電圧位相角θvuvw5と第6の所定の電圧位相角θvuvw6の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第5の所定の電圧位相角θvuvw5と第6の所定の電圧位相角θvuvw6の間隔(図10参照)と比べて大きくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第6の所定の電圧位相角θvuvw6と第7の所定の電圧位相角θvuvw7の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第6の所定の電圧位相角θvuvw6と第7の所定の電圧位相角θvuvw7の間隔(図10参照)と比べて小さくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第7の所定の電圧位相角θvuvw7と第8の所定の電圧位相角θvuvw8の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第7の所定の電圧位相角θvuvw7と第8の所定の電圧位相角θvuvw8の間隔(図10参照)と比べて小さくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第8の所定の電圧位相角θvuvw8と第9の所定の電圧位相角θvuvw9の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第8の所定の電圧位相角θvuvw8と第9の所定の電圧位相角θvuvw9の間隔(図10参照)と比べて小さくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第9の所定の電圧位相角θvuvw9と第10の所定の電圧位相角θvuvw10の間隔(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第9の所定の電圧位相角θvuvw9と第10の所定の電圧位相角θvuvw10の間隔(図10参照)と比べて小さくなる。
さらに、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時の第10の所定の電圧位相角θvuvw10(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満である時の第10の所定の電圧位相角θvuvw10(図10参照)と比べて小さな値となる。
すなわち、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0以上で1.273未満の時に生成されたU相交流方形波電圧指令vu2*(図11参照)は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.0未満の時に生成されたU相交流方形波電圧指令vu2*(図10参照)と比較して、U相交流正弦波電圧指令vu1*のピーク前後では、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定する期間を長くし、U相交流正弦波電圧指令vu1*のボトム前後では、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定する期間を長くし、U相交流正弦波電圧指令vu1*のゼロクロス前後では、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1と最小値である-1に固定する期間を短くする。
このように生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の基本波は、U相交流正弦波電圧指令vu1*と一致する。
つまり、U相交流方形波電圧指令vu2*の基本波が、U相交流正弦波電圧指令vu1*と一致するように、U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mに応じて、所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10を予め上述したように設定し、マイコンのメモリに記憶させている。
ここでは、変調率mの変化に伴うU相交流正弦波電圧指令vu1*とU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を例にして説明したが、V相交流正弦波電圧指令vv1*とV相交流方形波電圧指令vv2*の関係性についても同様であり、W相交流正弦波電圧指令vw1*とW相交流方形波電圧指令vw2*の関係性についても同様である。
次に、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.273である時のU相交流正弦波電圧指令vu1*と、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を説明する。
図12は、本実施例の第1の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.273である時のU相交流正弦波電圧指令vu1*と、3相交流方形波電圧指令生成部190で生成したU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を説明する図である。
U相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.273である時には、U相交流方形波電圧指令vu2*は、上述したように、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、π/2未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、π/2以上で3π/2未満の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定される。
さらに、U相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*の電圧位相角θvuが、3π/2以上の時には、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定される。
このように生成されたU相交流方形波電圧指令vu2*は、U相交流正弦波電圧指令vu1*が正である期間では、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に固定され、U相交流正弦波電圧指令vu1*が負である期間では、インバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に固定される。
このように生成されたU相交流方形波電圧指令vu2*の基本波は、U相交流正弦波電圧指令vu1*と一致する。
ここでは、変調率mが1.273である時のU相交流正弦波電圧指令vu1*とU相交流方形波電圧指令vu2*の関係性を例にして説明したが、V相交流正弦波電圧指令vv1*とV相交流方形波電圧指令vv2*の関係性についても同様であり、W相交流正弦波電圧指令vw1*とW相交流方形波電圧指令vw2*の関係性についても同様である。
(モータ60の高回転領域において、キャリアと正弦波電圧指令を比較して生成したスイッチング信号に生じる課題の説明)
次に、図13から図15を用いて、モータ60の回転子64の高回転領域において、キャリアcarrierと正弦波電圧指令を比較して生成したスイッチング信号に生じる課題について説明する。
(モータ60の高回転領域において、キャリアと正弦波電圧指令を比較して生成したスイッチング信号に生じる課題の説明)
次に、図13から図15を用いて、モータ60の回転子64の高回転領域において、キャリアcarrierと正弦波電圧指令を比較して生成したスイッチング信号に生じる課題について説明する。
以下では、U相交流正弦波電圧指令vu1*とキャリアcarrierに基づいて生成されるU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1を例に説明する。
図13は、本実施例の第1の実施形態にかかるモータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域である時のU相交流正弦波電圧指令vu1*とキャリアcarrierに基づいて生成したU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形を説明する図である。
U相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、上述したように、U相交流正弦波電圧指令vu1*がキャリアcarrier以上である時にはオンする信号に設定され、U相交流正弦波電圧指令vu1*がキャリアcarrier以上ではない時にはオフする信号に設定される。
図13において、U相交流正弦波電圧指令vu1*が、ピーク値から0(零)に低下する期間を期間A1とし、U相交流正弦波電圧指令vu1*が、0(零)からボトム値まで低下する期間を期間A2とし、U相交流正弦波電圧指令vu1*が、ボトム値から0(零)まで上昇する期間を期間A3とし、U相交流正弦波電圧指令vu1*が、0(零)からピーク値まで上昇する期間を期間A4と定義する。
モータ60のトルク変動を抑制するためには、上述した期間A1と期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形を対称に生成するとともに、上述した期間A2と期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形を対称に生成し、モータ60の固定子のU相巻線61に流すU相電流iuの高調波を低減する必要がある。
しかしながら、モータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域である時には、上述した期間A1と期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形は非対称になるとともに、上述した期間A2と期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形は非対称になる。
次に、上述した期間A1と期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形が非対称であり、上述した期間A2と期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形が非対称であることを説明する。
図14は、本実施例の第1の実施形態にかかるモータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域である時に、U相交流正弦波電圧指令vu1*とキャリアcarrierに基づいて生成したU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形が、上述した期間A1と期間A3とで非対称であることを説明する図である。
期間A1のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1のオンからオフに変化するタイミングでは、期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オンからオフに変化する状態もしくはオンに固定されている状態である。
さらに、期間A1のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1のオフからオンに変化するタイミングでは、期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オフに固定されている状態である。
一方、期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1のオフからオンに変化するタイミングでは、期間A1のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オンに固定されている状態である。
さらに、期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1のオンからオフに変化するタイミングでは、期間A1のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オンからオフに変化する状態である。
期間A1のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1と期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形が、対称であるためには、期間A1のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1が、オンからオフに変化するタイミングで、期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オフからオンに変化する必要があり、さらに、期間A1のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1が、オフからオンに変化するタイミングで、期間A3のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オンからオフに変化する必要がある。
したがって、モータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域において、U相交流正弦波電圧指令vu1*とキャリアcarrierに基づいて生成したU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形は、上述した期間A1と期間A3とで非対称であることがわかる。
図15は、本実施例の第1の実施形態にかかるモータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域である時に、U相交流正弦波電圧指令vu1*とキャリアcarrierに基づいて生成したU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形が、上述した期間A2と期間A4とで非対称であることを説明する図である。
期間A2のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1のオフからオンに変化するタイミングでは、期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オフに固定されている状態である。
期間A2のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1のオンからオフに変化するタイミングでは、期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オンに固定されている状態である。
一方、期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1のオンからオフに変化するタイミングでは、期間A2のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オフに固定されている状態である。
さらに、期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1のオフからオンに変化するタイミングでは、期間A2のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オンに固定されている状態である。
期間A2のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1と期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形が、対称であるためには、期間A2のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1が、オンからオフに変化するタイミングで、期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オフからオンに変化する必要があり、さらに、期間A2のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1が、オフからオンに変化するタイミングで、期間A4のU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1は、オンからオフに変化する必要がある。
したがって、モータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域において、U相交流正弦波電圧指令vu1*とキャリアcarrierに基づいて生成したU相上アームの第1のスイッチング信号Sup1の波形は、上述した期間A2と期間A4とで非対称であることがわかる。
ここでは、U相上アームの第1のスイッチング信号Sup1を例に説明したが、U相下アームの第1のスイッチング信号Sun1とV相上下アームの第1のスイッチング信号Svp1、Svn1とW相上下アームの第1のスイッチング信号Swp1、Swn1についても同様である。
したがって、モータ60の回転子64の高回転領域において、固定周波数のキャリアと3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*を比較して生成したスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1を、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnに適用した場合には、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwに高調波が発生し、モータ60のトルク変動が増大する課題がある。
次に、図16から図18を用いて、モータ60の回転子64の高回転領域において、第2のスイッチング信号生成部210で生成した第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2を、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnに適用することにより、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwの高調波を低減し、モータ60のトルク変動を低減できることを説明する。
以下では、U相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVに基づいて生成されるU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2を例に説明する。
図16は、本実施例の第1の実施形態にかかるモータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域である時のU相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVに基づいて生成したU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形を説明する図である。
U相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、上述したように、U相交流方形波電圧指令vu2*がインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SV以上である時にはオンする信号に設定され、U相交流方形波電圧指令vu2*がインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SV以上ではない時にはオフする信号に設定される。
図16において、U相交流正弦波電圧指令vu1*が、ピーク値から0(零)に低下する期間を期間B1とし、U相交流正弦波電圧指令vu1*が、0(零)からボトム値まで低下する期間を期間B2とし、U相交流正弦波電圧指令vu1*が、ボトム値から0(零)まで上昇する期間を期間B3とし、U相交流正弦波電圧指令vu1*が、0(零)からピーク値まで上昇する期間を期間B4と定義する。
モータ60のトルク変動を抑制するためには、上述した期間B1と期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形を対称に生成するとともに、上述した期間B2と期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形を対称に生成し、モータ60の固定子のU相巻線61に流すU相電流iuの高調波を低減する必要がある。
上述したように、所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10は、U相交流方形波電圧vu2*が、U相交流正弦波電圧指令vu1*の正と負の期間で対称波形となるように予め設定されているため、上述した期間B1と期間B3のU相交流方形波電圧vu2*は対称波形となり、上述した期間B2と期間B4のU相交流方形波電圧vu2*は対称波形となる。
インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値SVの値は、0(零)であるため、U相交流方形波電圧vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値SVとを比較して生成したU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、期間B1と期間B3で対称波形となり、期間B2と期間B4で対称波形になる。
次に、上述した期間B1と期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形が対称であり、上述した期間B2と期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形が対称であることを説明する。
図17は、本実施例の第1の実施形態にかかるモータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域である時に、U相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値SVに基づいて生成したU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形が、上述した期間B1と期間B3とで対称であることを説明する図である。
期間B1のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2のオンからオフに変化するタイミングでは、期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オフからオンに変化する状態である。
さらに、期間B1のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2のオフからオンに変化するタイミングでは、期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オンからオフに変化する状態である。
一方、期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2のオフからオンに変化するタイミングでは、期間B1のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オンからオフに変化する状態である。
さらに、期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2のオンからオフに変化するタイミングでは、期間B1のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オフからオンに変化する状態である。
期間B1のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2と期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形が、対称であるためには、期間B1のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2が、オンからオフに変化するタイミングで、期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オフからオンに変化する必要があり、さらに、期間B1のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2が、オフからオンに変化するタイミングで、期間B3のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オンからオフに変化する必要がある。
これらより、モータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域において、U相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値SVに基づいて生成したU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形は、上述した期間B1と期間B3とで対称であることがわかる。
図18は、本実施例の第1の実施形態にかかるモータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域である時に、U相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値SVに基づいて生成したU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形が、上述した期間B2と期間B4とで対称であることを説明する図である。
期間B2のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2のオフからオンに変化するタイミングでは、期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オンからオフに変化する状態である。
さらに、期間B2のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2のオンからオフに変化するタイミングでは、期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オフからオンに変化する状態である。
一方、期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2のオンからオフに変化するタイミングでは、期間B2のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オフからオンに変化する状態である。
さらに、期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2のオフからオンに変化するタイミングでは、期間B2のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オンからオフに変化する状態である。
期間B2のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2と期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形が、対称であるためには、期間B2のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2が、オンからオフに変化するタイミングで、期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オフからオンに変化する必要があり、さらに、期間B2のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2が、オフからオンに変化するタイミングで、期間B4のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2は、オンからオフに変化する必要がある。
これらより、モータ60の回転子64が、所定の回転数ωmpre以上の高回転領域において、U相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値SVに基づいて生成したU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2の波形は、上述した期間B2と期間B4とで対称であることがわかる。
したがって、モータ60の回転子64の高回転領域において、U相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値SVに基づいて生成したスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2を、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnに適用することにより、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwの高調波を低減することができる。
これにより、モータ60の回転子64の高回転領域において、モータ60のトルク変動を低減することができる。
(第1のスイッチング信号と第2のスイッチング信号の適用領域の説明)
図19は、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnに設定するスイッチング信号を説明する図である。
(第1のスイッチング信号と第2のスイッチング信号の適用領域の説明)
図19は、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnに設定するスイッチング信号を説明する図である。
上述したように、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上の時には、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnとして、第2のスイッチング信号Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2、Swn2が適用される。
また、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre未満の時には、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnとして、第1のスイッチング信号Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1、Swn1が適用される。
このように、インバータ40のスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnを生成することにより、マイコンの演算量を増大させることなく、正弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができるとともに、モータ高回転領域のトルク変動を抑制することができる。
〔第2の実施形態〕
(インバータ制御装置500の構成要素の説明)
図20は、本実施例の第2の実施形態にかかる車両システムを説明する図である。
(インバータ制御装置500の構成要素の説明)
図20は、本実施例の第2の実施形態にかかる車両システムを説明する図である。
インバータ制御装置500を除いた車両システムの構成は、上述した本実施例の第1の実施形態と同じ構成であるため、説明を省略する。
本実施例の第2の実施形態にかかるインバータ制御装置500は、モータ回転数演算部170、3相交流正弦波電圧指令生成部180、3相交流電圧指令変形部510、スイッチング信号生成部520を有する。
(インバータ制御装置500の機能の説明)
インバータ制御装置500は、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeをモータ回転数演算部170に入力し、モータ60の回転子64の回転数ωmを算出する。
(インバータ制御装置500の機能の説明)
インバータ制御装置500は、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeをモータ回転数演算部170に入力し、モータ60の回転子64の回転数ωmを算出する。
モータ回転数演算部170の処理内容は、上述した本実施例の第1の実施形態と同じ処理内容であるため、説明を省略する。
さらに、インバータ制御装置500は、上位コントローラ(不図示)から受信したモータ60のトルク指令T*と、電流センサ50で検出したモータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwと、電圧センサ30で検出したインバータ40の入力電圧Vinと、磁極位置センサ70で検出したモータ60の回転子64の磁極位置θeと、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmを3相交流正弦波電圧指令生成部180に入力し、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mと、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対応する電圧位相角θvu、θvv、θvwを算出する。
3相交流正弦波電圧指令生成部180の処理内容は、上述した本実施例の第1の実施形態と同じ処理内容であるため、説明を省略する。
さらに、インバータ制御装置500は、3相交流正弦波電圧指令生成部180で算出した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mと、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対応する電圧位相角θvu、θvv、θvwと、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmを3相交流電圧指令変形部510に入力し、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**を算出する。
3相交流電圧指令変形部510の詳細な処理内容は、後述する。
そして、インバータ制御装置500は、3相交流電圧指令変形部510で算出した3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**と、三角波や鋸波などのキャリア信号carrierと、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVと、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmをスイッチング信号生成部520に入力し、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御するスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnを生成する。
スイッチング信号生成部520の詳細な処理内容は、後述する。
(3相交流電圧指令変形部510の処理内容の説明)
図21と図22は、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流電圧指令変形部510の処理手順を説明する図である。
(3相交流電圧指令変形部510の処理内容の説明)
図21と図22は、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流電圧指令変形部510の処理手順を説明する図である。
まず、図21を用いて、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273以上である場合の処理内容を説明する。
(変調率m≧1.273における処理内容の説明)
図21は、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流電圧指令変形部510において、3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273以上である場合の処理内容を説明する図である。
(変調率m≧1.273における処理内容の説明)
図21は、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流電圧指令変形部510において、3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273以上である場合の処理内容を説明する図である。
まず、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg1において、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmを取得する。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg2において、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成した変調率mを取得する。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg3において、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*を取得する。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg4において、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対応する電圧位相角をθvu、θvv、θvw取得する。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg5において、ステップg1で取得したモータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上であるか否かを判定する。
ステップg5において、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg6において、ステップg2で取得した変調率mが、1.273以上であるか否かを判定する。
ステップg6において、変調率mが1.273以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuがπ/2以上であるか否かを判定する。
ステップg7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuがπ/2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、3π/2以上であるか否かを判定する。
ステップg8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、3π/2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg9において、U相交流変形波電圧指令vu1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値に設定する。インバータ40の出力可能な相電圧の最大値は、上述した本実施例の第1の実施形態と同様に、1となるように規格化されている。
また、ステップg7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、π/2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップg9の処理を実施する。
一方、ステップg8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、3π/2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg10において、U相交流変形波電圧指令vu1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値に設定する。インバータ40の出力可能な相電圧の最小値は、上述した本実施例の第1の実施形態と同様に、-1となるように規格化されている。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg11において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、π/2以上であるか否かを判定する。
ステップg11において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、π/2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg12において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、3π/2以上であるか否かを判定する。
ステップ12において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、3π/2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg13において、V相交流変形波電圧指令vv1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップg11において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、π/2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップg13の処理を実施する。
一方、ステップg12において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、3π/2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg14において、V相交流変形波電圧指令vv1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg15において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、π/2以上であるか否かを判定する。
ステップg15において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、π/2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg16において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、3π/2以上であるか否かを判定する。
ステップ16において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、3π/2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg17において、W相交流変形波電圧指令vw1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップg15において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、π/2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップg17の処理を実施する。
一方、ステップg16において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、3π/2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg18において、W相交流変形波電圧指令vw1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
また、ステップg5において、モータ回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップg19において、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**に、ステップg3で取得した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*を設定する。
また、ステップg6において、変調率mが、1.273以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、後述する変調率mが1.273未満の処理を実施する。
また、3相交流電圧指令変形部510は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが、1.273以上の時に、上述した方法で、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**を生成することにより、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**の基本波を、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に一致させることができる。
したがって、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**をモータ60の3相巻線61、62、63に印加した場合においても、モータ60のトルクTをモータ60のトルク指令T*に一致させることができる。
さらに、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**の基本波成分の大きさは1.273となるため、インバータ40の電圧利用率を向上させることもできる。
これにより、モータ60の出力を向上させることができる。
(変調率m<1.273における処理内容の説明)
次に、図22を用いて、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273未満である場合の処理内容を説明する。
これにより、モータ60の出力を向上させることができる。
(変調率m<1.273における処理内容の説明)
次に、図22を用いて、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273未満である場合の処理内容を説明する。
図22は、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流電圧指令変形部510において、3相交流正弦波電圧指令部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが1.273未満である場合の処理内容を説明する図である。
まず、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh1において、変調率mに対応する所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10を設定する。
所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10の設定方法は、上述した本実施例の第1の実施形態で説明した設定方法と同様である。
また、本実施例では、10個の所定の電圧位相角θvuvw1~θvuvw10を用いた場合について説明するが、3相交流変形波電圧vu1**、vv1**、vw1**の基本波が、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と一致するように、所定の電圧位相角に設定する個数を増減させても問題ない。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh2において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上であるか否かを判定する。
ステップh2において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上であるか否かを判定する。
ステップh3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh4において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上であるか否かを判定する。
ステップh4において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、は、ステップh5において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上であるか否かを判定する。
ステップh5において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上であるか否かを判定する。
ステップh6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上であるか否かを判定する。
ステップh7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上であるか否かを判定する。
ステップh8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh9において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上であるか否かを判定する。
ステップh9において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh10において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上であるか否かを判定する。
ステップh10において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh11において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上であるか否かを判定する。
ステップh11において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh12において、U相交流変形波電圧指令vu1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップh2において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh12の処理を実施する。
また、ステップh4において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh12の処理を実施する。
また、ステップh6において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh12の処理を実施する。
また、ステップh8において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh12の処理を実施する。
また、ステップh10において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh12の処理を実施する。
一方、ステップh3において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh13において、U相交流変形波電圧指令vu1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
また、ステップh5において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh13の処理を実施する。
また、ステップh7において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh13の処理を実施する。
また、ステップh9において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh13の処理を実施する。
また、ステップh11において、U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角θvuが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh13の処理を実施する。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh14において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上であるか否かを判定する。
ステップh14において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh15において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上であるか否かを判定する。
ステップd15において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh16において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上であるか否かを判定する。
ステップh16において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh17において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上であるか否かを判定する。
ステップh17において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh18において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上であるか否かを判定する。
ステップh18において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh19において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上であるか否かを判定する。
ステップh19において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh20において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上であるか否かを判定する。
ステップh20において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh21において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上であるか否かを判定する。
ステップh21において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh22において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上であるか否かを判定する。
ステップh22において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh23において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上であるか否かを判定する。
ステップh23において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh24において、V相交流変形波電圧指令vv1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップh14において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh24の処理を実施する。
また、ステップh16において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh24の処理を実施する。
また、ステップh18において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh24の処理を実施する。
また、ステップh20において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh24の処理を実施する。
また、ステップh22において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh24の処理を実施する。
一方、ステップh15において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh25において、V相交流方形波電圧指令vv2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
また、ステップh17において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh25の処理を実施する。
また、ステップh19において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh25の処理を実施する。
また、ステップh21において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh25の処理を実施する。
また、ステップh23において、V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角θvvが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh25の処理を実施する。
次に、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh26において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上であるか否かを判定する。
ステップh26において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh27において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上であるか否かを判定する。
ステップh27において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh28において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上であるか否かを判定する。
ステップh28において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh29において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上であるか否かを判定する。
ステップh29において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh30において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上であるか否かを判定する。
ステップh30において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh31において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上であるか否かを判定する。
ステップh31において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh32において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上であるか否かを判定する。
ステップh32において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh33において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上であるか否かを判定する。
ステップh33において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh34において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上であるか否かを判定する。
ステップh34において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh35において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上であるか否かを判定する。
ステップh35において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上である場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh36において、W相交流方形波電圧指令vw2*をインバータ40の出力可能な相電圧の最大値である1に設定する。
また、ステップh26において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第1の所定の電圧位相角θvuvw1以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh36の処理を実施する。
また、ステップh28において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第3の所定の電圧位相角θvuvw3以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh36の処理を実施する。
また、ステップh30において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第5の所定の電圧位相角θvuvw5以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh36の処理を実施する。
また、ステップh32において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第7の所定の電圧位相角θvuvw7以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh36の処理を実施する。
また、ステップh34において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第9の所定の電圧位相角θvuvw9以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh36の処理を実施する。
一方、ステップh27において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第2の所定の電圧位相角θvuvw2以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、ステップh37において、W相交流変形波電圧指令vw1**をインバータ40の出力可能な相電圧の最小値である-1に設定する。
また、ステップh29において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第4の所定の電圧位相角θvuvw4以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh37の処理を実施する。
また、ステップh31において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第6の所定の電圧位相角θvuvw6以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh37の処理を実施する。
また、ステップh33において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第8の所定の電圧位相角θvuvw8以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh37の処理を実施する。
また、ステップh35において、W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角θvwが、第10の所定の電圧位相角θvuvw10以上ではない場合には、3相交流電圧指令変形部510は、上述したステップh37の処理を実施する。
3相交流電圧指令変形部510は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mが、1.273未満の時には、上述した方法で、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**を生成することにより、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**の基本波を、3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*と一致させることができる。
したがって、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**をモータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に印加した場合においても、モータ60のトルクTをモータ60のトルク指令T*に一致させることができる。
また、上述したように、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**は、3相交流正弦波電圧指令のvu1*、vv1*、vw1*の変調率mの大きさに応じて予め定められた電圧位相角で、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定するだけで良いため、マイコンの演算量を低減することができる。
(スイッチング信号生成部520の処理内容の説明)
図23は、本実施例の第2の実施形態にかかるスイッチング信号生成部520の処理手順を説明する図である。
また、上述したように、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**は、3相交流正弦波電圧指令のvu1*、vv1*、vw1*の変調率mの大きさに応じて予め定められた電圧位相角で、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定するだけで良いため、マイコンの演算量を低減することができる。
(スイッチング信号生成部520の処理内容の説明)
図23は、本実施例の第2の実施形態にかかるスイッチング信号生成部520の処理手順を説明する図である。
インバータ40のU相上アームのスイッチング素子41のIGBTとU相下アームのスイッチング素子42のIGBTの短絡と、V相上アームのスイッチング素子43のIGBTとV相下アームのスイッチング素子44のIGBTの短絡と、W相上アームのスイッチング素子45のIGBTとW相下アームのスイッチング素子46のIGBTの短絡を防止するために、インバータ40のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2とU相下アームの第2のスイッチング信号Sun2にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、V相上アームの第2のスイッチング信号Svp2とV相下アームの第2のスイッチング信号Svn2にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、W相上アームの第2のスイッチング信号SwpとW相下アームの第2のスイッチング信号Swnにデッドタイムを設けることが望ましいが、本実施例では、デッドタイムを省略して説明する。
まず、スイッチング信号生成部520は、ステップi1において、3相交流電圧指令変形部510で生成した3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**を取得する。
次に、スイッチング信号生成部520は、ステップi2において、予めマイコンのメモリに記憶させておいたキャリアcarrierのピーク値Cpkとボトム値Cbtとキャリア周波数fcarrierに基づいて生成されたキャリアcarrierを取得する。
次に、スイッチング信号生成部520は、ステップi3において、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVを取得する。
なお、基準値SVの値は0(零)である。
次に、スイッチング信号生成部520は、ステップi4において、モータ回転数演算部170で算出したモータ60の回転子64の回転数ωmを取得する。
次に、スイッチング信号生成部520は、ステップi5において、ステップi4で取得したモータ回転数ωmが、所定の回転数以上であるか否かを判定する。
ステップi5において、モータ回転数ωmが、所定の回転数以上である場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi6において、U相交流変形波電圧指令vu1**が、ステップi3で取得した基準値SV以上であるか否かを判定する。
ステップi6において、U相交流変形波電圧指令vu1**が、ステップi3で取得した基準値SV以上である場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi7において、U相下アームのスイッチング信号Sunをオフに設定したのち、ステップi8において、U相上アームのスイッチング信号Supをオンに設定する。
一方、ステップi6において、U相交流変形波電圧指令vu1**が、基準値SV以上ではない場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi9において、U相上アームのスイッチング信号Supをオフに設定したのち、ステップi10において、U相下アームのスイッチング信号Sunをオンに設定する。
次に、スイッチング信号生成部520は、ステップi11において、V相交流変形波電圧指令vv1**が、基準値SV以上であるか否かを判定する。
ステップi11において、V相交流変形波電圧指令vv1**が、基準値SV以上である場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi12において、V相下アームのスイッチング信号Svnをオフに設定したのち、ステップi13において、V相上アームのスイッチング信号Svpをオンに設定する。
一方、ステップi11において、V相交流変形波電圧指令vv1**が、基準値SV以上ではない場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi14において、V相上アームのスイッチング信号Svpをオフに設定したのち、ステップi15において、V相下アームのスイッチング信号Svnをオンに設定する。
次に、スイッチング信号生成部520は、ステップi16において、W相交流変形波電圧指令vw1**が、基準値SV以上であるか否かを判定する。
ステップi16において、W相交流変形波電圧指令vw1**が、基準値SV以上である場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi17において、W相下アームのスイッチング信号Svnをオフに設定したのち、ステップi18において、W相上アームのスイッチング信号Svpをオンに設定する。
一方、ステップi16において、W相交流変形波電圧指令vw1**が、基準値SV以上ではない場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi19において、W相上アームのスイッチング信号Swpをオフに設定したのち、ステップi20において、W相下アームのスイッチング信号Swnをオンに設定する。
また、ステップi5において、モータ回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上ではない場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi21において、U相交流変形波電圧指令vu1**の値が、キャリアcarrierの値以上であるか否かを判定する。
ステップi21において、U相交流変形波電圧指令vu1**の値が、キャリアcarrierの値以上である場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi22において、U相下アームのスイッチング信号Sunをオフに設定したのち、ステップi23において、U相上アームのスイッチング信号Supをオンに設定する。
一方、ステップi21において、U相交流変形波電圧指令vu1**の値が、キャリアcarrierの値以上ではない場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi24において、U相上アームのスイッチング信号Supをオフに設定したのち、ステップi25において、U相下アームのスイッチング信号Sunをオンに設定する。
次に、スイッチング信号生成部520は、ステップi26において、V相交流変形波電圧指令vv1**の値が、キャリアcarrierの値以上であるか否かを判定する。
ステップi26において、V相交流変形波電圧指令vv1**の値が、キャリアcarrierの値以上である場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi27において、V相下アームのスイッチング信号Svnをオフに設定したのち、ステップi28において、V相上アームのスイッチング信号Svpをオンに設定する。
一方、ステップi26において、V相交流変形波電圧指令vv1**の値が、キャリアcarrierの値以上ではない場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi29において、V相上アームのスイッチング信号Svpをオフに設定したのち、ステップi30において、V相下アームのスイッチング信号Svnをオンに設定する。
次に、スイッチング信号生成部520は、ステップi31において、W相交流変形波電圧指令vw1**の値が、キャリアcarrierの値以上であるか否かを判定する。
ステップi31において、W相交流変形波電圧指令vw1**の値が、キャリアcarrierの値以上である場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi32において、W相下アームのスイッチング信号Swnをオフに設定したのち、W相上アームのスイッチング信号Swpをオンに設定する。
一方、ステップi31において、W相交流変形波電圧指令vw1**の値が、キャリアcarrierの値以上ではない場合には、スイッチング信号生成部520は、ステップi34において、W相上アームのスイッチング信号Swpをオフに設定したのち、ステップi35において、W相下アームのスイッチング信号Swnをオンに設定する。
スイッチング信号生成部520は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**とキャリアcarrierと基準値SVに基づいて生成したスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnを用いて、インバータ40の各スイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御することにより、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのスイッチング回数を低減することができるため、スイッチング時に伴う損失を低減することができる。
これにより、インバータ40の効率を向上させることができる。
さらに、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**と基準値SVに基づいて生成したU相上下アームのスイッチング信号Sup、Sunは、U相交流正弦波電圧指令vu1*の正と負の期間で対称となり、V相上下アームのスイッチング信号Svp、Svnは、V相交流正弦波電圧指令vv1*の正と負の期間で対称とになり、W相上下アームのスイッチング信号Swp、Swnは、W相交流正弦波電圧指令vw1*の正と負の期間で対称となる。
すなわち、モータ60の回転数ωmが高回転領域である時に、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**と基準値SVに基づいて生成したスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnを用いて、インバータ40のスイッチング素子41、42、43、44、45、46のIGBTのオンとオフを制御することにより、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に正負対称の電圧を印加することできる。
これにより、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に正負対称の電流を流すことができるため、モータ60の回転数ωmが高回転領域にある場合に課題となっていたモータ60のトルク変動を低減することができる。
さらに、上述したように、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63に流れる3相交流電流iu、iv、iwの周波数とキャリア周波数fcarrierとの差が比較的小さくなり、かつ、モータ60の固定子に巻かれた3相巻線61、62、63のインピーダンスが高くなるモータ60の回転子64の高回転領域で、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**を、3相交流正弦波電圧指令と3相交流方形波電圧指令とで切り替えることにより、正弦波制御と矩形波制御との切り替え時に生じるモータ60のトルク変動を抑制することができる。
(3相交流変形波電圧指令とスイッチング信号の波形の説明)
図24は、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流電圧指令変形部510で生成したU相交流変形波電圧指令vu1**とスイッチング信号生成部520で生成したU相上アームのスイッチング信号Supの波形を説明する図である。
(3相交流変形波電圧指令とスイッチング信号の波形の説明)
図24は、本実施例の第2の実施形態にかかる3相交流電圧指令変形部510で生成したU相交流変形波電圧指令vu1**とスイッチング信号生成部520で生成したU相上アームのスイッチング信号Supの波形を説明する図である。
図24において、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre未満で、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.000未満である期間を期間C1とし、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上で、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.000未満である期間を期間C2とし、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上で、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.000以上で1.273未満である期間を期間C3とし、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上で、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mが、1.273以上である期間を期間C4と定義する。
期間C1は、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre未満であるため、上述したように、U相交流変形波電圧指令vu1**には、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*が設定される。
さらに、期間C1は、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre未満であるため、上述したように、U相上アームのスイッチング信号Supは、U相交流変形波電圧指令vu1**が、キャリアcarrier以上である時にはオンする信号に設定され、U相交流変形波電圧指令vu1**が、キャリアcarrier以上ではない時にはオフする信号に設定される。
期間C2は、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上であるため、上述したように、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mの大きさに応じて予め定められた電圧位相角θvuvw1~θvuvw10で、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定された方形波状のU相交流変形波電圧指令vu1**が生成される。
さらに、期間C2は、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre未満であるため、上述したように、U相上アームのスイッチング信号Supは、U相交流変形波電圧指令vu1**が、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SV以上である時にはオンする信号に設定され、U相交流変形波電圧指令vu1**が、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SV以上ではない時にはオフする信号に設定される。
また、期間C2で生成されたU相上アームのスイッチング信号Supは、本実施例の第1の実施形態で説明した図16のU相上アームの第2のスイッチング信号Sup2と同様の波形となる。
期間C3は、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上であるため、上述したように、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mの大きさに応じて予め定めた電圧位相角θvuvw1~θvuvw10で、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定された方形波状のU相交流変形波電圧指令vu1**が生成される。
さらに、期間C3は、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre未満であるため、上述したように、U相上アームのスイッチング信号Supは、U相交流変形波電圧指令vu1**が、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SV以上である時にはオンする信号に設定され、U相交流変形波電圧指令vu1**が、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SV以上ではない時にはオフする信号に設定される。
さらに、期間C3の3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mは、1.000以上で1.273未満であり、期間C2の3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mよりも大きいため、期間C3の第1の電圧位相角θvuvw1は、期間C2の第1の所定の電圧位相角θvuvw1と比べて大きな値となる。
さらに、期間C3の第1の所定の電圧位相角θvuvw1と第2の所定の電圧位相角θvuvw2の間隔は、期間C2の第1の所定の電圧位相角θvuvw1と第2の所定の電圧位相角θvuvw2の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間C3の第2の所定の電圧位相角θvuvw2と第3の所定の電圧位相角θvuvw3の間隔は、期間C2の第2の所定の電圧位相角θvuvw2と第3の所定の電圧位相角θvuvw3の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間C3の第3の所定の電圧位相角θvuvw3と第4の所定の電圧位相角θvuvw4の間隔は、期間C2の第3の所定の電圧位相角θvuvw3と第4の所定の電圧位相角θvuvw4の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間C3の第4の所定の電圧位相角θvuvw4と第5の所定の電圧位相角θvuvw5の間隔は、期間C2の第4の所定の電圧位相角θvuvw4と第5の所定の電圧位相角θvuvw5の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間C3の第5の所定の電圧位相角θvuvw5と第6の所定の電圧位相角θvuvw6の間隔は、期間C2の第5の所定の電圧位相角θvuvw5と第6の所定の電圧位相角θvuvw6の間隔と比べて大きくなる。
さらに、期間C3の第6の所定の電圧位相角θvuvw6と第7の所定の電圧位相角θvuvw7の間隔は、期間C2の第6の所定の電圧位相角θvuvw6と第7の所定の電圧位相角θvuvw7の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間C3の第7の所定の電圧位相角θvuvw7と第8の所定の電圧位相角θvuvw8の間隔は、期間C2の第7の所定の電圧位相角θvuvw7と第8の所定の電圧位相角θvuvw8の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間C3の第8の所定の電圧位相角θvuvw8と第9の所定の電圧位相角θvuvw9の間隔は、期間C2の第8の所定の電圧位相角θvuvw8と第9の所定の電圧位相角θvuvw9の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間C3の第9の所定の電圧位相角θvuvw9と第10の所定の電圧位相角θvuvw10の間隔は、期間C2の第9の所定の電圧位相角θvuvw9と第10の所定の電圧位相角θvuvw10の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間C3の第10の所定の電圧位相角θvuvw10は、期間C2の第10の所定の電圧位相角θvuvw10と比べて小さな値となる。
また、期間C3で生成されたU相上アームのスイッチング信号Supは、本実施例の第1の実施形態で説明した図11のU相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVに基づいて生成されたスイッチング信号Sup2と同様の波形となる。
期間C4は、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上であり、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成したU相交流正弦波電圧指令vu1*の変調率mの大きさが、1.273以上であるため、上述したように、予め定めた電圧位相角π/2、3π/2で、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定された方形波状のU相交流変形波電圧指令vu1**が生成される。
さらに、期間C4は、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre未満であるため、上述したように、U相上アームのスイッチング信号Supは、U相交流変形波電圧指令vu1**が、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SV以上である時にはオンする信号に設定され、U相交流変形波電圧指令vu1**が、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SV以上ではない時にはオフする信号に設定される。
また、期間C4で生成されたU相上アームのスイッチング信号Supは、本実施例の第1の実施形態で説明した図12のU相交流方形波電圧指令vu2*とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVに基づいて生成されたスイッチング信号Sup2と同様の波形となる。
ここでは、U相交流変形波電圧指令vu1**とU相上アームのスイッチング信号Supの波形を例にして説明したが、U相交流変形波電圧指令vu1**とU相下アームのスイッチング信号Sunと、V相交流変形波電圧指令vv1**とV相上下アームのスイッチング信号Svp、Svnと、W相交流変形波電圧指令vw1**とW相上下アームのスイッチング信号Swp、Swnについても同様である。
(3相交流電圧指令変形部510で生成した3相交流変形波電圧指令の波形形状とその適用領域の説明)
図25は、3相交流電圧指令変形部510で生成した3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**の波形形状とその適用領域を説明する図である。
図25は、3相交流電圧指令変形部510で生成した3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**の波形形状とその適用領域を説明する図である。
上述したように、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre以上の時には、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**は、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率mに応じて予め定められた所定の電圧位相角で、インバータ40の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定された方形波状の3相交流電圧指令となる。
また、モータ60の回転子64の回転数ωmが、所定の回転数ωmpre未満の時には、3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**は、3相交流正弦波電圧指令生成部180で生成した3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*が設定されるため、正弦波状の3相交流電圧指令となる。
このように設定された3相交流変形波電圧指令vu1**、vv1**、vw1**とインバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値SVとキャリアcarrierに基づいて生成されたスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnは、本実施例の第1の実施形態で説明したスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnと同じ波形となる。
したがって、このように、インバータ40のスイッチング信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swnを生成することにより、マイコンの演算量を増大させることなく、正弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができるとともに、モータ高回転領域のトルク変動を抑制することができる。
10 バッテリ
20 平滑キャパシタ
30 電圧センサ
40 インバータ
41 インバータ40のU相上アームのスイッチング素子
42 インバータ40のU相下アームのスイッチング素子
43 インバータ40のV相上アームのスイッチング素子
44 インバータ40のV相下アームのスイッチング素子
45 インバータ40のW相上アームのスイッチング素子
46 インバータ40のW相下アームのスイッチング素子
50 電流センサ
60 モータ
61 モータ60の固定子に巻かれたU相巻線
62 モータ60の固定子に巻かれたV相巻線
63 モータ60の固定子に巻かれたW相巻線
64 回転子
70 磁極位置センサ
80 モータの出力軸
90 トランスミッション
100 クランクシャフト
110 エンジン
120 プロペラシャフト
130 ディファレンシャルギア
140 ドライブシャフト
150 駆動輪
160 インバータ制御装置
500 インバータ制御装置
170 モータ回転数演算部
180 3相交流正弦波電圧指令生成部
190 3相交流方形波電圧指令生成部
200 第1のスイッチング信号生成部
210 第2のスイッチング信号生成部
220 スイッチング信号切替部
300 d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器
320 乗算器
330 乗算器
380 乗算器
390 乗算器
340 加算器
400 加算器
310 減算器
370 減算器
350 積分器
410 積分器
360 q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器
510 3相交流電圧指令変形部
520 スイッチング信号生成部
m 3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率
T モータ60のトルク
id d軸電流
iq q軸電流
iu U相交流電流
iv V相交流電流
iw W相交流電流
θv 基準電圧位相角
θe モータ60の回転子64の磁極位置
ωm モータ60の回転子64の回転数
T* モータ60のトルク指令
Pp モータ60の極対数
SV インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値
vd* d軸電圧指令
vq* q軸電圧指令
id* d軸電流指令
iq* q軸電流指令
Vin インバータ40の入力電圧
Cpk キャリアcarrierのピーク値
Cbt キャリアcarrierのボトム値
Kpd d軸用比例ゲイン
Kid d軸用積分ゲイン
Kpq q軸用比例ゲイン
Kiq q軸用積分ゲイン
Δid d軸電流指令id*からd軸電流idを減算した差分値
Δiq q軸電流指令iq*からq軸電流iqを減算した差分値
Sup インバータ40のスイッチング素子41のIGBTのスイッチング信号
Sun インバータ40のスイッチング素子42のIGBTのスイッチング信号
Svp インバータ40のスイッチング素子43のIGBTのスイッチング信号
Svn インバータ40のスイッチング素子44のIGBTのスイッチング信号
Swp インバータ40のスイッチング素子45のIGBTのスイッチング信号
Swn インバータ40のスイッチング素子46のIGBTのスイッチング信号
θvu U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角
θvv V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角
θvw W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角
vu1* U相交流正弦波電圧指令
vv1* V相交流正弦波電圧指令
vw1* W相交流正弦波電圧指令
vu2* U相交流方形波電圧指令
vv2* V相交流方形波電圧指令
vw2* W相交流方形波電圧指令
vpd* d軸用比例ゲインKpdと差分値Δidを乗算した乗算値
vpq* q軸用比例ゲインKpqと差分値Δiqを乗算した乗算値
vid* 乗算値Δvid*を積分した積分値
viq* 乗算値Δviq*を積分した積分値
Sup1 インバータ40のU相上アームの第1のスイッチング信号
Sun1 インバータ40のU相下アームの第1のスイッチング信号
Svp1 インバータ40のV相上アームの第1のスイッチング信号
Svn1 インバータ40のV相下アームの第1のスイッチング信号
Swp1 インバータ40のW相上アームの第1のスイッチング信号
Swn1 インバータ40のW相下アームの第1のスイッチング信号
Sup2 インバータ40のU相上アームの第2のスイッチング信号
Sun2 インバータ40のU相下アームの第2のスイッチング信号
Svp2 インバータ40のV相上アームの第2のスイッチング信号
Svn2 インバータ40のV相下アームの第2のスイッチング信号
Swp2 インバータ40のW相上アームの第2のスイッチング信号
Swn2 インバータ40のW相下アームの第2のスイッチング信号
Δvid* d軸用積分ゲインKidと差分値Δidを乗算した乗算値
Δviq* q軸用積分ゲインKiqと差分値Δiqを乗算した乗算値
ωmpre 所定の回転数
vu1** U相交流変形波電圧指令
vv1** V相交流変形波電圧指令
vw1** W相交流変形波電圧指令
θvuvw1 第1の所定の電圧位相角
θvuvw2 第2の所定の電圧位相角
θvuvw3 第3の所定の電圧位相角
θvuvw4 第4の所定の電圧位相角
θvuvw5 第5の所定の電圧位相角
θvuvw6 第6の所定の電圧位相角
θvuvw7 第7の所定の電圧位相角
θvuvw8 第8の所定の電圧位相角
θvuvw9 第9の所定の電圧位相角
θvuvw10 第10の所定の電圧位相角
carrier キャリア
fcarrier キャリア周波数
20 平滑キャパシタ
30 電圧センサ
40 インバータ
41 インバータ40のU相上アームのスイッチング素子
42 インバータ40のU相下アームのスイッチング素子
43 インバータ40のV相上アームのスイッチング素子
44 インバータ40のV相下アームのスイッチング素子
45 インバータ40のW相上アームのスイッチング素子
46 インバータ40のW相下アームのスイッチング素子
50 電流センサ
60 モータ
61 モータ60の固定子に巻かれたU相巻線
62 モータ60の固定子に巻かれたV相巻線
63 モータ60の固定子に巻かれたW相巻線
64 回転子
70 磁極位置センサ
80 モータの出力軸
90 トランスミッション
100 クランクシャフト
110 エンジン
120 プロペラシャフト
130 ディファレンシャルギア
140 ドライブシャフト
150 駆動輪
160 インバータ制御装置
500 インバータ制御装置
170 モータ回転数演算部
180 3相交流正弦波電圧指令生成部
190 3相交流方形波電圧指令生成部
200 第1のスイッチング信号生成部
210 第2のスイッチング信号生成部
220 スイッチング信号切替部
300 d軸電圧指令vd*生成用の比例積分制御器
320 乗算器
330 乗算器
380 乗算器
390 乗算器
340 加算器
400 加算器
310 減算器
370 減算器
350 積分器
410 積分器
360 q軸電圧指令vq*生成用の比例積分制御器
510 3相交流電圧指令変形部
520 スイッチング信号生成部
m 3相交流正弦波電圧指令vu1*、vv1*、vw1*の変調率
T モータ60のトルク
id d軸電流
iq q軸電流
iu U相交流電流
iv V相交流電流
iw W相交流電流
θv 基準電圧位相角
θe モータ60の回転子64の磁極位置
ωm モータ60の回転子64の回転数
T* モータ60のトルク指令
Pp モータ60の極対数
SV インバータ40の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値
vd* d軸電圧指令
vq* q軸電圧指令
id* d軸電流指令
iq* q軸電流指令
Vin インバータ40の入力電圧
Cpk キャリアcarrierのピーク値
Cbt キャリアcarrierのボトム値
Kpd d軸用比例ゲイン
Kid d軸用積分ゲイン
Kpq q軸用比例ゲイン
Kiq q軸用積分ゲイン
Δid d軸電流指令id*からd軸電流idを減算した差分値
Δiq q軸電流指令iq*からq軸電流iqを減算した差分値
Sup インバータ40のスイッチング素子41のIGBTのスイッチング信号
Sun インバータ40のスイッチング素子42のIGBTのスイッチング信号
Svp インバータ40のスイッチング素子43のIGBTのスイッチング信号
Svn インバータ40のスイッチング素子44のIGBTのスイッチング信号
Swp インバータ40のスイッチング素子45のIGBTのスイッチング信号
Swn インバータ40のスイッチング素子46のIGBTのスイッチング信号
θvu U相交流正弦波電圧指令vu1*に対応する電圧位相角
θvv V相交流正弦波電圧指令vv1*に対応する電圧位相角
θvw W相交流正弦波電圧指令vw1*に対応する電圧位相角
vu1* U相交流正弦波電圧指令
vv1* V相交流正弦波電圧指令
vw1* W相交流正弦波電圧指令
vu2* U相交流方形波電圧指令
vv2* V相交流方形波電圧指令
vw2* W相交流方形波電圧指令
vpd* d軸用比例ゲインKpdと差分値Δidを乗算した乗算値
vpq* q軸用比例ゲインKpqと差分値Δiqを乗算した乗算値
vid* 乗算値Δvid*を積分した積分値
viq* 乗算値Δviq*を積分した積分値
Sup1 インバータ40のU相上アームの第1のスイッチング信号
Sun1 インバータ40のU相下アームの第1のスイッチング信号
Svp1 インバータ40のV相上アームの第1のスイッチング信号
Svn1 インバータ40のV相下アームの第1のスイッチング信号
Swp1 インバータ40のW相上アームの第1のスイッチング信号
Swn1 インバータ40のW相下アームの第1のスイッチング信号
Sup2 インバータ40のU相上アームの第2のスイッチング信号
Sun2 インバータ40のU相下アームの第2のスイッチング信号
Svp2 インバータ40のV相上アームの第2のスイッチング信号
Svn2 インバータ40のV相下アームの第2のスイッチング信号
Swp2 インバータ40のW相上アームの第2のスイッチング信号
Swn2 インバータ40のW相下アームの第2のスイッチング信号
Δvid* d軸用積分ゲインKidと差分値Δidを乗算した乗算値
Δviq* q軸用積分ゲインKiqと差分値Δiqを乗算した乗算値
ωmpre 所定の回転数
vu1** U相交流変形波電圧指令
vv1** V相交流変形波電圧指令
vw1** W相交流変形波電圧指令
θvuvw1 第1の所定の電圧位相角
θvuvw2 第2の所定の電圧位相角
θvuvw3 第3の所定の電圧位相角
θvuvw4 第4の所定の電圧位相角
θvuvw5 第5の所定の電圧位相角
θvuvw6 第6の所定の電圧位相角
θvuvw7 第7の所定の電圧位相角
θvuvw8 第8の所定の電圧位相角
θvuvw9 第9の所定の電圧位相角
θvuvw10 第10の所定の電圧位相角
carrier キャリア
fcarrier キャリア周波数
Claims (6)
- インバータのスイッチング信号を生成する制御装置は、インバータの変調率が1.273未満で、モータの回転数が所定値以上である時に、インバータが出力する3相交流電圧の各相交流電圧波形の1周期において、インバータの各相上アームのスイッチング信号を、オンからオフに変化させる回数と、オフからオンに変化させる回数を、それぞれ5回以上に設定するとともに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれピーク値から0(零)に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオン(オフ)からオフ(オン)に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれボトム値から0(零)に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオフ(オン)からオン(オフ)に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ0(零)からボトム値に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオン(オフ)からオフ(オン)に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ0(零)からピーク値に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオフ(オン)からオン(オフ)に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値前後のインバータの各相上アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オンからオフに変化させることなくオンに固定するとともに、前記各相交流電圧の基本波のボトム値前後のインバータの各相上アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オフからオンに変化させることなくオフに固定し、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値もしくはボトム値を中心として、インバータの各相上アームのスイッチング信号が左右対称波形となるように生成されることを特徴とする。
- 請求項1に記載の制御装置は、インバータの変調率が1.273未満で、モータの回転数が所定値以上である時に、インバータが出力する3相交流電圧の各相交流電圧波形の1周期において、インバータの各相下アームのスイッチング信号を、オフからオンに変化させる回数と、オンからオフに変化させる回数を、それぞれ5回以上に設定するとともに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれピーク値から0(零)に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相下アームのスイッチング信号のオフ(オン)からオン(オフ)に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれボトム値から0(零)に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相下アームのスイッチング信号のオン(オフ)からオフ(オン)に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ0(零)からボトム値に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相下アームのスイッチング信号のオフ(オン)からオン(オフ)に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ0(零)からピーク値に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相下アームのスイッチング信号のオン(オフ)からオフ(オン)に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値前後のインバータの各相下アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オフからオンに変化させることなくオフに固定するとともに、前記各相交流電圧の基本波のボトム値前後のインバータの各相下アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オンからオフに変化させることなくオンに固定し、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値もしくはボトム値を中心として、インバータの各相下アームのスイッチング信号が左右対称波形となるように生成されることを特徴とする。
- 請求項1に記載の制御装置は、少なくとも、モータの回転数が所定値以上の時に、前記モータのトルク指令と前記モータの磁極位置から算出された前記モータの回転数に基づいて生成された前記モータの電流指令に、電流センサで検出した前記モータに流れる電流を一致させるように生成した3相交流正弦波電圧指令の変調率に応じて予め定めた電圧位相角で、前記インバータの3相交流方形波電圧指令の各相交流方形波電圧指令を、前記インバータの出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定し、前記3相交流方形波電圧指令の各相交流方形波電圧指令と、前記インバータの出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値とを比較して、前記インバータの各相上下アームのスイッチング信号を生成し、生成した前記インバータの各相上下アームのスイッチング信号に基づいて、前記インバータの各相上下アームのスイッチング素子のオンとオフを制御することを特徴とする。
- 請求項3に記載の電圧位相角は、前記3相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令が、それぞれピーク値から0(零)に向かって下降する期間に生成される前記3相交流方形波電圧指令の各相方形波電圧指令の最大値(最小値)に固定されるタイミングと、前記3相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令が、それぞれボトム値から0(零)に向かって上昇する期間に生成される前記3相交流方形波電圧指令の各相方形波電圧指令の最小値(最大値)に固定されるタイミングとが同じになり、さらに、前記3相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令が、それぞれ0(零)からボトム値に向かって下降する期間に生成される前記3相交流方形波電圧指令の各相方形波電圧指令の最大値(最小値)に固定されるタイミングと、前記3相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令が、それぞれ0(零)からピーク値に向かって上昇する期間に生成される前記3相交流方形波電圧指令の各相方形波電圧指令の最小値(最大値)に固定されるタイミングとが同じになり、さらに、前記3相交流方形波電圧指令の各相交流方形波電圧指令の基本波が、前記3相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令に、それぞれ一致するように予め設定されていることを特徴とする。
- 請求項1に記載の制御装置は、前記3相交流方形波電圧指令の各相交流方形波電圧指令と前記基準値とをそれぞれ比較し、前記各相方形波電圧指令が、前記基準値以上である場合には、前記インバータの各相下アームのスイッチング信号を、それぞれオフする信号に設定するとともに、前記インバータの各相上アームのスイッチング信号を、それぞれオンする信号に設定し、前記各相方形波電圧指令が、前記基準値未満である場合には、前記インバータの各相上アームのスイッチング信号を、それぞれオフする信号に設定するとともに、前記インバータの各相下アームのスイッチング信号を、それぞれオンする信号に設定し、少なくとも、モータの回転数が所定値以上の時に、前記スイッチング信号に基づいて、前記インバータの各相上下アームのスイッチング素子のオンとオフを制御することを特徴とする。
- 請求項1に記載の制御装置は、前記3相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令と固定キャリア周波数の鋸波や三角波などのキャリアとをそれぞれ比較し、前記3相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令の値が、前記キャリアの値以上である場合には、前記インバータの各相下アームのスイッチング信号を、それぞれオフする信号に設定するとともに、前記インバータの各相上アームのスイッチング信号を、それぞれオンする信号に設定し、前記各相交流正弦波電圧指令の値が、前記キャリアの値未満である場合には、前記インバータの各相上アームのスイッチング信号を、それぞれオフする信号に設定するとともに、前記インバータの各相下アームのスイッチング信号を、それぞれオンする信号に設定し、少なくとも、モータの回転数が所定値未満の時に、前記スイッチング信号に基づいて、前記インバータの各相上下アームのスイッチング素子のオンとオフを制御することを特徴とする。
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JP2014048318A JP2015173549A (ja) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | インバータ制御装置 |
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WO2018047274A1 (ja) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 三菱電機株式会社 | モータ駆動装置、電動送風機、および電気掃除機 |
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2014
- 2014-03-12 JP JP2014048318A patent/JP2015173549A/ja active Pending
-
2015
- 2015-02-12 WO PCT/JP2015/053723 patent/WO2015137035A1/ja active Application Filing
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Legal Events
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NENP | Non-entry into the national phase |
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