(19)(19)民局(10)(43)CN(10)(43)CN103563243日(22)2012-0037182012.01.12PCT/JP2012/007815WO2013/105173JA(71)地址大阪(72)(74)專(zhuān)利機(jī)構(gòu)尚誠(chéng)知識(shí)有人權(quán)利要求書(shū)2頁(yè)人權(quán)利要求書(shū)2頁(yè)說(shuō)明書(shū)17頁(yè)附圖16(57)電（32（6電CN103563243（14CN103563243

H02P27/06(2006.01)H02P6/06(2006.01)CN103563243權(quán)利要求CN103563243頻率脈動(dòng)；為了驅(qū)動(dòng)所述電將來(lái)自所述平滑部的平滑電壓轉(zhuǎn)換為期望的交流電壓的直流交流轉(zhuǎn)換部；將用于進(jìn)行與所述平滑電壓對(duì)應(yīng)的電驅(qū)動(dòng)的信息傳遞至所述直流交流轉(zhuǎn)換部的檢測(cè)所述電的電樞電流的電流檢測(cè)部所述驅(qū)動(dòng)控制單元還包括對(duì)從所述電至所述電容器流動(dòng)再生電流的期間進(jìn)行計(jì) CN103563243權(quán)利要求CN103563243源頻率的40倍以上。所述交鏈磁通設(shè)定值設(shè)定為從所述電向所述電容器充電的再生能量為零時(shí)的交鏈磁通的2.5倍以下。所述電的交鏈磁通在從所述電向所述電容器充電的再生能量為零時(shí)的交鏈磁通的2.5倍以下。逆變器控制裝[0001]的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)無(wú)刷DC電等的電的逆變器控制裝置。[0002]一般的驅(qū)動(dòng)電的逆變器控制裝置，對(duì)交流電源進(jìn)行整流，利用平滑電容器使或驅(qū)動(dòng)效率降不良影響。1而可能會(huì)導(dǎo)致電樞電流增加或電的驅(qū)動(dòng)效率降不良影響。2 [0009] 其中在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載了在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域?yàn)榱颂岣呷醮艌?chǎng)控制的效果通過(guò)隨著電的旋轉(zhuǎn)速度的上升使磁通指令降低伴隨于此保持一定的總磁通量也降低。[0010] 并且也記載了關(guān)于在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的逆變器控制裝置中由于來(lái)自電的再生能量來(lái)自交流電源的輸入電流出現(xiàn)不流動(dòng)期間輸入電流的高次諧波成分增加的現(xiàn)象的對(duì)策作為該對(duì)策記載了在相當(dāng)于交流電源電壓的零交叉點(diǎn)的相位通過(guò)降低作用于弱磁動(dòng)作的成正交二軸坐標(biāo)的電流指令值抑制交流電源電壓的零交叉附近的再生動(dòng)作 [0020] 本發(fā)明解決了上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的逆變器控制裝置的技術(shù)問(wèn)題其目的在于在由小容量電容器構(gòu)成的逆變器控制裝置中有效地利用提高磁阻轉(zhuǎn)矩的比例的電通過(guò)控制來(lái)自該電的再生能量從而實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的系統(tǒng)整體的效率的最優(yōu)化。[0021] 用于解決課題的方法 其驅(qū)動(dòng)電該電一并利用伴隨勵(lì)磁磁通和電樞電生的磁轉(zhuǎn)矩以及伴隨電樞線(xiàn)圈的電感變化和電樞電生的磁阻轉(zhuǎn)矩并且提高了該磁阻轉(zhuǎn)矩的比例， 上述逆變器控制裝置包括： [0028]將用于進(jìn)行與上述平滑電壓對(duì)應(yīng)的電驅(qū)動(dòng)的信息傳遞至上述直流交流轉(zhuǎn)換[0029]檢測(cè)上述電的電樞電流的電流檢測(cè)部[0031]在上述電流相位差調(diào)整部中進(jìn)行相位調(diào)整，以使得由上述磁通推定部推定出的交[0032]如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的逆變器控制裝置，通過(guò)將來(lái)自電的再生能量控制在（t（r 圖6是表示在利用圖5中的 （b （b [0047]圖12（a是本發(fā)明的逆變器控制裝置的再生能量總量與變流器（converter整（b（c 其驅(qū)動(dòng)電該電一并利用伴隨勵(lì)磁磁通和電樞電生的磁轉(zhuǎn)矩以及伴隨電樞線(xiàn)圈的電感變化和電樞電生的磁阻轉(zhuǎn)矩并且提高了該磁阻轉(zhuǎn)矩的比例， 上述逆變器控制裝置包括： 為了驅(qū)動(dòng)上述電將來(lái)自上述平滑部的平滑電壓轉(zhuǎn)換為期望的交流電壓的直流交流轉(zhuǎn)換部； 將用于進(jìn)行與上述平滑電壓對(duì)應(yīng)的電驅(qū)動(dòng)的信息傳遞至上述直流交流轉(zhuǎn)換 檢測(cè)上述電的電樞電流的電流檢測(cè)部 [0061]在上述電流相位差調(diào)整部中進(jìn)行相位調(diào)整，以使得由上述磁通推定部推定出的交[0062]這樣構(gòu)成的本發(fā)明第一方式的逆變器控制裝置，通過(guò)將來(lái)自電的再生能量控 包括對(duì)從上述電至上述電容器流動(dòng)再生電流的期間進(jìn)行計(jì)測(cè)的再生期間計(jì)測(cè)部， 流指令值的平均值由上述電流檢測(cè)單元檢測(cè)出的電樞電流的有效值的平均值和由上[0065]這樣構(gòu)成的本發(fā)明第二方式的逆變器控制裝置，通過(guò)將來(lái)自電的再生能量和[0066]本發(fā)明的第式的逆變器控制裝置中，上述第一方式或第二方式中的上述磁通[0067]這樣構(gòu)成的本發(fā)明第式的逆變器控制裝置，由于能夠通過(guò)運(yùn)算計(jì)算電的[0068]本發(fā)明的第四方式的逆變器控制裝置，在上述第二方式或第式中，還包括[0070]這樣構(gòu)成的本發(fā)明第四方式的逆變器控制裝置，即使在交流電源的電壓變形、[0071]在本發(fā)明的第五方式的逆變器控制裝置中，上述第二方式或第式的上述電流線(xiàn)電流的檢測(cè)值間接地檢測(cè)在上述電中流動(dòng)的電樞電流，[0073]這樣構(gòu)成的本發(fā)明第五方式的逆變器控制裝置，由于能夠并用在電中流動(dòng)的 [0077]僅在由上述絕對(duì)值轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換后的交流電壓檢測(cè)值的絕對(duì)值低于任意的設(shè)定值[0079]檢測(cè)部檢測(cè)出的平滑電壓檢測(cè)值、以及由上述絕對(duì)值轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換后的交流電壓檢測(cè)值的[0081]在本發(fā)明的第九方式的逆變器控制裝置中，上述第一方式～第八方式的任一方式流電源頻率的40倍以上。[0082]這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第九方式的逆變器控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)來(lái)自交流電源的輸入[0083]在本發(fā)明的第十方式的逆變器控制裝置中，上述第一方式～第九方式的任一方式交鏈磁通的2.5倍以下。 [0085]本發(fā)明的第十一方式的逆變器控制裝置，上述第一方式～第十方式的任一方式中上述電的交鏈磁通在從上述電向上述電容器充電的再生能量為零時(shí)的交鏈磁通的2.5倍以下。[0086]這樣構(gòu)成的本發(fā)明第十一方式的逆變器控制裝置，通過(guò)將來(lái)自電的再生能量[0088]（ 率的大致2倍的頻率大幅度脈動(dòng)將來(lái)自平滑部3的平滑電壓轉(zhuǎn)換為期望的頻率電壓值的交流電壓的作為直流交流轉(zhuǎn)換單元的直流交流轉(zhuǎn)換部4和將用于進(jìn)行與平滑電壓相對(duì)應(yīng)的電驅(qū)動(dòng)的信息傳遞到直流交流轉(zhuǎn)換部4的作為驅(qū)動(dòng)控制單元的驅(qū)動(dòng)控制部6。 由逆變器控制裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的電5包括以中性點(diǎn)為中心地安裝有Y接 和低壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件41x。V相用的半橋電路包壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件41v和低壓側(cè)的開(kāi)關(guān)二極管（42x42y42z。 [0093]3LC140備用于減小流向小容量的電容器32的沖擊充放電電流的峰值的電抗器31。[0094]6LSI10信號(hào)生成部12電流控制部13差調(diào)整部14電流轉(zhuǎn)換部15位置速度推定部1617的各功能塊。 定電5的轉(zhuǎn)子磁極位置和旋轉(zhuǎn)速度 轉(zhuǎn)換后的電5的電樞電流和由轉(zhuǎn)子位置速度推定部16推定出的電5的轉(zhuǎn)子磁極位置的信息，生成用于驅(qū)動(dòng)電5的信號(hào)。[0099]信號(hào)生成部12中信號(hào)的生成，例如在對(duì)直流交流轉(zhuǎn)換部4施加的平滑電壓為200V的情況下，在U相的指示電壓為150VV相的指示電壓為100VW相的指示電壓為0V時(shí)，各相的信號(hào)的占空（信號(hào)的載波周期中上臂開(kāi)關(guān)元件為開(kāi)狀態(tài)的時(shí)間比率U75％V50％W0％。示電壓超過(guò)平滑電壓時(shí)，信號(hào)的占空比為100％。 [0103]圖4是表示在電5的電樞線(xiàn)圈中流動(dòng)的電樞電流的狀態(tài)、和每60°電角的各 在此在圖5中信號(hào)U表示使開(kāi)關(guān)元件41u動(dòng)作的信號(hào)信號(hào)V表示使開(kāi)關(guān)元件41v動(dòng)作的信號(hào)信號(hào)W表示使開(kāi)關(guān)元件41w動(dòng)作的信號(hào)信號(hào)X表示使開(kāi)關(guān)元件41x動(dòng)作的信號(hào)信號(hào)Y表示使開(kāi)關(guān)元件41y動(dòng)作的信號(hào)信號(hào)Z表示使開(kāi)關(guān)元件41z動(dòng)作的信號(hào)。 流轉(zhuǎn)換部4的直流側(cè)的母線(xiàn)中在時(shí)刻1不出現(xiàn)電流在時(shí)刻2出現(xiàn)在W相線(xiàn)圈51w中流動(dòng)的電樞電（W相電流在時(shí)刻3出現(xiàn)在V相線(xiàn)圈51v中流動(dòng)的電樞電（V相電流。 作為另外的示例考慮在圖4中電角30°時(shí)由信號(hào)生成部12生成的半載波 直流交流轉(zhuǎn)換部4的上下臂發(fā)生短路的（deadtime）期間。該停滯期間中直流交流轉(zhuǎn)換部4的母線(xiàn)電流由于各相的電樞電流的流向而不確定。部4的直流側(cè)的母線(xiàn)電流的波形。 電源頻率fs2倍頻率大幅度脈動(dòng)。 為與直流交流轉(zhuǎn)換部4中各開(kāi)關(guān)元（41u～41z）的動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的脈沖狀的波形。 在由小容量的電容器32構(gòu)成的逆變器控制裝置中如圖9所示直流交流轉(zhuǎn)換交流轉(zhuǎn)換部4施加的平滑電壓Vdc與交流電源1的交流電壓絕對(duì)值｜Vac｜的差進(jìn)行積分 Ereg＝∫(Vdc- 電電通（1Ereg部6控制的電5的交鏈磁（d軸交鏈磁通／1次交鏈磁通的特性的圖。如圖11所示具有隨著電5的交鏈磁（d軸交鏈磁通／1次交鏈磁通增大再生能量總量Ereg45Ereg（圖10的（a）的實(shí)線(xiàn)部和在電流檢測(cè)部7中流動(dòng)的直流交流轉(zhuǎn)換部4的直流側(cè)的母線(xiàn)（10（b））的波形。相對(duì)910中，不僅再生能量總量Ereg生期間也減少。結(jié)果能夠減少由于從電5向電容器32充電的再生能量所引起的無(wú)效電由驅(qū)動(dòng)控制部6控制的電5的交鏈磁（d軸交鏈磁通／1次交鏈磁通）的方法，設(shè)定相當(dāng)于再生能量總量Ereg的限制值的電5的交鏈磁通設(shè)定（d軸交鏈磁通設(shè)定值／1次交鏈磁通設(shè)定值。BλBset 的交鏈磁通的2.5倍以下。例如，在圖11的負(fù)荷條件A的情況，將來(lái)自電5的再生能量為零時(shí)的交鏈磁通作為λA0時(shí)，交鏈磁通設(shè)定值λAset以滿(mǎn)足下述式3的條件的方式 λAset≤ 1714 （S101 12 [0134]在此idd軸電流iqq軸電流檢id＾2id的平方值iq2為iq的平方值電樞電流從3相交流坐標(biāo)（iuiviw）向旋轉(zhuǎn)坐（idiq）實(shí)施坐[0136]基于如上所述計(jì)算出的電樞電流的有效值的平均值Ia預(yù)先設(shè)定的電5的規(guī)（d軸電感Ldq軸電感Lq電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Λ計(jì)算正交二軸坐標(biāo)系的交鏈（S103。[0137]λda＝Λ+Ld×ida(5)[0138]λqa＝Lq×iqaλdad磁通平均值、λqaqλda＾2λda方值、λqa＾2λqaλ1a1[0143]如上所述由于利用磁通推定部17通過(guò)式4～式9的運(yùn)算能夠計(jì)算電5的交實(shí)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)LSI等的處理時(shí)間的縮短等為目的，q軸交鏈磁通平均值λqa或1次交鏈磁通平均值λ1a等的運(yùn)算處理可以省略。定值（d軸交鏈磁通平均值λda／1次交鏈磁通平均值λ1a）是否在預(yù)先設(shè)定的交鏈磁通（d軸交鏈磁通設(shè)定值／1次交鏈磁通設(shè)定值以下（S104。在交鏈磁通推定值超過(guò)交鏈磁通設(shè)定值的流相位差βT以規(guī)定的變化幅度Δβ1單調(diào)增加場(chǎng)動(dòng)作，直至交鏈磁（d軸交鏈磁通平均值λda／1次交鏈磁通平均值λ1a）達(dá)到交鏈磁（d軸交鏈磁通設(shè)定值／1次交鏈磁通設(shè)定值以下（S106。這樣能夠?qū)?lái)自電5的再生能量的總量Ereg控制在規(guī)定的限制值以下。[0146]接著，作為交鏈磁通推定值（dλda1（S105值Ia為最小值。先設(shè)定的效率目標(biāo)值的總效率并且通過(guò)將電5的電樞電流抑制在最小限度能夠減輕電流的有效值的平均值Ia計(jì)算交鏈磁通推定值，但也可以如下述式4a所示，利用由相電流轉(zhuǎn)換部15轉(zhuǎn)換后的電樞電流的峰值的平均值Ipa。 的電樞電流的有效值的平均值Ia的變對(duì)電流相位差βT進(jìn)行調(diào)使得平均值Ia的值達(dá)到最小值。但是在磁通推定部17中使用電樞電流的峰值的平均值Ipa時(shí)，可以使用電樞電流的峰值的平均值Ipa代替電樞電流的有效值的平均值Ia對(duì)電流相位差βT進(jìn)行調(diào)整使得該平均值Ipa的值達(dá)到最小值即可。13設(shè)定的電流指令值的平均值Ia相當(dāng)于電樞電流的有效值的平均值。 [0157]id＊為d軸電流iq＊為q軸電流指id＾2idiq＊＾2為iq＊的平方這種流指令值的平均值Ia＊代替式8、式9的平均值Ia計(jì)算交鏈磁通推定值即可。[0158]14βT 諧波成分IEC規(guī)格清楚決定電抗器31與電容器32的組合使得滿(mǎn)足電抗器31與電容（40×fs[0161]在此將電抗器的容L1［H32的容量記C1［F振頻fLC如下述式10所示。 磁阻轉(zhuǎn)矩的比例。使用圖13對(duì)與現(xiàn)有的磁轉(zhuǎn)矩主體的電規(guī)格的差異進(jìn)行說(shuō)明。 圖13是表示現(xiàn)有的磁轉(zhuǎn)矩主體的電規(guī)（1）和實(shí)施方式1的逆變器控制裝轉(zhuǎn)矩的特性的圖。在圖13中用虛線(xiàn)表示現(xiàn)有的磁轉(zhuǎn)矩主體的電規(guī)（1）的特性曲線(xiàn)用實(shí)線(xiàn)表示提高了磁阻轉(zhuǎn)矩的比例的電規(guī)（2）的特性曲線(xiàn)。圖13所示的特性曲線(xiàn)以在電樞電流的有效值的平均值Ia相同的條件下最大輸出轉(zhuǎn)矩Tmax相同且得βs 如上所述在磁通推定部17和電流相位差調(diào)整部14中通過(guò)推定電5的交鏈磁通間接地檢測(cè)來(lái)自電5的再生能量總量Ereg調(diào)整電流相位差βT使得該交鏈磁通推定值在預(yù)先設(shè)定的交鏈磁通以下從而控制使得再生能量總量Ereg在限制值以下。但是通過(guò)如下所述決定電5的規(guī)格能夠可靠地進(jìn)行控制使得再生能量總量Ereg在限Lq電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Λ使得在規(guī)定的轉(zhuǎn)速負(fù)荷轉(zhuǎn)矩下由驅(qū)動(dòng)控制部6控制的電的實(shí)際的時(shí)的交鏈磁通的2.5倍以下。 [0171]（實(shí)施方式2） （S201 （S202Treg11[0178]Treg＝ 檢測(cè)值與相電流轉(zhuǎn)換部15并用，在實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)中不需要重新設(shè)置傳感在成本15Ia（S203。電5的規(guī)格（d軸電感Ldq軸電感Lq電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Λ通過(guò)式5～式9計(jì)算正交二（S204定值（d軸交鏈磁通平均值λda／1次交鏈磁通平均值λ1a）是否在預(yù)先設(shè)定的交鏈磁通（d軸交鏈磁通設(shè)定值／1次交鏈磁通設(shè)定值以下（S205。在交鏈磁通推定值超過(guò)交鏈Ta使電流相位差βT以規(guī)定的變化幅度Δβ1單調(diào)增加，進(jìn)行弱磁場(chǎng)動(dòng)作，直至交鏈磁（d軸交鏈磁通平均值λda1次交鏈（S209。這樣能夠?qū)?lái)自電5的再生能量的總量Ereg控制在規(guī)定的限制值以下。 接著作為S205鏈磁通推定（d軸交鏈磁通平均值λda／1次交鏈磁通平流相位差調(diào)整部14的動(dòng)作首先判斷由再生期間計(jì)測(cè)部18計(jì)測(cè)出的再生期間計(jì)測(cè)值Treg（S206至再生期間計(jì)測(cè)值Treg達(dá)到再生期間設(shè)定值以下實(shí)施再生期間的最優(yōu)（S208。 最后作為S206中再生期間計(jì)測(cè)值Treg達(dá)到再生期間設(shè)定值以下后的電流相位Δβ3Δβ2值的平均值Ia（由數(shù)學(xué)式4計(jì)算的變化對(duì)電流相位差βT進(jìn)行調(diào)整使得Ia的值為最（S207 [0186]（ 3不同的點(diǎn)在于作為構(gòu)成要素新設(shè)置檢測(cè)交流電源1的電壓的作為交流電壓檢測(cè)單元的交流電壓檢測(cè)部9和計(jì)算由交流電壓檢測(cè)部9檢測(cè)的交流電壓檢測(cè)值Vac的絕對(duì)值的絕對(duì)值轉(zhuǎn)換部19在實(shí)施方式3的逆變