CN103384959B - 用于控制电压倒相器来将电力供应至机动车辆的多相电动机的系统 - Google Patents

用于控制电压倒相器来将电力供应至机动车辆的多相电动机的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103384959B
CN103384959B CN201180068489.0A CN201180068489A CN103384959B CN 103384959 B CN103384959 B CN 103384959B CN 201180068489 A CN201180068489 A CN 201180068489A CN 103384959 B CN103384959 B CN 103384959B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
value
load cycle
motor
keeping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180068489.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103384959A (zh
Inventor
S·克莱古特
M·马尔西利娅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of CN103384959A publication Critical patent/CN103384959A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103384959B publication Critical patent/CN103384959B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/08—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于控制电压倒相器、尤其是用于将电力供应至机动车辆的多相电动机的系统，该系统包括一个生成装置，该生成装置用于生成针对该电动机各相的多个供电电压值，以及这些供电电压的一个幅值。该控制系统包括一个相拼接确定装置（19）和一个相拼接控制装置（21），这两个装置相互作用以便控制由多个用于确定负载循环的装置（28，31，34，37，40，43，46）生成的多个负载循环到该电压倒相器（12）的传输，而这是根据针对该电动机各相的这些供电电压值以及根据这些供电电压的该幅值而进行的。

Description

用于控制电压倒相器来将电力供应至机动车辆的多相电动机的系统
技术领域
本发明涉及控制用于汽车车辆的多相电动机的技术领域。
背景技术
电动车辆的牵引机器是由被设计用以从直流（DC）电压生成单相交流电压的晶体管系统来电力驱动的。这种电力电子系统被称作电压倒相器。包括在电压倒相器中的开关的控制是通过脉冲宽度调制的多个信号来实现的（脉冲宽度调制缩写为PWM）。脉冲宽度调制包括生成处于固定频率并且具有可变宽度的一连串脉冲，这些脉冲的平均值对应于应用的设定点的值。
存在常规上用来获得这种调制的不同方法。
正弦方法允许以有待供应的零电压或极低电压进行PWM调制。
三阶谐波的注入允许主谐波的幅值得以增加。这种方法已经开发出来主要是用于增加线性电压区域。然而，它确实具有以下缺点：在电力电子器件以及电动机两者中使得电流方均根值增加并且因此使得损耗增加。
已经开发出空间矢量调制，以便增加线性电压区域，而同时避免因谐波注入而导致的电流增加。
多种间断方法允许晶体管中的开关损耗得以最小化，而同时保持对可用电压的充分利用和对电流的限制。这些方法的主要缺点是难以实现并且不易兼容实际负载循环极限。这种情况的原因在于，电压倒相器因晶体管的开关时间分散而必须包括空载时间以便限制负载循环值。
文件US2009/0179608描述了一种用于控制电压倒相器将电力供应至汽车车辆的电动机的系统。这种方法考虑到了在可以是可变的斩波频率情况下关于负载循环的禁止区域的约束。这种方法属于空间矢量调制类型。
发明内容
本发明的一个目标是一种控制系统，该控制系统被设计用以使得在电压倒相器的晶体管中的开关损耗最小化，而同时保持对可用电压的充分利用和对电流的限制、并且不对该电压倒相器强加一个空载时间。
在一个实施例中，为电压倒相器、尤其是为将电力供应至汽车车辆的多相电动机而提供了一种控制系统。该控制系统包括一个生成装置，该生成装置用于生成针对该电动机各相的多个供电电压值，连同这些供电电压的一个幅值。
该控制系统另外包括一个相拼接确定装置和一个用于控制相拼接的装置，这两个装置进行协作以便控制由多个用于确定负载循环的装置生成的多个负载循环到该电压倒相器的传输，而这是根据针对该电动机各相的这些供电电压值还以及这些供电电压的该幅值而进行的。
在此，“相拼接”被理解为是指在与斩波周期相等的时段内倒相器的一个支路上开关动作的缺少；因此，在此时段期间，保持处于1是在该支路的顶部开关保持闭合并且该支路的底部开关保持打开时实现的；相电位被固定至DC总线的高电位点。通过一种对称方式，保持处于0是在支路的底部开关保持闭合并且支路的顶部开关在整个斩波周期中保持打开时实现的；相电位被固定至DC总线的低电位点。
该控制系统具有的优点是将开关损耗减小一个2/3的比率。
该相拼接确定装置可以包括多个相检测装置，每个相检测装置被设计用以生成一个相电压信号，该相拼接确定装置另外被设计用以在输出处生成一个相识别信号，该相识别信号与其量值非零的这些相电压信号等值。
归因于一种模块化设计，该控制系统因此更便于实现。
该用于控制相拼接的装置可以被设计用以生成一个信号，该信号用于根据这些供电电压的该幅值与一个拼接启用阈值并且与一个拼接禁用阈值的比较来启用相拼接。
通过选择该启用阈值和该禁用阈值，该控制系统的操作因此而得到优化。这些阈值是根据电子器件的特性来确定，例如像模数转换器或数模转换器的精度和量化。
该控制系统可以包括多个开关，这些开关被设计用以根据从该相拼接确定装置以及从该用于控制相拼接的装置接收的这些信号，来控制从接收自针对各相的这些用于确定负载循环的装置的这些负载循环信号中的传输一个信号。
针对各相的这些用于确定负载循环的装置可以包括至少一个用于保持处于零电位的装置，该至少一个用于保持处于零电位的装置被设计用以通过添加一个常量偏移来取消一个相的负载循环、并且用以使得其他相的负载循环偏移同一常量。
针对各相的这些用于确定负载循环的装置可以包括至少一个用于保持处于直流电位的装置，该至少一个用于保持处于直流电位的装置被设计用以通过添加一个常量偏移而使得一个相的负载循环固定在值1处、并且用以使得其他相的负载循环偏移同一常量。
针对各相的这些用于确定负载循环的装置可以包括至少一个标量控制装置，该至少一个标量控制装置被设计用以通过添加同一常量来使所有这些负载循环偏移。
这些偏移是通过向每个负载循环简单添加或从每个负载循环简单减去一个常量来施加的，这所具有的效果是使得这三个负载循环中的一个负载循环固定在值0处，或使得这三个负载循环中的一个负载循环固定在值1处。在这些负载循环无一固定在0处或在1处的情况下，该常量偏移被选择以便获得介于0与1之间的多个负载循环。
针对各相的这些用于确定负载循环的装置可以包括与该多相电动机的相数目一样数量的用于保持处于零电位的装置和用于保持处于直流电位的装置。
本发明还涉及一种用于控制电压倒相器、尤其是用于将电力供应至汽车车辆的多相电动机的方法，该方法包括一个生成步骤，该生成步骤用于生成针对该电动机各相的多个供电电压值，连同这些供电电压的一个幅值。该控制方法包括多个步骤，在这些步骤过程中，确定了多个负载循环，这些负载循环是根据针对该电动机各相的这些供电电压值还以及这些供电电压的该幅值而生成的；确定了一种相拼接；并且生成了一个相拼接命令，以便控制这些负载循环到该电压倒相器的传输。
附图说明
仅仅借助非限制性实例并且参照附图展示通过阅读以下说明将会清楚其他目的、特征以及优点，在这些附图中：
-图1示出用于控制电压倒相器的装置以及相应电压倒相器的主要元件，
-图2示出用于计算负载循环的装置的主要元件，
-图3示出用于电压倒相器的控制系统的主要元件，
-图4示出相拼接确定装置，
-图5示出各相检测装置共用的结构，
-图6示出用于控制相拼接的装置的主要元件，
-图7示出标量控制装置的主要元件，
-图8示出用于保持处于直流电位的装置的主要元件，并且
-图9示出用于保持处于零电位的装置的主要元件。
具体实施方式
图1示出由一个控制装置1控制的一个电压倒相器12。控制装置1包括一个测量装置3，该测量装置经由接线2而连接到多个传感器上。测量装置3被设计用以确定电动机的物理操作参数，如该电动机的相供电电流、和这些相之间的角度。
测量装置3经由接线4来将这些值传递至一个用于控制这些电流的装置5。用于控制电流的装置5根据接收到的测量结果确定新的电压设定点。
这些电压设定点在本文件的以下部分中表示为（Van，Vbn，Vcn）。这些新设定点包括针对电动机各相的供电电压，如表示为（Va，Vb，Vc）的减小的值，连同这些电压的幅值（表示为Mod_Vdq）。一个用于计算这些负载循环的装置8经由接线7接收针对各相的这些供电电压并且经由接线6接收电压的幅值Mod_Vdq。用于计算负载循环的装置8经由接线9将针对电动机各相的负载循环RCa、RCb以及RCc发送至一个用于生成经脉冲宽度调制的信号的装置10。这个生成装置10根据接收到的负载循环来将这些经脉冲宽度调制的信号发送至该倒相器。
在该倒相器的输出处的这些电压（Vao，Vbo，Vco）以如下等式与这些应用于各支路（a，b，c）的负载循环（RCa，RCb，RCc）相联系并且与供应该倒相器的直流总线电压Vdc相联系，即：
Vao=RCa*Vdc
Vbo=RCb*Vdc
Vco=RCc*Vdc
之后，将使用这些减小的值：
Va=Van/Vdc
Vb=Vbn/Vdc
Vc=Vcn/Vdc
包含这三个信号{Va，Vb，Vc}的三维矢量表示为Vabc。包含这三个信号{RCa，RCb，RCc}的三维矢量表示为RCabc。
这三个信号{Va，Vb，Vc}的矢量总和的范数表示为Mod_Vdq。
这些信号Vabc和Mod_Vdq是由用于对电力驱动式电工系统中的电流进行闭环控制的装置5发送。常规上，该电力驱动系统可以是电动机或静态变流器。这些信号RCabc被发送至电子模块10，该电子模块负责通过以下方式驱动电压倒相器的功率桥，即，将负载循环转变成旨在用于功率桥的六个开关中的每个开关的逻辑信号。
图2示出一种用于计算负载循环的装置8的主要元件，如一个控制系统13和一个滤波模块15。控制系统13在其输入处被连接到接线7和接线6上、并且在其输出处经由接线14而连接到滤波模块15上。滤波模块15以其输出连接到接线9上。
滤波模块15允许由于空载时间并且由于有待考虑在内的开关时间引起的畸变。滤波模块15禁止这些负载循环的值接近零或接近一。为此，限定了一个参数αmin，这就限定了最小负载循环并且以对称方式限定了最大负载循环（1-αmin）。参数αmin是固定的，这样使得对应于所去除的负载循环（在0与αmin之间）的时段等于电压倒相器的晶体管的开关时间。例如，对于20kHz的斩波频率，MOS晶体管展现了一种3μs的开关时间。参数αmin=0.1则对应于3.5μs的晶体管的ON信号的最小宽度。通过消除在0与0.1之间范围内的这些负载循环，因开关时间而导致的畸变就会被消除。
图3示出一种用于电压倒相器的控制系统的这些主要元件。在这些主要元件之中，一个数字滤波装置17允许可能在输入处接收的信号Vabc上存在的噪声得到抑制。这尤其可以是带有500Hz的通带的二阶低通滤波器。
一个相拼接确定装置19经由接线18而连接到数字滤波装置17上。相拼接确定装置19允许一个相信号根据从数字滤波装置17接收的滤波信号而生成。该相信号被限制为从1到6变化的多个离散整数值。相拼接确定装置19将在对图4和图5的说明中更详细地描述。
用于控制相拼接的装置21实现对相拼接的启用或禁用。用于控制相拼接的装置21将在对图6的说明中更详细地描述。
一个第一开关25以其第一输入经由接线20而被连接到相拼接确定装置19上、以其第二输入经由接线24而被连接到包括零值的一个存储器23上。当从用于控制相拼接的装置21接收的逻辑信号等于一时，第一开关25在其输出处产生从相拼接确定装置19接收的值。否则，该第一开关在其输出处产生存储器23之中所包括的这个零值。这种在第一开关25输出处的信号因此可以取在零与六之间的范围内的整数值。
该控制系统包括多个用于确定负载循环的装置（28，31，34，37，40，43，46），这些装置允许在不同情况下计算这些负载循环。一种情况对应于零标量命令。其他情况对应于针对相信号取不同值的相拼接。这些不同装置将在下文中在对图8、图9以及图10的说明过程中进行描述。
这些用于确定负载循环的装置（28，31，34，37，40，43，46）分别经由接线（29，32，35，38，41，44，47）而连接到一个第二开关48上。第二开关48还以其控制输入经由接线26而被连接到第一开关25上。根据从第一开关25接收的信号所取的值，第二开关48在其经由接线14的输出处产生从用于确定负载循环的装置（28，31，34，37，40，43，46）接收的这些值中的一个值或另一个值。通过第一开关25产生的这个信号可以在介于零与六之间的范围内取值。
图4中所示的相拼接确定装置19允许一个离散相信号根据从数字滤波装置17接收的滤波信号{Va，Vb，Vc}而生成。经滤波的值{Va，Vb，Vc}可以用矢量的形式或用多路复用的形式来被接收。随后，可能有必要执行标量值的提取或执行多路分解（de-multiplexing），以便通过一个多路分解装置49获得值Va、Vb以及Vc。
这些值Va、Vb以及Vc被发送到多个相检测装置（62，70，78，86，94，102）。多个倍增器（54，57，60）经由分支线路（53，56，59）而被连接到携载值Va、Vb以及Vc的各接线（50，51，52），以便生成相反值-Va、-Vb以及-Vc。这些相反值-Va、-Vb以及-Vc经由接线（55，58，61）而被输送到这些相检测装置（62，70，78，86，94，102）。每个相检测装置（62，70，78，86，94，102）在其输出处产生一个值，这个值要么对应于零与六之间范围内的整数、要么对应于零值。
每个相检测装置（62，70，78，86，94，102）以其输出被连接到一个开关（116，114，112，110，108，106）上。一个开关包括一个第一输入、一个第二输入以及一个控制输入，该控制输入使得能够选择将两个输入中的哪一个输入连接到输出上。
一个相检测装置（62，70，78，86，94，102）以其输出被连接到该第一输入上并且连接到对应于该相检测装置的开关（106，114，112，110，108，116）的控制输入上。该开关的第二输入被连接到前一开关的输出上。该开关的输出被连接到后一开关的第二输入上。
第n个开关以其第二输入连接到第（n-1）个开关上并且以其输出连接到第（n+1）个开关上。第三开关106的第二输入经由接线105而连接到一个包括零值的存储器104上。第八开关116的输出连接到相拼接确定装置19的输出20上。
因此，如果从相检测装置102接收的值非零，那么第三开关106将这个值产生在其输出处，否则将产生这个包括在存储器104中的零值。
如果从相检测装置94接收的值非零，那么第四开关108将这个值产生在其输出处，否则将产生这个从第三开关106接收的值。第五开关110、第六开关112、第七开关114以及第八开关116展现类似于第四开关108的行为。
图5示出每个相检测装置（62，70，78，86，94，102）共用的结构。一个相检测装置在其输入处接收值Va、Vb以及Vc和相反值-Va、-Vb以及-Vc、并且在其输出处产生一个相值。
一个相检测装置包括一个第一比较器117，该第一比较器在其输入处接收在该输入处接收的值中的五个，并且在其输出处产生输入处所接收的值之中的最大值。第一比较器117的输出经由接线118而连接到一个第二比较器119的输入上，该第二比较器另外接收在该相检测装置的输入处接收的第六个值。如果这第六个值大于来自第一比较器117的值，那么第二比较器119在其输出处产生等于一的值，否则产生零值。这个来自第二比较器119的值经由接线120而被一个倍增器121接收。倍增器121的输出对应于相检测装置的输出63。
在由倍增器121处理信号的过程中，第一相检测装置62将值Va接收为一个第六个值并且施加等于一的增益。
在由倍增器121处理信号的过程中，第二相检测装置70将值Vb接收为一个第六个值并且施加等于二的增益。
在由倍增器121处理信号的过程中，第三相检测装置78将值Vc接收为一个第六个值并且施加等于三的增益。
在由倍增器121处理信号的过程中，第四相检测装置86将值-Va接收为一个第六个值并且施加等于四的增益。
在由倍增器121处理信号的过程中，第五相检测装置94将值-Vb接收为一个第六个值并且施加等于五的增益。
在由倍增器121处理信号的过程中，第六相检测装置102将值-Vc接收为一个第六个值并且施加等于六的增益。
因此，可以看出，由每个相检测装置（62，70，78，86，94，102）产生的值对应于介于一与六之间的范围内的这些整数。这些值是由上文参照图4所述的一系列开关进行处理的。在每个比较器内，如果第一输入的值非零，那么该第一输入被连接到输出上，否则第二输入被连接到输出上。在相拼接确定装置19的输出（其对应于一系列开关的输出）处产生的相位值可以取零与六之间的范围内的一个整数值，如已经在介绍中描述的那样。
图6所示的用于控制相拼接的装置21在其输入处接收对应于这三个信号{Va，Vb，Vc}的幅值的信号Mod_Vdq。用于控制相拼接的装置21在其输出处产生逻辑值Act_Col，该值可以取零值或取等于一的值。
包括在用于控制相拼接的装置21中的一个第三比较器122确定在其输入处经由接线6接收的值Mod_Vdq是否大于或等于包括在第一存储器123中的并且经由接线124接收的一个拼接启用阈值的量值。
包括在用于控制相拼接的装置21中的一个第四比较器127确定在其输入处经由接线6的分支线路126接收的值Mod_Vdq是否严格小于包括在第二存储器128中的并且经由接线129接收的一个拼接禁用阈值的量值。
用于启用拼接的和用于禁用拼接的这些值是根据幅值Mod_Vdq进行选择的。例如，值0.25可能被选择作为用于启用拼接的值并且值0.15可能被选择作为用于禁用拼接的值。
一个S-R触发器131在其输入S（S代表设定（Set））处经由接线125接收这个在第三比较器122的输出处产生的值。S-R触发器131在其输入R（R代表重置（Reset））处经由接线130接收这个在第四比较器127的输出处产生的值。
S-R触发器131包括一个输出Q和一个输出!Q。输出Q被连接到用于控制相拼接的装置21的输出22上。输出!Q经由接线132而连接到一个终结器133上。由输出Q产生的信号可以取零值或取等于一的值，这取决于在输入S和R处接收的值。输出Q对应于上述的Act_Col值。
图7示出上文参照图3提及的一个标量控制装置28。标量控制装置28经由接线27在其输入处接收值Vabc并且经由接线29在其输出处产生值RCabc。值Vabc由一个分解装置134通过矢量-标量转化或通过多路分解而转变成三个值Va、Vb以及Vc。
分解装置被理解为表示被设计用以将在输入处接收到的矢量转变为维度小于这个在输入处接收到的矢量的一个或多个矢量的并且将其产生在输出处的一种装置。如果输出矢量大小等于一，那么这些输出矢量可以是标量。
一个第一加法器136将在输入处经由接线135接收的值Va加到在输入处经由接线138从第三存储器137接收的这个值上。该存储器包括等于0.5的一个值。第一加法器136的输出经由接线139而连接到一个第一饱和装置140上。
一个第二加法器143将在输入处经由接线142接收的值Vb加到在输入处经由接线145从第四存储器144接收的这个值上。该存储器包括等于0.5的一个值。第二加法器143的输出经由接线147而连接到一个第二饱和装置148上。
一个第三加法器151将在输入处经由接线150接收的值Vc加到在输入处经由接线153从第五存储器152接收的这个值上。该存储器包括等于0.5的一个值。第三加法器151的输出经由接线155而连接到一个第三饱和装置156上。
携载一个负载循环RCa的第一饱和装置140的输出、携载一个负载循环RCb的第二饱和装置148的输出、以及携载一个负载循环RCc的第三饱和装置156的输出经由接线（141，149，157）而连接到一个重组装置158上，该重组装置被设计用以从值RCa、RCb和RCc生成一个值RCabc。重组装置158被连接到输出29上。
重组装置被理解为表示设计用以将在输入处接收到的一个或多个矢量转变为大小大于这些在输入处接收到的矢量的一个矢量的并且将其产生在输出处的一种装置。如果输入矢量的大小等于一，那么这些输入矢量可以是标量。
在此，值RCabc是由重组装置158从这三个值RCa、RCb和RCc通过标量-矢量转换或通过多路复用而生成的。
图8示出上文参照图3描述的一种用于保持处于直流电位的装置31。
用于保持处于直流电位的装置31在其输入处经由接线30接收值Vabc并且在其经由接线32的输出处产生值RCabc。值Vabc是由一个分解装置160通过矢量-标量转化或通过多路分解而转变成三个值Va、Vb和Vc。
被包括在用于保持处于直流电位的装置31中的一个第四加法器163将在输入处经由接线162接收的值Vb加到存储在第六存储器164中的、在输入处经由接线165接收的这个等于一的值上。
一个第五加法器174将在输入处经由接线171接收的值Vc加到存储在第七存储器172中的、在输入处经由接线173接收的这个等于一的值上。
一个第一减法器167将在输入处经由接线161接收的值Va从这个来自第四加法器163的、经由接线166接收的值中减去。第一减法器167的输出经由接线168连接到一个第四饱和装置169上。第四饱和装置169在其经由接线170的输出处产生一个值RCb。
一个第二减法器177将在输入处经由接线161的分支线路161a而接收的值Va从这个来自第五加法器174的、经由接线176而接收的值中减去。第二减法器177的输出经由接线178而连接到一个第五饱和装置179上。第五饱和装置179在其经由接线180的输出处产生一个值RCc。
包含等于一的值的第八存储器181经由接线182连接到一个第六饱和装置183上。第六饱和装置183在其经由接线184的输出处产生一个值RCa。
第四饱和装置169、第五饱和装置179、以及第六饱和装置183分别经由接线（170，180，184）而连接到一个重组装置185上，该重组装置被设计用以从值RCa、RCb以及RCc形成一个信号RCabc。
用于保持处于直流电位的第二装置34和用于保持处于直流电位的第三装置37包括的装置和接线与用于保持处于直流电位的第一装置31相同。然而，用于保持处于直流电位的第二装置34和用于保持处于直流电位的第三装置37与用于保持处于直流电位的第一装置31的不同之处在于，在用于保持处于直流电位的第一装置31中由这些接线（161，162，171）所携载的这些信号Va、Vb以及Vc在用于保持处于直流电位的第二装置34中携载信号Vb、Vc以及Va，并且在用于保持处于直流电位的第三装置37中携载信号Vc、Va以及Vb。
类似地，用于保持处于直流电位的第二装置和用于保持处于直流电位的第三装置与用于保持处于直流电位的第一装置31的不同之处在于，在用于保持处于直流电位的第一装置31中由这些接线（184，170，180）所携载的这些信号RCa、RCb以及RCc在用于保持处于直流电位的第二装置34中携载信号RCb、RCc以及RCa，并且在用于保持处于直流电位的第三装置37中携载信号RCc、RCa以及RCb。
图9示出用于保持处于零电位的装置。一个用于保持处于零电位的第一装置40在其输入处经由接线39接收值Vabc并且在其经由接线41的输出处产生值RCabc。值Vabc是由一个分解装置186通过矢量-标量转化或通过多路分解而转变成三个值Va、Vb以及Vc。
一个第三减法器189将这个从接线187接收的值Vc从这个接收自接线188的值Va中减去。第三减法器189在其输出处经由接线190连接到一个第七饱和装置191上。第七饱和装置191在其经由接线191a的输出处产生一个值RCa。第四减法器194将这个从接线187的分支线路192接收的值Vc从这个接收自接线193的值Vb中减去。第四减法器194在其输出处经由接线195而连接到一个第八饱和装置196上。第八饱和装置196在其经由接线197的输出处产生一个值RCb。一个包含零值的第九存储器198经由接线199而连接到一个第九饱和装置200上。第九饱和装置200在其经由接线201的输出处产生一个值RCc。
这些不同的饱和装置将这些在输入处接收的信号的幅值限制为介于零与一之间的范围内的值。在超出这些值的情况下，发生斩波。
用于保持处于零电位的第二装置43和用于保持处于零电位的第三装置46包括的装置和接线与用于保持处于零电位的第一装置40相同。然而，用于保持处于零电位的第二装置43和用于保持处于零电位的第三装置46与用于保持处于零电位的第一装置40的不同之处在于，在用于保持处于零电位的第一装置40中由这些接线（188，193，187）所携载的信号Va、Vb以及Vc在用于保持处于零电位的第二装置43中携载信号Vb、Vc以及Va，并且在用于保持处于零电位的第三装置46中携载信号Vc、Va以及Vb。类似地，用于保持处于零电位的第二装置43和用于保持处于零电位的第三装置46与用于保持处于零电位的第一装置40的不同之处在于，在用于保持处于零电位的第一装置40中由这些接线（191a，197，201）所携载的这些信号RCa、RCb以及RCc在用于保持处于零电位的第二装置43中携载信号RCb、RCc以及RCa，并且在用于保持处于零电位的第三装置46中携载信号RCc、RCa以及RCb。
该控制系统允许开关损耗得以急剧减少。它还允许仅仅根据这两个用于启用相拼接的阈值进行一种简单控制。最后，该控制系统考虑到了电压倒相器的晶体管的开关时间和空载时间，以便限制被生成来用以供应给电动机的电压的畸变。
用于控制电压倒相器、尤其是用于将电力供应给汽车车辆的多相电动机的这种方法包括用于生成针对该电动机的各相的多个供电电压的值、连同这些供电电压的一个幅值的一个生成步骤。
所确定的多个负载循环是根据针对该电动机各相的供电电压值还以及这些供电电压的幅值而生成的。随后，确定一个相拼接，之后进行一个控制该相拼接的步骤。最后，将生成的这些负载循环发送给该电压倒相器。

Claims (5)

1.一种用于控制电压倒相器(12)来将电力供应至机动车辆的多相电动机的系统，该系统包括一个生成装置(1)，该生成装置用于生成针对该电动机各相的多个供电电压值，连同这些供电电压的一个幅值，
其特征在于，该系统包括一个相拼接确定装置(19)和一个用于控制相拼接的装置(21)，这两个装置进行协作以便控制由多个用于确定负载循环的装置(28，31，34，37，40，43，46)生成的多个负载循环到该电压倒相器(12)的传输，而这是根据针对该电动机各相的这些供电电压值还以及这些供电电压的该幅值而进行的，
其中针对各相的这些用于确定负载循环的装置(28，31，34，37，40，43，46)包括至少一个用于保持处于零电位的装置，该至少一个用于保持处于零电位的装置被设计用以通过添加一个常量偏移来消除一个相的负载循环、并且用以使得其他相的负载循环偏移同一常量，
其中该相拼接确定装置(19)包括多个相检测装置(62，70，78，86，94，102)，每个相检测装置被设计用以生成一个相电压信号，该相拼接确定装置(19)另外被设计用以在输出处生成一个相识别信号，该相识别信号与其量值非零的这些相电压信号等值，
其中该用于控制相拼接的装置(21)被设计用以生成一个信号，该信号用于根据这些供电电压的该幅值与一个拼接启用阈值并且与一个拼接禁用阈值的比较来启用相拼接，
该系统包括多个开关，这些开关被设计用以根据从该相拼接确定装置(19)以及从该用于控制相拼接的装置(21)接收的这些信号，来控制从接收自针对各相的这些用于确定负载循环的装置(28，31，34，37，40，43，46)的这些负载循环信号中生成一个信号，该信号是接收自针对各相的这些用于确定负载循环的装置(28，31，34，37，40，43，46)的这些负载循环信号中的一个或另一个。
2.如权利要求1所述的系统，其中针对各相的这些用于确定负载循环的装置(28，31，34，37，40，43，46)包括至少一个用于保持处于直流电位的装置，该至少一个用于保持处于直流电位的装置被设计用以通过添加一个常量偏移而使得一个相的负载循环固定在值1处、并且用以使得其他相的负载循环偏移同一常量。
3.如权利要求1所述的系统，其中针对各相的这些用于确定负载循环的装置(28，31，34，37，40，43，46)包括至少一个标量控制装置(28)，该至少一个标量控制装置被设计用以通过添加同一常量来使所有这些负载循环偏移。
4.如权利要求3所述的系统，其中针对各相的这些用于确定负载循环的装置(28，31，34，37，40，43，46)包括与该多相电动机的相数目一样数量的用于保持处于零电位的装置和用于保持处于直流电位的装置。
5.一种用于控制电压倒相器(12)来将电力供应至机动车辆的多相电动机的方法，该方法包括一个生成步骤，该生成步骤用于生成针对该电动机各相的多个供电电压值，连同这些供电电压的一个幅值，
其中确定了多个负载循环，这些负载循环是根据针对该电动机各相的这些供电电压值还以及这些供电电压的该幅值生成的；并且确定了一种相拼接，生成了一个相拼接命令，以便控制生成的这些负载循环到该电压倒相器(12)的传输，并且
其中通过添加一个常量偏移来消除一个相的负载循环、并且使得其他相的负载循环偏移同一常量。
CN201180068489.0A 2010-12-28 2011-11-23 用于控制电压倒相器来将电力供应至机动车辆的多相电动机的系统 Active CN103384959B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1061315A FR2969867B1 (fr) 2010-12-28 2010-12-28 Systeme de commande d'un ondulateur de tension alimentant un moteur electrique multiphase de vehicule automobile.
FR1061315 2010-12-28
PCT/EP2011/070785 WO2012089426A1 (fr) 2010-12-28 2011-11-23 Systeme de commande d'un onduleur de tension alimentant un moteur electrique multiphase de vehicule automobile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103384959A CN103384959A (zh) 2013-11-06
CN103384959B true CN103384959B (zh) 2016-06-08

Family

ID=45002977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180068489.0A Active CN103384959B (zh) 2010-12-28 2011-11-23 用于控制电压倒相器来将电力供应至机动车辆的多相电动机的系统

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9160268B2 (zh)
EP (1) EP2659579B1 (zh)
JP (1) JP5989663B2 (zh)
KR (1) KR101878962B1 (zh)
CN (1) CN103384959B (zh)
FR (1) FR2969867B1 (zh)
WO (1) WO2012089426A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3008257B1 (fr) * 2013-07-08 2016-10-21 Renault Sa Systeme de commande d'un onduleur et procede correspondant
US10676128B2 (en) * 2018-10-05 2020-06-09 Steering Solutions Ip Holding Corporation Inverter commutation techniques for five-phase synchronous motor drives
USD952160S1 (en) * 2020-12-02 2022-05-17 Ulikekorea Co., Inc. Health diagnosis apparatus for poultry
KR20240001144U (ko) 2022-12-26 2024-07-03 주식회사 엠디엠 다중모터 시험용 인버터

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0128796A1 (fr) * 1983-05-24 1984-12-19 Telemecanique Procédé de régulation de l'alimentation des moteurs électriques et dispositif de mise en oeuvre du procédé
CN1574605A (zh) * 2003-05-20 2005-02-02 三星电子株式会社 控制用于驱动三相电机的逆变器的装置和方法
CN101483396A (zh) * 2008-01-11 2009-07-15 通用汽车环球科技运作公司 控制电驱动器内的功率逆变器的方法和系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06233549A (ja) * 1992-12-08 1994-08-19 Nippondenso Co Ltd インバータ制御装置
US5650708A (en) * 1992-12-08 1997-07-22 Nippondenso Co., Ltd. Inverter control apparatus using a two-phase modulation method
JP4919229B2 (ja) * 2007-06-14 2012-04-18 本田技研工業株式会社 インバータ装置
JP4884355B2 (ja) * 2007-11-26 2012-02-29 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相電動機の制御装置
JP5142917B2 (ja) * 2008-09-26 2013-02-13 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相モータ駆動装置
US20100079192A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Bernhard Strzalkowski Drive for a half-bridge circuit
JP2010233350A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Toyota Industries Corp インバータ装置およびインバータの制御方法
JP5609051B2 (ja) * 2009-09-18 2014-10-22 トヨタ自動車株式会社 三相交流モータの駆動制御装置
JP2011125107A (ja) * 2009-12-09 2011-06-23 Sanyo Electric Co Ltd モータ制御装置、モータ駆動システム及びインバータ制御装置
JP2011160617A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Toyota Industries Corp Ｚソース昇圧回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0128796A1 (fr) * 1983-05-24 1984-12-19 Telemecanique Procédé de régulation de l'alimentation des moteurs électriques et dispositif de mise en oeuvre du procédé
CN1574605A (zh) * 2003-05-20 2005-02-02 三星电子株式会社 控制用于驱动三相电机的逆变器的装置和方法
CN101483396A (zh) * 2008-01-11 2009-07-15 通用汽车环球科技运作公司 控制电驱动器内的功率逆变器的方法和系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Novel pulse-width modulation technique with loss reduction for small power brushless DC motor drives;Yen-Shin Lai et al.;《Industry Applications Conference,2002.37th IAS Annual Meeting》;20021018;第3卷;第2057-2063页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103384959A (zh) 2013-11-06
EP2659579B1 (fr) 2017-09-06
FR2969867B1 (fr) 2015-03-20
KR20130132564A (ko) 2013-12-04
KR101878962B1 (ko) 2018-07-16
JP2014501483A (ja) 2014-01-20
JP5989663B2 (ja) 2016-09-07
FR2969867A1 (fr) 2012-06-29
US20140132188A1 (en) 2014-05-15
WO2012089426A1 (fr) 2012-07-05
EP2659579A1 (fr) 2013-11-06
US9160268B2 (en) 2015-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2620582C2 (ru) Устройство и способ управления циркулирующим током в системе инверторов
KR101192520B1 (ko) 다상 모터의 각각의 위상에 전류를 공급하는 장치
Lee et al. A novel control method for three-phase PWM rectifiers using a single current sensor
FI117363B (fi) Laite pulssinleveysmodulaatio (PWM) muuntimen ohjaukseen
CN103384959B (zh) 用于控制电压倒相器来将电力供应至机动车辆的多相电动机的系统
EP2922192A1 (en) Power converter, power generating system, apparatus for controlling power converter, and method for controlling power converter
KR100984135B1 (ko) 모듈형 삼상 능동 필터의 운전방법
CN107689735B (zh) 功率变换系统及其共模电压抑制方法
US20160248354A1 (en) Rotor position estimation apparatus and methods
EP2802054B1 (en) Switching arrangement for inverter, and inverter
CN106026724A (zh) 用于电力逆变器的控制装置
KR20130078380A (ko) 회생형 고압 인버터의 제어장치
EP3771086A1 (en) Power conversion device and rotary machine driving system
KR20070072088A (ko) 인버터 제어장치 및 그 방법
EP3035511A1 (en) Method for damping resonant component of common-mode current of multi-phase power converter
JP3856689B2 (ja) 中性点クランプ式電力変換器の制御装置
CN112740526A (zh) 多电平逆变器
KR101120278B1 (ko) 다상 인버터 구동 방법 및 다상 인버터 구동 장치
CN113826317A (zh) 旋转电机的控制装置
Menon et al. A fault tolerant modulation strategy for dual inverter traction drives
KR20120002398A (ko) 직류 - 교류 변환기의 제어 장치 및 그 제어 방법
KR101436562B1 (ko) 전기차용 인버터의 비상 운전 방법
JP2000116115A (ja) Ｐｗｍ電力変換装置
WO2015097533A1 (en) Motor control system, motor control device, and motor control method
Devadasu et al. Voltage Sag and Swell Identification Using FFT Analysis and Mitigation with DVR

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant