CN107148747A - 电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机控制装置，其能够适当地对死区时间中的逆变器输出电压变动进行补偿。一种用具有构成上臂和下臂的开关元件的逆变器将直流电压转换为交流电压、对电动机施加而控制电动机的电流成为电流目标值的电动机控制装置，其特征在于：包括死区时间补偿部(20)，其用死区时间补偿电压对上臂和下臂每次开关的死区时间中的逆变器输出电压变动进行补偿；死区时间补偿部(20)，其取得决定电动机电流的基波的半周期内的死区时间中的电动机电流的极性的输入参数，与该输入参数的大小相应地改变所述死区时间补偿电压。

Description

电动机控制装置

技术领域

本发明涉及对逆变器电路中的死区时间中的输出电压变动进行补偿的电动机控制装置。

背景技术

已知通过用逆变器进行开关生成交流电压、将其对电动机施加而控制电动机电流的技术。这样的逆变器中，为了防止上下臂短路，设置了使上下臂同时截断的死区时间。在该死区时间中发生逆变器输出电压变动，但在专利文献1中，记载了对这样的逆变器输出电压变动进行补偿的技术。

在专利文献1中，记载了基于dq轴电流指令和电动机的旋转角计算电动机电流的基波的相位，基于该相位推测死区时间中的电动机电流的极性，用前馈控制方式输出存储器中存储的死区时间补偿电压的结构。

另外，在专利文献2中，记载了基于电动机电流的平均值或基波的值和高频纹波的峰值的极性，判断有无死区时间补偿的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-60264号公报

专利文献2：日本特开平9-308263号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1中，随着电动机电流的基波的振幅减小，因为电动机电流中包括的高频成分，电动机电流的极性与电动机电流的基波的相位无关地变化。因此，用于死区时间补偿的电动机电流的极性的推测值与实际的电动机电流的极性暂时不同，从而存在不能正确求出死区时间补偿电压、导致过补偿的问题。

专利文献2中，电动机电流的绝对值较小时，死区时间补偿因为高频纹波的峰值而停止，所以能够避免死区时间补偿成为过补偿。但是，在补偿停止中发生的死区时间中的逆变器输出电压变动未被补偿，所以在与电动机电流的绝对值较小的状态等价的电动机电流的基波的振幅较小的状态持续时存在成为问题的可能性。例如，因为死区时间补偿停止而未被补偿的逆变器输出电压变动，被并非本来目的的反馈补偿器补偿，从而反馈补偿器不能按本来目的工作，会对将电动机电流的基波的振幅从较小的状态控制为较大的状态时的过渡特性造成影响。

用于解决课题的技术方案

第1方面的发明，是一种用具有构成上臂和下臂的开关元件的逆变器将直流电压转换为交流电压而对电动机施加，来控制所述电动机的电流使其成为电流目标值的电动机控制装置，其特征在于：包括死区时间补偿部，其用死区时间补偿电压对所述上臂和所述下臂每次开关的死区时间中的逆变器输出电压变动进行补偿；所述死区时间补偿部，取得决定电动机电流的基波的半周期内的所述死区时间中的所述电动机电流的极性的参数，与所述参数的大小相应地改变所述死区时间补偿电压。

发明效果

根据本发明，在发生了电动机电流的基波的极性与死区时间中的电动机电流的极性不同的状态的情况下，也能够适当地对死区时间中的逆变器输出电压变动进行补偿。

附图说明

图1是表示本发明的电动机控制装置的第一实施方式的框图。

图2是表示死区时间补偿部的详情的框图。

图3是表示Gain_Vdt映射的一例的图。

图4是说明差分电压的图。

图5是说明积分项电压的图。

图6是说明dq坐标上的差分电压的图。

图7是说明第一实施方式中的死区时间补偿电压的图。

图8是说明第二实施方式的图。

具体实施方式

以下参考附图说明本发明的实施方式。

－第一实施方式－

图1是说明本发明的电动机控制装置的第一实施方式的框图。图1所示的控制部10对应于本实施方式的电动机控制装置，图1表示应用于电动机系统的情况。直流电源30的电压被PWM逆变器40转换为三相交流电压Vu、Vv、Vw，对电动机50施加。PWM逆变器40基于从控制部10输入的PWM信号D'u、D'v、D'w生成三相交流电压Vu、Vv、Vw。用该PWM信号D'u、D'v、D'w控制电动机50中流动的三相电动机电流。

控制部10具备电流指令计算部1、电流控制部2、三相转换部3、PWM转换部4、微分部5、dq轴转换部6和死区时间补偿部20。

电流指令计算部1根据从外部给出的转矩指令值T*、和用微分部5计算出的电动机50的转速ω、和直流电源30的电压HV，计算d轴电流目标值Id*和q轴电流目标值Iq*。其中，转矩指令值T*是指示电动机50的输出转矩的信号。

电流控制部2基于来自电流指令计算部1的d轴电流目标值Id*和q轴电流目标值Iq*与后述的d轴电流值Id和q轴电流值Iq的偏差，运算关于反馈控制的比例项和积分项。其结果作为d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*输出。其中，dq轴电压指令值Vd*、Vq*的计算中，也可以根据需要应用非干涉控制。

三相转换部3基于电动机50的转子相位θ，将输入的d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*转换为三相电压指令值即U相电压指令值Vu*、V相电压指令值Vv*和W相电压指令值Vw*。其中，电动机50的转子相位θ，用未图示的同步分解器或编码器等位置检测器检测。

PWM转换部4根据加上死区时间补偿部20输出的死区时间补偿后的三相电压指令值V'u、V'v、V'w计算U相的脉冲宽度D'u、V相脉冲宽度D'v、W相脉冲宽度D'w，作为PWM信号输出。其中，死区时间补偿部20的详情在后文中叙述。微分部5通过对转子相位θ进行微分，而计算电动机50的转子角速度ω。

dq轴转换部6将用未图示的电流传感器检测出的三相的电动机电流iu、iv、iw基于转子相位θ转换为d轴电流值Id、q轴电流值Iq。其中，三相的电动机电流iu、iv、iw包括基波和PWM开关生成的高频纹波。

接着，对于作为本实施方式的特征的死区时间补偿部20说明详情。如图2所示，死区时间补偿部20具备电流相位计算部21、基础补偿电压计算部22、可变增益计算部23。死区时间补偿部20中，通过对三相电压指令值V*u、V*v、V*w加上死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw，计算出加上死区时间补偿后的三相电压指令值V'u、V'v、V'w。

电流相位计算部21根据转子相位θ和dq轴电流目标值Id*、Iq*计算三相电动机电流的基波的三相的相位。例如，用U相的感应电压的过零下降点作为dq轴坐标的0度，设q轴为U相的感应电压方向、d轴与q轴垂直的情况下，通过对转子相位θ加上根据dq轴电流目标值Id*、Iq*生成的电流矢量的相位，而求出U相电流的基波的相位。然后，从该相位偏移120度和240度后的值分别是V相电流和W相电流的基波的相位。

基础补偿电压计算部22在上述基波的相位之外还根据图2所示的输入参数基于下式(1)计算基础补偿电压的大小。然后，以其极性与各相电动机电流的基波极性相同的方式计算三相的基础补偿电压。其中，式(1)中，HV是直流电源30的电压值[V]、Td是死区时间[s]、fs是PWM载波频率[Hz]。

(基础补偿电压的大小)＝HV×Td×fs…(1)

载波1个周期内的死区时间中的逆变器输出电压变动的平均值的大小用式(1)表达，其极性与电动机电流的极性相反。各相电动机电流的基波的极性在各相电动机电流的基波的相位为0～108度之间为正，在180～360度之间为负。

这样求出的基础补偿电压，是以电动机电流的基波的极性与死区时间中的电动机电流的极性一致为前提计算的。因此，实际上电动机电流的基波的极性与死区时间中的电动机电流的极性一致的情况下，能够无误差地补偿死区时间中的逆变器输出电压变动。

但是，发生了死区时间中的电动机电流的极性与电动机电流的基波的极性不一致的状况的情况下，在上述基础补偿电压与死区时间中的逆变器输出电压变动之间会发生误差。于是，本实施方式的死区时间补偿部20中，为了不发生这样的误差，而通过对从基础补偿电压计算部22输出的基础补偿电压乘以用可变增益计算部23计算出的Gain_Vdt，而调节基础补偿电压。

此处，在说明可变增益计算部23的详情之前，先参考图4、5说明上述误差的发生。现有的死区时间补偿中，为了对死区时间中的逆变器输出电压变动进行补偿，而使补偿电压的大小除了电动机电流的基波的过零点附近外在电动机电流半周期内总是一定，极性与电动机电流的基波极性相同。然后，在电动机电流基波的过零点附近减小该补偿量，或者使补偿停止。这是因为死区时间中的逆变器输出电压变动依赖于死区时间中的电动机电流的极性。

但是，如图4(a)所示，电动机电流的基波L1的振幅较小、电动机电流L2的高频成分引起的纹波振幅较大的情况下，会发生不能适当地计算出基础补偿电压的问题。这是因为在死区时间中的电动机电流L2的极性与基波L1的极性相同的情况和不同的情况下，要补偿的电压值不同。观察图4(a)所示的例子的最初的半周期时，符号R所示的部分中电动机电流L2的极性与基波L1的极性相反。

图4(a)所示的电动机电流的情况下，对死区时间中的逆变器输出电压变动在基波L1的半周期内求平均得到的值(参考图4(b))、与对死区时间补偿电压在半周期内求平均得到的值(参考图4(c))之间，产生如图4(d)所示的差分电压。即，直接使用从基础补偿电压计算部22输出的基础补偿电压时，在如图4(a)所示的情况下，不能够适当地补偿死区时间中的逆变器输出电压变动。

以往，对于这样的稳定的差分电压，例如如图5所示，通过用于将电动机电流控制为电流指令值的反馈控制的积分项电压进行了补偿。图5(a)所示的电动机电流L2的情况下，超过箭头T所示的时刻时基波L1的振幅开始增加。结果，即使电动机电流L2中包括高频成分引起的纹波，在从时刻0起1.5周期之后，死区时间中的电动机电流L2的极性也变得与基波L1的极性相同。因此，如图5(b)所示，在1.5周期之后，差分电压成为零。

图5(c)示出了积分项电压。如图5(b)所示产生了差分电压的情况下，用图1的电流控制部2计算出如图5(c)所示的积分项电压，以差分电压减小的方式进行反馈控制。但是，该差分电压随着电动机电流的基波的振幅变得大于高频成分的振幅而消除。因此，如符号A1、A2所示的区间一般，在积分项电压的变化不能追随电动机电流的基波的振幅变化的情况下，积分项电压成为使电动机电流的响应性恶化的原因。

如图5(b)所示最初产生了差分电压的状态下，积分项电压对此进行了补偿。电流目标值增大、使电动机电流的基波的振幅增大而使反馈控制的比例项达到一定程度时，差分电压几乎成为0[V]，但积分项电压不能从累积的状态立刻变化为适当的值。因此，在电动机电流的基波成为一定以上的值之后，电动机电流不以符合预期的时间常数响应。

本实施方式中，通过采用可变增益计算部23，而基于决定死区时间中的电动机电流的极性的电动机电流的高频的纹波振幅的大小、和基波的振幅的大小，调节死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw。结果，能够降低差分电压，进行高精度的死区时间补偿。

(可变增益计算部23的详细说明)

可变增益计算部23具有用于决定Gain_Vdt(＝0～1)的Gain_Vdt映射。在Gain_Vdt映射中，将与图2所示的输入参数的各种值关联的Gain_Vdt映射化。可变增益计算部23输出与输入参数值对应的Gain_Vdt。

如后所述，这些输入参数是决定电动机电流的高频纹波的振幅的原因，根据这些值和电动机电流的基波的振幅决定死区时间中的电流极性。然后，对与多组输入参数对应的多个Gain_Vdt进行比较的情况下，输入参数组中死区时间中的电流极性与基波的极性相同的比例越高，Gain_Vdt的值越接近1。进而，如图5(c)的第5个半周期所示，死区时间中的电流极性与基波全部相同时，Gain_Vdt＝1。反之，输入参数组中死区时间中的电流极性与基波的极性相反的比例越高，Gain_Vdt的值越接近-1，死区时间中的电流极性与基波全部相反的情况下，Gain_Vdt＝-1。另外，死区时间中的电流极性与基波极性相同的比例等于极性相反的比例的情况下，Gain_Vdt＝0。即，Gain_Vdt被设定为-1～+1的值。

这样，可变增益计算部23中，从Gain_Vdt映射中选择与作为决定死区时间中的电动机电流的极性的原因的输入参数对应的Gain_Vdt。然后，将选择的Gain_Vdt与基础补偿电压相乘的结果作为死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw与三相电压指令值V*u、V*v、V*w相加。即，死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw成为与输入参数相应地变化的可变量。

(输入参数的说明)

作为决定电动机电流的半周期内的死区时间中的电动机电流的极性的原因的输入参数，根据下式(2)所示的电动机电压与电动机电流的关系式导出。式(2)中，Vd、Vq是dq轴电动机电压，ω是电动机转速，Ld、Lq是dq轴电动机电感，R是电动机相电阻，Id、Iq是dq轴电动机电流，Ψa是电动机交链磁通，s是微分算子。

[数学式1]

式(2)用dq轴坐标表达了电动机电流与电动机电压的关系，对于用时域表达的两者的关系通过拉普拉斯转换而用复数域表达。根据式(2)，可知d轴电动机电流Id是电压成分即[Vd+Lq×ω×Iq(感应电压成分)]除以电动机相电阻R的值，按时间常数Ld/R变化。另外，q轴电动机电流Iq是电压成分即[Vq-Ld×ω×Id(感应电压成分)-ω×Ψa(感应电压成分)]除以电动机相电阻R的值，按时间常数Lq/R变化。

在式(2)中，dq轴电动机电压Vd、Vq是将作为三相PWM对电动机50施加的电压转换至dq轴坐标后的脉冲状的电压。这在dq轴电动机电流Id、Iq中发生高频纹波，结果在将dq轴电动机电流Id、Iq三相转换后的电动机50的各相电流iu、iv、iw中也发生高频纹波。高频的纹波的振幅由该脉冲状电压的宽度和高度决定。脉冲的宽度依赖于dq轴电动机电压Vd、Vq的有效值的大小和载波频率fs，脉冲的高度依赖于直流电源30的电压值HV。

这样，式(2)中记载的参数和上述直流电源电压HV和载波频率fs是决定电动机电流的高频纹波的振幅的原因，根据这些值和电动机电流的基波的振幅决定死区时间中的电流极性。

式(2)的dq轴电动机电流Id、Iq和dq轴电动机电压Vd、Vq与dq轴电流目标值Id*、Iq*和dq轴电压指令值Vd*、Vq*等价。dq轴电压指令值Vd*、Vq*由dq轴电流目标值Id*、Iq*和式(2)的感应电压成分决定。电动机电流的基波依赖于dq轴电流目标值Id*、Iq*。因此，用以下所示的参数作为决定死区时间中的极性的原因、即可变增益计算部23的输入参数即可。

(P1)电动机转速ω

(P2)dq轴电流目标值Id*、Iq*

(P3)电源电压HV

(P4)载波频率fs

(P5)电动机特性Ld、Lq、R、Ψa

其中，虽然认为dq轴电动机电流Id、Iq与dq轴电流目标值Id*、Iq*等价，但两者中过渡性地存在差异，所以也可以使用对dq轴电流目标值Id*、Iq*施加了用于消除过渡性差异的滤波后的值。

另外，dq轴电流目标值Id*、Iq*由转矩指令值T*、电动机转速ω和电源电压HV决定，所以也可以用转矩指令值T*代替dq轴电流目标值Id*、Iq*作为输入参数。该情况下，也可以与dq轴电流目标值Id*、Iq*的情况同样地使用对转矩指令值T*施加了滤波后的值。另外，图2所示的例子中，使用了转矩指令值Tr*作为输入参数。

(Gain_Vdt映射的各元素的计算方法)

接着，说明图3所示的Gain_Vdt映射的各元素(Gain_Vdt)的计算方法。首先，设定Gain_Vdt＝1，设为用基础补偿电压作为死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw与三相电压指令值Vu*、Vv*、Vw*相乘的状态。然后，将上述输入的参数组按控制电动机50的电流时可能发生的各种运转状态下的值的顺序固定，取得与各值对应的电动机电流控制所需的状态量(dq轴电压指令值Vd*、Vq*、dq轴电动机电压Vd、Vq、基础补偿电压)。

逆变器输出电压变动与基础补偿电压之间不存在差分电压的状态(不存在相对于基波极性相反的纹波电流的状态)下，dq轴电压指令值Vd*、Vq*等于对于Vd、Vq在稳定状态下解式(2)得到的值。即，dq轴电压指令值Vd*、Vq*用死区时间补偿模块20增大(或减小)了补偿量，用PWM转换部4进行PWM转换时设定了死区时间，所以最终对电动机50施加时补偿量被死区时间引起的电压变动抵消。结果，对电动机50施加等于dq轴电压指令值Vd*、Vq*的Vd、Vq。

另一方面，在存在差分电压的状态下，差分电压包括在dq轴电压指令值Vd*、Vq*中。即，死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw的大小与死区时间引起的电压变动不同而产生差分电压的情况下，对电动机50施加的dq轴电动机电压Vd、Vq与dq轴电压指令值Vd*、Vq*相差相当于该差分电压的量。因为在反馈控制中以使dq轴电动机电流Id、Iq成为dq轴电流目标值Id*、Iq*的方式进行控制，所以差分电压对dq轴电压指令值Vd*、Vq*造成影响。因此，能够用下式(3)求出差分电压的大小。

差分电压的大小＝√{(Vd*-Vd)^2+(Vq*-Vq)^2}…(3)

式(3)中，Vd、Vq是如下式(4)所示在稳定状态下解上述式(2)得到的值。

Vd＝(Id(s)×R)-(Lq×ω×Iq(s))

Vq＝(Iq(s)×R)+(Ld×ω×Id(s))+(ω×Ψa)…(4)

如图4(d)所示，差分电压的极性按电动机电流的基波的每个半周期改变，但图6所示的dq坐标轴中成为与dq轴电流目标值Id*、Iq*相同方向(相同相位)产生的直流的电压成分，其大小大致等于在电动机电流的半周期内对差分电压求平均得到的值。在该运转状态下，为了将电动机电流控制为dq轴电流目标值Id*、Iq*，需要对电动机施加如图6所示的dq轴电动机电压Vd、Vq。

另一方面，电流控制部2的输出是图6所示的Vd*、Vq*。这是因为在基础补偿电压的状态下，等价于在死区时间补偿部20中对dq轴电压指令值Vd*、Vq*加上差分电压来输出。

因此，以使该运转状态下的“基础补偿电压×(1-Gain_Vdt)”的大小等于用式(3)求出的差分电压的大小的方式，求出Gain_Vdt映射的元素即可。该情况下，表达为Gain_Vdt＝1-(差分电压)/(基础补偿电压)。例如，差分电压＝0的情况下，Gain_Vdt＝1。另外，差分电压>0的情况下，Gain_Vdt<1。通过给出与各种运转状态对应的输入参数组并如上所述地取得Gain_Vdt，而得到图3的Gain_Vdt映射的各元素。

其中，改变输入参数的值时电动机电流的基波的振幅增大时，Gain_Vdt接近1。因此，在能够充分降低差分电压的范围中求出Gain_Vdt映射的元素即可。

在电流控制部2中对相当于式(4)的包括ω的感应电压成分的电压用非干涉控制进行补偿，在求出Gain_Vdt映射的元素的范围中式(4)的Id(s)×R和Iq(s)×R小到相对于差分电压可以忽略的情况下，也可以根据下式(5)求出差分电压的大小。该情况下，只要观测dq坐标轴的积分项电压即可。这是因为差分电压被积分项的电压补偿。积分项电压可以在图1的电流控制部2中得到。

(差分电压的大小)＝√(d轴积分项^2+q轴积分项^2)…(5)

其中，也可以对电动机电流的基波的每个半周期多次测量Gain_Vdt映射的元素，对测量结果求平均，作为最终的Gain_Vdt映射的元素。通过这样能够提高Gain_Vdt的精度。另外，改变各参数的间隔，设为在控制电动机50的电流时可能出现的值中，能够根据Gain_Vdt映射计算出能够充分降低差分电压的Gain_Vdt的间隔即可。

能够预先计算出Gain_Vdt映射的元素，将其作为Gain_Vdt映射存储在可变增益计算部23中。

另外，也可以代替预先准备Gain_Vdt映射地，改为在电动机使用时，对于在控制电动机的电流的过程中发生的状态每次计算Gain_Vdt映射的元素，存储该值而形成Gain_Vdt映射。通过反复进行各种运转状态下的Gain_Vdt的计算，存储最终可能出现的全部状态的Gain_Vdt映射的元素。

例如，将Gain_Vdt映射的各元素的初始值设为1。在电动机使用中成为某一输入参数时，对于该输入参数进行如上所述的Gain_Vdt的计算处理，将其计算结果(Gain_Vdt)存储为与该输入参数对应的Gain_Vdt映射的元素。

进而，在预先准备了Gain_Vdt映射的情况下，也可以如上所述地用在电动机使用时得到的Gain_Vdt替换预先存储的Gain_Vdt。

具体进行说明，例如，设Gain_Vdt映射的与规定输入参数对应的元素(预先设定的Gain_Vdt)为G1。使用该G1的情况下的差分电压是差分电压≠0的情况下，根据“基础补偿电压×(G1-G2)＝差分电压”的式子计算G2。该G2是新得到的元素，存储G2代替G1。当然，在差分电压＝0的情况下G2＝G1，Gain_Vdt映射的与规定输入参数对应的元素保持固定。

例如，输入参数之一的电动机特性(Ld、Lq、R、Ψa)发生了经年变化的情况下，通过如上所述地在电动机使用时替换Gain_Vdt，能够实现精度提高。其中，在电动机使用时计算Gain_Vdt的结构的情况下，在图2的可变增益计算部23中，随时进行基于dq轴电压指令值Vd*、Vq*和Vd、Vq、或者基于dq轴积分项的Gain_Vdt映射的元素的运算和存储。

其中，在决定死区时间中的极性的原因中，对电动机电流的半周期内的死区时间中的电动机电流的极性变化造成的影响较小，即使不考虑它也能够计算出能够充分降低差分电压的Gain_Vdt的情况下，也可以从可变增益计算部23的输入参数中删除这些原因。

用Gain_Vdt调节基础补偿电压的结果在图7中示出。如图7(c)所示死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw可变，所以(b)所示的死区时间中的逆变器输出电压变动、与(c)所示的死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw之间的差(电流半周期平均值)大致为零。

其中，上述实施方式中，在可变增益计算部23中Gain_Vdt从Gain_Vdt映射输出，但输入参数的变化和上述Gain_Vdt映射的元素的计算结果的关系能够用计算式表达的部分也可以采用计算式。另外，通过与根据电动机电流基波的相位调节死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw的大小的公知例(例如，在电动机电流的基波的过零点调节的技术)组合，而存在能够计算出电流基波半周期内的更适当的死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw的可能性。

－第二实施方式－

以下说明的第二实施方式，相对于第一实施方式仅有Gain_Vdt映射的元素的计算方法不同，其他结构相同。本实施方式中，在电动机的基波的半周期内检测死区时间中的电动机电流的极性，基于与基波极性相同的情况的时间、和与基波极性相反的时间，计算Gain_Vdt映射的各元素。

在计算Gain_Vdt映射的各元素时，首先在设定Gain_Vdt＝1而输出基础补偿电压的状态下，将输入参数分别固定为控制电动机的电流时可能出现的运转状态的值。然后，在电动机电流的基波的各个半周期内，设死区时间中的电动机电流极性与基波的极性相同的情况的时间为Tdt_same，不同的情况的时间为Tdt_diff，分别对其测量。Gain_Vdt基于测量结果按照下式(6)计算。

(Gain_Vdt)＝(Tdt_same-Tdt_diff)/(Tdt_same+Tdt_diff)…(6)

即，相对于电动机电流的基波的半周期内的“总死区时间＝Tdt_same+Tdt_diff”，电动机电流的基波的极性与死区时间中的电动机电流的极性全部相同的情况(Tdt_diff＝0的情况)下使Gain_Vdt＝1。另外，一半相同的情况(Tdt_same＝Tdt_diff的情况)下，使Gain_Vdt＝0。进而，全部不同的情况(Tdt_same＝0的情况)下使Gain_Vdt＝-1。

在Tdt_same和Tdt_diff的测量中如图8所示，能够使用值与死区时间中的电动机电流的极性相应地变化的计数器。例如，分别设置在死区时间中的电动机电流的极性为正的情况下增加的计数器、和为负的情况下增加的计数器。然后，根据各计数器的计数值，分别求出电动机电流的基波的半周期内的Tdt_same和Tdt_diff。通过按每个半周期将计数值清零，能够求出Gain_Vdt。

另外，反复对于在控制电动机的电流的过程中发生的状态每次计算Gain_Vdt映射的元素、存储该值。结果，对于可能出现的全部状态取得Gain_Vdt。该情况下，在可变增益计算部23中，随时进行Tdt_same和Tdt_diff的测量和Gain_Vdt的运算和存储。除此以外，上述以外的关于Gain_Vdt计算的事项与实施方式1的情况相同。

以上说明的实施方式中，如图2、7所示，死区时间补偿部20取得决定电动机电流L2的基波L1的半周期内的死区时间中的电动机电流L2的极性的输入参数，与输入参数的大小相应地改变死区时间补偿电压Vdtu、Vdtv、Vdtw。作为输入参数，有电源电压HV、表示电动机50的运转状态的电动机转速ω、dq轴电流目标值Id*、Iq*、载波频率fs、与电动机特性相关的dq轴电动机电感Ld、Lq、电动机相电阻R、电动机交链磁通Ψa。

结果，与决定死区时间中的极性的原因相应地调节死区时间补偿电压，在电动机电流的基波的半周期内，基波的振幅相对于电动机电流的高频纹波振幅较小，发生了电动机电流的基波的极性与死区时间中的电动机电流的极性不同的状态的情况下，也能够适当地对死区时间中的逆变器输出电压变动进行补偿。

例如，如图2所示，死区时间补偿电压用基础补偿电压与Gain_Vdt(可变系数)的积表达。基础补偿电压基于根据电流目标值求出的电动机电流的基波的极性、死区时间相对于开关周期的比例、和直流电压的大小设定。另外，Gain_Vdt(可变系数)基于取得的参数的大小、和将死区时间补偿电压的大小设为基础补偿电压的状态下的逆变器输出电压变动与上述基础补偿电压的差设定。

差可以如式(3)所示基于为了控制电动机电流而对电动机50施加的电压(Vd，Vq)计算，也可以如式(5)所示基于积分项电压计算。任意一种情况下，都不需要对现有的电动机控制装置追加的硬件。

另外，如图8所示，也可以基于死区时间中的电动机电流L2的极性与基波L1的极性相等的第一时间即Tdt_same、与不同的第二时间即Tdt_diff的差设定Gain_Vdt(可变系数)。

另外，也可以采用预先准备表示输入参数的各种大小与Gain_Vdt的对应关系的Gain_Vdt映射，从Gain_Vdt映射中选择与取得的输入参数的大小对应的Gain_Vdt的结构。

进而，在具备预先设定了元素的Gain_Vdt映射的结构中，也可以在电动机驱动中计算基于差设定的Gain_Vdt，用计算出的Gain_Vdt替换Gain_Vdt映射的预先设定的Gain_Vdt。由此，能够实现死区时间补偿的精度提高。

另外，本发明不限定于上述各实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

附图标记说明

1…电流指令计算部，2…电流控制部，3…三相转换部，4…PWM转换部，5…微分部，6…dq轴转换部，10…控制部，20…死区时间补偿部，21…电流相位计算部，22…基础补偿电压计算部，23…可变增益计算部，30…直流电源，40…PWM逆变器，50…电动机。

Claims (6)

1.一种电动机控制装置，用具有构成上臂和下臂的开关元件的逆变器将直流电压转换为交流电压而对电动机施加，来控制所述电动机的电流使其成为电流目标值，所述电动机控制装置的特征在于：

具有死区时间补偿部，其用死区时间补偿电压对所述上臂和所述下臂每次开关的死区时间中的逆变器输出电压变动进行补偿，

所述死区时间补偿部，

取得决定电动机电流的基波的半周期内的所述死区时间中的所述电动机电流的极性的参数，

与所述参数的大小相应地改变所述死区时间补偿电压。

2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于：

所述死区时间补偿电压是基础补偿电压与可变系数的积，其中，

所述基础补偿电压是基于根据所述电流目标值求出的所述电动机电流的基波的极性、所述死区时间相对于开关周期的比例和所述直流电压的大小来设定的，

所述可变系数是基于所述取得的参数的大小和将所述死区时间补偿电压的大小设为所述基础补偿电压的状态下的所述逆变器输出电压变动与所述基础补偿电压的差来设定的。

3.如权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于：

所述差是基于为了控制所述电动机电流而对所述电动机施加的电压来计算的。

4.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于：

包括测量部，其分别测量所述电动机电流的基波的半周期内的所述死区时间中的所述电动机电流的极性与所述电动机电流的基波的极性相同的第一时间和不同的第二时间，

所述死区时间补偿电压是基础补偿电压与可变系数的积，其中，

所述基础补偿电压是基于根据所述电流目标值求出的所述电动机电流的基波的极性、所述死区时间相对于开关周期的比例和所述直流电压的大小来设定的，

所述可变系数是基于所述取得的参数的大小和将所述死区时间补偿电压的大小设为所述基础补偿电压的状态下的所述第一时间与所述第二时间的差来设定的。

5.如权利要求2～4中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于：

对于所述参数的多个大小分别预先设定所述可变系数，

所述死区时间补偿部从所述预先设定的多个可变系数中选择与所述取得的参数的大小对应的可变系数，将所述基础补偿电压与所述选择的可变系数的积设定为所述死区时间补偿电压。

6.如权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于：

所述死区时间补偿部，

在电动机驱动中计算基于所述差设定的可变系数，

用所述计算出的可变系数替换与在电动机驱动中取得的所述参数对应地预先设定的可变系数。