CN113726242A - 交流旋转电机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种交流旋转电机的控制装置，其能够在弱磁通控制的执行区域中减小电磁激振力。本发明的交流旋转电机的控制装置中，在设定在弱磁通控制的运转区域内的特定运转区域中，与特定运转区域以外的正常运转区域相比，使施加到绕组的施加电压的基波分量的振幅的最大值增加，并且在施加电压的基波分量的振幅的最大值增大的条件下，通过弱磁通控制计算dq轴的电流指令值。

Description

交流旋转电机的控制装置

技术领域

本申请涉及交流旋转电机的控制装置。

背景技术

近年来，强烈要求使交流旋转电机高转矩、高输出化，不仅能有效应用于磁体转矩，还能有效应用于磁阻转矩的IPMSM(埋入磁体同步电动机)的利用也在不断发展。但是，如果想应用磁阻转矩，则电磁激振力增大，交流旋转电机会产生振动。例如，当交流旋转电机用于车辆驱动时，从噪声的观点出发，需要减小交流旋转电机的振动。因此，需要减小由电磁激振力引起的交流旋转电机的振动。

专利文献1公开了一种通过在dq轴的旋转坐标系中使电流矢量的相位比执行最大转矩电流控制时的相位延迟来减小d轴电流，从而减小电磁激振力的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第6497231号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

当执行弱磁通控制时，由于d轴电流向负方向增加，因此存在电磁激振力增加的问题。然而，在执行使电流矢量的相位比最大转矩电流控制的相位延迟，并且使电流矢量的相位比最大转矩电流控制的相位提前的弱磁通控制的情况下无法采用专利文献1的技术。在弱磁通控制中，由于电流矢量的相位通过电压限制椭圆的限制而提前，所以无法简单地使电流矢量的相位延迟。

因此，本发明的目的在于提供一种交流旋转电机的控制装置，其能够在弱磁通控制的执行区域中减小电磁激振力。

用于解决技术问题的技术手段

本申请所涉及的交流旋转电机的控制装置是经由逆变器来对具有设置有多个相的绕组的定子和设置有磁体的转子的交流旋转电机进行控制的交流旋转电机的控制装置，包括：

电流检测部，该电流检测部检测流过所述多个相的绕组的电流；

旋转检测部，该旋转检测部检测所述转子的旋转角度和旋转角速度；

电流控制部，该电流控制部在由所述转子的磁极的旋转角度的方向上所确定的d轴以及相位比所述d轴提前90°电角度的方向上所确定的q轴构成的dq轴的旋转坐标系上，计算dq轴的电流指令值，并基于所述dq轴的电流指令值、电流的检测值和所述旋转角度计算多个相的电压指令值；以及

开关控制部，该开关控制部基于所述多个相的电压指令值对具有所述逆变器的多个开关元件进行导通截止控制，

所述电流控制部在通过弱磁通控制计算所述dq轴的电流指令值的运转区域内所设定的特定运转区域中，与所述特定运转区域以外的正常运转区域相比，增大施加到所述多个相的绕组的施加电压的基波分量的振幅的最大值，并且在所述施加电压的基波分量的振幅的最大值被增大的条件下，通过弱磁通控制来计算所述dq轴的电流指令值。

发明效果

根据本发明的交流旋转电机的控制装置，在弱磁通控制的执行区域中，通过在绕组中产生的感应电压与绕组的施加电压的最大值一致的电压限制椭圆来限制dq轴的电流指令值，并且与执行最大转矩电流控制时相比，电流矢量的相位提前。然而，在弱磁通控制的执行区域内所设定的特定运转区域中，与正常运转区域相比，施加电压的基波分量的振幅的最大值增大，因此与正常运转区域相比，能将电压限制椭圆的直径扩大，并且能使电流矢量的相位延迟。因此，当执行弱磁通控制时，能在特定运转区域中减小电流矢量的相位的提前量，从而能减小电磁激振力。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图2是实施方式1所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图3是实施方式1所涉及的控制装置的概要框图。

图4是实施方式1所涉及的控制装置的概要硬件结构图。

图5是用于说明实施方式1所涉及的最大转矩电流控制以及弱磁通控制的执行区域的图。

图6是用于说明实施方式1所涉及的最大转矩电流控制中的dq轴的电流指令值的设定的图。

图7是用于说明实施方式1所涉及的执行弱磁通控制时的特定运转区域和正常运转区域中的dq轴的电流指令值的设定的图。

图8是用于说明实施方式1所涉及的特定运转区域以及正常运转区域中的电流矢量的相位的图。

图9是用于说明实施方式1所涉及的电磁激振力变大的运转区域的图。

图10是用于说明实施方式1所涉及的特定运转区域和正常运转区域的设定的图。

图11是用于说明实施方式1所涉及的电流矢量的相位与电磁激振力之间的关系的图。

图12是用于说明实施方式1所涉及的正常电压模式的电流指令值的设定映射的图。

图13是用于说明实施方式1所涉及的电压增加模式的电流指令值的设定映射的图。

图14是实施方式2所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图15是实施方式2所涉及的控制装置的概要框图。

图16是实施方式3所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图17是实施方式3所涉及的控制装置的概要框图。

图18是实施方式4所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图19是实施方式5所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图20是实施方式6所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图21是实施方式7所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图22是实施方式8所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

图23是实施方式9所涉及的交流旋转电机及控制装置的概要结构图。

具体实施方式

1.实施方式1

参照附图对实施方式1所涉及的交流旋转电机的控制装置1(以下简称为控制装置1)进行说明。图1和图2是本实施方式所涉及的交流旋转电机2和控制装置1的概要结构图。

1-1.交流旋转电机

交流旋转电机2具有设置有多个相的绕组的定子和设置有磁体的转子。在本实施方式中，设置U相、V相、W相这3相的绕组Cu、Cv、Cw。3相绕组Cu、Cv、Cw进行星形接线。另外，3相绕组也可以进行三角形接线。交流旋转电机2设为永磁体式的同步旋转电机，在转子中设置有永磁体。在本实施方式中，永磁体埋入转子的电磁钢板的内侧。永磁体可以粘贴在转子的外周面上。

交流旋转电机2具备输出与转子的旋转角度相对应的电信号的旋转传感器16。旋转传感器16设为霍尔元件、编码器、或旋转变压器等。旋转传感器16的输出信号被输入至控制装置1。

1-2.逆变器等

逆变器20是在直流电源10与3相绕组之间进行功率转换的功率转换器，具有多个开关元件。逆变器20中，与3相各相的绕组相对应地，设置有三组以下的串联电路(腿)，即与直流电源10的正极侧相连接的正极侧的开关元件23H(上臂)和与直流电源10的负极侧相连接的负极侧的开关元件23L(下臂)串联连接而成的串联电路(腿)。逆变器20具备3个正极侧的开关元件23H、和3个负极侧的开关元件23L，合计6个开关元件。然后，正极侧的开关元件23H和负极侧的开关元件23L串联连接的连接点与所对应的相的绕组相连接。

具体而言，在各相的串联电路中，正极侧的开关元件23H的集电极端子与正极侧电线14相连接，正极侧的开关元件23H的发射极端子与负极侧的开关元件23L的集电极端子相连接，负极侧的开关元件23L的发射极端子与负极侧电线15相连接。正极侧的开关元件23H和负极侧的开关元件23L的连接点与相对应的相的绕组相连接。将反向并联连接有二极管22的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、反向并联连接有二极管的FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)、具有反向并联连接的二极管的功能的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、反向并联连接有二极管的双极晶体管等用于开关元件。各开关元件的栅极端子与控制装置1相连接。各开关元件根据从控制装置1输出的控制信号而被导通或截止。

平滑电容器12连接于正极侧电线14与负极侧电线15之间具备对从直流电源10提供至逆变器20的电源电压进行检测的电源电压传感器13。电源电压传感器13连接于正极侧电线14与负极侧电线15之间。电源电压传感器13的输出信号被输入至控制装置1。

电流传感器17输出与流过各相的绕组的电流相对应的电信号。在将开关元件的串联电路与绕组相连的各相的电线上，具备电流传感器17。电流传感器17的输出信号被输入到控制装置1。另外，在各相的串联电路上也可以具备电流传感器17。

在直流电源10中，使用能够充放电的蓄电装置(例如，锂离子电池、镍氢电池、双电层电容器)。另外，在直流电源10中，也可以设置有对直流电压进行升压或者降压的直流功率转换器即DC-DC转换器。

1-3.控制装置1

控制装置1经由逆变器20控制交流旋转电机2。如图3所示，控制装置1包括后述的旋转检测部31、直流电压检测部32、电流检测部33、电流控制部34和开关控制部35等。控制装置1的各功能由控制装置1所具备的处理电路来实现。具体地，如图4所示，作为处理电路，控制装置1包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等运算处理装置90(计算机)、与运算处理装置90进行数据交换的存储装置91、将外部的信号输入到运算处理装置90的输入电路92、以及将信号从运算处理装置90输出到外部的输出电路93等。

作为运算处理装置90，也可以包括ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)、IC(Integrated Circuit：集成电路)、DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、各种逻辑电路、以及各种信号处理电路等。此外，作为运算处理装置90，也可以包括多个相同种类的运算处理装置或多个不同种类的运算处理装置，分担并执行各处理。作为存储装置91，包括被构成为可从运算处理装置90读取及写入数据的RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)、被构成为可从运算处理装置90读取数据的ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)等。输入电路92中连接有电源电压传感器13、旋转传感器16、电流传感器17等各种传感器、开关，并且包括将这些传感器、开关的输出信号输入到运算处理装置90的A/D转换器等。在输出电路93中，连接有对开关元件进行导通截止驱动的栅极驱动电路等电负载，并且包括将控制信号从运算处理装置90输出到这些电负载的驱动电路等。

然后，通过运算处理装置90执行被存储于ROM等存储装置91中的软件(程序)，并且与存储装置91、输入电路92、以及输出电路93等控制装置1的其他软件进行联动，从而实现控制装置1所具备的图2的各控制部31～35等的各功能。另外，各控制部31～35等所使用的各映射、基准值等设定数据作为软件(程序)的一部分，被存储于ROM等存储装置91中。以下，对控制装置1的各功能进行详细说明。

1-3-1.旋转检测部31

旋转检测部31检测电角度下的转子的旋转角度θ和旋转角速度ω。在本实施方式中，旋转检测部32基于旋转传感器16的输出信号，检测转子的旋转角度θ和旋转角速度ω。旋转检测部31以U相的绕组位置为基准来检测转子的磁极(N极)的旋转角度θ。另外，旋转检测部32也可以构成为，基于通过将高次谐波分量叠加于电流指令值而得到的电流信息等，在不使用旋转传感器的情况下，推定旋转角度(所谓的无传感器方式)。

1-3-2.直流电压检测部32

直流电压检测部32检测从直流电源10提供到逆变器20的直流电压Vdc。本实施方式中，直流电压检测部32基于电源电压传感器13的输出信号来检测直流电压Vdc。

1-3-3.电流检测部33

电流检测部33检测流过3相的绕组的电流Iur、Ivr、Iwr。电流检测部33基于电流传感器17的输出信号，检测在U相绕组中流动的电流Iur，检测在V相绕组中流动的电流Ivr，以及检测在W相绕组中流动的电流Iwr。另外，电流传感器17构成为检测2相的绕组电流，剩余1相的绕组电流基于2相的绕组电流的检测值来计算。例如，电流传感器17检测V相和W相的绕组电流Ivr、Iwr，U相的绕组电流Iur可以通过Iur＝-Ivr-Iwr来计算。

1-3-4.开关控制部35

开关控制部35基于由后述的电流控制部34计算出的3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo，通过PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制来使多个开关元件导通截止。开关控制部35通过将3相的电压指令值中的每一个与载波进行比较，从而生成使各相的开关元件导通截止的开关信号。载波设为在载波频率下以0为中心且以直流电压Vdc的一半值的振幅进行振动的三角波。开关控制部35在电压指令值高于载波的情况下使开关信号导通，在电压指令值低于载波的情况下使开关信号截止。将开关信号保持不变地传递至正极侧的开关元件，将使开关信号反转后得到的开关信号传递至负极侧的开关元件。各开关信号经由栅极驱动电路输入逆变器20的各开关元件的栅极端子，使各开关元件导通或截止。

1-3-5.电流控制部34

电流控制部34在dq轴的旋转坐标系上计算dq轴的电流指令值Ido、Iqo，并基于dq轴的电流指令值Ido、Iqo、电流的检测值和旋转角度θ来计算3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo。dq轴的旋转坐标系由转子的磁极(N极)的旋转角的方向上所确定的d轴、以及相位比d轴提前90°电角度的方向上所确定的q轴构成。

在本实施方式中，电流控制部34包括电流指令值计算部341、电流坐标转换部342、dq轴电压指令值计算部343、电压坐标转换部344、调制部345和控制模式判定部346。

控制模式判定部346判定是电压增加模式还是正常电压模式。后面详细描述控制模式判定部346。

电流指令值计算部341计算d轴的电流指令值Ido和q轴的电流指令值Iqo。电流指令值计算部341在处于电压增加模式的情况下计算电压增加模式的dq轴的电流指令值Ido、Iqo，在正常电压模式的情况下计算正常电压模式的dq轴的电流指令值Ido、Iqo。后面详细描述电流指令值计算部341。

电流坐标转换部342基于旋转角度θ进行3相2相变换和旋转坐标转换，将3相电流检测值Iur、Ivr、Iwr变换为dq轴的旋转坐标系上的d轴的电流检测值Idr和q轴的电流检测值Iqr。

dq轴电压指令值计算部343进行通过PI控制等来使d轴的电压指令值Vdo和q轴的电压指令值Vqo变化的电流反馈控制，以使得d轴的电流检测值Idr接近d轴的电流指令值Ido，q轴的电流检测值Iqr接近q轴的电流指令值Iqo。另外，也可以进行用于防止d轴电流与q轴电流的干扰等的前馈控制。

电压坐标转换部344基于旋转角度θ来对dq轴的电压指令值Vdo、Vqo进行固定坐标转换和2相3相变换，从而变换为坐标转换后的3相的电压指令值Vuoc、Vvoc、Vwoc。该坐标转换后的3相的电压指令值Vuoc、Vvoc、Vwoc变为正弦波，相当于3相的电压指令值的基波分量以及3相的绕组的施加电压的基波分量。

<振幅减小调制>

在处于电压增加模式的情况下，调制部345通过对正弦波的坐标转换后的3相电压指令值Vuoc、Vvoc、Vwoc进行施加用于减小振幅的调制的振幅减小调制来计算最终的3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo。通过进行振幅减小调制，能增大对于3相绕组的施加电压的基波分量的振幅的最大值。

调制部345在正常电压模式的情况下不进行振幅减小调制，而将坐标转换后的3相电压指令值Vuoc、Vvoc、Vwoc保持不变地设定为最终的3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo。

在振幅减小调制的方式中，使用三次谐波叠加、min-max法(伪三次谐波叠加)、2相调制、以及梯形波调制等公知的各种方式。三次谐波叠加是在坐标转换后的3相电压指令值上叠加振幅为3相电压指令值的1/6的三次谐波的方式。min-max法是使坐标转换后的3相的电压指令值的中间电压的1/2与坐标转换后的3相电压指令值叠加的方式。2相调制是将任1相的电压指令值固定成－Vdc/2或+Vdc/2，并且使其他2相变化以使得坐标转换后的3相电压指令值的线间电压不变化的方式。在振幅减小调制的之前和之后，维持3相电压指令值的线间电压。

如下式所示，3相电压指令值的电压利用率M是3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的基波分量的振幅VA相对于直流电压Vdc的一半值的比率。另外，电压利用率M也被称为调制率。3相电压指令值的基波分量与坐标转换后的3相电压指令值Vuoc、Vvoc、Vwoc一致。此外，3相电压指令值的电压利用率M与3相绕组的施加电压的电压利用率一致。即，3相绕组的施加电压的电压利用率M是3相绕组的施加电压的基波分量的振幅相对于直流电压Vdc的一半值的比率。3相绕组的施加电压的基波分量与坐标转换后的3相电压指令值Vuoc、Vvoc、Vwoc一致。

M＝VA/(Vdc/2)···(1)

在不进行振幅减小调制的情况下，当电压利用率M大于1时，3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的振幅变为超过直流电压Vdc的一半值的过调制的状态。在进行振幅减小调制的情况下，当电压利用率M大于

时，3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的振幅变为超过直流电压Vdc的一半值的过调制的状态。在变为过调制状态时，无法向3相绕组施加与3相电压指令值相对应的电压，谐波叠加在3相绕组的施加电压的线间电压上，从而转矩脉动分量增加。因此，在本实施方式中，设定3相电压指令值以防止变为过调制状态。即，电流控制部34在正常电压模式和电压增加模式下，在3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo不超过直流电压Vdc的范围的范围内使电压利用率M变化。

<电流指令值计算部341>

电流指令值计算部341设定dq轴的电流指令值Ido、Iqo，使得在不进行振幅减小调制的正常电压模式下，电压利用率M变为1以下，并且3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的振幅变为直流电压Vdc的一半值以下。电流指令值计算部341设定dq轴的电流指令值Ido、Iqo，使得在进行振幅减小调制的电压增加模式的情况下电压利用率M大于1且为1.15以下，使振幅减小调制后的3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的振幅变为直流电压Vdc的一半值以下。例如，在电压增加模式中，电压利用率M被设定为1.15。

1)正常电压模式(无振幅减小调制)

M≦1

2)电压增加模式(有振幅减小调制)...(2)

1＜M≦1.15

<最大转矩电流控制、弱磁通控制>

电流指令值计算部341通过最大转矩电流控制和弱磁通控制来计算dq轴的电流指令值Ido、Iqo。图5中示出了最大转矩电流控制的执行区域和弱磁通控制的执行区域。在高旋转角速度和高转矩区域中进行弱磁通控制。

在最大转矩电流控制中，计算用于输出转矩指令值To的转矩的电流变得最小的dq轴的电流指令值Ido、Iqo。如图6所示，在dq轴的旋转坐标系上，随着转矩指令值To增大，电流指令值计算部341在最大转矩电流曲线上沿负方向增大d轴的电流指令值Ido，并且沿正方向增大q轴的电流指令值Iqo。最大转矩电流曲线是相对于同一电流输出转矩最大的dq轴电流的轨迹。

当旋转角速度ω低于基础旋转速度时，通过电流限制圆对最大转矩电流控制的dq轴的电流指令值Ido、Iqo进行上限限制。另一方面，当旋转角速度ω高于基础旋转速度时，若由于转矩指令值To的增加或旋转角速度ω的增加,导致在3相绕组中产生的感应电压达到3相绕组的施加电压的最大值，则切换到弱磁通控制。

如图7所示，在弱磁通控制中，在dq轴的旋转坐标系上，在电压限制椭圆(恒定感应电压椭圆)与转矩指令值To的恒定转矩曲线的交点处，计算dq轴的电流指令值Ido、Iqo。因此，在弱磁通控制中，计算3相电压指令值和3相绕组的施加电压的电压利用率M变为1或1.15的最大值，并且输出转矩变为转矩指令值To的dq轴的电流指令值Ido、Iqo。

恒定转矩曲线是输出转矩变为恒定值的dq轴的电流的轨迹。电压限制椭圆是3相绕组感应电压与3相绕组的施加电压的最大值一致的dq轴的电流轨迹。由于感应电压与旋转角速度ω成比例地增加，所以随着旋转角速度ω增加，电压限制椭圆的直径变小。

<基于振幅减小调制的电流矢量的相位β的减小>

当不进行振幅减小调制时，3相绕组的施加电压的最大值变为直流电压Vdc，当进行振幅减小调制时，3相绕组的施加电压的最大值变为直流电压Vdc×1.15。因此，如图7所示，通过进行振幅减小调制，能扩大电压限制椭圆的直径，能使d轴的电流指令值Ido向正方向增大，从而能延迟电流矢量的相位β。

图8中示出横轴为电流矢量的相位β，纵轴为电流矢量的大小Ia的图。图8中示出了某个输出转矩和某个旋转角速度下的恒定转矩曲线。通过利用电压限制椭圆进行限制，并且执行弱磁通控制，从而虽然相比于最大转矩电流控制，电流矢量的相位β提前，并且电流矢量的大小Ia增大，但是通过进行振幅减小调制，能减小电流矢量的相位β的提前量，并且能减小电流矢量的大小Ia的增加量。

即，在处于电压增加模式的情况下，电流指令值计算部341在通过执行振幅减小调制来使电压利用率M比正常电压模式增加的条件下，通过弱磁通控制来计算dq轴的电流指令值Ido、Iqo。例如，电压增加模式下的电压利用率M被设定为1.15。

<控制模式判定部346>

在当前的运转状态是设定在通过弱磁通控制计算dq轴的电流指令值的运转区域内的特定运转区域时，控制模式判定部346判定为处于电压增加模式，并且在当前的运转状态是特定运转区域以外的正常运转区域时，控制模式判定部346判定为处于正常电压模式。

在本实施方式中，控制模式判定部346在通过弱磁通控制计算dq轴的电流指令值的运转区域，与转子和定子之间产生的电磁激振力F的影响变得大于基准值的运转区域相对应地设定特定运转区域。

电磁激振力F由转子和定子之间的电磁力产生。例如，每次从转子的N极和S极产生的励磁磁通的磁路穿过定子的槽的开口部时，定子和转子之间的径向电磁力周期性地变动，从而产生周期性的电磁激振力F。当d轴电流向负方向增大时，电磁力的变动振幅变大。电磁激振力F的频率相对于转子的旋转频率的阶数是对应于转子的极对数、槽数等的阶数。作为电磁激振力F的振动模式，例如存在定子的外径同时沿径向振动的0阶振动模式等。

当由电磁激振力F引起的定子的振动传递到电动机壳体的外部时，产生与转子的旋转频率相对应的振动和噪声。尤其是，当电磁激振力F的频率与电动机壳体等的交流旋转电机的机械谐振频率一致时，振动和噪声变大。

例如，电磁激振力F的影响是由电磁激振力F产生的振动和噪声中的一个或两个。例如，电磁激振力F的影响是用于评价振动和噪声中的一方或双方的评价值。或者，电磁激振力F的影响可以是电磁激振力F本身。无论在哪种情况下，电磁激振力F变大的运转区域与电磁激振力F的影响(振动、噪声)变大的运转区域大致一致。基准值被设定为可允许的电磁激振力F的影响的上限值。

<电磁激振力F变大的运转区域>

图9中示出了旋转角速度ω和转矩T的运转区域和电磁激振力F变大的区域的示例。在图9中，示出了等激振力线，随着向高旋转角速度和高转矩的右上侧变化，电磁激振力F增大。电磁激振力F变大的运转区域与弱磁通控制的执行区域一部分重叠。

控制模式判定部346基于旋转角速度ω和转矩指令值To判定电压增加模式(特定运转区域)和正常电压模式(正常运转区域)中的哪一个。例如，如图10所示，控制模式判定部346参照预先设定了旋转角速度ω和转矩指令值To与电压增加模式和正常电压模式之间的关系的模式判定映射，判定对应于当前的旋转角速度ω和转矩指令值To的电压增加模式或正常电压模式。

<电流矢量的相位β和电磁激振力F>

图11中示出了电流矢量的相位β与电磁激振力F之间关系的示例。随着电流矢量的相位β变大，电磁激振力F变大。如用图8所说明的那样，当执行弱磁通控制时，相比于最大转矩电流控制，电流矢量的相位β提前，但是通过施加振幅减小调制，能减小电流矢量的相位β的提前量。因此，通过在电磁激振力F的影响大于基准值的特定运转区域中进行振幅减小调制，从而能减小电流矢量的相位β，并且能减小电磁激振力F的影响(振动、噪声)。

另一方面，当进行振幅减小调制时，谐波分量叠加在施加电压上，铁损增加。因此，在不需要减小电磁激振力F的影响的弱磁通控制的运转区域中，设定为正常电压模式，不进行振幅减小调制，从而防止铁损增加。

<电流指令值的设定>

在本实施方式中，在处于正常电压模式的情况下，电流指令值计算部341参照如图12所示的预先设定了旋转角速度ω和转矩指令值To与正常电压模式的电流矢量的大小Ia_n和相位β_n之间的关系的正常电压模式的电流指令值映射来计算与当前旋转角速度ω和转矩指令值To相对应的电流矢量的大小Ia_n和相位β_n。电流指令值计算部341基于计算出的电流矢量的大小Ia_n和相位β_n来计算dq轴的电流指令值Ido、Iqo。在正常电压模式的电流指令值映射中，可以直接设定正常电压模式的dq轴的电流指令值Ido_n、Iqo_n。

另一方面，在处于电压增加模式的情况下，电流指令值计算部341参照如图13所示的预先设定了旋转角速度ω和转矩指令值To与电压增加模式的电流矢量的大小Ia_i和相位β_i之间的关系的电压增加模式的电流指令值映射来计算与当前旋转角速度ω和转矩指令值To相对应的电流矢量的大小Ia_i和相位β_i。然后，电流指令值计算部341基于计算出的电流矢量的大小Ia_i和相位β_i来计算dq轴的电流指令值Ido、Iqo。在电压增加模式的电流指令值映射中，可以直接设定电压增加模式的dq轴的电流指令值Ido_i、Iqo_i。

图12和图13的阴影线的运转区域对应于电压增加模式(特定运转区域)。另外，在图12的正常电压模式的电流指令值映射中，可以不设定与电压增加模式相对应的运转区域的数据，并且在图13的电压增加模式的电流指令值映射中，可以不设定与电压增加模式相对应的运转区域以外的数据。

2.实施方式2

说明实施方式2所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。本实施方式的交流旋转电机2和控制装置1的基本结构与实施方式1相同，但是与实施方式1的不同之处在于，具有直流升压器40，并且在电压增加模式下，直流电压Vdc由直流升压器40升压。图14是本实施方式所涉及的交流旋转电机2和控制装置1的概要结构图。

在直流电源10和逆变器20之间具有用于使直流电压Vdc升压的直流升压器40。作为直流升压器40使用升压斩波电路等DC-DC转换器，将从直流电源10输出的直流电压升压并提供给逆变器20。

在本实施方式中，如图15所示，除了电流指令值计算部341、电流坐标转换部342、dq轴电压指令值计算部343、电压坐标转换部344以及控制模式判定部346之外，电流控制部34还包括升压控制部347。另外，在本实施方式中，电流控制部34不包括调制部345，并且计算坐标转换后的3相电压指令值Vuoc、Vvoc、Vwoc作为3相电压指令值Vuo、Vvo和Vwo。

如式(1)所示，当直流电压Vdc升压时，即使在电压利用率M为1的情况下，也能根据升压率增加3相电压指令值的基波分量的振幅VA。

电流控制部34在电压增加模式(特定运转区域)中，相比于正常电压模式(正常运转区域)，使直流升压器40的升压率增大，并且增大3相电压指令值的基波分量的振幅VA的最大值，从而增大对于3相绕组的施加电压的基波分量的振幅的最大值。

升压控制部347在处于电压增加模式的情况下向直流升压器40传递升压指令，将直流升压器40的升压率增加到设定升压率。

另一方面，升压控制部347在处于正常电压模式的情况下不向直流升压器40传递升压指令，不使直流升压器40对直流电压进行升压。

电流指令值计算部341在正常电压模式下，设定dq轴的电流指令值Ido、Iqo，使得在直流电压Vdc未被升压的条件下电压利用率M变为1以下，并且将3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的振幅设为未被升压的直流电压Vdc的一半值以下。电流指令值计算部341在电压增加模式下，设定dq轴的电流指令值Ido、Iqo，使得在直流电压Vdc被升压后的条件下电压利用率M变为1以下，并且将3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的振幅设为升压后的直流电压Vdc的一半值以下。例如，在电压增加模式中，电压利用率M被设定为1。

在电压增加模式下，相比于正常电压模式，3相绕组的施加电压的振幅的最大值要大与升压率相应的量。因此，与实施方式1的图7同样地，在弱磁通控制中，通过对直流电压进行升压，能够扩大电压限制椭圆的直径，能够使d轴的电流指令值Ido沿正方向增大。

与实施方式1的图8同样地，通过执行弱磁通控制，从而虽然相比于最大转矩电流控制，电流矢量的相位β提前，并且电流矢量的大小Ia增大，但是通过对直流电压进行升压，能减小电流矢量的相位β的提前量，并且能减小电流矢量的大小Ia的增加量。

因此，通过在电磁激振力F的影响大于基准值的特定运转区域中对直流电压进行升压，从而能减小电流矢量的相位β，并且能减小电磁激振力F的影响(振动、噪声)。

另一方面，当对直流电压进行升压时，直流升压器40的损耗增加。因此，在不需要减小电磁激振力F的影响的弱磁通控制的运转区域中，设定为正常电压模式，不对直流电压进行升压，从而防止直流升压器40的损耗增加。

3.实施方式3

说明实施方式3所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。本实施方式的交流旋转电机2和控制装置1的基本结构与实施方式1相同，但是与实施方式1的不同之处在于，具有交流升压器50，并且在电压增加模式下，由交流升压器50使对3相绕组的施加电压升压。图16是本实施方式所涉及的交流旋转电机2和控制装置1的概要结构图。

在逆变器20和交流旋转电机2的3相绕组之间设置有用于对各相的交流施加电压进行升压的交流升压器50。例如，将能够使升压率改变的滑线电阻调压器用于交流升压器50。

在本实施方式中，如图17所示，电流控制部34除了电流指令值计算部341、电流坐标转换部342、dq轴电压指令值计算部343、电压坐标转换部344以及控制模式判定部346之外，还包括升压控制部347。另外，在本实施方式中，电流控制部34不包括调制部345，并且计算坐标转换后的3相电压指令值Vuoc、Vvoc、Vwoc作为3相电压指令值Vuo、Vvo和Vwo。

当施加电压被交流升压器50升压时，即使在逆变器20中的电压利用率M为1时，也能根据升压率增加3相施加电压的基波分量的振幅VA。

电流控制部34在电压增加模式(特定运转区域)中，相比于正常电压模式(正常运转区域)，使交流升压器50的升压率增加，从而增加3相绕组的施加电压的基波分量的振幅的最大值。

升压控制部347在处于电压增加模式的情况下向交流升压器50传递升压指令，使交流升压器50的升压率升高到设定升压率。

另一方面，升压控制部347在处于正常电压模式的情况下不向交流升压器50传递升压指令，不使交流升压器50对施加电压进行升压。

电流指令值计算部341在正常电压模式下，设定dq轴的电流指令值Ido、Iqo，使得施加电压未被升压的条件下电压利用率M变为1以下，并且将3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的振幅设为直流电压Vdc的一半值以下。电流指令值计算部341在电压增加模式下，设定dq轴的电流指令值Ido、Iqo，使得施加电压被升压后的条件下电压利用率M变为1以下，并且将3相电压指令值Vuo、Vvo、Vwo的振幅设为乘以升压率后的直流电压Vdc的一半值以下。例如，在电压增加模式中，电压利用率M被设定为1。

在电压增加模式下，相比于正常电压模式，3相绕组的施加电压的振幅的最大值要大与升压率相应的量。因此，与实施方式1的图7同样地，在弱磁通控制中，通过对施加电压进行升压，能够扩大电压限制椭圆的直径，能够使d轴的电流指令值Ido沿正方向增大。

与实施方式1的图8同样地，通过执行弱磁通控制，从而虽然相比于最大转矩电流控制，电流矢量的相位β提前，并且电流矢量的大小Ia增大，但是通过对施加电压进行升压，能减小电流矢量的相位β的提前量，并且能减小电流矢量的大小Ia的增加量。

因此，通过在电磁激振力F的影响大于基准值的特定运转区域中对施加电压进行升压，从而能减小电流矢量的相位β，并且能减小电磁激振力F的影响(振动、噪声)。

另一方面，当对施加电压进行升压时，交流升压器50的损耗增加。因此，在不需要减小电磁激振力F的影响的弱磁通控制的运转区域中，设定为正常电压模式，不对施加电压进行升压，从而防止交流升压器50的损耗增加。

4.实施方式4

说明实施方式4所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。如实施方式2和3所示，直流升压器40和交流升压器50可以不设置在逆变器20的外部。如图18中示出本实施方式的交流旋转电机2及控制装置1的概要结构图的那样，在逆变器20内具有用于对直流电压进行升压的直流升压电路和用于对施加电压进行升压的交流升压电路中的一方或两方，作为逆变器内的升压电路60。

与实施方式2和3同样地，控制装置1控制设置在逆变器内的升压电路60中的开关元件或致动器，使直流电压或交流电压升压。

5.实施方式5

说明实施方式5所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。图19是本实施方式所涉及的交流旋转电机2和控制装置1的概要结构图。

本实施方式中，具备转换器70，该转换器70将发电机71发电得到的交流电转换为直流电并将其提供给逆变器20。

转换器70是将交流电转换为直流电的AC-DC转换器。例如，发电机71是具有3相绕组的3相交流发电机，转换器70将3相交流电转换为直流电。转换器70包括直流升压电路72，该直流升压电路72对将交流电转换为直流电之后得到的直流电压进行升压，并将该直流电压提供给逆变器20。直流升压电路72以与实施方式2的直流升压器40相同的方式构成。

电流控制部34在电压增加模式(特定运转区域)中，相比于正常电压模式(正常运转区域)，使从转换器70提供给逆变器20的直流电压Vdc上升，并且使3相电压指令值的基波分量的振幅VA的最大值增大，使对3相绕组的施加电压的基波分量的振幅的最大值增大。

与实施方式2同样地，电流控制部34在电压增加模式下，相比于正常电压模式，使直流升压电路72的升压率增大。另外，与实施方式2同样地，电流控制部34在电压增加模式或正常电压模式下设定dq轴的电流指令值Ido、Iqo。由于与实施方式2同样地构成，因此省略说明。

6.实施方式6

说明实施方式6所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。图20是本实施方式所涉及的交流旋转电机2和控制装置1的概要结构图。

与实施方式5同样地，具备转换器70，该转换器70将发电机71发电得到的交流电转换为直流电并将其提供给逆变器20。与实施方式5不同，发电机71具有用于改变绕组的感应电压的电特性的切换器73，而转换器70不具有直流升压电路72。切换器73具有用于切换绕组的连接的电磁开关、开关元件等。

切换器73通过切换绕组的接线来改变绕组的感应电压的电特性。例如，切换器73在Y接线和Δ接线之间切换3相绕组。Y接线的感应电压常数比Δ接线的感应电压常数更高，并且发电得到的交流电压更高。因此，从转换器70提供给逆变器20的直流电压Vdc根据绕组的接线的切换而改变。

与实施方式5同样地，电流控制部34在电压增加模式(特定运转区域)中，相比于正常电压模式(正常运转区域)，使从转换器70提供给逆变器20的直流电压Vdc上升，并且使3相电压指令值的基波分量的振幅VA的最大值增大，使对3相绕组的施加电压的基波分量的振幅的最大值增大。

与实施方式5不同，电流控制部34在电压增加模式下切换切换器73，使得与正常电压模式相比绕组的感应电压增大，并且与正常电压模式相比使从转换器70提供给逆变器20的直流电压Vdc增大。

另外，与实施方式2同样地，电流控制部34在电压增加模式或正常电压模式下设定dq轴的电流指令值Ido、Iqo。由于与实施方式2同样地构成，因此省略说明。

7.实施方式7

说明实施方式7所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。图21是本实施方式所涉及的交流旋转电机2和控制装置1的概要结构图。

与实施方式5同样地，具备转换器70，该转换器70将发电机71发电得到的交流电转换为直流电并将其提供给逆变器20。具备蓄电装置10作为直流电源10。与实施方式5不同，具有选择电路74，该选择电路74将从蓄电装置10提供的直流电压和从转换器70提供的直流电压中较高的一方提供到逆变器20。此外，转换器70不具有直流升压电路72。

蓄电装置10的输出电压由于充电量的降低、劣化等而降低。在与实施方式1相同地构成的情况下，当从蓄电装置10提供到逆变器20的直流电压Vdc下降时，在电压增加模式下，即使控制成电压利用率M＝1.15，电压限制椭圆的直径也减小，电流矢量的相位β的提前量增大，电磁激振力F的减小效果降低。

在本实施方式中，由于设置了选择电路74，所以当蓄电装置10的输出电压下降时，转换器70的输出电压被提供给逆变器20，能防止直流电压Vdc下降。因此，在电压增加模式下，即使在蓄电装置10的输出电压降低的情况下，也能够防止电流矢量的相位β的提前量增大，并且能够防止电磁激振力F的减小效果降低。

8.实施方式8

说明实施方式8所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。图22是本实施方式所涉及的交流旋转电机2和控制装置1的概要结构图。

在本实施方式中，具有传递交流旋转电机2的振动的加速度传感器80。例如，加速度传感器80安装在作为振动的波腹的马达壳体的一部分上。或者，加速度传感器80可以安装在例如靠近驾驶座的地方等希望抑制振动的地方。加速度传感器80的输出信号被输入至控制装置1。

与实施方式1不同，控制模式判定部346基于加速度传感器80的输出信号，检测由电磁激振力F引起的振动，在通过弱磁通控制计算dq轴的电流指令值的运转区域，与由电磁激振力F引起的振动大于基准值的运转区域相对应地设定特定运转区域。例如，控制模式判定部346在弱磁通控制的执行区域中，当振动的加速度的振幅大于预先设定的基准值时，判定为处于电压增加模式(特定运转区域)，并且当加速度的振幅为基准值以下时，判定为处于正常电压模式(正常运转区域)。控制模式判定部346可以对加速度传感器80的输出信号进行提取与旋转角速度ω相对应的电磁激振力F的频率分量的带通滤波处理。

由此通过使用加速度传感器80，能检测由电磁激振力F实际产生的振动，并且能够可靠地减小振动。例如，当电磁激振力F变为最大的旋转角速度与固有振动频率不一致或关系变动时，能可靠地减小振动。

9.实施方式9

说明实施方式9所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。图23是本实施方式所涉及的交流旋转电机2和控制装置1的概要结构图。

在本实施方式中，具有声压传感器85，该声压传感器85对由交流旋转电机2产生的声压进行传递。例如，声压传感器85安装在靠近驾驶座的地方等想要抑制声压的地方。声压传感器85的输出信号被输入到控制装置1。

与实施方式1不同，控制模式判定部346基于声压传感器85的输出信号，检测由电磁激振力F引起的声压，在通过弱磁通控制计算dq轴的电流指令值的运转区域，与由电磁激振力F引起的声压大于基准值的运转区域相对应地设定特定运转区域。例如，控制模式判定部346在弱磁通控制的执行区域中，当检测到的声压大于预先设定的基准值时，判定为处于电压增加模式(特定运转区域)，并且当声压为基准值以下时，判定为处于正常电压模式(正常运转区域)。控制模式判定部346可以对声压传感器85的输出信号进行提取与旋转角速度ω相对应的电磁激振力F的频率分量的带通滤波处理。

由此通过使用声压传感器85，能检测由电磁激振力F实际产生的声压，并且能够可靠地减小声压。例如，当电磁激振力F变为最大的旋转角速度与固有振动频率不一致或关系变动时，能可靠地减小声压。

10.实施方式10

说明实施方式10所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。

与实施方式1不同，控制模式判定部346在通过弱磁通控制计算dq轴的电流指令值的运转区域，与执行特定运转区域的控制时产生的能量损耗小于执行正常运转区域的控制时产生的能量损耗的运转区域相对应地设定特定运转区域。

根据该结构，综合评价了通过执行特定运转区域的控制来减小电流矢量的大小Ia从而导致的能量损耗的降低、以及由于增大施加电压而导致的能量损耗的增加，能提高整个系统的能量效率。此外，在特定运转区域中，通过增加施加电压来减小电流矢量的相位β的提前量，并能减小电磁激振力F。

通过预先进行分析或实验来评价能量损耗，并设定特定运转区域和正常运转区域。例如，如实施方式1那样，在特定运转区域(电压增加模式)下进行振幅减小调制，增大施加电压的情况下，在弱磁通控制的执行区域中的某个旋转角速度ω以及转矩指令值To的运转状态下，对进行振幅减小调制从而增大施加电压时的逆变器以及交流旋转电机的能量损耗En和不进行振幅减小调制从而不增大施加电压时的逆变器以及交流旋转电机的能量损耗Eo进行比较。将由于执行电压增加模式的控制而引起的能量损耗En低于由于执行正常电压模式的控制而引起的能量损耗Eo的旋转角速度ω和转矩指令值To设定到特定运转区域(电压增加模式)，将除此以外的情况设定到正常运转区域(正常电压模式)。

例如，如实施方式2至4所示，在特定运转区域(电压增加模式)中，增大直流升压器或交流升压器的升压率从而增大施加电压的情况下，在弱磁通控制的执行区域中的某个旋转角速度ω和转矩指令值To的运转状态下，对增大升压器的升压率从而增大施加电压时的升压器、逆变器、以及交流旋转电机的能量损耗En和不增大升压器的升压率从而不增大施加电压时的升压器、逆变器、以及交流旋转电机的能量损耗Eo进行比较。将由于执行电压增加模式的控制而引起的能量损耗En低于由于执行正常电压模式的控制而引起的能量损耗Eo的旋转角速度ω和转矩指令值To设定到特定运转区域(电压增加模式)，将除此以外的情况设定到正常运转区域(正常电压模式)。

即使在实施方式5至7中，也可以对执行特定运转区域(电压增加模式)的控制时的整个系统的能量损耗和执行正常运转区域(正常电压模式)的控制时的整个系统的能量损耗进行比较，从而设定运转区域。

控制模式判定部346基于旋转角速度ω和转矩指令值To来判定电压增加模式(特定运转区域)和正常电压模式(正常运转区域)中的哪一个。例如，与实施方式1的图10同样地，控制模式判定部346参照考虑到能量损耗而预先设定了旋转角速度ω以及转矩指令值To与电压增加模式和正常电压模式的关系的模式判定映射，判定与当前的旋转角速度ω以及转矩指令值To对应的电压增加模式或正常电压模式。

或者，在交流旋转电机2和逆变器20中可以具有热流传感器。例如，在实施方式1的结构的情况下，在交流旋转电机2和逆变器20中分别具有热流传感器。在实施方式2至4的情况下，在交流旋转电机2、逆变器20和升压器中分别具有热流传感器。热流传感器的输出信号被输入到控制装置1。

控制模式判定部346基于热流传感器的输出信号检测从各个装置释放到外部的热流，并将检测到的热流转换为能量损耗。在弱磁通控制的执行区域中，当从各个热流传感器检测到的能量损耗的总和为预先设定的基准值以上时，控制模式判定部346可以判定为处于正常电压模式(正常运转区域)，当能量损耗的总和小于基准值时，控制模式判定部346可以判定为处于电压增加模式(特定运转区域)。

11.实施方式11

说明实施方式11所涉及的交流旋转电机2及控制装置1。省略对与上述的实施方式1相同的结构部分的说明。

与实施方式1不同，控制模式判定部346在通过弱磁通控制计算dq轴的电流指令值的运转区域，与执行特定运转区域的控制时从直流电源10输出的直流电流小于执行正常运转区域的控制时从直流电源10输出的直流电流的运转区域相对应地设定特定运转区域。

根据该结构，综合评价了通过执行特定运转区域的控制来减小电流矢量的大小Ia从而导致的消耗电流的降低、以及由于增大施加电压而导致的消耗电流的增加，能减小整个系统的消耗电流。此外，在特定运转区域中，通过增加施加电压，能够减小电流矢量的相位β的提前量，并能减小电磁激振力F。

通过预先进行分析或实验来评价直流电流，并设定特定运转区域和正常运转区域。在弱磁通控制的执行区域中的某个旋转角速度ω和转矩指令值To的运转状态下，将执行特定运转区域(电压增加模式)的控制时的直流电流与执行正常运转区域(正常电压模式)的控制时的直流电流进行比较。将执行电压增加模式的控制时的直流电流小于执行正常电压模式的控制时的直流电流的旋转角速度ω和转矩指令值To设定到特定运转区域(电压增加模式)，将除此以外的情况设定到正常运转区域(正常电压模式)。

控制模式判定部346基于旋转角速度ω和转矩指令值To来判定电压增加模式(特定运转区域)和正常电压模式(正常运转区域)中的哪一个。例如，与实施方式1的图10同样地，控制模式判定部346参照考虑到直流电流而预先设定了旋转角速度ω以及转矩指令值To与电压增加模式和正常电压模式的关系的模式判定映射，判定与当前的旋转角速度ω以及转矩指令值To对应的电压增加模式或正常电压模式。

或者，在直流电源10中可以具有电流传感器。电流传感器的输出信号被输入到控制装置1。在弱磁通控制的执行区域中，当由电流传感器检测到的直流电流为预先设定的基准值以上时，控制模式判定部346可以判定为处于正常电压模式(正常运转区域)，当直流电流小于基准值时，控制模式判定部346可以判定为处于电压增加模式(特定运转区域)。

＜变换例＞

在上述的实施方式中，以设置有3相的绕组的情况为例进行了说明。然而，绕组的相数只要是多个相，也可设定成2相、4相等任意的数量。

在上述的实施方式中，以设置1组3相绕组和逆变器的情况为例进行了说明。然而，也可以设置2组以上的3相绕组和逆变器，并且对各组的3相绕组和逆变器进行与各实施方式相同的控制。

本申请虽然记载了示例性的实施方式，但在实施方式中所记载的各种特征、形态、和功能并不限于应用于特定的实施方式，也能够单独地或进行各种组合地应用于实施方式。因此，可以认为未例示出的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为也包含对至少1个结构要素进行变形的情况、进行追加的情况或者进行省略的情况。

标号说明

1交流旋转电机的控制装置、2交流旋转电机、10直流电源、20逆变器、31旋转检测部、32直流电压检测部、33电流检测部、34电流控制部、35开关控制部、40直流升压器、50交流升压器、70转换器、71发电机、72直流升压电路、73切换器、74选择电路、80加速度传感器、85声压传感器、Ido d轴的电流指令值、Iqo q轴的电流指令值、M电压利用率、To转矩指令值、VA基波分量的振幅、Vdc直流电压、β电流矢量的相位、θ旋转角度、ω旋转角速度。

Claims (17)

1.一种交流旋转电机的控制装置，

是经由逆变器来对具有设置有多个相的绕组的定子和设置有磁体的转子的交流旋转电机进行控制的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，包括：

电流检测部，该电流检测部检测流过所述多个相的绕组的电流；

旋转检测部，该旋转检测部检测所述转子的旋转角度和旋转角速度；

电流控制部，该电流控制部在由所述转子的磁极的旋转角度的方向上所确定的d轴以及相位比所述d轴提前90°电角度的方向上所确定的q轴构成的dq轴的旋转坐标系上，计算dq轴的电流指令值，并基于所述dq轴的电流指令值、电流的检测值和所述旋转角度计算多个相的电压指令值；以及

开关控制部，该开关控制部基于所述多个相的电压指令值对所述逆变器具有的多个开关元件进行导通截止控制，

所述电流控制部在通过弱磁通控制计算所述dq轴的电流指令值的运转区域内所设定的特定运转区域中，与所述特定运转区域以外的正常运转区域相比，使施加到所述多个相的绕组的施加电压的基波分量的振幅的最大值增大，并且在所述施加电压的基波分量的振幅的最大值被增大的条件下，通过弱磁通控制来计算所述dq轴的电流指令值。

2.如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述电流控制部与下述运转区域相对应地设定所述特定运转区域，即，通过弱磁通控制计算所述dq轴的电流指令值的运转区域，且在所述转子和所述定子之间产生的电磁激振力的影响大于基准值的运转区域。

3.如权利要求1或2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述电流控制部在所述特定运转区域中进行将减小振幅的调制施加到所述多个相的电压指令值的振幅减小调制，并且增大所述多个相的电压指令值的基波分量的振幅的最大值，从而增大所述施加电压的基波分量的振幅的最大值。

4.如权利要求3所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

在所述正常运转区域中，所述电流控制部将电压利用率设为1以下，该电压利用率是所述多个相的电压指令值的基波分量的振幅相对于提供给所述逆变器的直流电压的一半值的比率，

在所述特定运转区域中，将所述电压利用率设为大于1且1.15以下。

5.如权利要求1至4中任一项所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述电流控制部在所述多个相的电压指令值不超过提供给所述逆变器的直流电压的范围的范围内，改变所述多个相的电压指令值的基波分量的振幅。

6.如权利要求1或2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述交流旋转电机在直流电源和所述逆变器之间具有对直流电压进行升压的直流升压器，

与所述正常运转区域相比，所述电流控制部在所述特定运转区域中使所述直流升压器的升压率增大，并且增大所述多个相的电压指令值的基波分量的振幅的最大值，从而增大所述施加电压的基波分量的振幅的最大值。

7.如权利要求1或2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述交流旋转电机在所述逆变器和所述多个相的绕组之间具有对各个相的施加电压进行升压的交流升压器，

与所述正常运转区域相比，所述电流控制部在所述特定运转区域中使所述交流升压器的升压率增大，从而增大所述施加电压的基波分量的振幅的最大值。

8.如权利要求1或2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述交流旋转电机包括转换器，该转换器将发电机发电得到的交流电转换为直流电并将其提供给所述逆变器，

与所述正常运转区域相比，所述电流控制部在所述特定运转区域中使从所述转换器提供给所述逆变器的直流电压升高，并且增大所述多个相的电压指令值的基波分量的振幅的最大值，从而增大所述施加电压的基波分量的振幅的最大值。

9.如权利要求8所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述转换器具有直流升压电路，该直流升压电路对将交流电转换为直流电后得到的直流电压进行升压，

与所述正常运转区域相比，所述电流控制部在所述特定运转区域中使所述直流升压电路的升压率增大。

10.如权利要求8所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述发电机具有使绕组的感应电压的电特性改变的切换器，

所述电流控制部在所述特定运转区域中切换所述切换器，使得与所述正常运转区域相比绕组的感应电压增大，并与所述正常运转区域相比使从所述转换器提供给所述逆变器的直流电压增大。

11.如权利要求10所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述切换器通过切换绕组的接线来改变绕组的感应电压的电特性。

12.如权利要求1或2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述交流旋转电机包括转换器，该转换器将发电机发电得到的交流电转换为直流电并提供给所述逆变器，

并且包括选择电路，该选择电路将从直流电源提供的直流电压和从所述转换器提供的直流电压中的任一个较高的直流电压提供给所述逆变器。

13.如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

包括传递所述交流旋转电机的振动的加速度传感器，

所述电流控制部基于所述加速度传感器的输出信号来检测由在所述转子和所述定子之间产生的电磁激振力引起的振动，并与下述运转区域相对应地设定所述特定运转区域，即，通过弱磁通控制计算所述dq轴的电流指令值的运转区域，且由所述电磁激振力引起的振动大于基准值的运转区域。

14.如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

包括传递所述交流旋转电机所产生的声压的声压传感器，

所述电流控制部基于所述声压传感器的输出信号来检测由在所述转子和所述定子之间产生的电磁激振力引起的声压，并与下述运转区域相对应地设定所述特定运转区域，即，通过弱磁通控制计算所述dq轴的电流指令值的运转区域，且由所述电磁激振力引起的声压大于基准值的运转区域。

15.如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述电流控制部与下述运转区域相对应地设定所述特定运转区域，即，通过弱磁通控制计算所述dq轴的电流指令值的运转区域，且执行所述特定运转区域的控制时产生的能量损耗小于执行所述正常运转区域的控制时产生的能量损耗的运转区域。

16.如权利要求15所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

在所述交流旋转电机和所述逆变器上具有热流传感器，

所述电流控制部基于所述热流传感器的输出信号判定是否为所述特定运转区域。

17.如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述电流控制部与下述运转区域相对应地设定所述特定运转区域，即，通过弱磁通控制计算所述dq轴的电流指令值的运转区域，且执行所述特定运转区域的控制时提供给所述逆变器的直流电流小于执行所述正常运转区域的控制时提供给所述逆变器的直流电流的运转区域。

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