CN115642854A - 电机驱动装置 - Google Patents

电机驱动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115642854A
CN115642854A CN202210850362.4A CN202210850362A CN115642854A CN 115642854 A CN115642854 A CN 115642854A CN 202210850362 A CN202210850362 A CN 202210850362A CN 115642854 A CN115642854 A CN 115642854A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switching
inverter
vector
switching state
motor
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.)
Pending
Application number
CN202210850362.4A
Other languages
English (en)
Inventor
郑岡镐
申相哲
河廷穓
崔铉奎
沈载勋
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.)
Hyundai Motor Co
SNU R&DB Foundation
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
SNU R&DB Foundation
Kia Corp
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 Hyundai Motor Co, SNU R&DB Foundation, Kia Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN115642854A publication Critical patent/CN115642854A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
    • 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
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Abstract

本发明涉及电机驱动装置。所述电机驱动装置驱动包括分别对应于多个相的多个绕组的电机，所述电机驱动装置包括：第一逆变器、第二逆变器和控制器，所述第一逆变器包括多个第一开关元件并且与各个绕组的第一端连接；所述第二逆变器包括多个第二开关元件并且与各个绕组的第二端连接；所述控制器通过将使第一逆变器的共模电压与第二逆变器的共模电压之间的差值为零的切换矢量进行组合来获取与电机的电压指令相对应的矢量，并且配置为基于获取的矢量以脉宽调制方法控制多个第一开关元件和多个第二开关元件。

Description

电机驱动装置
技术领域
本发明涉及电机驱动装置。更具体地，本发明涉及利用开放端部绕组方法的电机驱动装置，其中，逆变器分别与电机的绕组的两端连接。
背景技术
通常，包括在电机中的各相的绕组具有与一个逆变器连接的第一端和彼此连接的第二端，以形成Y型连接。
在驱动电机期间，当逆变器中的开关元件通过脉宽调制控制而接通/关断时，将线电压施加至形成Y型连接的电机的绕组以产生交流电流，从而产生扭矩。
诸如电动车辆(其利用由电机产生的扭矩作为动力)的环保车辆的燃料效率由逆变器-电机(inverter-motor)的电力转换效率决定，因此，为了提高燃料效率，重要的是使逆变器的电力转换效率和电机的效率最大化。
逆变器-电机系统的效率主要由逆变器的电压利用率决定，如果在电压利用率较高的区间内形成由电机的转速和扭矩之间的关系决定的车辆的操作点，则可以提高车辆的燃料效率。
然而，随着电机的绕组的数量增加以增大电机的最大扭矩，电压利用率较高的区间变得远离作为车辆的主要操作点的低扭矩区域，因此车辆的燃料效率可能会降低。此外，在燃料效率方面，如果将主要操作点设计为包括在电压利用率较高的区间中，则存在对于电机的最大扭矩的限制，这可能会降低车辆的启动加速性能。
为了解决这些问题，在相关技术领域中，提出了开放端部绕组(open endwinding，OEW)方法的电机驱动技术，其中，不是通过Y型连接而使电机的绕组的一端短路，而是通过将两个逆变器分别与电机的绕组的两端连接来驱动两个逆变器。
与驱动具有Y型连接结构的传统电机的方法相比，这种利用开放端部绕组方法的电机驱动技术具有这样的优点：该技术能够通过增大相电压来提高电压利用率并且实现高输出。
然而，在开放端部绕组方法的电机驱动技术中，由于分别与电机的绕组的两端连接的逆变器之间的共模电压差，可能会产生环流。当环流流过电机的绕组时，该环流会导致诸如铜损和铁损的损耗，从而使电机效率降低。
本发明的背景技术部分中包含的信息仅用于增强对本发明一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种电机驱动装置，其中，在利用两个逆变器分别与电机的绕组的两端连接的开放端部绕组方法驱动电机期间，消除了由两个逆变器之间的共模电压差产生的环流，从而提高电机的效率。
在本发明的各个方面，提供了一种电机驱动装置，其配置为驱动包括分别对应于多个相的多个绕组的电机，所述电机驱动装置包括：第一逆变器、第二逆变器和控制器，所述第一逆变器包括多个第一开关元件并且与各个绕组的第一端连接；所述第二逆变器包括多个第二开关元件并且与各个绕组的第二端连接；所述控制器配置为：通过将使第一逆变器的共模电压与第二逆变器的共模电压之间的差值为零的切换矢量进行组合来获取电压指令矢量，并且基于获取的电压指令矢量以脉宽调制方法控制多个第一开关元件和多个第二开关元件，其中所述电压指令矢量是与电机的电压指令相对应的矢量。
在本发明的示例性实施方案中，当获取电压指令矢量时，所述控制器可以不使用以下切换矢量：第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量以及第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量。
在本发明的示例性实施方案中，使共模电压差为零的切换矢量可以包括：第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量以及第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量。
这里，表示开关状态的数字的第一位、第二位、第三位分别可以表示第一逆变器和第二逆变器的每一个中的a相、b相和c相的开关元件的开关状态，数字“1”可以表示相关相的上部开关元件接通并且下部开关元件关断，数字“0”可以表示相关相的上部开关元件关断并且下部开关元件接通。
在本发明的示例性实施方案中，所述控制器可以通过将使共模电压差为零的切换矢量中与电机的电压指令矢量相邻的两个切换矢量进行组合来获取电压指令矢量。
在本发明的示例性实施方案中，所述控制器可以将电压指令矢量表示为通过将与电机的电压指令矢量相邻的两个切换矢量分别乘以预定系数而获得的值的总和，并且可以基于所述系数确定空间矢量脉宽调制的占空比。
根据所述电机驱动装置，消除了以开放端部绕组方式应用的两个逆变器之间的共模电压差，从而避免在两个逆变器之间产生环流。因此，避免了由于环流而导致的电机相电流的失真，从而便于电机电流的控制，并且避免了由环流引起的电机的诸如铁损和铜损的损耗，从而显著提高了电机的驱动效率。
在本发明的示例性实施方案中能够获得的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解未提及的其他效果。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和下面的详细描述中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和下面的详细描述中进行更详细的陈述，这些附图和下面的详细描述共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是根据本发明的各种示例性实施方案的电机驱动装置的电路图；
图2是示出当通过利用空间矢量脉宽调制方法控制开放端部绕组电机时，两个逆变器中的每一个的电压矢量的示意图；
图3是示出在以开放端部绕组方法驱动电机期间，由两个逆变器合成的电压矢量的示意图；
图4是通过在图3所示的矢量图中排除导致两个逆变器之间的共模电压差的电压矢量而示出的简化矢量图；以及
图5和图6是分别示出在通过利用具有共模电压差的切换矢量执行空间矢量脉宽调制的情况下的逆变器相电流以及在通过利用消除了共模电压差的切换矢量执行空间矢量脉宽调制的情况下的逆变器相电流的曲线图。
应当了解，所附附图不一定按比例地绘制，而是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。如本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境决定。
在图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记指代本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施方案，各种实施方案的示例在所附附图中示出并如下进行描述。尽管本发明将结合本发明的示例性实施方案进行描述，应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为所述的本发明的示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案，还覆盖可以包含在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代实施方案、修改实施方案、等同实施方案和其它实施方案。
在下文中，将参考所附附图详细描述根据本发明的示例性实施方案的电机驱动装置。
图1是根据本发明的示例性实施方案的电机驱动装置的电路图。
参考图1，根据本发明的示例性实施方案的电机驱动装置是配置为向包括分别与多个相相对应的多个绕组L1至L3的电机100提供驱动电力的电机驱动装置，并且可以包括第一逆变器10、第二逆变器20和控制器30，所述第一逆变器10包括多个第一开关元件S11至S16并且与电机100的各个绕组的第一端连接；所述第二逆变器20包括多个第二开关元件S21至S26并且与电机100的各个绕组的第二端连接；所述控制器30基于电机100所需的动力对第一开关元件S11至S16和第二开关元件S21至S26执行脉宽调制控制。
第一逆变器10和第二逆变器20可以将储存在电池200中的直流电转换为三相交流电，以将三相交流电提供至电机100，或者可以将再生制动期间发生的电机100的再生制动扭矩所产生的再生制动能量转换为直流电，以将直流电提供至电池200。可以通过分别设置在第一逆变器10和第二逆变器20中的多个第一开关元件S11至S16和多个第二开关元件S21至S26的脉宽调制控制来执行直流电和交流电之间的这种转换。
第一逆变器10可以包括多个支路11至13，形成在直流电容器300(其连接在电池200的两端之间)中的直流电压施加至所述多个支路11至13。支路11至13分别与电机100的多个相相对应，以进行电连接。
第一支路11包括彼此串联连接在直流电容器300的两端之间的两个开关元件S11和S12，并且两个开关元件S11和S12的连接节点可以与电机100的一相的绕组L1的第一端连接，使得与多个相中的一相相对应的交流电输入/输出。
同样，第二支路12包括彼此串联连接在直流电容器300的两端之间的两个开关元件S13和S14，并且两个开关元件S13和S14的连接节点可以与电机100的一相的绕组L2的第一端连接，使得与多个相中的一相相对应的交流电输入/输出。
此外，第三支路13包括彼此串联连接在直流电容器300的两端之间的两个开关元件S15和S16，并且两个开关元件S15和S16的连接节点可以与电机100的一相的绕组L3的第一端连接，使得与多个相中的一相相对应的交流电输入/输出。
第二逆变器20也可以具有与第一逆变器10的构造类似的构造。第二逆变器20可以包括多个支路21至23，形成在直流电容器300(其连接在电池200的两端之间)中的直流电压施加至所述多个支路21至23。支路21至23分别与电机100的多个相相对应，以进行电连接。
第一支路21包括彼此串联连接在直流电容器300的两端之间的两个开关元件S21和S22，并且两个开关元件S21和S22的连接节点可以与电机100的一相的绕组L3的第二端连接，使得与多个相中的一相相对应的交流电输入/输出。
同样，第二支路22包括彼此串联连接在直流电容器300的两端之间的两个开关元件S23和S24，并且两个开关元件S23和S24的连接节点可以与电机100的一相的绕组L2的第二端连接，使得与多个相中的一相相对应的交流电输入/输出。
此外，第三支路23包括彼此串联连接在直流电容器300的两端之间的两个开关元件S25和S26，并且两个开关元件S25和S26的连接节点可以与电机100的一相的绕组L1的第二端连接，使得与多个相中的一相相对应的交流电输入/输出。
第一逆变器10与电机100的各个绕组L1至L3的第一端连接，第二逆变器20与电机100的各个绕组L1至L3的第二端连接。也就是说，可以以电机100的各个绕组L1至L3的两端分别与第一逆变器10和第二逆变器20连接的开放端部绕组方法进行逆变器与电机之间的电连接。
控制器30是这样一种组件：其配置为基于电机100所需的动力对分别包括在第一逆变器10和第二逆变器20中的开关元件S11至S16和S21至S26执行脉宽调制控制，使得可以驱动电机100。
控制器30接收施加至第一逆变器10和第二逆变器20的直流电压Vdc、由检流器检测并且提供至电机100的相电流以及由安装于电机100的电机转子检测器检测的电机的电角度，从而以脉宽调制方法切换第一逆变器10的第一开关元件S11至S16和第二逆变器20的第二开关元件S21至S26，使得可以驱动电机100。当以脉宽调制方法控制第一逆变器10的第一开关元件S11至S16和第二逆变器20的第二开关元件S21至S26时，控制器30可以应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。
图2是示例性地示出当通过利用空间矢量脉宽调制方法控制开放端部绕组电机时，两个逆变器中的每一个的电压矢量的示意图，图3是示例性地示出在以开放端部绕组方法驱动电机期间，由两个逆变器合成的电压矢量的示意图。
在图1所示的电路结构中，第一逆变器10和第二逆变器20的每一个在与电机的各相相对应的支路中包括一对开关元件(一对S11和S12、一对S13和S14、一对S15和S16、一对S21和S22，一对S23和S24，一对S25和S26)，并且各个支路中的开关元件能够彼此互补地操作。在各个支路中，将与直流电压Vdc的高电位端连接的开关元件称为上部开关元件，将与直流电压Vdc的低电位端连接的开关元件称为下部开关元件。
在图2所示的矢量图中，六边形的顶点和起点表示根据各个逆变器的开关元件的状态的电压矢量。例如，由指示符号A指示的点表示第一逆变器10的电压矢量为[100]。这里，[100]表示包括在与第一逆变器的一相相对应的支路中的开关元件S11和S12中的上部开关元件S11接通并且下部开关元件S12关断，并且包括在与其余的相相对应的支路中的开关元件的上部开关元件S13和S15关断并且下部开关元件S14和S16接通。
此外，六边形的中心部分对应于矢量[000]或[111]，这表示逆变器的支路的所有上部开关元件关断或接通。
如图2所示，根据六个开关元件的接通/关断状态的组合，能够由各个逆变器合成的电压矢量可以包括总共八个电压矢量。
在驱动正常的Y型连接电机时，如图2所示，通过使用与一个逆变器相对应的六边形获取与电压指令相对应的电压矢量，从而可以执行开关元件的脉宽调制控制。也就是说，当通过表示开关状态的参考矢量(对应于图2中的指示符号A至F或者A'至F'的矢量)的总和获取电压指令时，参考矢量乘以的系数的比值可以表示为占空比。例如，当电压指令对应于通过将对应于指示符号A的矢量和对应于指示符号B的矢量分别乘以0.2和0.5并求和而获得的矢量时，可以控制逆变器的开关元件，使得在电压调制周期内，状态[100]和状态[110]显示出2:5的比值。
当电机100以开放端部绕组方法驱动时，第一逆变器10和第二逆变器20的各个支路配置为与对应于电机100的各相的电机线圈的两端连接，从而由于第一逆变器和第二逆变器之间的相电压的差值，各相的相电压施加至电机。另外，第一逆变器10和第二逆变器20是彼此独立控制的，因此通过将可以由第一逆变器10合成的8个电压矢量和可以由第二逆变器20合成的8个电压矢量进行组合，实际施加至电机的电压矢量可以包括总共64个电压矢量，如图3所示。
在图3的矢量图中，每条线相交的点处标注的数字中的前面的数字与图2所示的第一逆变器的电压矢量图的开关状态相对应，数字中的包括单引号的后面的数字与图2所示的第二逆变器的电压矢量图的开关状态相对应。然而，在图3的矢量图中，所有上部开关元件关断的状态[000]由数字“8”表示。
例如，在图3中，对指示符号B相对应的点可以表示为总共六个开关状态的组合。与指示符号B相对应的28'是指28'对应于第一逆变器的矢量[110]和第二逆变器的矢量[000]的组合。此外，16'是指16'对应于第一逆变器的矢量[100]和第二逆变器的矢量[101]的组合。电机电压由第一逆变器的电压和第二逆变器的电压之间的差值表示，所以在对应于第一逆变器的矢量[100]的位置，与第二逆变器的矢量[101]的相反方向相对应的点变为与指示符号B相对应的点。如上所述，其余的数字也可以理解为将每个点表示为第一逆变器的开关状态的矢量和第二逆变器的开关状态的矢量的组合。
同时，具有定义为各相的极电压的平均值的值的逆变器10和20的每一个的共模电压具有对应于包括多个相的逆变器输出电压的平均值的值。在三相电机的情况下，通过将各相的极电压的总和除以3获得的值可以是共模电压。当以开放端部绕组方法驱动电机时，两个逆变器的输出电压的平均值对于待平衡的各相为零。两个逆变器的输出电压的平均值为零是指电机的电流的总和为零，这可以通过使两个逆变器之间的共模电压差为零来实现。
因此，为了在以开放端部绕组方法驱动电机期间获取电压指令矢量，不使用使两个逆变器之间的共模电压差为0以外的值的参考电压矢量。
在图3中，由附图标记“51”至“56”表示的电压矢量具有不为零的两个逆变器之间的共模电压差。
例如，在图3中，在OS矢量(13'矢量)中，第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[010]，因此，第一逆变器的共模电压可以确定为“{(Vdc/2)+0+0}/3＝Vdc/6”，并且第二逆变器的共模电压可以确定为“{0+(Vdc/2)+0}/3＝Vdc/6”。因此，两个共模电压之间的差值为0。
另一方面，在图3中，在OG矢量(14'矢量)中，第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[011]，因此，第一逆变器的共模电压可以确定为“{(Vdc/2)+0+0}/3＝Vdc/6”，并且第二逆变器的共模电压可以确定为“{0+(Vdc/2)+(Vdc/2)}/3＝Vdc/3”。因此，两个共模电压之间的差值为“-Vdc/6”。
这里，Vdc可以是逆变器直流输入电压，即，电池200的电压。
可以确认，当以与上述示例相同的方式确定两个逆变器之间的共模电压差时，由图3中的附图标记“51”至“56”表示的电压矢量具有不为零的两个逆变器之间的共模电压差。
使第一逆变器的共模电压与第二逆变器的共模电压之间的差值为0以外的值的切换矢量是第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量以及第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量。
图4是通过在图3所示的矢量图中排除导致两个逆变器之间的共模电压差的电压矢量而示出的简化矢量图。
如图4所示，除了导致两个逆变器之间的共模电压差的电压矢量外，不会导致两个逆变器之间的共模电压差的最外面的电压矢量彼此连接以形成六边形的形状。
不会导致两个逆变器之间的共模电压差的矢量(即，使共模电压差为零的切换矢量)可以是第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量以及第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量。
控制器30可以通过将切换矢量中使共模电压差为零的两个矢量进行组合来获取与电压指令相对应的矢量。
例如，当在图4所示的矢量图上示出电压指令矢量Vref时，控制器30可以通过将切换矢量中与电压指令矢量Vref相邻的如上所述使共模电压差为零的两个切换矢量进行组合来获取电压指令矢量。也就是说，控制器30可以将电压指令矢量表示为通过将两个切换矢量分别乘以预定系数而获得的值的总和，并且两个切换矢量所乘的系数的比值可以表示为在空间矢量脉宽调制期间的各个开关状态的占空比。
图5和图6是分别示出在通过利用具有共模电压差的切换矢量执行空间矢量脉宽调制的情况下的逆变器相电流以及在通过利用消除了共模电压差的切换矢量执行空间矢量脉宽调制的情况下的逆变器相电流的曲线图。
如图5所示，在通过利用具有共模电压差的切换矢量以空间矢量脉宽调制方法驱动电机的情况下，可以看出，由于共模电压差而导致的环流被引入，相电流失真严重。因此，可以预测出电机电流的控制较困难，并且电机的损耗增大。
另一方面，如图6所示，在通过利用不会导致共模电压差的切换矢量以空间矢量脉宽调制方法驱动电机的情况下，可以看出，由于环流(其由共模电压差引起)的引入而导致的相电流的失真减小。因此，电机电流的控制较容易，并且电机的损耗减小。
此外，与诸如“控制器”、“控制装置”、“控制单元”、“控制设备”、“控制模块”或“服务器”等控制设备有关的术语指的是包括存储器和处理器的硬件装置，所述处理器配置为执行解释为算法结构的一个或多个步骤。存储器存储算法步骤，并且处理器执行算法步骤以执行根据本发明的各种示例性实施方案的方法的一个或多个过程。根据本发明的示例性实施方案的控制装置可以通过非易失性存储器来实现，所述非易失性存储器配置为存储用于控制车辆的各个组件的操作的算法或关于用于执行该算法的软件指令的数据，并且处理器配置为利用存储在存储器中的数据来执行如上所述的操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。或者，存储器和处理器可以集成在单个芯片中。所述处理器可以实现为一个或多个处理器。处理器可以包括各种逻辑电路和运算电路，可以根据从存储器提供的程序来处理数据，并且可以根据处理结果来产生控制信号。
控制装置可以是通过预定程序操作的至少一个微处理器，所述预定程序可以包括用于执行包括在前述的本发明的各种示例性实施方案中的方法的一系列指令。
前述的发明也可以实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储之后可以由计算机系统读取的数据以及能够存储并执行之后可以由计算机系统读取的程序指令的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括硬盘驱动器(HDD)、固态磁盘(SSD)、硅磁盘驱动器(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等，并且实现为载波(例如，通过互联网传输)。程序指令的示例包括诸如由编译器生成的机器语言代码以及可以由计算机利用解释器等执行的高级语言代码。
在本发明的各种示例性实施方案中，上述每个操作可以由控制装置执行，并且控制装置可以由多个控制装置或集成的单个的控制装置配置。
在本发明的各种示例性实施方案中，控制装置可以实现为硬件或软件的形式，或者可以实现为硬件和软件的组合。
此外，包括在说明中的诸如“单元”、“模块”等的术语指的是用于处理至少一种功能或操作的单元，所述单元可以通过硬件、软件或其组合来实现。
为了方便解释和准确定义所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接和间接连接两者。
为了说明和描述的目的，呈现了前面对本发明的具体示例性实施方案的描述。前述描述并不旨在详尽或将本发明限制为所公开的精确的形式，并且显然，根据上述教示可以进行多种修改和改变。选择并描述示例性实施方案是为了解释本发明的某些原理和其实际应用，以使本领域其他技术人员能够实现和使用本发明的各种示例性实施方案及其各种替代实施方案和修改实施方案。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种电机驱动装置，其配置为驱动包括分别对应于多个相的多个绕组的电机，所述电机驱动装置包括：
第一逆变器，其包括多个第一开关元件，并且与各个绕组的第一端连接；
第二逆变器，其包括多个第二开关元件，并且与各个绕组的第二端连接；以及
控制器，其配置为：通过将使第一逆变器的共模电压与第二逆变器的共模电压之间的差值为零的切换矢量进行组合来获取电压指令矢量，并且基于获取的电压指令矢量以脉宽调制方法控制所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件，其中，所述电压指令矢量是与电机的电压指令相对应的矢量。
2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，
当获取电压指令矢量时，所述控制器不使用以下切换矢量：第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量、第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量以及第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量，
表示开关状态的数字的第一位、第二位、第三位分别表示第一逆变器和第二逆变器的每一个中的a相、b相和c相的开关元件的开关状态，数字“1”表示相关相的上部开关元件接通并且下部开关元件关断，数字“0”表示相关相的上部开关元件关断并且下部开关元件接通。
3.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，使共模电压差为零的切换矢量包括：
第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[100]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[110]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[001]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[010]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[101]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[011]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[100]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[001]并且第二逆变器的开关状态为[010]的切换矢量；
第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[110]的切换矢量；以及
第一逆变器的开关状态为[101]并且第二逆变器的开关状态为[011]的切换矢量，
表示开关状态的数字的第一位、第二位、第三位分别表示第一逆变器和第二逆变器的每一个中的a相、b相和c相的开关元件的开关状态，数字“1”表示相关相的上部开关元件接通并且下部开关元件关断，数字“0”表示相关相的上部开关元件关断并且下部开关元件接通。
4.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为：通过将使共模电压差为零的切换矢量中与电机的电压指令矢量相邻的两个切换矢量进行组合来获取电压指令矢量。
5.根据权利要求4所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为：将电压指令矢量表示为通过将与电机的电压指令矢量相邻的两个切换矢量分别乘以预定系数而获得的值的总和，并且基于所述系数确定空间矢量脉宽调制的占空比。
6.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为：通过将使共模电压差为零的切换矢量中与电机的电压指令矢量相邻的两个切换矢量进行组合来获取电压指令矢量。
7.根据权利要求6所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为：将电压指令矢量表示为通过将与电机的电压指令矢量相邻的两个切换矢量分别乘以预定系数而获得的值的总和，并且基于所述系数确定空间矢量脉宽调制的占空比。
CN202210850362.4A 2021-07-20 2022-07-19 电机驱动装置 Pending CN115642854A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210095068A KR20230013947A (ko) 2021-07-20 2021-07-20 모터 구동 장치
KR10-2021-0095068 2021-07-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115642854A true CN115642854A (zh) 2023-01-24

Family

ID=82547416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210850362.4A Pending CN115642854A (zh) 2021-07-20 2022-07-19 电机驱动装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11876469B2 (zh)
EP (1) EP4123900A1 (zh)
KR (1) KR20230013947A (zh)
CN (1) CN115642854A (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090033253A1 (en) 2007-07-30 2009-02-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Electric traction system for a vehicle having a dual winding ac traction motor
JP6285256B2 (ja) 2014-04-02 2018-02-28 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電力変換装置
FR3031423B1 (fr) * 2015-01-06 2018-11-30 Centre National De La Recherche Scientifique Procede et dispositif de conversion de courant et vehicule comportant un tel dispositif
WO2016125557A1 (ja) 2015-02-06 2016-08-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ駆動装置
US9985566B2 (en) * 2015-05-29 2018-05-29 Otis Elevator Company Dual three-phase electrical machine and drive with negligible common-mode noise
KR101956991B1 (ko) 2016-11-25 2019-03-12 현대자동차주식회사 듀얼 인버터의 제어 방법
JP6773365B2 (ja) 2016-12-21 2020-10-21 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電力変換装置
JP6712096B2 (ja) * 2017-08-21 2020-06-17 三菱電機株式会社 電力変換装置および電動パワーステアリング装置
JP7031180B2 (ja) 2017-09-05 2022-03-08 株式会社デンソー 交流電動機の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230013947A (ko) 2023-01-27
US20230029229A1 (en) 2023-01-26
US11876469B2 (en) 2024-01-16
EP4123900A1 (en) 2023-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6486632B2 (en) Control device for motor/generators
JP2009303298A (ja) 交流モータ装置
US20230249566A1 (en) Vehicle battery charging system using motor driving system
US11545923B2 (en) Motor driving apparatus and method
JP5082495B2 (ja) 電動回転機の電源制御装置
JP6896159B2 (ja) 交流回転機装置
CN113169679B (zh) 电力转换装置
CN115642854A (zh) 电机驱动装置
CN115622447A (zh) 马达驱动系统
US11909342B2 (en) Rotating electrical machine control device
CN112600475B (zh) 弱磁控制方法、弱磁控制装置、电机驱动器及家用电器
JP4143918B2 (ja) 二相変調制御式インバータ装置
US20230253909A1 (en) Motor driving apparatus
US11784605B2 (en) Motor driving apparatus
US20230421088A1 (en) Double-reference pulse-width modulation for torque minimization of ac machines
JP2000324891A (ja) インバータ駆動モータ
US20230115925A1 (en) Motor driving apparatus
Bahar et al. Torque ripple alleviation of a five-phase permanent magnet synchronous motor using predictive torque control method
EP4224702A1 (en) Motor driving apparatus
JP2019017209A (ja) モータ制御装置および電動車両
Ribière et al. Comparison of five-phase, six-phase and seven-phase fault tolerant electric drives
CN117863894A (zh) 电动化车辆及其控制方法
EP4128495A1 (en) Pole switching in multi-phase machines
CN116566279A (zh) 电机驱动装置
JP4961725B2 (ja) 同期電動機の制御装置およびその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication