CN117581473A - 电机控制方法、电机控制装置 - Google Patents

电机控制方法、电机控制装置 Download PDF

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CN117581473A CN202180100088.2A CN202180100088A CN117581473A CN 117581473 A CN117581473 A CN 117581473A CN 202180100088 A CN202180100088 A CN 202180100088A CN 117581473 A CN117581473 A CN 117581473A
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奥山祐加
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Abstract

关于以电机的转速和电机的转矩为轴、且包含表示转速高于第1规定转速的区域的第1区域、表示转速小于或等于第1规定转速且转矩高于规定转矩的区域的第2区域、和表示转速小于或等于第1规定转速且转矩小于或等于规定转矩的区域的第3区域在内的特性坐标，在表示当前的转速及转矩的动作点包含于第1区域的情况下，将载波频率设定为基准频率，在动作点包含于第2区域的情况下，将载波频率选择性地设定为基准频率、或者频率低于基准频率的低频中的任一者，在动作点包含于第3区域的情况下，将载波频率设定为低频，在动作点包含于除了配置于第3区域的内侧的特定区域以外的区域的情况下，将PWM信号的调制方式设为三相调制，在动作点包含于特定区域的情况下，将PWM信号的调制方式设为两相调制。

Description

电机控制方法、电机控制装置
技术领域
本发明涉及电机控制方法、电机控制装置。
背景技术
关于将电力供给至电机的电力变换器的PWM控制，在电机锁止等热量方面严格的状况下，需要对电力变换器赋予温度保护功能，为了获得更好的效率，期望降低常用区域的损失(开关次数等)。另一方面，作为无需降低电流(转矩限制)的温度保护、效率的提高，存在将载波频率切换为更低的载波频率的控制(参照JPH09-121595A)。
发明内容
然而，在该控制中，电压脉动(ripple)、声振变差。另外，存在如下问题，即，难以通过PWM生成调整后的正弦波，除了电机的转速较低时以外，无法将载波频率向低频侧切换。
因此，本发明的目的在于，提供能够避免PWM控制的效率降低且实现电力变换器的温度保护的电机控制方法以及电机控制装置。
根据本发明的某个方式，提供以规定的载波频率将PWM信号发送至对电机供给电力的电力变换器，对电力变换器进行开关控制，由此控制电机的电机控制方法。在本方法中，利用以电机的转速和电机的转矩为轴、且包含表示转速高于第1规定转速的区域的第1区域、表示转速小于或等于第1规定转速且转矩高于规定转矩的区域的第2区域、和表示转速小于或等于第1规定转速且转矩小于或等于规定转矩的区域的第3区域在内的特性坐标。而且，在表示当前的转速及转矩的动作点包含于第1区域的情况下，将载波频率设定为基准频率，在动作点包含于第2区域的情况下，将载波频率选择性地设定为基准频率、或者频率低于基准频率的低频中的任一者，在动作点包含于第3区域的情况下，将载波频率设定为低频。并且，在动作点包含于除了配置于第3区域的内侧的特定区域以外的区域的情况下，将PWM信号的调制方式设为三相调制，在动作点包含于特定区域的情况下，将PWM信号的调制方式设为两相调制。
附图说明
图1是应用本实施方式的电机控制方法的电机控制装置的概略图。
图2是利用以电机的转速以及电机的转矩为轴的特性坐标表示出在本实施方式的电机控制方法中设定的PWM控制的载波频率以及调制方式的图。
图3是本实施方式的电机控制方法的流程图。
具体实施方式
[本实施方式的概要]
对本实施方式的电机控制方法、以及电机控制装置100进行说明。
图1是应用本实施方式的电机控制方法的电机控制装置100的概略图。本实施方式的电机控制装置100主要搭载于车辆且与电机9连接。
电机9是绕组励磁式的同步电机，具有使转子产生磁场的励磁器91。励磁器91具有励磁绕组，并且具有降低励磁绕组中流动的励磁电流的结构、即用于进行减弱励磁控制的结构。
电机控制装置100由逆变器1(电力变换器)、蓄电器2、平滑电容器3、励磁电路4、驱动电路5、驱动电路6、控制电路7构成。另外，省略图示，但电机控制装置100具有：转速传感器，其检测电机9的转速；电流传感器，其检测电机9(定子)中流动的电流；以及温度传感器，其检测逆变器1(半导体元件11A、11B)的温度。
逆变器1具有将3个如下串联电路(串联电路1U、串联电路1V、串联电路1W)并联连接的内部电路，即，将IGBT(Insulated GateBipolar Transistor)等半导体元件11A(高电平侧)和反馈二极管12A的并联电路、和半导体元件11B(低电平侧)和反馈二极管12B的并联电路串联连接。这里，如果对半导体元件11A、11B的栅极施加高电平信号(高电压)的栅极信号，则半导体元件11A、11B导通(短路)，如果施加低电平信号(电压低于所述高电压的低电压)的栅极信号，则半导体元件11A、11B未导通。
串联电路1U的连接中点1UM与电机9的定子的U相线圈连接，串联电路1V的连接中点1VM与电机9的定子的V相线圈连接，串联电路1W的连接中点1WM与电机9的定子的W相线圈连接。
这里，如果串联电路1U、1V、1W从驱动电路5接收到驱动用的PWM控制信号，则将从蓄电器2供给的直流电流变换为三相的交流电流而输出至电机9。另外，如果电机9产生再生电流，则逆变器1从驱动电路5接收再生电流提取用的PWM控制信号而输入该再生电流，将其变换为单层的直流电流而对蓄电器2或平滑电容器3进行充电。
蓄电器2在车辆的驱动时经由逆变器1将电力供给至电机9。另外，在车辆的制动时，在电机9产生的再生电流经由逆变器1而供给至蓄电器2。
平滑电容器3利用从逆变器1供给的再生电流(直流电流)进行充电，由此对该直流电压实施平滑化(降低脉动电压)而供给至蓄电器2。
与逆变器1相同地，励磁电路4是IGBT等半导体元件41和反馈二极管42的并联电路(高电压侧)与二极管43(低电压侧)的串联电路、和半导体元件44和反馈二极管45的并联电路(低电压侧)与二极管46(高电压侧)的串联电路相对于蓄电器2并联连接的电路。
半导体元件41和反馈二极管42的并联电路(高电压侧)与二极管43(低电压侧)的连接中点47、和半导体元件44和反馈二极管45的并联电路(低电压侧)与二极管46(高电压侧)的连接中点48分别与励磁器91连接。半导体元件41的栅极以及半导体元件44的栅极与励磁电路4连接。励磁电路4基于从驱动电路6发送的励磁信号产生励磁电流，并将该励磁电流输出至励磁器91。
驱动电路5基于从控制电路7输入的转矩指令值(与基准正弦波的振幅对应)以及转速指令值(与基准正弦波的周期对应)而生成基准正弦波，将该基准正弦波和规定的载波频率的三角波输入至比较器，并作为表示其大小关系的信号而生成PWM信号，将该PWM信号输出至逆变器1。
如后所述(参照图2)，驱动电路5基于与由电流传感器检测到的电流值对应的转矩值、转速传感器检测到的转速、温度传感器检测到的温度而切换PWM信号的载波频率、调制方式(三相调制、两相调制)。
另外，驱动电路5能够基于转矩指令值、转速指令值、温度推定值(相当于转矩指令值的积分量)而切换PWM信号的载波频率、调制方式(三相调制、两相调制)。
驱动电路6基于从控制电路7输入的转矩指令值以及转速指令值而生成励磁信号并输出至励磁电路4。
控制电路7基于加速器开度等信息而生成转矩指令值以及转速指令值并输出至驱动电路5及驱动电路6。
[转矩及转速与开关频率的关系]
图2是利用以电机9的转速以及电机9的转矩为轴的特性坐标表示出在本实施方式的电机控制方法中设定的PWM控制的载波频率以及调制方式的图。
首先，关于图2所示的特性坐标，设定转速N高于N3(高转速)(第1规定转速)的特性区域(A)、转矩Tr高于Tr3(高转矩(规定转矩))且转速N小于或等于N1(低转速)的特性区域(B)、转矩Tr高于Tr3(高转矩)且转速N高于N1(低转速)的特性区域(C)、转矩Tr小于或等于Tr3(高转矩)且转速N小于或等于N1(低转速)(第2规定转速)的特性区域(D)、转矩Tr小于或等于Tr3(高转矩)且转速N高于N1(低转速)且小于或等于N3(高转速)的特性区域(E)。
在特性区域(A)，驱动电路5将PWM信号(三角波)的载波频率F设定为F0(高频(基本频率))。
在特性区域(B)，驱动电路5将载波频率F设定为F0或者低于F0的频率的FL＝FL1(低频)。
在特性区域(C)，驱动电路5将载波频率F设定为F0或者FL＝FL2(中频)。
在特性区域(D)，驱动电路5将载波频率F设定为FL＝FL1(低频)。
在特性区域(E)，驱动电路5将载波频率F设定为FL＝FL2(中频)。这里，频率F0、FL1、FL2具有0＜FL1＜FL2＜F0的关系。
另外，在特性区域(E)的内侧，将转速N高于N2(中转速)、且转矩Tr为Tr1(低转矩)＜Tr≤Tr2(中转矩)的范围设定为特性区域(G)(特定区域)。而且，特性区域(G)的载波频率F与特性区域(E)同样地设定为FL2(中频)。
此外，转速N1、N2、N3具有0＜N1＜N2＜N3的关系。同样地，转矩Tr1、Tr2、Tr3具有0＜Tr1＜Tr2＜Tr3的关系。
在特性区域(A)、特性区域(B)、特性区域(C)、特性区域(D)以及特性区域(E)(除了特性区域(G)以外的区域)，将PWM控制的调制方式设定为三相调制。
在特性区域(G)，将PWM控制的调制方式设定为两相调制。
关于PWM控制，将载波频率F设定为作为高频率的高频(F0)而实现控制性(响应性)的提高、电压脉动的降低、NVH(声振)的改善。在本实施方式中，在作为高转速区域(N＞N3)的特性区域(A)将载波频率F设定为高频(F0)，在作为高转矩区域(Tr＞Tr3)的特性区域(B)以及特性区域(C)选择性地将载波频率F设定为高频(F0)。
另一方面，在电压脉动及NVH的影响较小的低转速区域且低转矩区域的特性区域(D)，作为载波频率F而应用低频(FL＝FL1)，由此能够实现逆变器1的开关损失的降低、EMC噪声的减弱。
另外，在本实施方式中，在低转速区域与高转速区域之间设定中转速区域(N1＜N≤N3)，设定处于高转矩侧且为中转速区域的特性区域(C)和处于低转矩侧且为中转速区域的特性区域(E)。
在特性区域(E)作为载波频率F而应用中频(FL＝FL2)，从而与应用高频(F0)的情况相比能够降低逆变器1的开关损失。此外，在特性区域(E)作为载波频率F而应用低频(FL＝FL1)的情况下，逆变器1的输出电压(正弦波)的畸变增大，因而并非为优选。
在本实施方式中，在处于特性区域(E)的内侧的特性区域(G)作为PWM控制的调制方式而设定为两相调制。两相调制是在周期方向的整个区间始终将某处的一相固定为高电平或低电平，并且始终调制剩余的两相的方式。在两相调制中，任一相的开关控制始终停止，因此能够将逆变器1的开关损失降低至2/3。然而，在两相调制的情况下，如果转矩增大，则容易产生电压脉动，因此如上所述在满足Tr1(低转矩)＜Tr≤Tr2(中转矩)的范围应用。
在中频区域且高转矩区域的特性区域(C)，作为载波频率F而应用高频(F0)，但也可以应用低频(FL＝FL2)。由此，能够降低逆变器1的开关损失而降低逆变器1(半导体元件11A、11B)的温度，作为逆变器1的温度保护，不如后所述那样施加转矩限制，通过载波频率F的切换而能够维持逆变器1的性能。
在低频区域且高转矩区域的特性区域(B)，作为载波频率F而应用高频(F0)，但也可以应用中频(FL＝FL1)。由此，能够降低逆变器1的开关损失而降低逆变器1(半导体元件11A、11B)的温度，作为逆变器1的温度保护，不如后所述那样施加转矩限制，通过载波频率F的切换而能够维持逆变器1的性能。
此外，在特性区域(A)，PWM控制的调制率提高而损失降低，因此无需进行将载波频率F切换为低频(FL＝FL1)、或中频(FL＝FL2)的控制。
另外，在本实施方式中，在低转矩区域，在高转速区域(N＞N3)、中转速区域(N1＜N≤N3)、低转速区域(N≤N1)分别设定了载波频率，但也可以设定为针对转速升高而使得载波频率升高。
[控制流程]
图3是本实施方式的电机控制方法的流程图。
在步骤S1中，驱动电路5判断电机9的转速N(实际测量值、或者指令值，下同)是否高于N3(高转速)，如果为YES则进入步骤S2，如果为NO则进入步骤S6。
在步骤S2中，驱动电路5判断电机9的转矩Tr(实际测量值、或者指令值，下同)是否小于或等于Tr3(高转矩)，如果为YES则进入步骤S4，如果为NO则进入步骤S3。
在步骤S3中，驱动电路5判断逆变器1的温度Te(实际测量值、或者推定值，下同)是否大于或等于规定的阈值温度Teth(与实际测量值对应的阈值、或者与推定值对应的阈值)，如果为YES则进入步骤S4，如果为NO则进入步骤S6。
这里，作为逆变器1的温度Te，通常利用推定值，对于阈值温度Teth也应用该推定值用的值。推定值例如基于电机9的转速及转矩的累计计算(积分)量而进行推定。另一方面，例如在电机9等的冷却系统存在异常的情况下，对于逆变器1的温度Te利用实际测量值(温度传感器检测的温度)，对于阈值温度Teth也应用与该实际测量值对应的值。
作为针对逆变器1的温度保护，存在如上所述那样将载波频率从高频切换为低频或中频的控制、以及执行转矩限制(对于驱动转矩及再生制动转矩设定上限)的控制。然而，用于将载波频率从高频切换为低频或中频的逆变器1的阈值温度Teth设定为比用于执行转矩限制的逆变器1的温度阈值低出规定温度。
因此，实际上以如下方式构成，即，如果逆变器1的温度超过阈值温度Teth，则进行将载波频率从高频切换为低频或中频的控制而实现温度保护，如果温度因某种原因进一步升高且逆变器1的温度Te超过用于执行转矩限制的温度阈值，则执行转矩限制。
在步骤S4中，驱动电路5判断电机9的转速N是否高于N1(低转速)，如果为YES则进入步骤S5，如果为NO则进入步骤S7。
在步骤S5中，驱动电路5判断电机9的转速N是否高于N2(中转速)、且电机9的转矩Tr是否满足Tr1(低转矩)＜Tr≤Tr2(中转矩)的关系，如果为YES则进入步骤S9，如果为NO则进入步骤S8。
在步骤S6中，驱动电路5判断处于动作点(转速、转矩)处于特性区域(A)的情况、动作点(转速、转矩)处于特性区域(B)且逆变器1的温度Te小于阈值温度Teth的情况、动作点(转速、转矩)处于特性区域(C)且逆变器1的温度Te小于阈值温度Teth的情况的哪种情况，将载波频率F设定为F0(高频)且将PWM控制的调制方式设定为三相调制(3P.M.)。
在步骤S7中，驱动电路5判断是动作点(转速、转矩)处于特性区域(D)的情况、或者动作点(转速、转矩)处于特性区域(B)且逆变器1的温度Te大于或等于阈值温度Teth的情况的哪种情况，将载波频率F设定为FL1(低频)且将PWM控制的调制方式设定为三相调制(3P.M.)。
在步骤S8中，驱动电路5判断是动作点(转速、转矩)处于特性区域(E)的情况、或者动作点(转速、转矩)处于特性区域(C)且逆变器1的温度Te大于或等于阈值温度Teth的情况的哪种情况，将载波频率F设定为FL2(中频)且将PWM控制的调制方式设定为三相调制(3P.M.)。
在步骤S9中，驱动电路5判断为动作点(转速、转矩)处于特性区域(G)，将载波频率F设定为FL2(中频)且将PWM控制的调制方式设定为两相调制(2P.M.)。驱动电路5在电机9的动作中反复执行上述流程。
如图2所示，在基于各区域而设定载波频率F的情况下，产生动作点(转速、转矩)在彼此相邻的区域之间以较高的频率往返的情况。在该情况下，变为以较高的频率切换载波频率F的控制(振荡)，有时会对控制施加负担。因此，在本实施方式中，涉及切换载波频率的控制，针对成为该控制的判断基准的转矩以及转速而设定滞后幅度(关于各物理量，设定值下降时的第1阈值、以及值升高时的第2阈值，将第2阈值设定为高于第1阈值的值)，防止振荡。
在本实施方式中，如所述那样，电机9是绕组励磁式的同步电机，但如果对励磁器91施加励磁电流，则在电机9中产生逆电动势(妨碍励磁电流的方向的电动势(感应电压))。在高转速且高转矩的情况下，该逆电动势变得明显。
如图2所示，特性区域(A)包含高转速的区域且是逆电动势较高的区域。在该区域中，在通常的控制中无法设定动作点(转速、转矩)，无法使得励磁电流流通。因此，进行减弱励磁电流的控制(减弱励磁控制)，使电机9的动作点(转速、转矩)向逆电动势减弱的区域移动，由此使得电机9的输出范围扩大。此外，在特性区域(A)中，三相调制的输出电压/输出电流、和两相调制的输出电压/输出电流具有相似的特性。
特性区域(B)以及特性区域(D)(除了后述的特性区域(H)以外)是逆电动势较小且不执行减弱励磁控制的区域。在上述区域中，例如输出电压/输出电流的品质良好(例如电压脉动较小、或者处于容许范围内)，特别地，三相调制的品质比两相调制好。
特性区域(E)(除了后述的特性区域(H)以外)是如下区域，即，产生某种程度的逆电动势，不执行减弱励磁控制而能够设定动作点(转速、转矩)。
特性区域(G)在特性区域(E)中偏置配置于处于高转速侧且低转矩侧、并且转矩值大于或等于零的位置。
在特性区域(G)中，两相调制与三相调制相比能够获得更高的效率(损失较小且电压脉动处于容许范围内)，因此应用两相调制。此外，特性区域(E)不与后述的特性区域(H)重叠。
特性区域(H)分布至特性区域(D)以及特性区域(E)。特性区域(H)向特性区域(D)的低转矩侧和特性区域(E)的低转矩侧分布。
在特性区域(D)中，特性区域(H)的边界大致与横轴平行。在特性区域(E)中，特性区域(H)的边界随着转速的升高单调地减小，例如转速N在N2与N3之间大致与横轴平行。特性区域(H)是呈现出相对于输出电流/输出电压的基本波的脉动增加的趋势的区域。因而，在特性区域(H)中，对NVH、EMC等造成影响，因此不应用两相调制。
[本实施方式的效果]
根据本实施方式的电机控制方法，以规定的载波频率将PWM信号发送至对电机9供给电力的电力变换器(逆变器1)，对电力变换器(逆变器1)进行开关控制，由此控制电机9，关于以电机9的转速(N)和电机9的转矩(Tr)为轴、且包含表示转速(N)高于第1规定转速(N3)的区域的第1区域、表示转速(N)小于或等于第1规定转速(N3)且转矩(Tr)高于规定转矩(Tr3)的区域的第2区域、和表示转速(N)小于或等于第1规定转速(N3)且转矩(Tr)小于或等于规定转矩(Tr)的区域的第3区域在内的特性坐标，在表示当前的转速(N)以及转矩(Tr)的动作点(转速、转矩)包含于第1区域(特性区域(A))的情况下，将载波频率(F)设定为基准频率(F0)，在动作点(转速、转矩)包含于第2区域(特性区域(B)、特性区域(C))的情况下，将载波频率(F)选择性地设定为基准频率(F0)、或者频率低于基准频率(F0)的低频(FL)中的任一者，在动作点(转速、转矩)包含于第3区域(特性区域(D)、特性区域(E))的情况下，将载波频率(F)设定为低频(FL)，在动作点(转速、转矩)包含于除了配置于第3区域(特性区域(E))的内侧的特定区域(特性区域(G))以外的区域的情况下，将PWM信号的调制方式设为三相调制，在动作点(转速、转矩)包含于特定区域(特性区域(G))的情况下，将PWM信号的调制方式设为两相调制。
根据上述方法，根据电机9的转速及转矩而设定适当的载波频率，并且在两相调制的PWM控制比三相调制的PWM控制更有利的区域(例如，开关损失较小且电压脉动抑制得较低的区域)中应用两相调制的PWM控制，从而能够与由(转速、转矩)表示的特性坐标的所有位置对应地实现有效的开关控制。
在本实施方式中，在动作点(转速、转矩)包含于第3区域(特性区域(D)、特性区域(E))的情况下，基于转速(N)从频率互不相同的多个载波频率(F)选择低频(FL)，转速(N)越低，作为低频(FL)而设定频率越低的载波频率(F)。
根据上述方法，与转速(N)对应地选择最佳的低频(FL)，因此能够进一步提高开关控制的效率。
第3区域(特性区域(D)、特性区域(E))包含转速(N)小于或等于低于第1规定转速(N3)的第2规定转速(N1)的第4区域(特性区域(D))、和转速(N)高于第2规定转速(N1)的第5区域(特性区域(E))，关于在动作点(转速、转矩)包含于第4区域(特性区域(D))的情况下设定的低频(FL＝FL1)，设定为比在动作点(转速、转矩)包含于第5区域(特性区域(E))的情况下设定的低频(中频)(FL＝FL2)更低。
根据上述方法，与转速(N)对应地选择最佳的低频(FL＝FL1(低频)、FL2(中频))，因此能够进一步提高开关控制的效率。
在本实施方式中，电机9是绕组励磁式同步电机，特定区域(特性区域(G))在第5区域(特性区域(E))中偏置于处于高转速侧且低转矩侧、并且转矩值高于零的位置。
根据上述方法，在两相调制的效率高于三相调制(损失较小且电压脉动处于容许范围内)的特定区域(特性区域(G))设定两相调制，从而能够以较高的效率将输出电压/输出电流输出。
在本实施方式中，在动作点(转速、转矩)包含于第2区域(特性区域(B)、特性区域(C))的情况下，在电力变换器(逆变器1)的温度(Te)小于或等于规定的阈值温度(Teth)的情况下，将载波频率(F)设定为基准频率(F0)，在电力变换器(逆变器1)的温度(Te)超过规定的阈值温度(Teth)的情况下，将载波频率(F)设定为处于第3区域(特性区域(D)、特性区域(E))并且与转速(N)对应的低频(FL)。
作为电压变换器(逆变器1)的温度保护，存在进行转矩限制的控制，如果进行该控制，则有可能对驾驶员带来不悦感。然而，根据上述方法，不进行转矩限制而能够(在进行转矩限制之前)进行电力变换器(逆变器1)的温度保护，并且不会对驾驶员带来不悦感。
在本实施方式中，基于转速及转矩而对电力变换器的温度进行推定。
根据上述方法，能够比检测电力变换器(逆变器1)的实际温度更迅速地推定电力变换器(逆变器1)的温度。
在本实施方式中，基于电机9的转速指令值以及电机9的转矩指令值而设定动作点(转速、转矩)。由此，能够迅速地确定动作点(转速、转矩)，能够迅速地进行控制。
另外，根据本实施方式的电机控制装置100，以规定的载波频率将PWM信号发送至对电机9供给电力的电力变换器(逆变器1)，对电力变换器(逆变器1)进行开关控制，由此控制电机9，关于以电机9的转速(N)以及电机9的转矩(Tr)为轴、且包含表示转速(N)高于第1规定转速(N3)的区域的第1区域、表示转速(N)小于或等于第1规定转速(N3)且转矩(Tr)高于规定转矩(Tr3)的区域的第2区域、和表示转速(N)小于或等于第1规定转速(N3)且转矩(Tr)小于或等于规定转矩(Tr)的区域的第3区域在内的特性坐标，在表示当前的转速(N)及转矩(Tr)的动作点(转速、转矩)包含于第1区域(特性区域(A))的情况下，将载波频率(F)设定为基准频率(F0)，在动作点(转速、转矩)包含于第2区域(特性区域(B)、特性区域(C))的情况下，将载波频率(F)选择性地设定为基准频率(F0)、或者频率的低于基准频率(F0)的低频(FL)中的任一者，在动作点(转速、转矩)包含于第3区域(特性区域(D)、特性区域(E))的情况下，将载波频率(F)设定为低频(FL)，在动作点(转速、转矩)包含于除了配置于第3区域(特性区域(E))的内侧的特定区域(特性区域(G))以外的区域的情况下，将PWM信号的调制方式设为三相调制，在动作点(转速、转矩)包含于特定区域(特性区域(G))的情况下，将PWM信号的调制方式设为两相调制。
根据上述结构，根据电机9的转速及转矩而设定适当的载波频率，并且在两相调制的PWM控制比三相调制的PWM控制更有利的区域(例如，开关损失较小且电压脉动抑制得较低的区域)中应用两相调制的PWM控制，从而能够与由(转速、转矩)表示的特性坐标的所有位置对应地实现有效的开关控制。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式不过示出了本发明的应用例的一部分，其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。另外，可以适当地组合上述实施方式。

Claims (8)

1.一种电机控制方法，其以规定的载波频率将PWM信号发送至对电机供给电力的电力变换器，对所述电力变换器进行开关控制，由此控制所述电机，其中，
关于以所述电机的转速和所述电机的转矩为轴、且包含表示所述转速高于第1规定转速的区域的第1区域、表示所述转速小于或等于所述第1规定转速且所述转矩高于规定转矩的区域的第2区域、和表示所述转速小于或等于所述第1规定转速且所述转矩小于或等于所述规定转矩的区域的第3区域在内的特性坐标，
在表示当前的所述转速及所述转矩的动作点包含于所述第1区域的情况下，将所述载波频率设定为基准频率，
在所述动作点包含于所述第2区域的情况下，将所述载波频率选择性地设定为所述基准频率、或者频率低于所述基准频率的低频中的任一者，
在所述动作点包含于所述第3区域的情况下，将所述载波频率设定为所述低频，
在所述动作点包含于除了配置于所述第3区域的内侧的特定区域以外的区域的情况下，将所述PWM信号的调制方式设为三相调制，
在所述动作点包含于所述特定区域的情况下，将所述PWM信号的调制方式设为两相调制。
2.根据权利要求1所述的电机控制方法，其中，
在所述动作点包含于所述第3区域的情况下，基于所述转速而从频率互不相同的多个所述载波频率选择所述低频，所述转速越低，则作为所述低频而设定频率越低的所述载波频率。
3.根据权利要求1所述的电机控制方法，其中，
所述第3区域包含所述转速小于或等于第2规定转速的第4区域、和所述转速高于所述第2规定转速的第5区域，所述第2规定转速低于所述第1规定转速，
将在所述动作点包含于所述第4区域的情况下设定的所述低频，设定为低于在所述动作点包含于所述第5区域的情况下设定的所述低频。
4.根据权利要求3所述的电机控制方法，其中，
所述电机是绕组励磁式同步电机，
所述特定区域在所述第5区域偏置于处于高转速侧且低转矩侧、并且转矩值高于零的位置。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电机控制方法，其中，
在所述动作点包含于所述第2区域的情况下，
在所述电力变换器的温度小于或等于规定的阈值温度的情况下，将所述载波频率设定为所述基准频率，
在所述电力变换器的温度超过所述规定的阈值温度的情况下，将所述载波频率设定为处于所述第3区域且与所述转速对应的所述低频。
6.根据权利要求5所述的电机控制方法，其中，
基于所述转速及所述转矩而推定所述电力变换器的温度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电机控制方法，其中，
基于所述电机的转速指令值以及所述电机的转矩指令值而设定所述动作点。
8.一种电机控制装置，其以规定的载波频率将PWM信号发送至对电机供给电力的电力变换器，对所述电力变换器进行开关控制，由此控制所述电机，其中，
关于以所述电机的转速和所述电机的转矩为轴、且包含表示所述转速高于规定转速的区域的第1区域、表示所述转速小于或等于所述规定转速且所述转矩高于规定转矩的区域的第2区域、和表示所述转速小于或等于所述规定转速且所述转矩小于或等于所述规定转矩的区域的第3区域在内的特性坐标，
在表示当前的所述转速及所述转矩的动作点包含于所述第1区域的情况下，将所述载波频率设定为基准频率，
在所述动作点包含于所述第2区域的情况下，将所述载波频率选择性地设定为所述基准频率、或者频率低于所述基准频率的低频中的任一者，
在所述动作点包含于所述第3区域的情况下，将所述载波频率设定为所述低频，
在所述动作点包含于除了配置于所述第3区域的内侧的特定区域以外的区域的情况下，将所述PWM信号的调制方式设为三相调制，
在所述动作点包含于所述特定区域的情况下，将所述PWM信号的调制方式设为两相调制。
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