DE102007054050A1

DE102007054050A1 - Halbleiter-Leistungsumsetzer

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Publication number: DE102007054050A1
Application number: DE102007054050A
Authority: DE
Inventors: Shigehisa Aoyagi; Yoshitaka Iwaji; Kiyoshi Sakamoto; Kazuaki Tobari
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: CN101582650B; JP2008131770A; CN101188387A; JP4866216B2; CN100576713C; CN101582650A; DE102007054050B4

Abstract

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Gleichstrom-Busstrom mit hoher Genauigkeit zu erfassen, während harmonische Komponenten unterdrückt werden. Eine PBM-Steuereinheit (9) zum Vergleichen eines Dreiphasen-Wechselstromsignals (Vum*, Vvm* und Vwm*) und ein Dreieckwellen-Trägersignal zu vergleichen, um eine Pulsbreitenmodulationswelle zu erzeugen, eine Leistungsumsetzer-Hauptschaltung (3), um eine Umschaltvorrichtung durch die Pulsbreitenmodulationswelle anzutreiben, um eine Gleichspannung in eine Dreiphasen-Wechselspannung umzusetzen und Stromdetektoreinheiten (5) und (6) zum Erfassen eines Gleichstrom-Busstroms an einem Gleichstromeingang der Leistungsumsetzer-Hauptschaltung, um einen Phasenstrom zu rekonstruieren, sind vorgesehen. Eine Spannungsreferenz-Änderungseinheit (8) ist ferner Dreiphasen-Wechselstromsignalen hinzufügt, sodass der gemittelte, modifizierende Wert in einem Spannungsreferenz-Änderungszyklus gleich Null oder im Wesentlichen gleich Null wird, worin der Spannungsreferenz-Änderungszyklus als drei oder mehr ungeradzahlige Anzahlen von Einheitsperioden definiert ist, in denen das Dreieckwellen-Trägersignal monoton abfällt oder monoton ansteigt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiter-Leistungsumsetzer, der einen Gleichstrom-Busstrom detektiert, um eine Wechselstrom-Information zu erhalten.
In einem Halbleiter-Leistungsumsetzer, beispielsweise einem Inverter und einem Wandler, wird eine Gleichstrom-Wechselstrom-Umsetzungs- oder eine Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetzungs-Funktion durch Pulsbreitenmodulation (im folgenden „PBM") realisiert. Der Inverter wird als Antriebssystem für einen Wechselstrommotor (im folgenden „Motor") eines Synchronmotors, eines Induktionsmotors usw. verwendet. Der Umsetzer wird weitgehend als Leistungseinheit für den Inverter usw. verwendet.
Wenn ein Motor angetrieben wird, der einen Inverter verwendet, ist eine genaue Extraktion von nur den fundamentalen harmonischen Komponenten, die in einem Wechselstrom enthalten sind, erforderlich, um das erzeugte Drehmoment des Motors genau zu steuern. Im Allgemeinen werden, weil harmonische Welligkeitskomponenten, die durch die PBM erzeugt werden, dem Wechselstrom überlagert sind, nur die fundamentalen, harmonischen Komponenten unter Verwendung eines Verfahrens, beispielsweise eines Wechselstromsensors, verwendet, siehe beispielsweise die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 06(1994)-189578 .
In den letzten Jahren werden Techniken vorgeschlagen, die einen Wechselstrom-Busstrom des Halbleiter-Leistungsumsetzers detektieren, um eine Information des Wechselstroms von dem Messwert zu extrahieren, ohne den Wechselstromsensor zu verwenden, siehe Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-119062 , Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-64903 , Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-327173 , Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10(1998)-155278 und "A PBM Pattern Generation Method for calculating AC currents in one shunt system with AC Current Ripple Compensation" von Tetsuya Fukumoto, Yukie Watanabe, Hiroto Hamane, und Yoichi Hayashi, Joint Study Group of Semiconductor Power Conversion and Industrial Power Electricity Application, SPC-05-99, Seiten 1-6 (2005), Gemäß diesen Techniken ist die Verwendung des Wechselstromsensors, beispielsweise eines Stromtransformators (CT) der ein Hall-Element verwendet, nicht erforderlich, sodass die Vorrichtung eine einfache Anordnung hat und platzsparend ist, wodurch die Herstellungskosten herabgesetzt werden.
Gemäß einem Verfahren in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-327173 wird ein Zyklus eines Dreieckwellen-Trägersignals, das ein PBM-Signal erzeugt, in Perioden von ersten Hälften und zweiten Hälften unterteilt, und ein Gleichstrom-Busstrom wird entweder in den ersten Hälften oder den zweiten Hälften detektiert. Weil der Gleichstrom-Busstrom schwerer detektiert werden kann, wenn die Wechselstrom-Ausgangsspannung des Leistungsumsetzers niedrig wird, wird eine modifizierende Spannung zu der Wechselstrom-Ausgangsspannung in den ersten Hälften hinzugefügt, um die Ausgangsspannung davon zu erhöhen, und dann wird der Gleichstrom-Busstrom detektiert. In den zweiten Hälften wird die modifizierende Spannung, die in den ersten Hälften hinzugefügt wird, subtrahiert, sodass die gemittelte Ausgangsspannung der ersten und zweiten Hälften unbeeinflusst ist.
Wenn jedoch ein Wechselstrom unter Verwendung dieser Technologie detektiert wird, kann eine Drehmomentwelligkeit erzeugt werden, und die Genauigkeit kann verschlechtert werden. Die Zugabe der modifizierten Spannung verursacht eine unerwünschte Stromänderung, und die Stromänderung führt zu einer „Fehlertoleranz" und beeinflusst den detektierten Stromwert, wobei die Drehmomentwelligkeit erzeugt und die Drehmomentgenauigkeit herabgesetzt wird. Insbesondere, wenn der Motor eine niedrige Induktivität oder eine niedrige Trägerfrequenz hat, tritt der Stromfehler aufgrund der modifizierenden Spannung leicht auf, was ein Problem ist.
Ein anderes Problem ist die Abweichung des detektierten Stromwertes, die durch die Erfassung des Gleichstrom-Busstroms in nur der einen oder der anderen der ersten und zweiten Hälften verursacht wird. Dieses Problem wird im Unterschied bei den Erfassungszeitpunkten in den ersten Hälften und den zweiten Hälften zugeschrieben, wenn der Gleichstrom-Busstrom im Zeitmultiplex detektiert wird. Mehr speziell, weil die Stromwelligkeiten, die als Ergebnis der Umschaltung des PBM erzeugt werden, in den beiden Zeitpunkten unterschiedlich sind, wenn ein Strom nur an einer oder der anderen der Perioden gemessen wird, tritt die Abweichung auf. Dies ist besonders bemerkbar, wenn die Stromwelligkeit groß ist, was leichter zu dem Stromfehler führt, der durch die modifizierende Spannung verursacht wir.
Was die Verzerrungskompensation eines rekonstruierten Wechselstromwertes betrifft, ist ein Verfahren in dem oben erwähnten Artikel von Tetsuya Fukumoto et al offenbart. Nach diesem Verfahren wird jedoch eine Kompensationsberechnung für jede Messung erforderlich, was zu einer erhöhten Belastung bei der Berechnung führen kann. Ein einfaches Kompensationsverfahrens ist ebenfalls in dem Nicht-Patent-Dokument 1 offenbart, in dem die Belastung durch die Berechnung reduziert wird. Dieses Verfahren ist nur anwendbar, wenn die Detektionszeitpunkte auf die Zeitpunkte festgelegt sind, die mit den maximalen Punkten und minima len Punkten des Dreieckwellen-Trägersignals zusammenfallen, und die Anwendung auf ein System ist schwierig, wenn die Detektionszeitpunkte unterschiedlich sind.
Gemäß einem Verfahren in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10(1998)-155278 wird ungefähr 1/n (n: ganze Zahl) des Zyklus der Trägerfrequenz als „untergeordnete Periode" definiert, und die Messung (Bestimmung) und die Kompensation des Gleichstrom-Busstroms werden in der Periode durchgeführt. Bei diesem Verfahren werden wie bei der Technik der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-327173 Modifikationen und Korrekturen der Ausgangsspannung und auch eine Erfassung des Gleichstrom-Busstroms in der untergeordneten Periode durchgeführt. Als ein Ergebnis werden Frequenzkomponenten, die dem Zyklus der untergeordneten Periode entsprechen, dem Spannungs-Referenzwert überlagert, wodurch ein Wechselstrom mit Frequenzkomponenten erzeugt wird, die niedriger als die Frequenzkomponenten des Trägersignals sind. Die Komponenten niedrigerer Frequenz sind mit größerer Wahrscheinlichkeit in dem hörbaren Bereich, weil sie 1/n (n: ganze Zahl) der Trägerfrequenz sind. Beispielsweise wird ein IGBT in weitem Umfang als Halbleitervorrichtung verwendet, die in dem Inverter vorgesehen ist, und die obere Grenze der Trägerfrequenz des IGBT ist ungefähr 20 kHz. Daher ist 1/n (n: ganze Zahl) der Frequenz 10 kHz oder weniger, was in dem hörbaren Bereich ist. Komponenten in dem hörbaren Bereich erzeugen ein unerfreuliches, elektromagnetisches Geräusch, und, wenn die Frequenzkomponenten des Wechselstroms zu der Resonanzfrequenz eines mechanischen Systems passen, tritt eine übermäßige Vibration auf, die zu einem Versagen der Vorrichtung führen kann.
Im Hinblick auf das Vorstehende ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiter-Leistungsumsetzer bereitzustellen, der den Gleichstrom-Busstrom genau messen kann, während der harmonische Komponenten unterdrückt.
Um die Aufgabe zu lösen, ist der Halbleiter-Leistungsumsetzer der vorliegenden Erfindung mit einer PBM-Steuereinheit versehen, um ein Dreiphasen-Wechselstromsignal und ein Dreieckwellen-Trägersignal zu vergleichen, um eine Pulsbreiten-Modulationswelle zu erzeugen, einer Leistungs-Umsetzerschaltung, um eine Schaltvorrichtung durch die Pulsbreiten-Modulationswelle umzuschalten, um eine Gleichstromspannung in eine Dreiphasen-Wechselstromspannung umzusetzen, und eine Stromdetektoreinheit versehen, um einen Gleichstrom-Busstrom an einem Gleichstromeingang der Leistungsumsetzerschaltung zu detektieren, um einen Phasenstrom zu rekonstruieren, wobei ein Spannungsreferenz-Änderungszyklus als drei oder mehrere, ungeradzahlige Einheitsperioden definiert ist, wobei das Dreieckwellen-Trägersignal monoton ansteigt oder monoton abfällt, und worin der Halb leiter-Leistungsumsetzer ferner eine Spannungsreferenz-Änderungseinheit aufweist, die ein modifizierendes Signal zu dem Dreiphasen-Wechselstromsignal hinzufügt, sodass der gemittelte modifizierende Wert in dem Spannungsreferenz-Änderungszyklus im Wesentlich zu Null wird.
Eine Periode, in der das Dreieckwellen-Trägersignal monoton ansteigt oder monoton abfällt, ist als Einheitsperiode definiert, und eine ungerade Zahl von Perioden, wobei die Einheitsperioden sich über drei oder mehr aufeinander folgende Zeiten fortsetzen, werden als ein Zyklus definiert. Ein modifizierender Wert wird dann zu dem Spannungsreferenzwert hinzugefügt, um die Breiten der Pulsströme, die durch den Gleichstrom-Busstrom führen, zu erhöhen, wodurch eine höhere Genauigkeit bei der Strommessung ermöglicht wird. Zusätzlich ist die Frequenzkomponente, die dem Spannungsreferenzwert überlagert wird, nicht ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus des Dreieckwellen-Trägersignals. Daher werden harmonische Komponenten unterdrückt, und die Erzeugung von elektromagnetischem Geräusch kann reduziert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Wechselstrom-Busstrom mit hoher Genauigkeit erfasst werden, und die harmonischen Komponenten können unterdrückt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine erläuternde Darstellung, die mit einem Änderungsverfahren eines Spannungsreferenzwertes des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zusammenhängt;
3 ist ein Bezugsdiagramm des Spannungsreferenzwertes und eines Gleichstrom-Busstroms des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine erläuternde Darstellung, die mit der Erzeugung eines Gleichstrom-Busstrompulses zusammenhängt, der eine Kurz-Pulsdauer des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung hat;
5 ist ein Blockdiagramm gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein Blockdiagramm gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
7 ist eine erläuternde Darstellung, die mit einem Änderungsverfahren des Spannungsreferenzwerts gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusammen hängt.
Erstes Ausführungsbeispiel
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein Blockdiagramm von 1 beschrieben. Ein Halbleiter-Leistungsumsetzer 100 in 1 umfasst eine Gleichstrom-Stromquelle 1, einen Glättungskondensator 2, der parallel geschaltet ist, eine Stromumsetzer-Hauptschaltung (Stromumsetzer-Schaltung) 3, an die die Spannungen an den beiden Enden des Glättungskondensators 2 an den Eingang durch einen Nebenschlusswiderstand 5 angelegt werden, einen Wechselstrommotor 4, der mit einem Wechselstromausgang der Leistungsumsetzer-Hauptschaltung 3 verbunden ist, einen Rotorpositionssensor 12, der an dem Wechselstrommotor 4 befestigt ist und der ein Drehwinkelsignal ausgibt, und einen Mikrocomputer 8.
Der Mikrocomputer 8 umfasst Funktionen wie eine Stromdetektoreinheit 6, die einen Wechselstrom-Busstrom IDC empfangt, der durch den Nebenschlusswiderstand 5 fließt, um die Phasenströme Iuc, Ivc und Iwc zu rekonstruieren, eine Spannungsreferenzwert-Erzeugungseinheit 7, die die rekonstruierten Phasenströme Iuc, Ivc und Iwc und Spannungsreferenzwerte Id* und Iq* empfängt, die beliebig von außen zugeführt werden, um erste Spannungsreferenzwerte Vu*, Vv* und Vw* entsprechend dem Drehwinkelsignal auszugeben, eine Spannungsreferenz-Änderungseinheit 8, die die ersten Spannungsreferenzwerte Vu*, Vv* und Vw* und Spannungsreferenz-Änderungswerte Vuc, Vvc und Vwc hinzufügt, um zweite Spannungsreferenzwerte Vum*, Vvm* und Vwm* auszugeben, und eine PBM-Steuereinheit 9, die die zweiten Spannungsreferenzwerte Vum*, Vvm* und Vwm* mit drei Phasen-Wechselstrom-Signalen und dem Dreieckwellen-Trägersignal vergleicht, die von einer Dreieckwellen-Trägersignal-Generatoreinheit 9a erzeugt werden, um ein Umschaltsignal zu erzeugen.
Die Leistungsumsetzer-Hauptschaltung 3 gibt eine dreiphasige Wechselspannung aus, indem die Halbleitervorrichtung auf der Basis eines Umschaltsignals umgeschaltet wird, sodass bewirkt wird, dass die dreiphasigen Ströme Iu, Iv und Iw fließen. Das Umschaltsignal wird auch an die Stromdetektoreinheit 6 zugeführt, um eine Mess-Zeitsteuerung des Gleichstrom-Busstrom IDC zu bestimmen.
Die Spannungsreferenz-Änderungseinheit 8, die eine Merkmalsanordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist, wird als erstes beschrieben.
Ein Zyklus eines Spannungsreferenz-Änderungszyklus wird dadurch definiert, dass eine monoton ansteigende Periode oder eine monoton abfallende Periode des Dreieckwellenträgers als eine Einheitsperiode etabliert wird, und dass dann diese aufeinander folgenden, ungeraden Perioden (n Perioden) hinzugefügt werden (siehe 2(a)). Der Spannungsreferenz-Änderungszyklus umfasst n-Halbzyklusperioden des Trägerzyklus. Um diese Perioden zu spezifizieren, wird die Ordnungszahl k definiert, wobei k die „k-te Halbzyklusperiode" bedeutet (k = 1, 2, 3 ..., n). 2 ist ein Zeitdiagramm, wobei n = 3 ist. 2(a) ist eine Wellenform des Dreieckwellen-Trägersignals, 2(b) ist eine zeitliche Änderung der Ordnungszahl k, die die Reihenfolge der Halbzyklusperioden anzeigt, 2(c) zeigt den Spannungsreferenz-Änderungswert Vuc und 2(d) zeigt die ersten Spannungsreferenzwerte Vu*, Vv* und Vw* und die zweiten Spannungsreferenzwerte Vum*, Vvm* und Vwm*.
Die endgültigen Spannungsreferenzen zur Durchführung der PBM-Modulation sind die zweiten Spannungsreferenzwerte Vum*, Vvm* und Vwm*, und die Gleichung, um dies mathematisch auszudrücken, ist wie folgt: Gleichung 1
Die zeitlichen Mittelwerte der Spannungsreferenz-Änderungswerte in einem Zyklus des Spannungsreferenz-Änderungszyklus sind gleich Null oder im Wesentlichen gleich Null auf der Grundlage von Gleichung (2). Gleichung 2
Diese dient dazu, Unterschiede zwischen den ersten Spannungsreferenzwerten Vu*, Vv* und Vw* zu vermeiden, die von der Spannungsreferenzwert-Erzeugungseinheit 7 ausgegeben werden, und der an den Wechselstrommotor 4 angelegten Spannung zu vermeiden.
2(d) zeigt ein Beispiel, wo der Spannungsreferenz-Änderungswert Vuc nur zu der U-Phase hinzugefügt wird. Keine Modifikation wird an die V-Phase und die W-Phase angelegt, und daher gilt Vvm* = Vv* und Vwm* = Vw*.
Ein Hinzufügungsverfahren der Spannungsreferenz-Änderungswerte, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besonders unterscheidend sind, wird nun beschrieben. Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird der Spannungsreferenz-Änderungswert Vuc nur zu der U-Phase hinzugefügt.
Es wird angenommen, dass ein modifizierender Wert Euc zu dem ersten Spannungsreferenzwert Vu* hinzugefügt werden muss, um den Gleichstrom-Busstrom IDC zu bestimmen (ein Bestimmungsverfahren für Euc wird später beschrieben).
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es wichtig, dass n eine ungerade Zahl ist, und hier gilt n = 3 als Beispiel. In diesem Fall werden die Spannungsreferenzwerte gemäß der folgenden Gleichung geändert. Gleichung 3
Der Gleichstrom-Busstrom IDC wird während der Periode erfasst, wo die Ordnungszahl k = 2 ist, und an diesem Punkt wird der erforderliche modifizierende Wert Euc hinzugefügt. Ein Trägerhalbzyklus in dem Fall, wo die Ordnungszahl k = 2 ist, wird als „volle Spannungsmodifizierende Periode" bezeichnet. Eine Periode, wo die Ordnungszahl k = 1 oder die Ordnungszahl k = 3 ist, bei der Euc/2 hinzugefügt wird, wird als „halbe Spannungsmodifizierende Periode" bezeichnet. Obwohl Euc erforderlich ist, wenn die Ordnungszahl k = 2 ist, solange die gesamte modifizierende Spannung bei der Ordnungszahl k = 1 und der Ordnungszahl k = 3 = -Euc ist, muss sie nicht exakt sein.
In einem Verfahren, beispielsweise in einem nach dem Patentdokument 4, wird Euc in einer monoton ansteigenden Periode einer Dreieckwelle hinzugefügt, und der Gleichstrom-Busstrom IDC wird bestimmt. In der nächsten monoton abfallenden Periode wird -Euc hinzu gefügt (der Hinzufügungsbetrag wird subtrahiert) wodurch das Auftreten einer Fehlertoleranz gegenüber der ursprünglichen Spannungsreferenz unterdrückt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, obwohl die Hinzufügung der modifizierenden Spannung zum Bestimmen des Gleichstrom-Busstrom IDC ähnlich aussieht wie das Verfahren in dem Patentdokument 4, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel dahingehend unterschiedlich, dass die modifizierende Spannung in die Hälfte aufgeteilt wird, und dass die aufgeteilten, modifizierenden Spannungen vor und nach der Messperiode hinzugefügt werden.
Aus einer ähnlichen Perspektive werden, wenn n = 5 gilt, Spannungsreferenz-Änderungswerte wie folgt bereitgestellt. Gleichung 4
oder Gleichung 5
In der Gleichung (4) kann die Stromerfassung durchgeführt werden, wenn die Ordnungszahl k = 2 oder die Ordnungszahl k = 4 ist. In der Gleichung (5) kann die Stromerfassung durchgeführt werden, wenn die Ordnungszahl k = 3 ist. In jedem Fall sind die Startzeit (Ordnungszahl k = 1) und die Endzeit (Ordnungszahl k = n) des Spannungsreferenz-Änderungszyklus „halbe Spannungsmodifizierende Perioden", und jede Zeit außerhalb von diesen ist eine „volle Spannungsmodifizierende Periode".
Die Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Auf der Grundlage der zweiten Spannungsreferenzwerte Vum*, Vvm* und Vwm*, die in der Spannungsreferenz-Änderungseinheit 8 zu finden sind, führt die PBM-Steuereinheit 9 die PBM-Steuerung durch Vergleichen der Dreieckwelle aus. Strompulse, die in dem Gleichstrom-Busstrom IDC als Folge der Durchführung der PBM-Steuerung erzeugt werden, sind in 3(d) gezeigt.
Im Verhältnis zu den drei Phasen-Spannungsreferenzwerten, die mit dem Dreieckwellen-Trägersignal verglichen werden sollen, wenn Phasen als maximale Spannungsphasen definiert sind, eine Spannungszwischenphase und eine minimale Spannungsphase in absteigender Reihenfolge zeigt 3 folgendes:

– Spannungs-Maximalphase U-Phase
– Spannungs-Zwischenphase V-Phase
– Spannungs-Minimalphase W-Phase.

Welche Phase der drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) die Spannungs-Maximalphase, die Spannungs-Zwischenphase oder die Spannungs-Minimalphase ist, variiert nach jeweils 60 Grad entsprechend der Wechselstromphase.
Es ist bekannt, dass ein Strom der Spannungs-Maximalphase und ein Strom der Spannungs-Minimalphase im Zeitmultiplex in der Gleichstrom-Busstrom IDC erzeugt werden. Bei der monoton ansteigenden Periode des Dreieckwellen-Trägersignals (3(a)), tritt ein Strom IDC1 der Spannungs-Minimalphase als erstes auf, und sodann tritt ein Strom IDC2 der Spannungs-Maximalphase auf (3(d)). Das Entgegengesetzte trifft auf die monoton abfallende Periode zu (3(a)), bei der der Strom IDC1 der Spannungs-Maximalphase als erstes auftritt, und dann der Strom IDC2 der Spannungs-Minimalphase auftritt.
In dem Beispiel von 3 ist n auf drei eingestellt, Vuc wird zu der U-Phase hinzugefügt und Vwc wird zu der W-Phase hinzugefügt, um die Spannungsreferenzwerte zu ändern. Als Ergebnis ist ersichtlich, dass die Pulsbreite des Gleichstrom-Busstroms IDC während der Periode erhöht wird, wo die Ordnungszahl k = 2 ist. Zusätzlich schaltet das Dreieckwellen-Trägersignal, wenn die Ordnungszahl k = 2 ist, die Positionen abwechselnd zwischen monotonem Anstieg und monotonem Abfall um (3(a) und (b)). Dies beruht darauf, dass der Spannungsreferenz-Änderungszyklus aus einer „ungeraden Anzahl (n = 3 in 3) von Halb zyklen des Trägers aufgebaut ist. Daher ist das Dreieckwellen-Trägersignal während der Erfassung des Gleichstrom-Busstrom IDC nicht einseitig erfasst (als einseitig erfasst wird „Erfassen nur während der monoton ansteigenden oder während der monoton abfallenden Phase" bezeichnet), so dass die ausbalancierte Stromerfassung durchgeführt wird. Als Ergebnis treten Fehler wie in dem Patentdokument 4 nicht mehr auf, und die Genauigkeit der Stromerfassung wird erheblich verbessert.
Wenn n = 3 ist, ist der Spannungsreferenz-Änderungszyklus das 1,5-fache des Dreieckwellen-Trägerzyklus, sodass die Frequenzkomponente, die dem Spannungsreferenzwert überlagert wird, nicht ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus des Dreieckwellen-Trägersignals ist wie in dem Patentdokument 5. Insbesondere, wenn die Trägerfrequenz 20 kHz ist, sind die harmonischen Komponenten, die durch die Spannungsreferenz-Änderungseinheit 8 hinzugefügt werden, Komponenten von 13,3 kHz (= 20 kHz/1,5). Dieser Wert ist in dem hörbaren Bereich, jedoch für einen Menschen schwer zu hören, wodurch sich ein ausgezeichneter Effekt einer niedrigen Geräuschentwicklung ergibt.
Darüber hinaus sind, wenn n = 5 ist, die harmonischen Komponenten von 8 kHz (= 20 kHz/2,5). Dieser Wert ist in dem hörbaren Bereich und für einen Menschen hörbar, sodass der Effekt der geringen Geräuschentwicklung verschlechtert wird. Wenn jedoch der Fall angenommen ist, bei dem die mechanische Resonanzfrequenz einer Vorrichtung bei etwa 13 kHz liegt, kann die Frequenz der harmonischen Komponenten verschoben werden, sodass durch Vibrationen verursachte Fehler bei der Vorrichtung vermieden werden können.
Somit werden Frequenzkomponenten, die einen Spannungsreferenz-Änderungszyklus als einen Zyklus haben, den harmonischen Komponenten überlagert, die durch die Spannungsreferenz-Änderungseinheit 8 hinzugefügt werden. Dies ist in Gleichung (6) unter Verwendung von n ausgedrückt, wobei Ta ein Zyklus des Spannungsreferenz-Änderungszyklus und Tc ein Zyklus des Dreieckwellen-Trägersignals ist. Gleichung 6
Auf der Grundlage von Gleichung (6) wird, wenn Frequenzkomponenten, die überlagert werden sollen, mit fa ausgedrückt werden, die Gleichung eine Umkehrgleichung von Ta wird, was in Gleichung (7) gezeigt ist. Gleichung 7
Der modifizierende Wert Euc in den Gleichungen (3) bis (5) kann mit einem ähnlichen Konzept wie in dem Patentdokument 5 gefunden werden, wie unten beschrieben wird.
Jede der Strompulsbreiten eines Spannungs-Maximalphasenstroms und eines Spannungs-Minimalphasenstroms, die als gegenwärtiger Busstrom IDC fließen, wird durch eine Differenz zwischen der Spannungs-Zwischenphase und dem Referenzwert bestimmt. Wenn die gegenwärtigen Pulsbreiten nicht größer als ein vorgegebener Wert gehalten werden, kann der Strom nicht erfasst werden.
Der „vorgegebene Wert" ist hier eine minimale Breite, in der die Totzeitperiode zur Verhinderung eines Kurzschlusses einer Halbleitervorrichtung, der Winkelperiode als Ergebnis einer Umschaltung oder der Abtast- und Halteperiode eines Analog/Digital-Umsetzer usw. in Betracht gezogen werden, und es wird davon ausgegangen, dass er durch Hardware-Einschränkungen bestimmt wird. Der Minimalwert der Durchlaufbreite, dessen Strom festgestellt werden kann, wird als Kurzpuls-Zeitdauer Tpw definiert.
Wie beschrieben wurde, können, indem eine Modifikation durchgeführt wird, sodass die Differenzspannung der zwei Phasen des Spannungs-Referenzwerts definitiv gleich oder länger als das Spannungsäquivalent zu der Kurzpuls-Dauer Tpw wird, Ströme der Spannungs-Maximalphase und der Spannungs-Minimalphase erfasst werden. Daher haben die modifizierenden Werte Euc, Eve und Ewc, die als Spannungsreferenz-Änderungswerte hinzugefügt werden, die folgenden Beziehungen. Gleichung 8
Solange die Differenz der Spannungsreferenzwerte gleich oder größer als ein Spannungs-V-(Tpw)-Äquivalent zu der Kurzpuls-Dauer Tpw ist, müssen die modifizierten Werte nicht hinzugefügt werden.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung können nur Stromwerte von zwei Phasen maximal erhalten werden. Im Falle eines Dreiphasen-Wechselstrommotors kann jedoch, weil eine Spannung an einem neutralen Punkt im Allgemeinen offen ist, der Stromwert der übrig bleibenden einen Phase erhalten werden, indem die Beziehung der Gleichung (9) entsprechend dem ersten Kirchoff-Gesetz verwendet wird.
Gleichung 9

Iuc + Ivc + Iwc = 0 (9)

Die Spannungsreferenzwert-Erzeugungseinheit 7 führt typische Maßnahmen durch, die für die Steuerung eines herkömmlichen Wechselstrommotors verwendet werden. Mehr speziell gibt die Spannungsreferenz-Erzeugungseinheit 7 die ersten Spannungsreferenzwert Vu*, Vv* und Vw* auf der Grundlage der rekonstruierten Ströme Iuc, Ivc und Iwc, die in der Stromdetektoreinheit 6 zu finden sind, und der beliebig vorgegebenen Stromreferenzwerte Id* und Iq* aus. Die rekonstruierten Ströme Iuc, Ivc und Iwc sind hier Flussraten eines Stator-Koordinatensystems. Daher wird eine Rotations-Koordinatentransformation (dq-Transformation) im Allgemeinen verwendet, um die Ströme als Gleichstrom-Flussraten zu behandeln, wodurch eine Stromsteuerung realisiert wird, die den Strom-Referenzwerten folgt. Die Ausgänge der Stromsteuereinheit werden dq-invers transformiert, und die Werte auf einer ersten Spannungsreferenz-Koordinaten (Rotationskoordinate), die eine Flussrate ist, werden berechnet, um die ersten Spannungsreferenzwerte Vu*, Vv* und Vw* zu erhalten.
Die Phaseninformation ist für die Wechselstrom-Motorsteuerung erforderlich, um die Koordinatentransformation durchzuführen, und in dem Fall eines Synchronmotors ist ein Positionssensor für den Rotor wesentlich. Weil der Nebenschlusswiderstand 5, der in 1 gezeigt ist, nur in der Lage sein muss, den Gleichstrom-Busstrom IDC zu erfassen, kann ein Gleichstrom-Stromsensor (DCCT) und dergleichen statt des Nebenschlusswiderstands 5 verwendet werden.
Die Wellenformen des Gleichstrom-Busstrom IDC, wobei n = 5 ist, werden nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4(a) zeigt eine Wellenform eines Dreieckwellen-Trägersignals, 4(b) zeigt eine zeitliche Änderung der Ordnungszahl k, 4(c) zeigt eine Wellenform des Spannungsreferenz-Änderungswertes Vuc und 4(d) zeigt eine Wellenform des Gleichstrom-Busstrom IDC. Maximalphasen-Spannungspulse und Minimal-Spannungsimpulse, die in Wechselströmen den Spannungs-Maximalphasen bzw. Spannungs-Minimalphasen entsprechen, werden in dem Gleichstrom-Busstrom IDC erzeugt. In 4 wird der Spannungsreferenz-Änderungswert Vuc auf der Grundlage von Gleichung (5) hinzugefügt. Mehr speziell wird durch Hinzufügung des modifizierenden Wertes Iuc mit der Ordnungszahl k = 3 die Pulsbreite des Spannungs-Maximalphasenpulses auf die Kurzpulsdauer Tpw abgestimmt. In 4(d) sind die Spannungs-Maximalphasenpulse gleich oder größer als die Kurzpuls-Dauer Tpw (Bezugszahlen 1 bis 3), sie treten nach jeweils 5-Maximalphasenpulsen auf (d. h. nach je n Spannungs-Maximalphasenpulsen) und 1/n Frequenzkomponenten sind in Bezug auf die Pulsfrequenz des Gleichstrom-Busstrom IDC vorhanden. Die Anzahl der Spannungs-Maximalphasenpulse in einem Zyklus des Spannungsreferenz-Änderungszyklus, die Pulsbreiten gleich oder größer als die Kurzpulsdauer Tpw haben, ist gleich der Anzahl von Vuc = Euc. Daher sind zwei in dem Fall von Gleichung (4) vorhanden, und die Zahl ändert sich zu 1 im Falle der Gleichung (5).
In 4 sind die Phasenpulse maximaler Spannung und die Phasenpulse minimaler Spannung unter Bezugnahme auf die monoton ansteigenden Perioden und die monoton abfallenden Perioden des Dreieckwellen-Trägersignals unterschieden. Die Beobachtung des Schaltzustandes der Halbleitervorrichtung der Leistungsumsetzer-Hauptschaltung 3 gestattet jedoch ebenfalls die Unterscheidung.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Einheitsperiode als die Perioden definiert, wo das Dreieckwellen-Trägersignal monoton ansteigt oder monoton abfällt, und eine ungerade Zahl an Perioden, wo die Einheitsperioden während 3 oder mehr aufeinander folgenden Malen auftreten, sind als ein Zyklus definiert. Modifizierende Werte werden dann zu den Spannungs-Referenzwerten hinzu addiert. Dadurch werden die Pulsbreiten des Gleichstrom-Busstrom IDC vergrößert und es wird eine genaue Erfassung des Stroms ermöglicht. Mit anderen Worten kann selbst dann, wenn nur der Gleichstrom-Busstrom-Mess-Sensor verwendet wird, die Strommessgenauigkeit verbessert werden, und die genaue Position kann abgeschätzt werden, wodurch eine bisher nicht mögliche Drehmomentgenauigkeit realisiert wird. Weil die Frequenzkomponente, die dem Spannungsreferenzwert überlagert wird, nicht ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus des Dreieckwellen-Trägersignals ist, kann zusätzlich die Erzeugung von elektromagnetischem Geräusch reduziert werden. Ferner werden die modifizierenden Werte von allen Perioden ausgemittelt, indem eine Hälfte des modifizerenden Wertes des Spannungsreferenzwertes vor und nach der Einheitsperiode abgezogen werden, wo der modifizierende Wert hinzugefügt wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein Blockdiagramm von 5 beschrieben. In einem Halbleiter-Leistungsumsetzer 110 von 5 ist der Rotorpositionssensor 12 aus der Anordnung des Halbleiter-Leistungsumsetzers 110 des ersten Ausführungsbeispiels entfernt worden, stattdessen ist jedoch eine Rotorpositions-Abschätzungsberechnungseinheit 10 hinzugefügt, die die Rotorposition des Wechselstrommotors 4 abschätzt.
Die Rotorpositions-Abschätzungsberechnungseinheit 10 empfangt die rekonstruierten Ströme Iuc, Ivc und Iwc, in denen die Motorströme Iu, Iv und Iw rekonstruiert sind, um die Rotorposition abzuschätzen und zu berechnen, und sie gibt dann ein Phasensignal c für die abgeschätzte Rotorposition ab. Die ersten Spannungsreferenzwerte Vu*, Vv* und Vw*, ein innerer Widerstand des Wechselstrommotors 4 und ein Motorkonstantenwert, beispielsweise eine Induktanz, werden verwendet, um die Berechnung der Rotorpositionsabschätzung durchzuführen. Die Spannungsreferenzwert-Erzeugungseinheit 7 erhält das Phasensignal c der abgeschätzten Rotorposition von der Rotorpositions-Abschätzungsberechnungseinheit 10, um dadurch die Phase des Wechslstromausgangs der Leistungsumsetzer-Hauptschaltung 3 zu bestimmen und um das Rotor-Koordinatensystem und das Stator-Koordinatensystem wechselweise umzusetzen. Was die sensorlose Positionssteuerung betrifft, so ist, weil die Position auf der Grundlage des Stroms des Wechselstrommotors 4 bestimmt wird, die Genauigkeit des detektierten Stroms außerordentlich wichtig.
Drittes Ausführungsbeispiel
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein Blockdiagramm von 6 beschrieben. In einem Halbleiter-Leistungsumsetzer 120 von 6 ist eine Drehzahl-Steuereinheit 11 zu der Anordnung des Halbleiter-Leistungsumsetzers 110 des zweiten Ausführungsbeispiels hinzugefügt, um dadurch ein Drehzahl-Steuersystem auszubilden. Die Drehzahl-Steuereinheit 11 empfangt einen abge schätzten Drehzahlwert c, der von der Rotorpositions-Abschätzungsberechnungseinheit 10 ausgegeben wird, und einen Drehzahlreferenzwert 1*, der beliebig vorgegeben ist, und sie gibt dann einen d-Achsen-Stromreferenzwert Id* und einen q-Achsen-Stromreferenzwert Iq* aus. Der Drehzahlschätzwert C ist ein abgeleiteter Wert des Phasensignals c der abgeschätzten Rotorposition, der in der Rotorpositions-Schätzrecheneinheit 10 berechnet wird. Die Drehzahlsteuereinheit 11 vergleicht den Drehzahlreferenzwert 1* mit dem Drehzahlschätzwert c, um die Drehzahl zu steuern.
Wenn das Drehzahlsteuersystem vorgesehen wird, kann das Drehwinkelsignal (Phasensignal) der Rotorposition, das von dem Rotorpositionssensor 12 (siehe 1), der an dem Wechselstrommotor 4 befestigt ist, erhalten werden kann, erfasst werden. Statt des Drehzahlschätzwertes c kann ein Drehzahlmesswert R, der durch Differenzieren des Drehwinkelsignals erhalten werden kann, verwendet werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, weil eine Verbesserung in der Messgenauigkeit des Stroms die Drehmomentgenauigkeit verbessert, die Drehzahlnachlauffähigkeit in der Anordnung des Drehzahlsteuersystems ebenfalls verbessert. Als Ergebnis kann ein bisher nicht erreichbarer Drehzahlsteuerrespons realisiert werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Anordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ähnlich wie die Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels, das in 1 gezeigt ist, wobei der Unterschied jedoch in der Spannungsreferenzwert-Erzeugungseinheit 7 liegt. Der erste Spannungsreferenzwert in dem ersten Ausführungsbeispiel beruht auf einem Modulationsverfahren, bei dem die Spannungsreferenzwerte der drei Phasen mit einem Dreieckwellen-Trägersignal verglichen werden, um alle drei Phasen der Halbleitervorrichtung der Leistungsumsetzer-Hauptschaltung 3 umzuschalten. Dieses Modulationsverfahren hat jedoch ein Problem, dass Umschaltverluste der Halbleitervorrichtung in drei Phase auftreten, was den hocheffizienten Betrieb verhindern kann. Folglich ist ein Zweiphasen-Modulationsverfahren allgemein bekannt, das die Verluste reduziert, indem die Anzahl der Umschaltungen vermindert wird. Das Zweiphasen-Modulationsverfahren ist ein Verfahren, bei dem ein oberer Zweig oder ein unterer Zweig einer Phase eingeschaltet und die restlichen zwei Phasen umgeschaltet werden, wodurch die Umschaltverluste reduziert werden und ein hocheffizienter Betrieb ermöglicht wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die ersten Spannungsreferenzwerte Vu*, Vv* und Vw* in der Spannungsreferenzwert-Erzeugungseinheit 7 auf der Grundlage des Zweiphasen-Modulationsverfahren erzeugt.
Wenn eine Phase der ersten Spannungsreferenzwerte Vu*, Vv* und Vw* des vorliegenden Ausführungsbeispiels zu der Amplitude des Dreieckwellen-Trägersignals passt, schaltet diese Phase nicht um. Aus diesem Grund ist die Wellenform des Pulsstroms des Gleichstrom-Busstroms IDC gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel geändert. In 7 ist eine Phase, die nicht umschaltet, als eine Spannungs-Minimalphase definiert, und eine Wellenform des Gleichstrom-Busstroms IDC, bei der n = 5 ist, ist dargestellt. 7(a) ist eine Wellenform des Dreieckwellen-Trägersignals, 7(b) ist eine zeitliche Änderung der Ordnungszahl k, 7(c) ist der Spannungsreferenz-Änderungswert Vuc und 7(d) ist der Gleichstrom-Busstrom IDC. In 7 ist die Spannungs-Maximalphase die U-Phase, und, wenn man bedenkt, dass der Spannungs-Maximalphasenpuls erfasst werden soll, wird Vuc durch die Gleichung (5) bestimmt.
Aus der Wellenform des Gleichstrom-Busstroms IDC, die in 7 gezeigt ist, ist ersichtlich, dass die Phasenpulse minimaler Spannung über den monoton ansteigenden Perioden und den monoton abfallenden Perioden erzeugt werden. Andererseits wird in den Bezug auf den Phasenpuls maximaler Spannung ein Impuls in jeder Periode erzeugt. Der modifizierende Wert Euc wird zu dem Spannungs-Maximalphasenpuls hinzugefügt, wobei die Ordnungszahl k = 3 ist, sodass die Pulsbreite zu Tpw wird. In 7 ist es dasselbe wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, das 5 Spannungs-Maximalphasenpulse (einer in jeweils n-Pulsen) erzeugt werden, die gleich oder größer als die Kurzpulsdauer Tpw sind. Es bestehen jedoch 2/n Frequenzkomponenten in Bezug auf die Pulsfrequenz des Gleichstrom-Busstroms IDC. Die Anzahl der Phasenpulse maximaler Spannung, die in einem Zyklus des Spannungsreferenz-Änderungszyklus erzeugt werden und die Pulsbreiten gleich oder größer als Tpw haben, ist in 7(d) = 1, was durch die Bezugszahl 1 gezeigt ist. Da die Anzahl gleich der Anzahl von Vuc = Euc ist, ist die Zahl = 2, wenn Vuc durch die Gleichung (4) angegeben wird.
Die Frequenzkomponenten, in denen der Spannungsreferenz-Änderungszyklus als ein Zyklus definiert ist, werden den harmonischen Komponenten überlagert, die durch die Spannungsreferenz-Änderungseinheit 8 hinzugefügt werden. Das ist das gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher werden die harmonischen Komponenten, die in Gleichung (7) gezeigt sind, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls überlagert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist außer, dass das Modulationsverfahren der Spannungsreferenzwert-Erzeugungseinheit 7 unterschiedlich von dem des ersten Ausfüh rungsbeispiels ist, die Anordnung die gleiche. Daher kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf Anordnungen angewendet werden, die in dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt sind.
Modifiziertes Beispiel
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und Abwandlungen können beispielsweise wie folgt vorgenommen werden.

(1) Obwohl die Gleichspannung in eine Dreiphasen-Wechselspannung in jedem der Ausführungsbeispiele umgesetzt wird, können die Ausführungsbeispiele auf eine Schaltung angewendet werden, die eine Dreiphasen-Wechselspannung in eine Gleichspannung umsetzt. In diesem Fall wird der Gleichstrom auf der Ausgangsseite erfasst, und dann rekonstruiert die Strom-Detektoreinheit den Phasenstrom auf der Eingangsseite. Eine Schaltung, die die Wechselspannung in die Gleichspannung umsetzt, ist beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-67754 beschrieben.

Claims

Halbleiter-Leistungsumsetzer umfassend: eine PBM-Steuereinheit zum Vergleichen eines Dreiphasen-Wechselstromsignals und eines Dreieckwellen-Trägersignals, um eine Pulsbreitenmodulationswelle zu erzeugen, eine Leistungsumsetzer-Schaltung, um eine Schaltvorrichtung durch die Pulsbreiten-Modulationswelle anzutreiben, um eine Gleichspannung in eine Dreiphasen-Wechselspannung umzusetzen, und eine Stromdetektoreinheit, um einen Gleichstrom-Busstrom an einem Gleichstromeingang der Leistungs-Umsetzerschaltung zu erfassen, um einen Phasenstrom zu rekonstruieren, wobei ein Spannungsreferenz-Änderungszyklus als drei oder mehr ungeradzahlige Anzahl von Einheitsperioden definiert ist, in denen das Dreieckwellen-Trägersignal monoton ansteigt oder monoton abfällt, und worin der Halbleiter-Leistungsumsetzer ferner eine Spannungsreferenz-Änderungseinheit aufweist, die ein modifizierendes Signal zu dem Dreiphasen-Wechselstromsignal hinzufügt, so dass der gemittelte, modifizierende Wert in dem Spannungsreferenz-Änderungszyklus gleich Null oder im Wesentlichen gleich Null wird.
Halbleiter-Leistungsumsetzer nach Anspruch 1, worin in Bezug auf den modifizierenden Wert des Dreiphasen-Wechselstromsignals wenigstens einer der ungeraden Anzahl der modifizierenden Werte in dem Spannungsreferenz-Änderungszyklus eine Umlaufperiode eines Pulsstroms reserviert, der in dem Wechselstrom-Busstrom erzeugt wird, auf eine Breite gleich oder größer als ein vorgegebener Wert.
Halbleiter-Leistungsumsetzer nach Anspruch 2, worin die Breite gleich oder größer als der vorgegebene Wert zum Reservieren der Umlaufperiode des Pulsstroms eine Pulsbreite ist, die die Gesamtheit einer Klingelperiode, die durch Umschalten einer Halbleitervorrichtung erzeugt wird, die die Leistungsumsetzer-Schaltung bildet, und einer Abtast- und Haltperiode zum Erfassen des Gleichstrom-Busstroms ist.
Halbleiter-Leistungsumsetzer nach Anspruch 2, worin unter n modifizierenden Werten in dem Spannungsreferenz-Änderungszyklus ein modifizierender Wert von {(n + 1)/2} – th Ein heitsperiode der modifizierende Wert kleiner oder größer als der vorgegebene Wert ist.
Halbleiter-Leistungsumsetzer nach Anspruch 2, worin unter den n-modifizierenden Werten, wobei n eine ungerade Zahl ist, der Einheitsperiode des Spannungsreferenz-Änderungszyklus die Größen eines ersten modifizierenden Wertes und eine n-ten modifizierenden Wertes im Wesentlichen 1/2 der Größen der modifizierenden Werte der anderen Perioden sind.
Halbleiter-Leistungsumsetzer nach Anspruch 1, worin der Halbleiter-Leistungsumsetzer einen Dreiphasenstrom eines Ausgangs einer Leistungsumsetzerschaltung steuert auf der Grundlage eines Phasenstroms, der durch die Stromdetektoreinheit rekonstruiert wird.
Halbleiter-Leistungsumsetzer nach Anspruch 1, umfassend eine Rotorpositions-Schätzberechnungseinheit, die den rekonstruierten Phasenstrom empfängt, um eine Rotorposition eines Wechselstrommotors, der durch die Dreiphasen-Wechselspannung betrieben wird, abzuschätzen, worin eine Phase der Dreiphasen-Wechselspannung durch die abgeschätzte Rotorposition bestimmt wird.
Halbleiter-Leistungsumsetzer umfassend: eine Leistungsumsetzer-Schaltung, um eine Schaltvorrichtung durch eine Pulsbreitenmodulationswelle anzutreiben, um den Strom von Gleichstrom auf Wechselstrom oder den Strom von Wechselstrom auf Gleichstrom umzusetzen, und eine Stromdetektoreinheit, die einen Strom an einer Gleichstromseite der Leistungsumsetzer-Schaltung umfasst, um einen Phasenstrom an einer Wechselstromseite zu rekonstruieren, worin eine gemittelte Pulsfrequenz der Pulsbreitenmodulationswelle und Frequenzkomponenten von 1/n der Pulsfrequenz als harmonische Komponenten einbezogen sind, die auf der Wechselstromseite der Leistungsumsetzerschaltung erzeugt werden.
Halbleiter-Leistungsumsetzer umfassend: eine Leistungsumsetzerschaltung, um eine Schaltvorrichtung durch eine Pulsbreitenmodulationswelle anzutreiben, den Strom von Gleichstrom auf Wechselstrom oder den Strom von Wechselstrom auf Gleichstrom umzusetzen; und eine Stromdetektoreinheit, die einen Gleichstrom-Busstrom an einer Gleichstromseite der Leistungsumsetzer-Schaltung umfasst, um einen Phasenstrom zu rekonstruieren, worin in der Leistungsumsetzer-Schaltung, während eine beliebige Phase der drei Phasen den Umschaltvorgang anhält, die anderen zwei Phasen den Umschaltvorgang führen, und worin eine gemittelte Pulsfrequenz der Pulsbreitenmodulationswelle und Frequenzkomponenten von 2/n der Pulsfrequenz als harmonische Komponenten eingeschlossen sind, die an der Wechselstromseite der Leistungsumsetzerschaltung erzeugt werden.