DE102017217431A1 - Verfahren zum Steuern eines Doppelinverters - Google Patents

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Ho Joon Shin
Su Hyun Bae
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Abstract

Ein Doppelinverter-Steuerverfahren ist geeignet zum Verbessern einer Leistungseffizienz eines Inverters und eines Elektromotors durch Steuern eines Doppelinverters durch eine 6-Schrittsteuerung zum Anlegen einer Spannung an den Elektromotor in einem Elektromotor-Antriebssystem unter Verwendung des Doppelinverters. Das Doppelinverter-Steuerverfahren zum Steuern eines ersten und eines zweiten Inverters mit gemeinsam mit einem Elektromotor verbundenen Ausgangsanschlüssen umfasst ein Vergleichen aller Spannungsbefehle zum Betreiben des Elektromotors mit der Größe einer gemeinsamen an den ersten und zweiten Inverter anliegenden Gleichstromspannung; und Erzeugen eines ersten Spannungsbefehls mit Bezug zu einer Ausgabe des ersten Inverters und eines zweiten Spannungsbefehls mit Bezug zu einer Ausgabe des zweiten Inverters durch selektives Anwenden einer Hochverstärkung-Überspannung-Modulation (HOVM) in Abhängigkeit eines Vergleichsergebnisses.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelinverter-Steuerverfahren.
  • Hintergrund
  • Da sich die globale Erwärmung und Umweltverschmutzung als ernsthafte Probleme herausgestellt haben, wurde Forschung und Entwicklung von umweltfreundlichen Fahrzeugen, welche zum Minimieren einer Umweltverschmutzung geeignet sind, aktiv durchgeführt und Märkte hierfür haben sich allmählich vergrößert. Als umweltfreundliche Fahrzeuge sind Elektrofahrzeuge, Hybrid-Fahrzeuge und Plug-in-Fahrzeuge weltweit auf dem Markt, welche Elektromotoren verwenden, welche eine Antriebskraft mittels elektrischer Energie erzeugen, anstelle von Motoren, welche eine Antriebskraft durch Verbrennen von fossilen Kraftstoffen erzeugen.
  • Die meisten umweltfreundlichen Fahrzeugtechnologien, welche elektrische Energie verwenden, erzeugen eine Fahrzeugantriebsleistung durch Bereitstellen einer elektrischen Energie an einen Elektromotor, welche in einer Hochspannungsbatterie eines Fahrzeugs gespeichert ist.
  • Eine solche in umweltfreundlichen Fahrzeugen verwendete Motorantriebssteuerung benötigt einen Inverter zum Umwandeln einer von einer Batterie bereitgestellten Gleichstromleistung in eine zum Motorantrieb notwendige Multiphasenwechselstromleistung. Obwohl ein Verfahren zum Bereitstellen einer Multiphasenwechselstromleistung an einen Motor mittels eines einzelnen Inverters verwendet wurde, ist eine Forschung an einem Doppelinverter-Verfahren zum Bereitstellen einer Leistung an einen Elektromotor mittels zwei Invertern angelaufen.
  • Ein Inverter wandelt eine von einer Batterie angelegten Gleichstromspannung durch eine Pulsweitenmodulation um, um eine Wechselstromspannung durch Ein/Aus-Steuerschaltelemente zu erzeugen, und stellt die erzeugte Wechselstromspannung einem Elektromotor zum Antreiben des Elektromotors bereit. Wenn die Wechselstromspannung von den Invertern dem Elektromotor zugeführt wird, kann ein von dem Elektromotor verbrauchter Strom bei denselben Leistungsbedingungen reduziert werden, falls die Wechselstromspannung dem Elektromotor in 6 Schritten bereitgestellt wird. Eine 6-Stufige Spannungsversorgung an den Elektromotor kann eine Systemeffizienz und eine Kraftstoffeffizienz von umweltfreundlichen Fahrzeugen wie beispielsweise Elektrofahrzeugen/Hybrid-Fahrzeugen/Kraftstoffzellenfahrzeugen verbessern, welche mit dem Elektromotor ausgestattet sind, ebenso wie eine Leistung und eine Effizienz des Inverters und des Elektromotors erhöhen.
  • Entsprechend dem relevanten technischen Gebiet erfordert ein Doppelinverter-Steuerverfahren, welches zum Verbessern einer Leistungseffizienz eines Inverters und eines Elektromotors durch Steuern eines Doppelinverters über eine 6-Schrittsteuerung zum Anlegen einer Spannung an den Elektromotor in einem Motorbetriebssystem mittels des Doppelinverters geeignet ist.
  • Der in diesem Abschnitt beschriebene Gegenstand dient lediglich zur Verbesserung eines Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Art von Vorschlag angenommen werden, dass der Gegenstand den dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bildet.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelinverter-Steuerverfahren und in bestimmten Ausführungsformen ein Doppelinverter-Steuerverfahren, welches zum Verbessern einer Leistungseffizienz eines Inverters und eines Elektromotors durch Steuern eines Doppelinverters über eine 6-Schrittsteuerung zum Anlegen einer Spannung an den Elektromotor in einem Motorantriebssystem mittels des Doppelinverters geeignet ist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können oben beschriebene Probleme teilweise oder vollständig lösen.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Doppelinverter-Steuerverfahren zum Steuern eines ersten und eines zweiten Inverters mit gemeinsam mit einem Elektromotor verbundenen Ausgangsanschlüssen verwendet werden. Das Verfahren umfasst ein Vergleichen aller Spannungsbefehle zum Betreiben des Elektromotors mit der Größe einer gemeinsam an den ersten und den zweiten Inverter anliegenden Gleichstromspannung und ein Erzeugen eines ersten Spannungsbefehls mit Bezug zu einer Ausgabe des ersten Inverters und eines zweiten Spannungsbefehls mit Bezug zu einer Ausgabe des zweiten Inverters durch selektives Anwenden einer Hochverstärkung-Überspannung-Modulation (HOVM) in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn Größen von allen Spannungsbefehlen geringer als die Größe der Gleichstromspannung in dem Vergleichsschritt sind, kann eine HOVM zum Erzeugen von entweder dem ersten Spannungsbefehlen oder dem zweiten Spannungsbefehl angewendet werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls umfassen: eine erste Umwandlung einer Phasenverschiebung Aller Spannungsbefehle um einen vorbestimmten Winkel, ein Umwandeln der phasenverschobenen Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehlen und Umwandeln der Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle über eine Raumvektorpulsweitenmodulation; eine zweite Umwandlung zum Umwandeln der Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle d/q Achsen-Spannungsbefehle; ein Berechnen einer Verstärkung für eine Anwendung einer HOVM auf der Basis von Größen der d/q Achsen-Spannungsbefehle und der Größe der Gleichstromspannung; eine dritten Umwandlung zum Umwandeln der d/q Achsen-Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle und Umwandeln der Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation; Multiplizieren der durch die dritte Umwandlung umgewandelten Dreiphasen Spannungsanschlussbefehle mit der Verstärkung zum Erzeugen des ersten Spannungsbefehls; eine vierte Umwandlung zum Umwandeln des ersten Spannungsbefehls in einen d/q AchsenSpannungsbefehl; ein Phasenverschieben des durch die zweite Umwandlung umgewandelten d/q Achsen-Spannungsbefehls in eine Richtung, welche entgegengesetzt zu der Richtung des vorbestimmten Winkels ist; ein Umwandeln eines Werts, welcher durch Subtrahieren des durch die vierte Umwandlung umgewandelten d/q Achsenspannungsbefehls von dem verschobenen d/q Achsen-Spannungsbefehls in einen Dreiphasen-Phasenspannungsbefehl und Umwandeln des Dreiphasen-Phasenspannungsbefehls in einen Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehl durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation zum Erzeugen des zweiten Spannungsbefehls.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls weiter eine Abschlussgrößen-Übermodulation Abschlussgrößen-Übermodulation (Close Magnitude Overmodulation) zum Ändern der durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle in linear ausgegebene Spannungen mittels einer Abschlussgrößen-Übermodulation, wenn die durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle keine linearen Ausgangsspannungen (linear ausgegebene Spannungen) sind.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Abschlussgrößen-Übermodulation verursachen, dass ein Spannungsbereich, innerhalb welchem eine Gleichtaktspannung des ersten Inverters und des zweiten Inverters o wird, innerhalb eines Bereichs des um den vorbestimmten Winkel verschobenen Werts liegt.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls eine Abschlussgrößen-Übermodulation zum Ändern der durch die dritte Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle in lineare Ausgangsspannungen umfassen, wenn die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle keine linearen Ausgangsspannungen sind.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb eines Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters ausgeführt werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls ein Ändern von Werten umfassen, welche durch Multiplizieren der durch die dritte Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der Verstärkung erhalten sind, in lineare Ausgangsspannungen, wenn die Werte keine linearen Ausgangsspannungen sind.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls ein Ändern der multiplizierten Werte in lineare Ausgangsspannungen mittels einer Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb des Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters umfassen.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls ein Anwenden einer HOVM zum Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls umfassen, wenn die Größen aller Spannungsbefehle die Größe der Gleichstromspannung überschreiten
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls umfassen: ein erstes Verschieben zum Phasen-Verschieben aller Spannungsbefehle um einen vorbestimmten Winkel; ein erstes Umwandeln zum Umwandeln aller durch das erste Verschieben phasen-verschobenen Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle und ein Umwandeln der Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation; Berechnen einer ersten Verstärkung zum Anwenden einer HOVM auf der Basis der Größen aller durch das erste Verschieben phasen-verschobenen Spannungsbefehle und der Größe der Gleichstromspannung; ein Erzeugen des ersten Spannungsbefehls durch Multiplizieren der durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der ersten Verstärkung; ein zweites Verschieben zum Phasen-Verschieben aller Spannungsbefehle in einer Richtung, welche entgegengesetzt zu der Richtung des vorbestimmten Winkels ist; ein zweites Umwandeln zum Umwandeln aller durch die zweite Verschiebung phasen-verschobenen Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle und Umwandeln der Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation; Berechnen einer zweiten Verstärkung zum Anwenden einer HOVM auf der Basis der Größen aller durch die zweite Verschiebung phasen-verschobenen Spannungsbefehle und der Größe der Gleichstromspannung; und Erzeugen des zweiten Spannungsbefehls durch Multiplizieren der durch die zweite Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der zweiten Verstärkung.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls weiter ein Ändern der durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussbefehle in lineare Ausgangsspannungen mittels einer Abschlussgrößen-Übermodulation umfassen, wenn die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle keine linearen Ausgangsspannungen sind.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Übermodulation innerhalb des Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters ausgeführt werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls ein Ändern von Werten, welche durch Multiplizieren der durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der ersten Verstärkung, in lineare Ausgangsspannungen umfassen, wenn die Werte keine linearen Ausgangsspannungen sind.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls ein Ändern der multiplizierten Werte in lineare Ausgangsspannungen mittels einer Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb des Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters umfassen.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls ein Ändern der durch die zweite Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussbefehle in lineare Ausgangsspannungen mittels einer Abschlussgrößen-Übermodulation umfassen, wenn die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle keine linearen Ausgangsspannungen sind.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Übermodulation innerhalb eines Maximalspannungsbereichs des zweiten Inverters ausgeführt werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des zweiten Spannungsbefehls ein Ändern von Werten umfassen, welche durch Multiplizieren der durch die zweite Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der zweiten Verstärkung, in lineare Ausgangsspannungen umfassen, wenn die Werte keine linearen Ausgangsspannungen sind.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugen des zweiten Spannungsbefehls ein Ändern der multiplizierten Werte in lineare Ausgangsspannungen mittels einer Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb des Maximalspannungsbereichs des zweiten Inverters umfassen.
  • Entsprechend dem oben beschriebenen Doppelinverter-Steuerverfahren kann eine Inverterspannungsnutzung verbessert werden, um eine Leistung und eine Effizienz zu erhöhen, wodurch eine Kraftstoffeffizienz von umweltfreundlichen Fahrzeugen, welche das Steuerverfahren verwenden, beachtenswert verbessert wird.
  • Zusätzlich kann das Doppelinverter-Steuerverfahren durch Modifizieren lediglich eines Algorithmus in einem Hardwaredesign realisiert werden, was zu keiner zusätzlichen Kostenerhöhung aufgrund des Hinzufügens von Hardware führt.
  • Weiter führt das Doppelinverter-Steuerverfahren nicht zu einem Problem, mit Bezug zu einer Stromsteuerbarkeit eines Motors eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, welches das Steuerverfahren verwendet, da eine Spannungsnutzung während einer Stromsteuerung verbessert ist.
  • Darüber hinaus kann das Doppelinverter-Steuerverfahren einen Doppelinverter einfach steuern, während eine Gleichtaktspannung auf Null gehalten wird, wodurch eine Steuerbarkeit verbessert wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein vereinfachtes Schaltkreisdiagramm eines Doppelinvertersystems, bei welchem ein Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
    • 2 ist ein Blockdiagramm des gesamten Steuersystems, bei dem das Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
    • 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine erste Inverterspannungsbefehl-Erzeugungstechnik in dem Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 4 ist ein Flussdiagramm, welches eine zweite Inverterspannungsbefehl-Erzeugungstechnik bei dem Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Hochverstärkung-Erzeugungstechnik darstellt, welche in dem Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • 6 und 7 stellen Spannungsbegrenzungsbereiche einer Abschlussgrößen-Übermodulation dar, welche auf das in 5 gezeigte Doppelinverter-Steuerverfahren angewendet wird.
    • 8 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel darstellt, wobei die in den 3 und 4 gezeigten Inverterspannungsbefehl-Erzeugungstechniken angewendet werden.
  • Detailbeschreibung von beschreibenden Ausführungsformen
  • Eine Beschreibung von Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den beigefügten Figuren gegeben.
  • 1 ist ein vereinfachtes Schaltkreisdiagramm eines Doppelinvertersystems, bei welchem ein Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
  • Mit Bezug zu 1 kann das Invertersystem, bei welchem das Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, eine Gleichstromenergieversorgungseinheit 100 wie beispielsweise eine Batterie, einen Elektromotor 200 und zwei Inverter 300 und 400 zum Umwandeln der Gleichstromleistung der Gleichstromenergieversorgungseinheit 100 in eine Wechselstromleistung und zum Bereitstellen der Wechselstromleistung an den Elektromotor 200 umfassen.
  • Die zwei in 1 gezeigten Inverter 300 und 300 sind jeweils mit der Gleichstromenergieversorgungseinheit 100 über eine gemeinsame Gleichstromverbindung verbunden und sind mit einer Gleichstromleistung versorgt und können sechs Schaltelemente derart umfassen, dass zwei Schaltelemente pro Phase zugeordnet sind, um Dreiphasen-Spannung und -Strom dem Elektromotor bereitzustellen. Entsprechend kann das in 1 gezeigte Doppelinvertersystem den Elektromotor durch Steuern der in dem ersten Inverter 300 umfassten sechs Schaltelemente und der in dem zweiten Inverter 400 umfassten sechs Schaltelemente betreiben oder regenerieren.
  • 2 ist ein Blockdiagramm des gesamten Steuersystems, bei welchem das Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
  • In 2 weisen der Elektromotor 200, der erste Inverter 300 und der zweite Inverter 400 die in 1 gezeigten Konfigurationen auf.
  • Eine Strombefehlskarte 500 gibt einen Strombefehl IdqREF auf der Basis eines Drehmomentsbefehls und eines inversen Magnetflusswerts, eingegeben von einer externen übergeordneten Steuereinheit, aus. Die Strombefehlsausgabe von der Strombefehlskarte 500 kann ein d-Achsenstrombefehl und ein q-Achsenstrombefehl in einem stationären Rahmen sein.
  • Die Strombefehlskarte 500 kann durch vorheriges Mapping von Drehmomentsbefehlenn und inversen Magnetflusswerten, eingegeben darin, mit dazu zugehörenden Strombefehlen über ein experimentelles Verfahren oder ein theoretisches Verfahren erzeugt werden. Obwohl 2 zeigt, dass die Strombefehlskarte 500 einen zu einem Drehmomentsbefehl und einem inversen Magnetflusswert vorab gemappten Strombefehl auf der Basis des Drehmomentbefehls und des inversen Magnetflusswerts ausgibt, ist dies lediglich ein Beispiel und ein Strombefehl kann auf der Basis eines Eingabewerts in einer anderen Form ausgegeben werden. Weiter ist die Strombefehlskarte 500 ein beispielhaftes Verfahren zum Erzeugen eines Strombefehls und ein Strombefehl kann durch eine mathematische Berechnung anstelle der Karte ausgegeben werden.
  • Eine Stromsteuereinheit 600 empfängt einen d-Achsenstrom und einen q-Achsenstrom, welche durch eine Koordinatentransformation aller oder Teile von Dreiphasen-Strömen erhalten sind, welche durch einen an dem Ausgang des ersten Inverters vorgesehenen Stromsensor (nicht gezeigt) tatsächlich gemessen sind, und vergleicht den d-Achsenstrom und den q-Achsenstrom mit dem von der Strombefehlskarte 500 ausgegebenen Strombefehl. Die Stromsteuereinheit 600 vergleicht den d-Achsenstrombefehl und den q-Achsenstrombefehl, welche von der Strombefehlskarte 500 empfangen sind, mit einem tatsächlichen gemessenen d-Achsenstrom und einem q-Achsenstrom und erzeugt Spannungsbefehle unter Verwendung der Unterschiede dazwischen. Die Stromsteuereinheit 600 ist ausgebildet in der Art einer Proportional-Integral (PI) Steuereinheit und erzeugt einen d-Achsenspannungsbefehl und einen q-Achsenspannungsbefehl in einem stationären Rahmen.
  • Ein Inverterspannungsbefehlsgenerator 10 erzeugt Spannungsbefehle des ersten Inverters 300 und des zweiten Inverters 400 auf der Basis des d-Achsenspannungsbefehls und des q-Achsenspannungsbefehls, welche in der Stromsteuereinheit 600 erzeugt sind, und erzeugt PWM Signale für in den Invertern umfasste Schaltelemente, welche zu den Spannungsbefehlen der Inverter gehören, und gibt diese aus, um den ersten Inverter 300 und den zweiten Inverter 400 zu steuern.
  • Das Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch den Inverterspannungsbefehlsgenerator 10 umgesetzt.
  • Der Inverterspannungsbefehlsgenerator 10 kann in den 3 und 4 dargestellte Inverterspannungsbefehls-Erzeugungstechniken selektiv verwenden.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine erste Inverterspannungsbefehls-Erzeugungstechnik bei dem Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 4 ist ein Flussdiagramm, welches eine zweite Inverterspannungsbefehls-Erzeugungstechnik bei dem Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Mit Bezug zu 3 verschiebt die erste Inverterspannungsbefehls-Erzeugungstechnik, welche bei dem Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, d-Achsen und q-Achsenspannungsbefehle VdqRef, welche von der Stromsteuereinheit 600 eingegeben sind, für eine Abschlussgrößen-Übermodulation um -30 Grad (oder +30 Grad (S11), wandelt die Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle VabcRef (S12) um und wandelt dann die Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle VabcdnRef durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation um (S13).
  • Wenn die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle VabcnRef eine Spannung umfassen, welche nicht linear ausgegeben werden kann, wird die Spannung in eine Spannung geändert, welche linear ausgegeben werden kann, durch eine Abschlussgrößen-Übermodulation (S14). Eine Abschlussgrößen-Übermodulation bezeichnet ein Verfahren zum Einstellen eines neuen Spannungsbefehlsvektors derart, dass eine Größendifferenz von einem Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehlsvektor reduziert wird. Eine detaillierte Beschreibung einer Abschlussgrößen-Übermodulation wird ausgelassen, da dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Hierbei muss ein Spannungsbereich, wenn eine Abschlussgrößen-Übermodulation (S14) angewendet wird, innerhalb eines um -30 Grad (oder +30 Grad) von dem Spannungsbereich verschobenen Bereich sein, innerhalb welchem die Gleichtaktspannung des ersten Inverters 300 und des zweiten Inverters 400 o wird.
  • Die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle, welche in Schritt S14 einer Abschlussgrößen-Übermodulation ausgesetzt sind, werden in d/q-Achsenspannungsbefehle umgewandelt (S15).
  • Folglich werden die in dem Schritt S15 erzeugten d/q-Achsenspannungsbefehle in Dreiphasen-Spannungsbefehle umgewandelt (S16), wird eine Raumvektorpulsweitenmodulation an den Dreiphasen-Spannungsbefehlen ausgeführt (S17) und wird dann eine Abschlussgrößen-Übermodulation daran ausgeführt. Eine Verstärkungsberechnung wird von einer Hochverstärkungsberechnungseinheit für eine Hochverstärkung-Überspannung-Modulation (HOVM) unter Verwendung der in dem Schritt S15 erzeugten d/q-Achsenspannungsbefehle ausgeführt (S19) .
  • Hierbei ist ein Spannungsbereich einer Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb eines Bereichs einer Maximalspannung, welche von dem ersten Inverter 300 ausgegeben werden kann.
  • Falls eine Spannung, welche nicht linear ausgegeben werden kann, erzeugt wird, wenn die durch eine in Schritt S18 ausgeführte Abschlussgrößen-Übermodulation erzeugten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit dem Ausgang der Hochverstärkungsberechnungseinheit multipliziert werden (S20), wird die Spannung in eine Spannung geändert, welche linear ausgegeben werden kann, unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation (S21) und werden die geänderten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle als finale Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle zum Steuern der Schaltelemente des ersten Inverters 300 ausgegeben (S22).
  • Die in dem Schritt S21 erzeugten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle werden in d/q-Achsenspannungsbefehle Vdqinv2Res durch eine Transformation umgewandelt und von einem Wert subtrahiert, welcher durch Verschieben der in dem Schritt S15 um +30 Grad (oder -30 Grad) erzeugt ist (Verschieben in einer Richtung entgegengesetzt zu der Verschiebungsrichtung von Schritt S11) (S23) in Schritt S25.
  • Da die in dem Schritt S25 durch eine Subtraktion erzeugten Spannungsbefehle zu d/q-Achsenspannungsbefehlen des zweiten Inverters 400 gehören, werden die Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle umgewandelt (S26), in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation (S27) transformiert und als eine Pulsweitenmodulationsausgabe des zweiten Inverters 400 bereitgestellt (S28).
  • Bei dem in 3 dargestellten Inverterspannungsbefehls-Erzeugungsprozess kann eine Hochverstärkungsberechnung in dem Schritt S19 wie in 5 dargestellt ausgeführt werden.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, welches eine hohe Verstärkungserzeugungstechnik darstellt, welche bei dem Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Wie in 5 dargestellt, kann der Hochverstärkungserzeugungsschritt S19 die Größe |VdqREF_LPF| eines d-Achsen/q-Achsenspannungsbefehls annehmen, welcher zu dem Ausgangswert der Stromsteuereinheit 600 gehört, eine Differenz VmagErr zwischen der Größe |VpqREF_LPF| des d-Achsen/q-Achsenspannungsbefehls und eines durch Dividieren einer Invertereingangsspannung Vdc_LPF durch die Quadratwurzel von 3 erhaltenen Werts berechnen (S51) und dann eine Hochverstärkung aus dem Fehlerwert VmagErr erhalten, welche in dem Schritt S51 berechnet ist, durch einen Integrator. Die auf diese Weise berechnete Hochverstärkung wird mit den Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehlswerten multipliziert, welche in dem Schritt S18 einer Abschlussgrößen-Übermodulation ausgesetzt wurden, durch den Schritt S42 und das Multiplikationsergebnis wird einer Abschlussgrößen-Übermodulation (S21) ausgesetzt und als eine Pulsweitenmodulationsausgabe des ersten Inverters 300 bereitgestellt.
  • Die 6 und 7 stellen Spannungsbeschränkungsbereiche einer Abschlussgrößen-Übermodulation dar, angewendet bei dem in 5 gezeigten Doppelinverter-Steuerverfahren. Insbesondere zeigt 6 einen Spannungsbegrenzungsbereich einer in dem Schritt S14 aus 5 angewendeten Abschlussgrößen-Übermodulation. In diesem Fall ist ein Spannungsbereich auf den Bereich beschränkt, welcher durch „A“ angegeben ist, unter Berücksichtigung von Spannungsvektoren der zwei Inverter 300 und 400. 7 zeigt einen Spannungsbegrenzungsbereich einer in den Schritten S18 und S21 angewendeten Abschlussgrößen-Übermodulation. In diesem Fall ist ein Spannungsbereich auf den Bereich beschränkt, welche durch „B“ angegeben ist, unter Berücksichtigung der Spannungsvektoren des ersten Inverters 300.
  • Mit Bezug zu 4 steuert eine andere Inverterspannungsbefehls-Erzeugungstechnik, welche bei dem Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, den ersten Inverter 300 und den zweiten Inverter 400 durch HOVM.
  • Für eine Pulsweitenmodulationsausgabe des ersten Inverters 300 werden d-Achsen und q-Achsenspannungsbefehle VbqRef, eingegeben von der Stromsteuereinheit 600, um -30 Grad (oder +30 Grad) verschoben (S31), in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle VabcsRef umgewandelt (S32) und dann in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle VabcnRef durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation umgewandelt (S33). Falls die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle VabcnRef eine Spannung umfassen, welche nicht linear in dem Schritt S33 ausgegeben werden kann, wird die Spannung in eine Spannung geändert, welche linear ausgegeben werden kann, unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation (S34).
  • Eine Verstärkungsberechnung wird durch eine Hochverstärkungsberechnungseinheit für eine HOVM unter Verwendung der in dem Schritt S31 erzeugten d/q-Achsenspannungsbefehle ausgeführt (S35). Eine Verstärkungsberechnung durch die Hochverstärkungsberechnungseinheit kann im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie mit Bezug zu 5 beschrieben, ausgeführt werden, um eine Verstärkung für eine HOVM zu berechnen, auf der Basis von Größen der phasen-verschobenen Spannungsbefehle und der Größe der Gleichstromspannung. Falls eine Spannung, welche nicht linear ausgegeben werden kann, erzeugt wird, wenn die durch eine in Schritt S18 ausgeführte Abschlussgrößen-Übermodulation erzeugten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der Ausgabe der Hochverstärkungsberechnungseinheit multipliziert wird (S36), wird die Spannung in eine Spannung geändert, welche linear ausgegeben werden kann, unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation (S37) und werden als finale Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle zum Steuern der Schaltelemente des ersten Inverters 300 für eine Pulsweitenmodulation mit Bezug zu dem ersten Inverter ausgegeben (S38).
  • Hier muss eine Abschlussgrößen-Übermodulation in den Schritten S34 und S37 innerhalb des Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters 300 ausgeführt werden.
  • Für eine Pulsweitenmodulationsausgabe des zweiten Inverters 400, ähnlich zu dem Verfahren zum Erzeugen einer Pulsweitenmodulationsausgabe des ersten Inverters 300, werden von der Stromsteuereinheit 600 eingegebene d-Achsen und q-Achsenspannungsbefehle VdqRef um -30 Grad (oder +30 Grad) verschoben (S39), in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle VabcsRef umgewandelt (S40) und dann in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle VabcnRes durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation umgewandelt (S41). Falls die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle VabcnRef eine Spannung umfassen, welche nicht linear in dem Schritt S41 ausgegeben werden kann, wird die Spannung in eine Spannung geändert, welche linear ausgegeben werden kann, unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation (S42).
  • Eine Verstärkungsberechnung wird durch eine Hochverstärkungsberechnungseinheit für eine HOVM unter Verwendung der in dem Schritt S39 erzeugten d/q-Achsenspannungsbefehle ausgeführt (S43). Eine Verstärkungsberechnung durch die Hochverstärkungsberechnungseinheit ist im Wesentlichen dieselbe wie die mit Bezug zu 5 beschriebene Verstärkungsberechnung. Falls eine Spannung, welche nicht linear ausgegeben werden kann, erzeugt wird, wenn die durch eine in dem Schritt S42 ausgeführte Abschlussgrößen-Übermodulation erzeugten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der Ausgabe der Hochverstärkungsberechnungseinheit multipliziert werden (S43), wird die Spannung in eine Spannung geändert, welche linear ausgegeben werden kann, unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation (S45) und als finale Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle zum Steuern der Schaltelemente des zweiten Inverters 400 für eine Pulsweitenmodulation mit Bezug zu dem zweiten Inverter ausgegeben (S46).
  • Hier muss eine Abschlussgrößen-Übermodulation in den Schritten S42 und S45 innerhalb des Maximalspannungsbereichs des zweiten Inverters 400 ausgeführt werden.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel darstellt, wobei die in den 3 und 4 gezeigten Inverterspannungsbefehls-Erzeugungstechniken angewendet werden.
  • Wie in 8 dargestellt, kann bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Inverterspannungsbefehlsgenerator die in 3 dargestellte Inverterspannungsbefehls-Erzeugungstechnik verwenden, welche die Größe eines Eingangsspannungsbefehlsvektors mit der Größe Vdc einer den Invertern 300 und 400 von der Gleichstromenergieversorgungseinheit (Batterie) 100 zugeführten Gleichstrombusspannung vergleicht (S61), eine HOVM auf einen Prozess zum Erzeugen eines Pulsweitenmodulationssignals des ersten Inverters 300 anwendet, wenn die Größe des Spannungsbefehlsvektors geringer als die Größe Vdc der Gleichstromspannung ist (S62), und ein Pulsweitenmodulationssignal des zweiten Inverters 400 durch Subtrahieren eines zum Steuern des ersten Inverters verwendeten Spannungsbefehls von allen Spannungsbefehlen ableitet (S63).
  • Falls die Größe des Spannungsbefehlsvektors die Größe Vdc der Gleichstromspannung in Schritt S61 überschreitet, kann die Inverterspannungsbefehls-Erzeugungstechnik aus 4 verwendet werden, welche die Pulsweitenmodulationssignale des ersten Inverters 300 und des zweiten Inverters 400 unter Verwendung einer HOVM erzeugt.
  • Die Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche oben beschrieben sind, können eine Leistung und eine Effizienz durch Erhöhen einer Inverterspannungsnutzung verbessern, wodurch eine Kraftstoffeffizienz erhöht wird.
  • Weiter können die Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch Modifizieren lediglich eines Algorithmus in einem Hardwaredesign umgesetzt werden, was dazu führt, dass keine zusätzliche Kostenerhöhung aufgrund eines Hinzufügens von Hardware verursacht wird.
  • Zusätzlich können die Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Spannungsnutzung erhöhen, während eine Stromsteuerung ausgeführt wird, und verursacht somit kein Problem bei einer Stromsteuerbarkeit von Antriebselektromotoren bei umweltfreundlichen Fahrzeugen, bei welchen die Steuerverfahren angewendet werden.
  • Darüber hinaus können die Doppelinverter-Steuerverfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Inverter steuern, während eine Gleichtaktspannung auf Null gehalten wird, was eine Steuerbarkeit verbessert.
  • Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu darstellenden Zwecken beschrieben wurden, versteht der Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich und dem Geiste Erfindung abzuweichen, wie dieser in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist.

Claims (19)

  1. Ein Verfahren zum Steuern eines ersten und zweiten Inverters mit gemeinsam mit einem Elektromotor verbundenen Ausgangsanschlüssen, wobei das Verfahren umfasst: Vergleichen aller Spannungsbefehle zum Betreiben des Elektromotors mit der Größe einer gemeinsam an den ersten und zweiten Inverter anliegenden Gleichstromspannung; und Erzeugen eines ersten Spannungsbefehls mit Bezug zu einer Ausgabe des ersten Inverters und eines zweiten Spannungsbefehls mit Bezug zu einer Ausgabe des zweiten Inverters durch selektives Anlegen einer Hochverstärkung-Überspannung-Modulation (HOVM) in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichens.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei, wenn Größen aller Spannungsbefehle niedriger als die Größe der Gleichstromspannung in dem Vergleichsschritt sind, wird eine HOVM angewendet, um den ersten Spannungsbefehl und den zweiten Spannungsbefehl zu erzeugen.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei ein Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls umfasst: Ausführen einer ersten Umwandlung zum Phasen-Verschieben aller Spannungsbefehle um einen vorbestimmten Winkel, zum Umwandeln der phasen-verschobenen Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle und zum Umwandeln der Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation; Ausführen einer zweiten Umwandlung zum Umwandeln der Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle in d/q-Achsenspannungsbefehle; Berechnen einer Verstärkung zum Anwenden einer HOVM basierend auf Größen der d/q-Achsenspannungsbefehle und der Größe der Gleichstromspannung; Ausführen einer dritten Umwandlung zum Umwandeln der d/q-Achsenspannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle und zum Umwandeln der Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation; Multiplizieren der durch die dritte Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der Verstärkung, um den ersten Spannungsbefehl zu erzeugen; Ausführen einer vierten Umwandlung zum Umwandeln des ersten Spannungsbefehls in einen d/q-Achsenspannungsbefehl; Phasen-Verschieben des durch die zweite Umwandlung umgewandelten d/q-Achsenspannungsbefehls in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des vorbestimmten Winkels; und Umwandeln eines Werts, welcher durch Subtrahieren des durch die vierte Umwandlung umgewandelten d/q-Achsenspannungsbefehls von dem verschobenen d/q-Achsenspannungsbefehl erzeugt ist, in einen Dreiphasen-Phasenspannungsbefehl und Umwandeln des Dreiphasen-Phasenspannungsbefehls in einen Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehl durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation, um den zweiten Spannungsbefehl zu erzeugen.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls weiter ein Ausführen einer Abschlussgrößen-Übermodulation umfasst, um die durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle in linear ausgegebene Spannungen unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation zu ändern, wenn die durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle nicht linear ausgegebene Spannungen sind.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Abschlussgrößen-Übermodulation verursacht, dass ein Spannungsbereich, innerhalb welchem eine Gleichtaktspannung des ersten Wertes und des zweiten Inverters im Wesentlichen gleich o wird, innerhalb eines Bereichs des um den vorbestimmten Winkel verschobenen Werts liegt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls ein Ausführen einer Abschlussgrößen-Übermodulation umfasst, um die durch die dritte Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle in linear ausgegebene Spannungen zu ändern, wenn die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle keine linear ausgegebenen Spannungen sind.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb eines Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters ausgeführt wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls ein Ändern von Werten, welche durch Multiplizieren der durch die dritte Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der Verstärkung erhalten sind, in linear ausgegebene Spannungen umfasst, wenn die Werte keine linear ausgegebenen Spannungen sind.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls ein Ändern der multiplizierten Werte in linear ausgegebene Spannungen unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb eines Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters umfasst.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls ein Anwenden einer HOVM umfasst, um den ersten Spannungsbefehl und den zweiten Spannungsbefehl zu erzeugen, wenn die Größen aller Spannungsbefehle die Größe der Gleichstromspannung überschreitet.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls umfasst: Ausführen einer ersten Verschiebung zum Phasen-Verschieben aller Spannungsbefehle um einen vorbestimmten Winkel; Ausführen einer ersten Umwandlung zum Umwandeln aller durch das erste Verschieben phasen-verschobenen Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle und zum Umwandeln der Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation; Berechnen einer ersten Verstärkung zum Anwenden einer HOVM basierend auf den Größen aller durch die erste Verschiebung phasen-verschobenen Spannungsbefehle und der Größe der Gleichstromspannung; Erzeugen des ersten Spannungsbefehls durch Multiplizieren der durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der ersten Verstärkung; Ausführen eines zweiten Verschiebens zum Phasen-Verschieben aller Spannungsbefehle in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des vorbestimmten Winkels; Ausführen einer zweiten Umwandlung zum Umwandeln aller durch die zweite Verschiebung phasen-verschobenen Spannungsbefehle in Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle und zum Umwandeln der Dreiphasen-Phasenspannungsbefehle in Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle durch eine Raumvektorpulsweitenmodulation; Berechnen einer zweiten Verstärkung für ein Anwenden einer HOVM basierend auf den Größen aller durch die zweite Verschiebung phasen-verschobenen Spannungsbefehle und der Größe der Gleichstromspannung; und Erzeugen des zweiten Spannungsbefehls durch Multiplizieren der durch die zweite Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der zweiten Verstärkung.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls weiter ein Ändern der durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle in linear ausgegebene Spannungen unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation umfasst, wenn die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle keine linear ausgegebenen Spannungen sind.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Übermodulation innerhalb eines Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters ausgeführt wird.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls ein Ändern von Werten, welche durch Multiplizieren der durch die erste Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der ersten Verstärkung erhalten sind, in linear ausgegebene Spannungen umfasst, wenn die Werte keine lineare ausgegebenen Spannungen sind.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls ein Ändern der multiplizierten Werte in linear ausgegebene Spannungen unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb eines Maximalspannungsbereichs des ersten Inverters umfasst.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Erzeugen des ersten Spannungsbefehls und des zweiten Spannungsbefehls ein Ändern der durch die zweite Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle in linear ausgegebene Spannungen unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation umfasst, wenn die Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle keine linear ausgegebenen Spannungen sind.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Übermodulation innerhalb eines Maximalspannungsbereichs des zweiten Inverters ausgeführt wird.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Erzeugen des zweiten Spannungsbefehls ein Ändern von Werten, welche durch Multiplizieren der durch die zweite Umwandlung umgewandelten Dreiphasen-Anschlussspannungsbefehle mit der zweiten Verstärkung erhalten sind, in linear ausgegebene Spannungen umfasst, wenn die Werte keine linear ausgegebenen Spannungen sind.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Erzeugen des zweiten Spannungsbefehls ein Ändern der multiplizierten Werte in linear ausgegebene Spannungen unter Verwendung einer Abschlussgrößen-Übermodulation innerhalb eines Maximalspannungsbereichs des zweiten Inverters umfasst.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7040192B2 (ja) * 2018-03-22 2022-03-23 株式会社デンソー 電動機駆動装置
JP7048429B2 (ja) * 2018-06-18 2022-04-05 株式会社Soken 電動機駆動システム
KR102659245B1 (ko) * 2018-11-02 2024-04-22 현대자동차주식회사 차량용 인버터 시스템
CN110957757B (zh) * 2019-10-31 2022-08-12 合肥工业大学 独立直流母线开绕组双逆变器光伏发电系统的控制方法
KR20210090908A (ko) * 2020-01-13 2021-07-21 엘지전자 주식회사 모터어셈블리 및 모터어셈블리의 제어방법
WO2022054199A1 (ja) * 2020-09-10 2022-03-17 東芝キヤリア株式会社 オープン巻線モータ駆動装置
KR20230013947A (ko) * 2021-07-20 2023-01-27 현대자동차주식회사 모터 구동 장치
KR20230078259A (ko) * 2021-11-26 2023-06-02 현대자동차주식회사 모터 구동 장치
KR20230169643A (ko) 2022-06-09 2023-12-18 현대자동차주식회사 모터 구동 장치
KR20240018936A (ko) 2022-08-03 2024-02-14 현대자동차주식회사 파워 모듈

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05219754A (ja) * 1992-02-06 1993-08-27 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP3972124B2 (ja) * 2002-07-10 2007-09-05 株式会社日立製作所 同期電動機の速度制御装置
JP2007159368A (ja) 2005-12-08 2007-06-21 Toyota Motor Corp モータ駆動システムの制御装置
JP5109290B2 (ja) * 2006-05-30 2012-12-26 トヨタ自動車株式会社 電動機駆動制御システムおよびその制御方法
JP2008005625A (ja) * 2006-06-22 2008-01-10 Toyota Motor Corp 電圧変換装置およびそれを備えた車両
JP5002343B2 (ja) 2007-06-18 2012-08-15 株式会社豊田中央研究所 交流電動機の駆動制御装置
US7847437B2 (en) * 2007-07-30 2010-12-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Efficient operating point for double-ended inverter system
US8102142B2 (en) * 2007-07-30 2012-01-24 GM Global Technology Operations LLC Double ended inverter system for a vehicle having two energy sources that exhibit different operating characteristics
US7800331B2 (en) * 2007-11-27 2010-09-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and system for operating an electric motor coupled to multiple power supplies
JP4906836B2 (ja) * 2008-04-07 2012-03-28 三菱電機株式会社 電動機駆動装置および冷凍空気調和装置ならびに電動機駆動方法
JP2010068653A (ja) 2008-09-11 2010-03-25 Sanyo Electric Co Ltd インバータ制御装置及びモータ駆動システム
US8742712B2 (en) * 2011-01-26 2014-06-03 GM Global Technology Operations LLC Methods, systems and apparatus for controlling third harmonic voltage when operating a multi-phase machine in an overmodulation region
KR20150031828A (ko) * 2013-09-17 2015-03-25 삼성전자주식회사 이중 인버터 시스템 및 그 제어 방법
US9537427B2 (en) * 2014-05-30 2017-01-03 Hamilton Sundstrand Corporation Pulse-width modulation control of paralleled inverters
KR101583951B1 (ko) * 2014-07-02 2016-01-08 현대자동차주식회사 친환경 차량용 인버터의 전압이용율 향상 제어 장치 및 방법
KR101601444B1 (ko) 2014-07-04 2016-03-21 현대자동차주식회사 모터 구동 시스템의 인버터 6-스텝 제어 장치 및 방법
JP2016048997A (ja) * 2014-08-28 2016-04-07 株式会社明電舎 電力変換装置の制御方法とその装置

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