DE112018008158T5 - Steuerung für eine wechselstrombetriebene elektrische Maschine - Google Patents

Abstract

Es wird eine Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine bereitgestellt, die den Fehler des tatsächlichen Ein-Tastgrades in Bezug auf den Soll-Ein-Tastgrad, der aus der Steuerspannung berechnet wird, mit guter Genauigkeit kompensieren kann, und zwar mit einer einfachen Schaltungskonfiguration. Eine Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine (1) detektiert einen tatsächlichen Ein-Tastgrad (Dr) des Schaltelements basierend auf dem Detektionswert des Mittelpunktpotentials, welches das Potential des Verbindungsknotens der Reihenschaltung in der Reihenschaltung ist; berechnet einen Ein-Tastgradfehler (ADer) basierend auf der Differenz zwischen dem Soll-Ein-Tastgrad (Do) und dem tatsächlichen Ein-Tastgrad (Dr); und korrigiert den Spannungsbefehl oder den Soll-Ein-Tastgrad (Do) basierend auf dem Ein-Tastgradfehler (ADer).

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerung für eine wechselstrombetriebene (AC-betriebene, da AC für Wechselstrom steht) elektrische Maschine.
• STAND DER TECHNIK
• Ein Fahrzeug mit Elektromotor, wie z. B. ein Elektrofahrzeug und ein Hybridfahrzeug, weist eine wechselstrombetriebene (AC-betriebene) elektrische Maschine als eine Antriebsquelle des Fahrzeugs auf. Ein Wechselrichter wandelt die von der Gleichstromleistungsquelle (DC-Leistungsquelle, da DC für Gleichstrom steht) bereitgestellte Gleichstromleistung (DC-Leistung) in Wechselstromleistung (AC-Leistung) um und versorgt die AC-betriebene rotierende elektrische Maschine. Der Wechselrichter ist mit Schaltelementen, wie z. B. MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Fieldeffekttransistor), bereitgestellt.
• Ein Schaltelement hat gewöhnlich eine Zeitverzögerung von Einschaltverzögerung und Ausschaltverzögerung. Wenn daher das Ein- und Ausschalten des Positive-Elektrode-Schaltelements und des Negative-Elektrode-Schaltelements gleichzeitig durchgeführt wird, kann es zu einem Kurzschluss des Positive-Elektrode-Schaltelements und des Negative-Elektrode-Schaltelements kommen. Um diesen Kurzschluss zu verhindern, wird zwischen der Einschaltperiode des Positive-Elektrode-Schaltelements und der Einschaltperiode des Negative-Elektrode-Schaltelements eine Totzeit vorgesehen, in der beide Schaltelemente ausgeschaltet sind. Ist die Totzeit vorgesehen, tritt ein Fehler im tatsächlichen Ein-Tastgrad (bzw. Ein-Aussteuergrad; engl. „on-duty“) in Bezug auf dem aus dem Spannungsbefehl berechneten Soll-Ein-Tastgrad (bzw. Soll-Ein-Aussteuergrad; engl. „command on-duty“) des Schaltelements auf.
• In der in PLT 1 offenbarten Technologie wird zur Kompensation des Einschaltfehlers aufgrund der Totzeit die Kompensation der Totzeit durch die Vorwärtssteuerung durchgeführt, die den Referenzmodellkreis des Stromregelkreises und den Stromsollwert verwendet.
• In der in PLT 2 offenbarten Technologie wird die Korrekturbefehlsspannung auf der Grundlage des Tastgrad-Befehlswerts berechnet, die Detektionsspannung wird auf der Grundlage der Anschlussspannung der Wicklung geschätzt, die Verlustspannung aufgrund der Totzeit wird aus der Differenz geschätzt, und die Totzeitkompensation wird durch Rückkopplung des Totzeitkompensationswertes zu den dq-Achsenstrombefehlswerten durchgeführt.
• ZITATLISTE
• Patentliteratur
• PLT 1: JP 4681453 B
• PLT 2: JP 6319532 B
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Technische Aufgabe
• Bei der Technologie von PLT 1 ist es jedoch notwendig, den Schwellenwert der Referenzmodellschaltung zu bestimmen. Um die Kompensationsgenauigkeit zu verbessern, ist es erforderlich, den Schwellenwert unter verschiedenen Bedingungen zu wechseln, und es besteht das Problem, dass Tuningarbeiten mit der realen Maschine erforderlich sind.
• In der Technologie von PLT 2 ist die Spannungsdetektionsschaltung erforderlich, um die Detektionsspannung basierend auf der Anschlussspannung des Motors zu schätzen. Um die Erkennungsgenauigkeit zu gewährleisten, ist auch eine Filterschaltung zur Eliminierung von Fremdgeräuschen erforderlich, und es besteht das Problem, dass die Schaltung sehr groß wird. Darüber hinaus besteht das Problem, dass der Rechenaufwand für die Schätzung der Detektionsspannung und die Schätzung der Verlustspannung zunimmt.
• Daher ist es wünschenswert, eine Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, die den Fehler des tatsächlichen Ein-Tastgrads in Bezug auf den aus der Steuerspannung berechneten Soll-Ein-Tastgrad mit guter Genauigkeit kompensieren kann, und zwar mit einer einfachen Schaltungskonfiguration.
• Lösung der Aufgabe
• Eine Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine, die eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine steuert, die mit n-phasigen Wicklungen bereitgestellt wird (n ist eine natürliche Zahl von größer oder gleich zwei), wobei die Steuerung für die AC-betriebene rotierende elektrische Maschine umfasst:
• einen Wechselrichter, der mit den n Sätzen einer Reihenschaltung bereitgestellt wird, wobei ein Positive-Elektrode-Schaltelement, das mit der positiven Elektrodenseite einer DC-Leistungsquelle verbunden ist, und ein Negative-Elektrode-Schaltelement, das mit der negativen Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle verbunden ist, in Reihe geschaltet sind, und wobei ein Verbindungsknoten der Reihenschaltung mit der Wicklung der entsprechenden Phase verbunden ist, die der jeweiligen Phase der n-Phase entspricht;
• eine Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung, die ein Mittelpunktpotential detektiert, das ein Potential des Verbindungsknotens der Reihenschaltung in der Reihenschaltung jeder Phase ist; und
• eine Steuerschaltung, die das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente steuert, basierend auf aus Spannungsbefehlen berechneten Soll-Ein-Tastgraden, oder den Spannungsbefehlen,
• wobei die Steuerschaltung einen tatsächlichen Ein-Tastgrad des Schaltelements detektiert, basierend auf einem Detektionswert des Mittelpunktpotentials,
• einen Ein-Tastgradfehler basierend auf einer Differenz zwischen dem Soll-Ein-Tastgrad und dem tatsächlichen Ein-Tastgrad berechnet, und
• den Spannungsbefehl oder den Befehl Einschaltdauer basierend auf dem Einschaltfehler.
• Vorteile der Erfindung
• Gemäß der Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine der vorliegenden Offenbarung kann basierend auf dem Detektionswert des Mittelpunktpotentials der tatsächliche Ein-Tastgrad detektiert und der Ein-Tastgradfehler berechnet werden. Durch Korrektur des Spannungsbefehls oder des Soll-Ein-Tastgrads basierend auf dem Ein-Tastgradfehler kann dann das Schaltelement als Befehl ein- oder ausgeschaltet werden, und die Regelgenauigkeit der an die Wicklung angelegten Spannung kann verbessert werden. Da der Detektionswert des Mittelpunktpotentials durch die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung verwendet wird, kann der Ein-Tastgradfehler durch eine einfache Schaltungskonfiguration detektiert werden.
• Figurenliste
• 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der AC-betriebene rotierende elektrischen Maschine und der Steuerung für die AC-betriebene rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 1;
• 2 ist ein Blockdiagramm der Steuerschaltung gemäß Ausführungsform 1;
• 3 ist ein Hardware-Konfigurationsdiagramm der Steuerschaltung gemäß Ausführungsform 1;
• 4 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines Steuerungsverhaltens gemäß Ausführungsform 1;
• 5 ist ein Schaubild zur Erläuterung von positiv/negativ des Wicklungsstroms und des Ein/Aus des Schaltelements während des Zeitraums der Totzeit gemäß Ausführungsform 1;
• 6 ist eine Figur zur Erläuterung der Beziehungscharakteristik zwischen dem Wicklungsstrom und dem Ein-Tastgradfehler gemäß Ausführungsform 1;
• 7 ist eine Figur zur Erläuterung des Lernens der Tastgradfehler-Charakteristik gemäß Ausführungsform 1;
• 8 ist eine Figur zur Erläuterung der Korrekturkoeffizientencharakteristik gemäß Ausführungsform 1;
• 9 ist eine Figur zur Erläuterung des Lernerlaubnisbereichs gemäß Ausführungsform 1;
• 10 ist ein Blockdiagramm der Steuerschaltung gemäß Ausführungsform 2;
• 11 ist eine Figur zur Erläuterung der Einstellung der Zeiteinteilung gemäß Ausführungsform 4; und
• 12 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Einstellung der Zeiteinteilung gemäß Ausführungsform 4.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Ausführungsform 1
• Eine Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine (im Folgenden einfach als Steuerung 1 bezeichnet) gemäß Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der AC-betriebenen rotierenden elektrischen Maschine 2 und der Steuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
• AC-betriebene rotierende elektrische Maschine
• Die AC-betriebene rotierende elektrische Maschine 2 ist mit n-phasigen Wicklungen bereitgestellt (n ist eine natürliche Zahl von größer oder gleich zwei). In der vorliegenden Ausführungsform ist die AC-betriebene rotierende elektrische Maschine 2 eine synchrone AC-betriebene rotierende elektrische Maschine mit Permanentmagneten und ist mit einem Stator mit den n-phasigen Wicklungen und einem Rotor mit Permanentmagneten bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist n = 3, und sie ist dreiphasig aus U-Phase, V-Phase und W-Phase. Der Stator ist mit dreiphasigen Wicklungen Cu, Cv, Cw bereitgestellt. Die Dreiphasenwicklungen Cu, Cv, Cw sind in Sternschaltung angeschlossen. Die dreiphasigen Wicklungen können in Dreieckschaltung angeschlossen werden.
• Die AC-betriebene rotierende elektrische Maschine 2 ist mit einem Rotationssensor 16 bereitgestellt, der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des Rotors ausgibt. Der Rotationssensor 16 ist ein Hall-Element, ein Encoder oder ein Resolver. Ein Ausgangssignal des Rotationssensors 16 wird in die Steuerschaltung 30 eingespeist.
• Steuerung 1
• Die Steuerung 1 ist mit einem Wechselrichter 20, einer Quellenspannungsdetektionsschaltung 13, einer Stromdetektionsschaltung 17, einer Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18, einer Gate-Treiberschaltung 12, einer redundanten dreiphasigen Kurzschlussschaltung 19 und einer Steuerschaltung 30 bereitgestellt.
• Wechselrichter und dergleichen
• Der Wechselrichter 20 ist mit einer Vielzahl von Schaltelementen bereitgestellt und führt eine DC/AC-Wandlung zwischen einer DC-Leistungsquelle 10 und den dreiphasigen Wicklungen durch. Der Wechselrichter 20 ist mit drei Sätzen einer Reihenschaltung (Schenkel) bereitgestellt, bei der ein mit der positiven Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 verbundenes Positive-Elektrode-Schaltelement 23H (oberer Arm) und ein mit der negativen Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 verbundenes Negative-Elektrode-Schaltelement 23L (unterer Arm) in Reihe geschaltet sind, entsprechend der jeweiligen Phase der Dreiphasenwicklungen. Der Wechselrichter 20 ist mit insgesamt sechs Schaltelementen der drei Positive-Elektrodenseite-Schaltelemente 23H und der drei Negative-Elektrodenseite-Schaltelemente 23L bereitgestellt. Dann wird ein Verbindungsknoten, an dem das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement 23H und das Negative-Elektrodenseite-Schaltelement 23L in Reihe geschaltet sind, mit der Wicklung der entsprechenden Phase verbunden.
• Insbesondere ist in jeder Phase der Reihenschaltung der Kollektoranschluss des Positive-Elektrode-Schaltelements 23H mit dem positiven elektrodenseitigen Draht 14 verbunden, der Emitteranschluss des Positive-Elektrode-Schaltelements 23H ist mit dem Kollektoranschluss des Negative-Elektrode-Schaltelements 23L verbunden, und der Emitteranschluss des Negative-Elektrode-Schaltelements 23L ist mit dem negativen elektrodenseitigen elektrischen Draht 15 verbunden. Der Verbindungsknoten zwischen dem positivpolseitigen Schaltelement 23H und dem negativpolseitigen Schaltelement 23L ist mit der Wicklung der entsprechenden Phase verbunden.
• Als Schaltelement wird ein Schaltelement verwendet, das die Funktion einer invers parallel geschalteten Diode hat. Beispielsweise wird ein IGBT (Isoliertes Gate BipolarTransistor), bei dem eine Diode 22 invers parallel geschaltet ist, ein MOSFET (Metalloxidhalbleiter Feldeffekttransistor), bei dem eine parasitäre Diode invers parallel geschaltet ist, oder ähnliches verwendet.
• <Gate-Treiberschaltung 12>
• Die Gate-Treiberschaltung 12 steuert das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente. Die Gate-Treiberschaltung 12 ist mit einem Gate-Anschluss jedes Schaltelements über einen redundanten dreiphasigen Kurzschluss 19 verbunden. Die Gate-Treiberschaltung 12 gibt ein EIN-Signal oder ein AUS-Signal an jedes Schaltelement entsprechend dem von der Steuerschaltung 30 über den Fotokoppler und dergleichen übertragenen Steuersignal aus und schaltet das jeweilige Schaltelement ein oder aus.
• <Redundanter dreiphasiger Kurzschluss 19>
• Der redundante dreiphasige Kurzschluss 19 schließt zwangsweise jedes Schaltelement kurz oder öffnet es (EIN oder AUS) entsprechend dem Befehlssignal von der Steuerschaltung 30 und dergleichen. Die Schaltelemente, die kurzgeschlossen oder geöffnet werden, können die Positive-Elektrodenseite-Schaltelemente der drei Phasen sein, können die Negative-Elektroden-Schaltelemente der drei Phasen sein, und alternativ können alle Schaltelemente sein.
• <Stromdetektionsschaltung 17>
• Die Stromdetektionsschaltung 17 detektiert einen Wicklungsstrom, der in die Wicklung der jeweiligen Phase fließt. Die Stromdetektionsschaltung 17 gibt ein elektrisches Signal entsprechend dem Wicklungsstrom aus, und das Ausgangssignal wird in die Steuerschaltung 30 eingegeben. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei der Stromdetektionsschaltung 17 um die Hall-Elemente und dergleichen, die auf dem Draht jeder Phase bereitgestellt werden, der den Verbindungsknoten der Reihenschaltung der Schaltelemente und die Wicklung verbindet. Alternativ kann es sich bei der Stromdetektionsschaltung 17 um die Shunt-Widerstände handeln, die in Reihe mit der Reihenschaltung jeder Phase verbunden sind.
• <Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18>
• Die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 detektiert ein Mittelpunktpotential, das ein Potential des Verbindungsknotens zwischen dem Positive-Elektrodenseite-Schaltelement und dem Negative-Elektrodenseite-Schaltelement in der Reihenschaltung ist. Die Stromdetektionsschaltung 17 gibt ein elektrisches Signal entsprechend dem Mittelpunktpotential aus, und das Ausgangssignal wird in die Steuerschaltung 30 eingegeben. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 das Mittelpunktpotential des Anschlussknotens der Reihenschaltung jeder Phase des Dreiphasenstromkreises.
• In der vorliegenden Ausführungsform ist die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 eine Schaltung, die das Ausgangssignal ein- oder ausschaltet, je nachdem, ob das Mittelpunktpotential größer oder kleiner als ein Potentialschwellenwert ist. Die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 schaltet das Ausgangssignal ein, wenn das Mittelpunktpotential größer als der Potentialschwellenwert ist, und schaltet das Ausgangssignal aus, wenn das Mittelpunktpotential kleiner als der Potentialschwellenwert ist. Der Potentialschwellenwert wird auf eine Spannung innerhalb eines Bereichs von 0 bis zur Spannung der Stromquelle Vdc (z.B. 1/2 der Spannung der Stromquelle Vdc) eingestellt. Beim Ansteigen und Abfallen des Mittelpunktpotentials können unterschiedliche Potentialschwellwerte verwendet werden. Die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 kann aus einer einfachen Schaltung bestehen, wie z.B. einem Komparator, der das Mittelpunktpotential mit dem Potentialschwellenwert vergleicht.
• <Quellenspannungsdetektionsschaltung 13>
• Die Quellenspannungsdetektionsschaltung 13 detektiert eine Stromquellenspannung Vdc der DC-Leistungsquelle 10, die dem Wechselrichter 20 zugeführt wird. Die
• Quellenspannungsdetektionsschaltung 13 gibt ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Stromquellenspannung Vdc aus, und das Ausgangssignal wird in die Steuerschaltung 30 eingegeben.
• <DC-Leistungsquelle 10>
• Für die DC-Leistungsquelle 10 wird eine aufladbare und entladbare Stromspeichereinrichtung (z.B. ein Lithium-Ionen-Akku, ein Nickelhydrid-Akku, ein elektrischer Doppelschichtkondensator) verwendet. In der DC-Leistungsquelle 10 kann ein Gleichspannungswandler (DC-DC-Wandler) bereitgestellt werden, der die Gleichspannung herauf- oder herabsetzt. Ein Glättungskondensator kann zwischen dem Draht der positiven Elektrodenseite 14 und dem Draht der negativen Elektrodenseite 15 des Wechselrichters 20 angeschlossen werden.
• Steuerschaltung 30
• Die Steuerschaltung 30 steuert die AC-betriebene rotierende elektrische Maschine 2 durch Steuerung des Wechselrichters 20. Wie in 2 gezeigt, ist die Steuerschaltung 30 mit einer Antriebszustandsdetektionseinheit 31, einer Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32, einer Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, einer PWM-Steuereinheit 34 und dergleichen bereitgestellt, die im Folgenden beschrieben werden. Jede Funktion der Steuerschaltung 30 wird durch Verarbeitungsschaltungen realisiert, die in der Steuerschaltung 30 bereitgestellt werden. Insbesondere ist die Steuerschaltung 30, wie in 3 gezeigt, als Verarbeitungsschaltungen mit einem arithmetischen Prozessor (Computer) 90, wie z.B. einer CPU (Central Processing Unit), Speichervorrichtungen 91, die Daten mit dem arithmetischen Prozessor 90 austauschen, einer Eingangsschaltung 92, die externe Signale in den arithmetischen Prozessor 90 eingibt, einer Ausgangsschaltung 93, die Signale von dem arithmetischen Prozessor 90 nach außen ausgibt, und dergleichen bereitgestellt.
• Als arithmetischen Prozessor 90 können ASIC (Application Specific Integrated Circuit), IC (Integrated Circuit), DSP (Digital Signal Processor), FPGA (Field Programmable Gate Array), verschiedene Arten von logischen Schaltungen, verschiedene Arten von Signalverarbeitungsschaltungen und dergleichen bereitgestellt werden. Als arithmetischer Prozessor 90 kann eine Vielzahl gleicher oder unterschiedlicher Typen bereitgestellt werden, und jede Verarbeitung kann gemeinsam genutzt und ausgeführt werden. Als Speichervorrichtungen 91 sind ein RAM (Random Access Memory), der Daten aus dem arithmetischen Prozessor 90 lesen und schreiben kann, ein ROM (Read Only Memory), der Daten aus dem arithmetischen Prozessor 90 lesen kann, und ähnliches bereitgestellt. Die Eingangsschaltung 92 ist mit verschiedenen Arten von Sensoren und Schaltern verbunden, wie z.B. dem Rotationssensor 16, der Quellenspannungsdetektionsschaltung 13, der Stromdetektionsschaltung 17 und der Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18, und ist mit einem A/D-Wandler, einem Eingangsanschluss und dergleichen zur Eingabe von Ausgangssignalen von den Sensoren und den Schaltern in den arithmetischen Prozessor 90 bereitgestellt. Die Ausgangsschaltung 93 ist mit elektrischen Verbrauchern wie der Gate-Treiberschaltung 12 und dem redundanten dreiphasigen Kurzschlusskreis 19 verbunden und ist mit einem Ausgangsanschluss, einer Treiberschaltung und dergleichen zur Ausgabe eines Steuersignals des arithmetischen Prozessors 90 bereitgestellt.
• Dann führt der arithmetische Prozessor 90 Softwareelemente (Programme) aus, die in der Speichervorrichtung 91, wie z.B. einem ROM, gespeichert sind, und arbeitet mit anderen Hardwarevorrichtungen in der Steuerschaltung 30, wie z.B. der Speichervorrichtung 91, der Eingangsschaltung 92 und der Ausgangsschaltung 93, zusammen, so dass die jeweiligen Funktionen der Steuereinheiten 31 bis 34 von 2, die in der Steuerschaltung 30 enthalten sind, realisiert werden. Einstellungsdaten, wie z. B. ein Schwellenwert, der in den Steuereinheiten 31 bis 34 zu verwenden ist, werden als Teil von Softwareelementen (Programmen) in der Speichervorrichtung 91, wie z. B. einem ROM, gespeichert. Jede Funktion der Steuerschaltung 30 wird im Folgenden im Detail beschrieben.
• Antriebszustandsdetektionseinheit 31
• Die Antriebszustandsdetektionseinheit 31 detektiert die Stromquellenspannung Vdc basierend auf dem Ausgangssignal der Quellenspannungsdetektionsschaltung 13. Die Antriebszustandsdetektionseinheit 31 detektiert die Wicklungsströme Iud, Ivd, Iwd, die in die Dreiphasenwicklungen fließen, basierend auf dem Ausgangssignal der Stromdetektionsschaltung 17. Die Antriebszustandsdetektionseinheit 31 detektiert einen Drehwinkel θ (eine Magnetpolposition θ) und eine Drehwinkelgeschwindigkeit ω des Rotors, basierend auf dem Ausgangssignal des Rotationssensors 16. Die Antriebszustandsdetektionseinheit 31 detektiert die Mittelpunktpotentiale basierend auf dem Ausgangssignal der Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18. Die Antriebszustandsdetektionseinheit 31 detektiert die Wicklungsströme, die Magnetpolposition θ und die Drehwinkelgeschwindigkeit ω zum Zeitpunkt (Startzeitpunkt des PWM-Berechnungszyklus) einer oder beider Bergspitzen und Talspitzen der Trägerwelle CA (in diesem Beispiel die Bergspitze der Trägerwelle CA).
• Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32
• Die Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 berechnet die dreiphasigen Grundspannungsbefehle Vuob, Vvob, Vwob, die Spannungsbefehle der drei Phasen sind, bevor sie durch den unten beschriebenen Tastgradfehler-Korrekturteil 33 korrigiert werden. Zum Beispiel berechnet die Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 die Grundspannungsbefehle der dreiphasigen Vuob, Vvob, Vwob unter Verwendung der bekannten Vektorsteuerung.
• In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 die Grundspannungsbefehle der dreiphasigen Vuob, Vvob, Vwob durch eine Stromrückkopplungssteuerung, die die Ströme steuert, die in die Wicklungen auf einem dq-Achsen-Drehkoordinatensystem fließen. Das dq-Achsen-Drehsystem besteht aus einer d-Achse, die in einer Richtung des N-Pols (magnetische Polposition) des im Rotor bereitgestellten Permanentmagneten definiert ist, und einer q-Achse, die in einer Richtung definiert ist, die der d-Achse um 90 Grad (n/2) in einem elektrischen Winkel vorgelagert ist, und die ein zweiachsiges Drehkoordinatensystem ist, das sich synchron mit der Drehung des Rotors in dem elektrischen Winkel dreht.
• Die Details werden im Folgenden erläutert. Die Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 berechnet einen d-Achsen-Strombefehl Ido und einen q-Achsen-Strombefehl Iqo gemäß einem Stromvektor-Steuerungsverfahren, wie z.B. einer Maximaldrehmoment/Strom-Steuerung, einer Magnetflussschwächungssteuerung oder einer Id=0-Steuerung, basierend auf einem Zieldrehmoment, der Stromquellenspannung, der Drehgeschwindigkeit und dergleichen. Das Soll-Drehmoment kann von einem externen Gerät übertragen werden oder in der Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 berechnet werden.
• Die Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 wandelt die Stromdetektionswerte der dreiphasigen Wicklungen Iud, Ivd, Iwd in einen d-Achsen-Stromdetektionswert Idd und einen q-Achsen-Stromdetektionswert Iqd um, die in dem dq-Achsen-Drehkoordinatensystem dargestellt werden, indem eine Dreiphasen/Zweiphasen-Umwandlung und eine Drehkoordinaten-Umwandlung basierend auf der Magnetpolposition θ durchgeführt wird.
• Die Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 führt eine Rückkopplungsregelung durch, die einen d-Achsen-Spannungsbefehl Vdo und einen q-Achsen-Spannungsbefehl Vqo durch PI-Regelung und dergleichen so verändert, dass sich die dq-Achsen-Stromerfassungswerte Idd, Iqd den dq-Achsen-Strombefehlen Ido, Iqo annähern.
• Die Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 wandelt die dq-Achsen-Spannungsbefehle Vdo, Vqo in die dreiphasigen Grundspannungsbefehle Vuob, Vvob, Vwob um, indem sie eine Festkoordinatenumwandlung und eine Zweiphasen-/Dreiphasenumwandlung basierend auf der Magnetpolposition θ durchführt. Als Basis-Spannungsbefehle der dreiphasigen Vuob, Vvob, Vwob können die Befehle verwendet werden, auf die eine Modulation wie eine Oberwelleninjektion dritter Ordnung angewendet wird.
• PWM-Steuereinheit 34
• Die PWM-Steuereinheit 34 steuert das Ein- und Ausschalten der Positive-Elektrodenseite und der Negative-Elektrode-Schaltelemente jeder Phase durch PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation). In der vorliegenden Ausführungsform steuert die PWM-Steuereinheit 34 das Ein-/Ausschalten jedes Schaltelements basierend auf jeder Phase der Spannungsbefehle der drei Phasen Vuo, Vvo, Vwo, nachdem eine Korrektur der Basis-Spannungsbefehle der drei Phasen Vuob, Vvob, Vwob durch das unten beschriebene Ein-Tastgradfehler-Korrekturteil 33 durchgeführt wurde. Die Spannungsbefehle der dreiphasigen Vuo, Vvo, Vwo werden in dem PWM-Berechnungszyklus berechnet, der eine Periode zwischen den Zeitpunkten einer oder beider Bergspitzen und Talspitzen der Trägerwelle CA ist (in diesem Beispiel die Bergspitze der Trägerwelle CA), und werden zum Endzeitpunkt des PWM-Berechnungszyklus aktualisiert.
• Die PWM-Steuereinheit 34 erzeugt die PWM-Signale der Dreiphasen, die mit der PWM-Periode Tcc ein- und ausschalten und den Soll-Ein-Tastgrad der Dreiphasen Do_u, Do_v, Do_w, basierend auf den Spannungsbefehlen der Dreiphasen Vuo, Vvo, Vwo, anweisen. Wie in der unten beschriebenen Gleichung (1) gezeigt, werden die Werte, die durch Addition von 0,5 zu den Werten erhalten werden, die durch Division der Spannungsbefehle der dreiphasigen Vuo, Vvo, Vwo durch die Spannung der Stromquelle Vdc erhalten werden, zu den Soll-Ein-Tastgraden der dreiphasigen Do_u, Do_v, Do_w. Der Soll-Ein-Tastgrad Do entspricht dem Ein-Tastgrad des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements.
• In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die PWM-Steuereinheit 34 das PWM-Signal, das jedes Schaltelement ein- und ausschaltet, basierend auf einem Vergleichsergebnis zwischen jeder Phase der Spannungsbefehle der Dreiphasen Vuo, Vvo, Vwo und der Trägerwelle CA. Wie in 4 gezeigt, ist die Trägerwelle CA eine Dreieckswelle, die mit einer Amplitude von 1/2 der Stromquellenspannung Vdc mit der PWM-Periode Tcc auf 0 zentriert schwingt. Die PWM-Steuerung 34 schaltet das PWM-Signal ein, wenn der Spannungsbefehl die Trägerwelle CA überschreitet, und schaltet das PWM-Signal aus, wenn der Spannungsbefehl unterhalb der Trägerwelle CA liegt. Wenn die unten beschriebene Totzeit ignoriert wird, wird um jede Phase, wenn das PWM-Signal eingeschaltet ist, das Steuersignal des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements eingeschaltet und das Steuersignal des Negative-Elektrodenseite-Schaltelements ausgeschaltet; und wenn das PWM-Signal ausgeschaltet ist, wird das Steuersignal des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements ausgeschaltet und das Steuersignal des Negative-Elektrodenseite-Schaltelements eingeschaltet.
• <Totzeit>
• In der vorliegenden Ausführungsform schaltet die PWM-Steuereinheit 34 um jede Phase herum das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement und das Negative-Elektroden-Schaltelement abwechselnd ein, während sie die Totzeit einstellt. Das heißt, dass die PWM-Steuereinheit 34 um jede Phase herum die Totzeit einstellt, in der sowohl das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement als auch das Negative-Elektrodenseite-Schaltelement ausgeschaltet werden, und zwar zwischen der Einschaltperiode des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements und der Einschaltperiode des Negative-Elektroden-Schaltelements.
• In der vorliegenden Ausführungsform verkürzt die PWM-Steuereinheit 34 um jede Phase die Ein-Ansteuerperiode des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements um die Totzeit weniger als die Ein-Ansteuerperiode, die dem Soll-Ein-Tastgrad Do entspricht, und verlängert die Aus-Ansteuerperiode eines Negative-Elektrodenseite-Schaltelements um die Totzeit mehr als die Aus-Ansteuerperiode, die einem Tastverhältnis entspricht, das durch Subtraktion des Soll-Ein-Tastgrads Do von 1 erhalten wird.
• Wie das Verhalten der U-Phase in 4 gezeigt ist, erzeugt die PWM-Steuereinheit 34 um jede Phase herum das PWM-Signal, das mit dem Soll-Ein-Tastgrad Do ein- und ausschaltet, wie oben erwähnt. Dann, um jede Phase herum, schaltet die PWM-Steuereinheit 34 das Negative-Elektrodenseite-Schaltelement aus, wenn das PWM-Signal eingeschaltet wird; schaltet das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement ein, wenn die Totzeit abläuft, nachdem das PWM-Signal eingeschaltet wird; schaltet das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement aus, wenn das PWM-Signal ausgeschaltet wird; und schaltet das Negative-Elektrodenseite-Schaltelement aus, wenn die Totzeit abläuft, nachdem das PWM-Signal ausgeschaltet wird.
• Tastgradfehler-Korrektureinheit 33
• Zwischen dem Soll-Ein-Tastgrad Do und dem tatsächlichen Ein-Tastgrad Dr tritt aufgrund verschiedener Faktoren ein Fehler auf. Dann detektiert die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 einen Ein-Tastgradfehler ADer und korrigiert jeden der dreiphasigen Spannungsbefehle basierend auf dem Ein-Tastgradfehler ADer. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Spannungsbefehle von dreiphasig Vuo, Vvo, Vwo durch Korrektur der Basis-Spannungsbefehle von dreiphasig Vuob, Vvob, Vwob basierend auf dem Ein-Tastgradfehler ADer. Zunächst werden die Faktoren des Ein-Tastgradfehlers erläutert.
• <Schwankung des tatsächlichen Ein-Tastgrades Dr aufgrund des positiven/negativen Wicklungsstroms>
• Da auch während des Zeitraums der Totzeit Strom durch die invers parallel geschaltete Diode fließt, die im Positive-Elektrodenseite- oder Negative-Elektrodenseite-Schaltelement bereitgestellt wird, je nach positivem oder negativem Wicklungsstrom, schwankt der tatsächliche Ein-Tastgrad Dr des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements.
• Wie in 5 gezeigt, wird die Negative-Elektrodenseite-Schaltelement 23L tatsächlich eingeschaltet, wenn der Wicklungsstrom während des Zeitraums der Totzeit positiv ist, da Strom durch die Diode 22 des Negative-Elektroden-Schaltelements 23L fließt, und die tatsächliche Einschaltdauer der negativen Elektrodenseite wird länger als die Einschaltdauer, und zwar um einen doppelten Wert der Totzeit. Da andererseits das Positive-Elektrode-Schaltelement 23H während des Zeitraums der Totzeit immer noch ausgeschaltet ist, ist die tatsächliche Einschaltdauer der positiven Elektrodenseite immer noch die Einschaltdauer. Da das Mittelpunktpotential des Verbindungsknotens zwischen dem Positive-Elektrode-Schaltelement 23H und dem Negative-Elektrode-Schaltelement 23L mit der negativen Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 elektrisch leitend verbunden ist, wird es während der Totzeitperiode zu einem der negativen Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 äquivalenten Potential (in diesem Beispiel 0, aus).
• Daher ist, wenn der Wicklungsstrom positiv ist, der tatsächliche Ein-Tastgrad Dr des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements 23H immer noch der treibende Ein-Tastgrad und sinkt weniger als der Soll-Ein-Tastgrad Do, und zwar um den der Totzeit entsprechenden Ein-Tastgrad. Wie in 4 gezeigt, kann in diesem Fall ein Zeitraum, in dem die Positive-Elektrodenseite-Schalteinrichtung 23H tatsächlich eingeschaltet wird, detektiert werden, wenn das Mittelpunktpotential ein Potential wird, das der positiven Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 entspricht (in diesem Beispiel die Stromquellenspannung Vdc, ein).
• Andererseits wird, wie in 5 gezeigt, wenn der Wicklungsstrom während der Periode der Totzeit negativ ist, da Strom durch die Diode 22 des Positive-Elektroden-Schaltelements 23H fließt, das Positive-Elektroden-Schaltelement 23H tatsächlich eingeschaltet, und die tatsächliche Einschaltperiode der positiven Elektrodenseite wird länger als die Einschaltperiode, und zwar um einen doppelten Wert der Totzeit. Da andererseits das Negative-Elektrode-Schaltelement 23L während des Zeitraums der Totzeit immer noch ausgeschaltet ist, ist die tatsächliche Einschaltdauer der negativen Elektrodenseite immer noch die Einschaltdauer. Da das Mittelpunktpotential während des Zeitraums der Totzeit mit der positiven Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 elektrisch leitend ist, wird es zu einem Potential, das der positiven Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 entspricht (in diesem Beispiel die Stromquellenspannung Vdc, ein).
• Wenn der Wicklungsstrom negativ ist, erhöht sich daher der tatsächliche Ein-Tastgrad Dr des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements 23H mehr als der Ansteuer-Ein-Tastgrad, um den Ein-Tastgrad, der dem doppelten Wert der Totzeit entspricht, und erhöht sich mehr als der Soll-Ein-Tastgrad Do, um den Ein-Tastgrad, der der Totzeit entspricht. Wie in 4 gezeigt, kann in diesem Fall eine Periode, in der die Positive-Elektrodenseite-Schaltelement 23H tatsächlich eingeschaltet wird, detektiert werden, wenn das Mittelpunktpotential ein Potential wird, das der positiven Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 entspricht (in diesem Beispiel die Stromquellenspannung Vdc, ein).
• <Schwankung des tatsächlichen Ein-Tastgrades Dr aufgrund von Ausschaltverzögerung und Einschaltverzögerung>
• Da es eine Zeit gibt, in der auch nach dem Ausschalten des PWM-Signals kontinuierlich Strom durch das Schaltelement fließt, gibt es eine Zeitverzögerung, bis das Schaltelement tatsächlich ausschaltet (im Folgenden als Ausschaltverzögerung bezeichnet). Auch nach dem Einschalten des PWM-Signals gibt es eine Zeitverzögerung, bis das Schaltelement tatsächlich einschaltet (im Folgenden als Einschaltverzögerung bezeichnet). Die Ausschaltverzögerung und die Einschaltverzögerung ändern sich in Abhängigkeit von der Größe des Wicklungsstroms. Auch in diesem Fall kann eine Zeitspanne, in der das Positive-Elektroden-Schaltelement 23H tatsächlich eingeschaltet wird, detektiert werden, wenn das Mittelpunktpotential ein Potential wird, das der positiven Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle 10 entspricht (in diesem Beispiel die Stromquellenspannung Vdc, on).
• <Korrektur nach detektiertem Ein-Tastgradfehler ΔDer>
• Dann detektiert die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 einen tatsächlichen Ein-Tastgradfehler ADer des Schaltelements, basierend auf dem Detektionswert des Mittelpunktpotentials, und berechnet einen Ein-Tastgradfehler ADer basierend auf einer Differenz zwischen dem Soll-Ein-Tastgradfehler, der basierend auf dem Spannungsbefehl berechnet wurde, und dem tatsächlichen Ein-Tastgradfehler ΔDer.
• Gemäß dieser Konfiguration kann basierend auf dem Detektionswert des Mittelpunktpotentials der tatsächliche Ein-Tastgrad Dr detektiert werden und der Ein-Tastgradfehler ADer berechnet werden. Durch die Korrektur des Spannungsbefehls auf der Grundlage des Ein-Tastgradfehlers ADer kann das Schaltelement als Befehl ein- oder ausgeschaltet werden, und die Regelgenauigkeit der an die Wicklung angelegten Spannung kann verbessert werden. Da der Detektionswert des Mittelpunktpotentials durch die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 verwendet wird, kann der Ein-Tastgradfehler ADer durch eine einfache Schaltungskonfiguration detektiert werden.
• Wie in einer nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 jede Phase der Ein-Tastgradfehler der Dreiphasen Do_u, Do_v, Do_w, indem sie 0,5 zu einem Wert addiert, der durch Division jedes der Spannungsbefehle der Dreiphasen Vuo, Vvo, Vwo durch die Stromquellenspannung Vdc erhalten wird. $$\begin{array}{l}\text{Do}\_\text{u}=\text{Vuo}/\text{Vdc}+\mathrm{0,5}\\ \text{Do}\_\text{v}=\text{Vvo}/\text{Vdc}+\mathrm{0,5}\\ \text{Do}\_\text{w}=\text{Vwo}/\text{Vdc}+\mathrm{0,5}\end{array}$$

  
• Die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 detektiert den tatsächlichen Ein-Tastgradfehler, basierend auf einem Zeitpunkt, zu dem das Mittelpunktpotential größer als der Potentialschwellenwert wird, und einem Zeitpunkt, zu dem das Mittelpunktpotential kleiner als der Potentialschwellenwert wird.
• In der vorliegenden Ausführungsform misst die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, wie das Verhalten der U-Phase in 4 gezeigt ist, mit dem Zeitgeber eine Aus-Aus-Periode GPR1_u, die eine Periode von einem Zeitpunkt, zu dem das Mittelpunktpotential der Reihenschaltung der U-Phase kleiner als der Potentialschwellenwert wird und das Mittelpunktpotential aus wird, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Mittelpunktpotential als nächstes aus wird, ist. Und die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 misst mit dem Zeitgeber eine Aus-Ein-Periode GPR0_u, die eine Periode von einem Zeitpunkt, an dem das Mittelpunktpotential aus wird, bis zu einem Zeitpunkt ist, an dem das Mittelpunktpotential größer als der Potentialschwellenwert wird und das Mittelpunktpotential ein wird. Dann berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, wie in einer nächsten Gleichung gezeigt, die Ein-Periode des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements, indem sie die Aus-Ein-Periode GPR0_u von der Aus-Aus-Periode GPR1 u subtrahiert; und detektiert als den tatsächlichen Ein-Tastgrad Dr_u der U-Phase einen Wert, der durch Dividieren der Ein-Periode der Positive-Elektrodenseite durch die PWM-Periode Tcc erhalten wird. $$\begin{array}{l}\text{Dr}\_\text{u}=\left(\text{GPR}1\_\text{u}-\text{GPR}0\_\text{u}\right)/\text{Tcc}\\ \text{Dr}\_\text{v}=\left(\text{GPR}1\_\text{v}-\text{GPR}0\_\text{v}\right)/\text{Tcc}\\ \text{Dr}\_\text{w}=\left(\text{GPR}1\_\text{w}-\text{GPR}0\_\text{w}\right)/\text{Tcc}\end{array}$$

  
• Wie in Gleichung (2) gezeigt, berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 auch über die V-Phase den tatsächlichen Ein-Tastgrad Dr_v der V-Phase, indem sie die Ausschaltperiode GPR0_v und die Ausschaltperiode GPR1_v basierend auf dem Mittelpunktpotential der Reihenschaltung der V-Phase misst. Auch über die W-Phase berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 den tatsächlichen Ein-Tastgrad Dr_w der W-Phase, indem sie die Ausschaltperiode GPR0_w und die Ausschaltperiode GPR1_w auf der Grundlage des Mittelpunktpotentials der Reihenschaltung der W-Phase misst.
• Die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 kann eine Periode von einem Zeitpunkt, zu dem das Mittelpunktpotential ein wird, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Mittelpunktpotential aus wird, mit dem Zeitgeber messen, und kann direkt die Ein-Periode des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements messen.
• Die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 berechnet den tatsächlichen Ein-Tastgrad in diesem Zeit-PWM-Berechnungszyklus ((n) in 4), basierend auf der Aus-Aus-Periode GPR1 und der Aus-Ein-Periode GPR0, die im letzten Zeit-PWM-Berechnungszyklus ((n-1) in 4) gemessen wurden.
• Der in diesem Zeit-PWM-Berechnungszyklus ((n) in 4) berechnete tatsächliche Ein-Tastgrad Dr entspricht der Soll-Spannung, die im PWM-Berechnungszyklus vor zwei Perioden ((n-2) in 4) berechnet und am Endzeitpunkt ((a) in 4) des PWM-Berechnungszyklus vor zwei Perioden eingestellt wird.
• Daher berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, wie in einer nächsten Gleichung gezeigt, um die Phase U den Ein-Tastgradfehler ΔDer_u(n) dieses zeitlichen PWM-Berechnungszyklus, indem sie den in diesem zeitlichen PWM-Berechnungszyklus ((n) in 4) berechneten tatsächlichen Ein-Tastgrad Dr u(n) von dem im PWM-Berechnungszyklus vor zwei Perioden ((n-2) in 4) berechneten Soll-Ein-Tastgrad Do_u(n-2) subtrahiert. $$\begin{array}{l}\mathrm{\Delta }\text{Der}\_\text{u}\left(\text{n}\right)=\text{Do}\_\text{u}\left(\text{n}-2\right)-\text{Dr}\_\text{u}\left(\text{n}\right)\\ \mathrm{\Delta }\text{Der}\_\text{v}\left(\text{n}\right)=\text{Do}\_\text{v}\left(\text{n}-2\right)-\text{Dr}\_\text{v}\left(\text{n}\right)\\ \mathrm{\Delta }\text{Der}\_\text{w}\left(\text{n}\right)=\text{Do}\_\text{w}\left(\text{n}-2\right)-\text{Dr}\_\text{w}\left(\text{n}\right)\end{array}$$

  
• Ebenfalls über die V-Phase und die W-Phase berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Ein-Tastgradfehler ΔDer_v, ΔDer_w, basierend auf den tatsächlichen Ein-Tastgraden Dr_v, Dr_w, und den Soll-Ein-Tastgraden Do_v, Do_w.
• <Lernen des Ein-Tastgradfehlers>
• Die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 kann jede Phase der detektierten Ein-Tastgradfehler dreiphasig ΔDer_u, ΔDer_v, ΔDer_w, auf jede Phase der als nächstes einzustellenden Spannungsbefehle dreiphasig reflektieren. Da der detektierte Ein-Tastgradfehler ADer jedoch dem Regelzustand des PWM-Berechnungszyklus vor zwei Perioden entspricht, wird die Information verzögert. Bei diesem Verfahren ist es notwendig, immer alle Mittelpunktspannungen von Drehstrom zu detektieren, immer die aktuellen Ein-Tastgrade Dr zu detektieren und immer die Ein-Tastgradfehler zu detektieren.
• In der vorliegenden Ausführungsform lernt die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 eine Charakteristik des Ein-Tastgradfehlers, berechnet nach dem Lernen anhand der Fehlerkennlinie einen Ein-Tastgradfehler-Korrekturfehler ΔDerc und korrigiert jede Phase der Spannungsbefehle der Dreiphasen um den Ein-Tastgradfehler-Korrekturfehler ΔDerc.
• Wie oben erwähnt, schwankt der Ein-Tastgradfehler ADer je nach positivem oder negativem Wert des Wicklungsstroms und der Größe des Wicklungsstroms. Ein Beispiel für den Ein-Tastgradfehler ADer entsprechend diesem Wicklungsstrom ist in 6 dargestellt. Wie oben erwähnt, sinkt bei positivem Wicklungsstrom, da während der Totzeit Strom durch die Diode des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements fließt, der tatsächliche Ein-Tastgrad Dr um den der Totzeit entsprechenden Ein-Tastgrad kleiner als der Soll-Ein-Tastgrad Do, und der Ein-Tastgradfehler ADer steigt um den der Totzeit entsprechenden Ein-Tastgrad größer als der Soll-Ein-Tastgrad Do. Da sich jedoch die Ausschaltverzögerung und die Einschaltverzögerung in Abhängigkeit von der Größe des Wicklungsstroms ändern, ändert sich der Ein-Tastgradfehler ADer in Abhängigkeit vom Arbeitspunkt des Wicklungsstroms.
• Wenn der Wicklungsstrom negativ ist, da der Strom durch die Diode des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements während der Periode der Totzeit fließt, erhöht sich der tatsächliche Ein-Tastgrad Dr um den der Totzeit entsprechenden Ein-Tastgrad mehr als der Soll-Ein-Tastgrad Do, und der Ein-Tastgradfehler ADer verringert sich um den der Totzeit entsprechenden Ein-Tastgrad. Da sich jedoch die Ausschaltverzögerung und die Einschaltverzögerung in Abhängigkeit vom Wicklungsstrom ändern, ändert sich der Ein-Tastgradfehler ADer in Abhängigkeit vom Arbeitspunkt des Wicklungsstroms.
• Wenn der Wicklungsstrom 0 ist, wird der Ein-Tastgradfehler ADer 0. Vor und nach 0 des Wicklungsstroms wird die Nichtlinearität stark. Und wenn der Wicklungsstrom von 0 ansteigt, steigt der Ein-Tastgradfehler ADer schnell an. Wenn der Wicklungsstrom von 0 abnimmt, sinkt der Ein-Tastgradfehler ADer schnell. Zwischen positivem und negativem Wicklungsstrom wird der Ein-Tastgradfehler ADer grundsätzlich symmetrisch zum 0-Punkt.
• Dann lernt die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 eine Tastgradfehler-Charakteristik, die eine Beziehung zwischen dem Wicklungsstrom und dem Ein-Tastgradfehler ADer darstellt, basierend auf einem Detektionswert des Wicklungsstroms und dem Ein-Tastgradfehler ADer. Dann berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 den Ein-Tastgradfehler ADer, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, unter Bezugnahme auf die gelernten Tastgradfehler-Charakteristiken, und korrigiert jede Phase der dreiphasigen Spannungsbefehle basierend auf dem Ein-Tastgradfehler ADer.
• <Der Detektionswert des Wicklungsstroms zum Lernen>
• Wie oben erwähnt, entspricht der in diesem Zeit-PWM-Berechnungszyklus ((n) in 4) berechnete tatsächliche Ein-Tastgrad Dr dem Soll-Ein-Tastgrad Do, der im PWM-Berechnungszyklus vor zwei Perioden ((n-2) in 4) berechnet und am Endzeitpunkt ((a) in 4) des PWM-Berechnungszyklus vor zwei Perioden eingestellt wird; und er ändert sich entsprechend dem Wicklungsstrom im letzten Zeit-PWM-Berechnungszyklus ((n-1) in 4).
• Dann verwendet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 als Detektionswert des Wicklungsstroms zum Lernen den Detektionswert des Wicklungsstroms, der dem Zeitpunkt entspricht, an dem der tatsächliche Ein-Tastgradfehler detektiert wurde. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 den Detektionswert des Wicklungsstroms zum Lernen IL_ud(n), der dem Ein-Tastgradfehler ΔDer_u(n) entspricht, der in diesem Zeit-PWM-Berechnungszyklus berechnet wurde, basierend auf dem Wicklungsstrom Iud(n-1), der zum Startzeitpunkt ((a) in 4) des letzten Zeit-PWM-Berechnungszyklus detektiert wurde, und dem Wicklungsstrom Iud(n), der zum Startzeitpunkt ((b) in 4) dieses Zeit-PWM-Berechnungszyklus detektiert wurde. Wie in einer nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 beispielsweise unter Verwendung eines Interpolationskoeffizienten α. Der Interpolationskoeffizient α wird auf einen Wert zwischen 0 und 1 gesetzt, z. B. auf 0,5. Auch über die V-Phase und die W-Phase werden in ähnlicher Weise die Detektionswerte der Wicklungsströme zum Lernen von IL_v, IL w berechnet. $$\begin{array}{l}\text{IL}\_\text{u}\left(\text{n}\right)=\mathrm{\alpha }\times \text{Iud}\left(\text{n}-1\right)+\left(1-\mathrm{\alpha }\right)\times \text{Iud}\left(\text{n}\right)\\ \text{IL}\_\text{v}\left(\text{n}\right)=\mathrm{\alpha }\times \text{Ivd}\left(\text{n}-1\right)+\left(1-\mathrm{\alpha }\right)\times \text{Ivd}\left(\text{n}\right)\\ \text{IL}\_\text{w}\left(\text{n}\right)=\mathrm{\alpha }\times \text{Iwd}\left(\text{n}-1\right)+\left(1-\mathrm{\alpha }\right)\times \text{Iwd}\left(\text{n}\right)\end{array}$$

  
• Alternativ kann die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, wie in einer nächsten Gleichung gezeigt, als Detektionswerte der Wicklungsströme für das Lernen von IL_u, IL v, IL_w die Stromwerte IL ue, IL ve, IL we verwenden, die durch die Durchführung der Festkoordinatenumwandlung und der Zweiphasen-/Dreiphasenumwandlung in die dq-Achsen-Strombefehle Ido, Iqo auf dem dq-Achsen-Drehkoordinatensystem erhalten werden, basierend auf der Magnetpolposition θest, die dem Zeitpunkt des Detektierens des tatsächlichen Ein-Tastgrades entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform schätzt die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 in jedem PWM-Berechnungszyklus die Stromwerte unter Verwendung der Magnetpolposition θest nach ein bis zwei Zyklen (in diesem Beispiel 1,5 Zyklen) später als der Startzeitpunkt des PWM-Berechnungszyklus. Dann setzt die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Stromwerte IL_ue(n-2), IL_ve(n-2), IL_we(n-2), die im PWM-Berechnungszyklus vor zwei Zyklen geschätzt wurden, auf die Detektionswerte der Wicklungsströme für das Lernen IL_u(n), IL_v(n), IL_w(n), die dem Ein-Tastgradfehler ΔDer_u(n) entsprechen sollen, der in diesem PWM-Berechnungszyklus berechnet wurde. $$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{c}IL\_ue\\ IL\_ve\\ IL\_we\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ -\frac{1}{2}& \frac{\sqrt{3}}{2}\\ -\frac{1}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\theta est& -\text{sin}\theta est\\ \text{sin}\theta est& \text{cos}\theta est\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Ido\\ Iqo\end{array}\right]\\ \theta est=\theta +\beta \cdot \omega \cdot Tcc\\ \left[\begin{array}{c}IL\_u\left(n\right)\\ IL\_v\left(n\right)\\ IL\_w\left(n\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}IL\_ue\left(n-2\right)\\ IL\_ve\left(n-2\right)\\ IL\_we\left(n-2\right)\end{array}\right]\end{array}$$

  
• Dabei ist θ die Magnetpolposition, die zum Startzeitpunkt jedes PWM-Berechnungszyklus detektiert wird. ω ist die Drehwinkelgeschwindigkeit der Magnetpolposition, die zum Startzeitpunkt jedes PWM-Berechnungszyklus detektiert wird. β ist ein vorläufig eingestellter Zykluskoeffizient, z. B. wird er auf 1,5 eingestellt, und die Magnetpolposition θest nach 1,5-maligen Zyklen des PWM-Berechnungszyklus später als der Startzeitpunkt jedes PWM-Berechnungszyklus geschätzt.
• <Lernen der Tastgradfehler-Charakteristik>
• In der vorliegenden Ausführungsform nähert sich die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, wie in 7 und einer nächsten Gleichung gezeigt, den Tastgradfehler-Charakteristiken, bei denen der Wicklungsstrom positiv ist, und den Tastgradfehler-Charakteristiken, bei denen der Wicklungsstrom negativ ist, durch eine lineare Funktion an; und lernt durch Ändern der Koeffizienten A, B der linearen Funktion. Dabei ist A eine Steigung, B ein Achsenabschnitt und I der Wicklungsstrom. $$\left|\mathrm{\Delta }\text{Der}\right|=\text{A}\times \left|\text{I}\right|+\text{B}$$

  
• Da die Tastgradfehler-Charakteristiken bei positivem Wicklungsstrom und die Tastgradfehler-Charakteristiken bei negativem Wicklungsstrom 0-Punktsymmetrisch sind, wird, um den Fall, in dem der Wicklungsstrom positiv ist, und den Fall, in dem der Wicklungsstrom negativ ist, gemeinsam mit einer linearen Funktion zu lernen, der Zusammenhang zwischen dem Absolutwert des Wicklungsstroms |I| und dem Absolutwert des Ein-Tastgradfehlers |ΔDer| gelernt. Da die Tastgradfehler-Charakteristiken zwischen den Phasen äquivalent sind, werden die Tastgradfehler-Charakteristiken der einzelnen Phasen gemeinsam durch eine lineare Funktion gelernt.
• Basierend auf dem Detektionswert des Wicklungsstroms zum Lernen IL und dem Ein-Tastgradfehler ADer, der in diesem Zeit-PWM-Berechnungszyklus berechnet wurde, aktualisiert die Aussteuerfehler-Korrektureinheit 33 die Koeffizienten A, B der linearen Funktion unter Verwendung einer rekursiven Methode der kleinsten Quadrate mit Vergessenskoeffizient. Basierend auf den Detektionswerten des Wicklungsstroms zum Lernen von IL und den Ein-Tastgradfehlern ΔDer, die in einer Vielzahl von PWM-Berechnungszyklen dieser Zeit und der Vergangenheit berechnet wurden, kann die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Koeffizienten A, B der linearen Funktion unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate aktualisieren. Die Tastgradfehler-Charakteristik kann mit einem Polynom höherer Ordnung gelernt werden.
• <Verbot des Lernens im Ausgabe-Unmöglich-Bereich>.
• 9 zeigt Diagramme des Ausgabe-Unmöglich-Bereichs aufgrund der Totzeit. Es wird gezeigt, dass durch die Einstellung der Totzeit Td die Ausgabe-Unmöglich-Bereiche in den Ein-Ansteuerungszeiten der Positive-Elektrodenseite und der Negative-Elektrodenseite-Schaltelemente, bezogen auf den Soll-Ein-Tastgrad Do, auftreten. In den Ausgabe-Unmöglich-Bereichen unterscheiden sich die Einschaltzeiten der Positive-Elektrodenseite und der Negative-Elektrode-Schaltelemente in Bezug auf den Soll-Ein-Tastgrad Do von den Eigenschaften des Falles, in dem die Differenz zwischen der Soll-Ein-Zeit und der Ist-Ein-Zeit zur Totzeit wird. Wenn der Soll-Ein-Tastgrad Do im Ausgabe-Unmöglich-Bereich liegt, ist es daher wünschenswert, die Tastgradfehler-Charakteristik nicht zu lernen. Dementsprechend aktualisiert die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 in jeder Phase einen Lernwert der Tastgradfehler-Charakteristiken, wenn der Soll-Ein-Tastgrad Do innerhalb eines vorher festgelegten Lernerlaubnisbereichs liegt; und aktualisiert den Lernwert der Tastgradfehler-Charakteristiken nicht, wenn der Soll-Ein-Tastgrad Do außerhalb des Lernerlaubnisbereichs liegt.
• <Verbot des Lernens, wenn der Wicklungsstrom um 0 ist>
• Wie anhand von 6 erläutert, wird vor und nach 0 des Wicklungsstroms die Nichtlinearität stark, und sie kann nicht durch eine lineare Funktion angenähert werden. Daher aktualisiert die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, wie in der nächsten Gleichung gezeigt, die Lernwerte der Tastgradfehler-Charakteristiken (in diesem Beispiel die Koeffizienten A, B der linearen Funktion), wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms zum Lernen von IL größer oder gleich einem vorher eingestellten Stromschwellwert THi ist; und aktualisiert die Lernwerte der Tastgradfehler-Charakteristiken nicht, wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms zum Lernen von IL kleiner als der Stromschwellwert THi ist.
• <Berechnung des Ein-Tastgradfehlers zur Korrektur ΔDerc>
• Dann, wie in der nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 für jede Phase, wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms größer oder gleich dem Stromschwellenwert THi ist, den Ein-Tastgradfehler für die Korrektur ΔDerc, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, unter Bezugnahme auf die Tastgradfehler-Charakteristiken. Dabei ist SIGN(X) eine Funktion, die ein positives oder negatives Vorzeichen des Eingangswertes X ausgibt.
• 1) Wenn |Iud|>=THi $$\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{u}=\text{SIGN}\left(\text{Iud}\right)\times \text{A}\times \left|\text{Iud}\right|+\text{B}$$
  
• 2) Wenn |Ivd|>=THi $$\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{v}=\text{SIGN}\left(\text{Ivd}\right)\times \text{A}\times \left|\text{Ivd}\right|+\text{B}$$
  
• 3) Wenn |Iwd|>=THi $$\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{w}=\text{SIGN}\left(\text{Iwd}\right)\times \text{A}\times \left|\text{Iwd}\right|+\text{B}$$
  
  $$\begin{array}{cc}\text{Wenn X}>=\mathrm{0,}& \text{SIGN}\left(\text{X}\right)=+1\\ \text{Wenn X}<\mathrm{0,}& \text{SIGN}\left(\text{X}\right)=-1\end{array}$$
  
• Andererseits, wie in der nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 um jede Phase, wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms kleiner als der Stromschwellenwert THi ist, einen Korrekturkoeffizienten K0, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, durch Bezugnahme auf eine vorläufig eingestellte Korrekturkoeffizientencharakteristik Fcmp, in der eine Beziehung zwischen dem Wicklungsstrom und dem Korrekturkoeffizienten K0 vorläufig eingestellt ist; den Ein-Tastgradfehler berechnet, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, indem auf die Tastgradfehler-Charakteristik Bezug genommen wird; und den endgültigen Ein-Tastgradfehler ΔDerc berechnet, indem der Korrekturkoeffizienten K0 mit dem Ein-Tastgradfehler multipliziert wird.
• 1) Wenn |Iud|<THi $$\begin{array}{l}\text{K}0\_\text{u}=\text{Fcmp}\left(\left|\text{Iud}\right|\right)\\ \mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{u}=\text{SIGN}\left(\text{Iud}\right)\times \text{K}0\_\text{u}\times \left(\text{A}\times \left|\text{Iud}\right|+\text{B}\right)\end{array}$$
  
• 2) Wenn |Ivd|<THi $$\begin{array}{l}\text{K}0\_\text{v}=\text{Fcmp}\left(\left|\text{Ivd}\right|\right)\\ \mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{v}=\text{SIGN}\left(\text{Ivd}\right)\times \text{K}0\_\text{v}\times \left(\text{A}\times \left|\text{Ivd}\right|+\text{B}\right)\end{array}$$
  
• 3) Wenn |Iwd|<THi $$\begin{array}{l}\text{K}0\_\text{w}=\text{Fcmp}\left(\left|\text{Iwd}\right|\right)\\ \mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{w}=\text{SIGN}\left(\text{Iwd}\right)\times \text{K}0\_\text{w}\times \left(\text{A}\times \left|\text{Iwd}\right|+\text{B}\right)\end{array}$$
  
• Darin ist Fcmp() eine Funktion der Korrekturkoeffizientencharakteristik, in der der Absolutwert des Wicklungsstroms eine Eingangsgröße ist. Und wie in 8 gezeigt, wird 1 ausgegeben, wenn der Absolutwert des Wicklungsstroms dem Stromschwellenwert THi entspricht; wenn der Absolutwert des Wicklungsstroms 0 ist, wird 0 ausgegeben; und zwischen beiden Punkten wird interpoliert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Korrekturkoeffizientencharakteristik Fcmp eine lineare Funktion, deren Steigung 1/THi ist und deren Achsenabschnitt 0 ist. Die Korrekturkoeffizientencharakteristik kann eine Funktion hoher Ordnung oder Tabellendaten sein.
• Als jede Phase der Detektionswerte der Wicklungsströme Iud, Ivd, Iwd, die in der Gleichung (7) und der Gleichung (8) verwendet werden, kann der Schätzwert des Wicklungsstroms zu dem Zeitpunkt verwendet werden, wenn das Schaltelement tatsächlich ein- und ausgeschaltet wird, basierend auf dem Spannungsbefehl nach der Korrektur. Insbesondere kann die Aussteuerfehler-Korrektureinheit 33, wie in der ersten Gleichung und der zweiten Gleichung der Gleichung (5) gezeigt, als jede Phase der Detektionswerte der Wicklungsströme Iud, Ivd, Iwd die Stromwerte IL_ue, IL_ve, IL we verwenden, die durch Ausführen der Festkoordinatenumwandlung und der Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Umwandlung in die dq-Achsen-Strombefehle Ido, Iqo auf dem dq-Achsen-Drehkoordinatensystem erhalten werden, basierend auf der Magnetpolposition θest. Die Magnetpolposition θest wird auf die Magnetpolposition eingestellt, die dem Zeitpunkt entspricht, an dem das Schaltelement tatsächlich ein- und ausgeschaltet wird, basierend auf dem Spannungsbefehl nach der Korrektur. β wird auf einen Wert zwischen 1 und 2 (in diesem Beispiel 1,5) eingestellt. Dann verwendet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Stromwerte IL_ue, IL_ve, IL_we, die in diesem Zeit-PWM-Berechnungszyklus geschätzt werden, als Detektionswerte der Wicklungsströme Iud, Ivd, Iwd, jeweils.
• Dann, wie in einer nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Aussteuerfehler-Korrektureinheit 33 die Spannungsbefehle der dreiphasigen Vuo, Vvo, Vwo, indem sie Werte, die durch Multiplikation der Stromquellenspannung Vdc mit den Ein-Tastgradfehlern zur Korrektur der dreiphasigen ΔDerc_u, ΔDerc_v, ΔDerc_w erhalten werden, zu den Basis-Spannungsbefehlen der dreiphasigen Vuob, Vvob, Vwob addiert. Dann steuert die PWM-Steuerung 34 das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente basierend auf den Spannungsbefehlen der Dreiphase nach der Korrektur Vuo, Vvo, Vwo. $$\begin{array}{l}\text{Vuo}=\text{Vuob}+\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{u}\times \text{Vdc}\\ \text{Vvo}=\text{Vvob}+\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{v}\times \text{Vdc}\\ \text{Vwo}=\text{Vwob}+\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{w}\times \text{Vdc}\end{array}$$

  
• Ausführungsform 2
• Als nächstes wird die Steuerung 1 gemäß Ausführungsform 2 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1 übereinstimmen, wird weggelassen. Der grundsätzliche Aufbau der Steuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der gleiche wie bei Ausführungsform 1. Ausführungsform 2 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 dadurch, dass die PWM-Steuereinheit 34 das PWM-Signal auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses zwischen dem Soll-Ein-Tastgradgrad, der aus jeder Phase der dreiphasigen Steuerspannungen berechnet wird, und einer Trägerwelle erzeugt, und die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 den Soll-Ein-Tastgradgrad auf der Grundlage des Ein-Tastgradfehlers korrigiert.
• 10 zeigt das Blockdiagramm der Steuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in der nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit 32 die Soll-Ein-Tastgrade der dreiphasigen Dob_u, Dob_v, Dob_w, indem sie 0,5 zu den Werten addiert, die durch Division der Grundspannungsbefehle der dreiphasigen Vuob, Vvob, Vwob, die unter Verwendung des ähnlichen Verfahrens wie in der obigen Ausführungsform 1 berechnet wurden, durch die Spannung der Stromquelle Vdc erhalten werden. $$\begin{array}{l}\text{Dob}\_\text{u}=\text{Vuob}/\text{Vdc}+\mathrm{0,5}\\ \text{Dob}\_\text{v}=\text{Vvob}/\text{Vdc}+\mathrm{0,5}\\ \text{Dob}\_\text{w}=\text{Vwob}/\text{Vdc}+\mathrm{0,5}\end{array}$$

  
• Durch das ähnliche Verfahren wie in Ausführungsform 1 berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Ein-Tastgradfehler für die Korrektur der dreiphasigen ΔDerc_u, ΔDerc_v, ΔDerc_w. Dann berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, wie in der nächsten Gleichung gezeigt, die Soll-Ein-Tastgrade der Dreiphasen Do_u, Do_v, Do_w, indem sie die Ein-Tastgradfehler für die Korrektur der Dreiphasen ΔDerc_u, ΔDerc_v, ΔDerc_w zu den Basis-Tastgraden der Dreiphasen Dob_u, Dob_v, Dob_w addiert. $$\begin{array}{l}\text{Do}\_\text{u}=\text{Dob}\_\text{u}+\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{u}\\ \text{Do}\_\text{v}=\text{Dob}\_\text{v}+\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{v}\\ \text{Do}\_\text{w}=\text{Dob}\_\text{w}+\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{w}\end{array}$$

  
• Die PWM-Steuereinheit 34 steuert das Ein- /Ausschalten der Schaltelemente basierend auf den Soll-Ein-Tastgraden der Dreiphasen nach der Korrektur Do_u, Do_v bzw. Do_w. Die PWM-Steuereinheit 34 erzeugt die PWM-Signale, die die Schaltelemente ein- oder ausschalten, basierend auf den Vergleichsergebnissen zwischen den Soll-Ein-Tastgraden der Dreiphasen Do_u, Do_v, Do_w und der Trägerwelle CA. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Trägerwelle CA eine Dreieckswelle, die mit einem PWM-Zyklus Tcc zwischen 0 und 1 schwingt. Das PWM-Signal wird eingeschaltet, wenn der Soll-Ein-Tastgrad Do größer als die Trägerwelle CA ist, und das PWM-Signal wird ausgeschaltet, wenn der Soll-Ein-Tastgrad Do kleiner als die Trägerwelle CA ist. Ähnlich wie bei Ausführungsform 1 schaltet die PWM-Steuereinheit 34 um jede Phase herum das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement und das Negative-Elektroden-Schaltelement abwechselnd ein, während die Totzeit unterbrochen wird.
• Ausführungsform 3
• Nachfolgend wird die Steuerung 1 gemäß Ausführungsform 3 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1 übereinstimmen, wird weggelassen. Der grundsätzliche Aufbau der Steuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der gleiche wie bei Ausführungsform 1. Ausführungsform 3 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 dadurch, dass die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Tastgradfehler-Charakteristiken individuell zwischen einem positiven und einem negativen Wicklungsstrom erlernt.
• Das Ansteuersignal der Gate-Treiberschaltung 12 wird über den redundanten dreiphasigen Kurzschluss 19 in den Gate-Anschluss des Schaltelements eingespeist. Daher treten die Ausschaltverzögerung und die Einschaltverzögerung aufgrund des Eingriffs des redundanten Dreiphasenkurzschlusses 19 auf. Insbesondere wenn der redundante Dreiphasen-Kurzschluss 19 die Ansteuersignale der Positive-Elektrodenseite-Schaltelemente dreiphasig ansteuert oder die Ansteuersignale der Negative-Elektrodenseite-Schaltelemente dreiphasig ansteuert, unterscheiden sich die Ausschaltverzögerung und die Einschaltverzögerung zwischen den Schaltelementen, in die der redundante Dreiphasen-Kurzschluss 19 eingreift, und den Schaltelementen, in die nicht eingegriffen wird. Unabhängig vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des redundanten dreiphasigen Kurzschlusses 19 können die Ausschaltverzögerung und die Einschaltverzögerung zwischen den Positive-Elektrodenseite-Schaltelementen und den Negative-Elektrodenseite-Schaltelementen aufgrund von Kennlinienunterschieden unterschiedlich sein. Da sich daher die Tastgradfehler-Charakteristik zwischen positivem und negativem Wicklungsstrom ändert, kann die Korrekturgenauigkeit durch individuelles Lernen erhöht werden.
• In der vorliegenden Ausführungsform lernt die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33, wie in Gleichung (12) gezeigt, eine Tastgradfehler-Charakteristik für positiv, wenn der Wicklungsstrom I positiv ist; und lernt eine Tastgradfehler-Charakteristik für negativ, wenn der Wicklungsstrom I negativ ist. Die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 lernt, indem sie die Koeffizienten der linearen Funktion für positive Ap, Bp, und die Koeffizienten der linearen Funktion für negative An, Bn ändert.
• 1) Wenn I>=0 $$\left|\mathrm{\Delta }\text{Der}\right|=\text{Ap}\times \left|\text{I}\right|+\text{Bp}$$
  
• 2) Wenn I< 0 ... (12) $$\left|\mathrm{\Delta }\text{Der}\right|=\text{An}\times \left|\text{I}\right|+\text{Bn}$$
  
• Zum Beispiel aktualisiert die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Koeffizienten der linearen Funktion für positive Ap, Bp unter Verwendung einer rekursiven Methode der kleinsten Quadrate mit Vergessenskoeffizient, basierend auf dem Detektionswert des Wicklungsstroms zum Lernen IL und dem Ein-Tastgradfehler ADer, wenn der Detektionswert des Wicklungsstroms zum Lernen IL positiv ist; und aktualisiert die Koeffizienten der linearen Funktion für negative An, Bn unter Verwendung einer rekursiven Methode der kleinsten Quadrate mit Vergessenskoeffizient, basierend auf dem Detektionswert des Wicklungsstroms für das Lernen IL und dem Ein-Tastgradfehler ADer, wenn der Detektionswert des Wicklungsstroms für das Lernen IL negativ ist.
• Dann, wie in der nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 für jede Phase, wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms größer oder gleich dem Stromschwellenwert THi ist, den Ein-Tastgradfehler ADer, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, unter Bezugnahme auf die Tastgradfehler-Charakteristik für positive oder für negative, die entsprechend dem positiven oder negativen Detektionswert des Wicklungsstroms ausgewählt wird.
• 1) Wenn |Iud|>=THi $$\begin{array}{l}\text{Wenn Iud}>=\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{u}=\text{Ap}\times \left|\text{Iud}\right|+\text{Bp}\\ \text{Wenn Iud}<\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{u}=-\left(\text{An}\times \left|\text{Iud}\right|+\text{Bn}\right)\end{array}$$
  
• 2) Wenn |Ivd|>=THi $$\text{Wenn Ivd}>=\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{v}=\text{Ap}\times \left|\text{Ivd}\right|+\text{Bp}$$
  
  $$\text{Wenn Ivd}<\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{v}=-\left(\text{An}\times \left|\text{Ivd}\right|+\text{Bn}\right)$$
  
• 3) Wenn |Iwd|>=THi $$\begin{array}{l}\text{Wenn Iwd}>=\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{w}=\text{Ap}\times \left|\text{Iwd}\right|+\text{Bp}\\ \text{Wenn Iwd}<\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{w}=-\left(\text{An}\times \left|\text{Iwd}\right|+\text{Bn}\right)\end{array}$$
  
• Andererseits, wie in einer nächsten Gleichung gezeigt, berechnet die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 um jede Phase, wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms kleiner als der Stromschwellenwert THi ist, einen Korrekturkoeffizienten K0, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, indem sie sich auf eine vorläufig eingestellte Korrekturkoeffizientencharakteristik Fcmp bezieht, in der eine Beziehung zwischen dem Wicklungsstrom und dem Korrekturkoeffizienten K0 vorläufig eingestellt ist; den Ein-Tastgradfehler berechnet, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, indem auf die Korrekturkoeffizientencharakteristiken für positiv oder für negativ Bezug genommen wird, die entsprechend dem positiven oder negativen Wert des Detektionswerts des Wicklungsstroms ausgewählt werden; und den endgültigen Ein-Tastgradfehler ΔDerc berechnet, indem der Korrekturkoeffizienten K0 mit dem Ein-Tastgradfehler multipliziert wird.
• 1) Wenn |Iud|<THi $$\begin{array}{l}\text{K}0\_\text{u}=\text{Fcmp}\left(\left|\text{Iud}\right|\right)\\ \text{Wenn Iud}>=\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{u}=\text{K}0\_\text{u}\times \text{Ap}\times \left|\text{Iud}\right|+\text{Bp}\\ \text{Wenn Iud}<\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{u}=-\text{K}0\_\text{u}\times \left(\text{An}\times \left|\text{Iud}\right|+\text{Bn}\right)\end{array}$$
  
• 2) Wenn |Ivd|<THi $$\begin{array}{l}\text{K}0\_\text{v}=\text{Fcmp}\left(\left|\text{Ivd}\right|\right)\\ \text{Wenn Ivd}>=\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{v}=\text{K}0\_\text{v}\times \text{Ap}\times \left|\text{Ivd}\right|+\text{Bp}\\ \text{Wenn Ivd}<\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{v}=-\text{K}0\_\text{v}\times \left(\text{An}\times \left|\text{Ivd}\right|+\text{Bn}\right)\end{array}$$
  
• 3) Wenn |Iwd|<THi $$\begin{array}{l}\text{K}0\_\text{w}=\text{Fcmp}\left(\left|\text{Iwd}\right|\right)\\ \text{Wenn Iwd}>=\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{w}=\text{K}0\_\text{w}\times \text{Ap}\times \left|\text{Iwd}\right|+\text{Bp}\\ \text{Wenn Iwd}<\mathrm{0,}\mathrm{\Delta }\text{Derc}\_\text{w}=-\text{K}0\_\text{w}\times \left(\text{An}\times \left|\text{Iwd}\right|+\text{Bn}\right)\end{array}$$
  
• Ausführungsform 4
• Als nächstes wird die Steuerung 1 gemäß Ausführungsform 4 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1 übereinstimmen, wird weggelassen. Der grundsätzliche Aufbau der Steuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der gleiche wie bei Ausführungsform 3. Ausführungsform 4 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 dadurch, dass die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Zeit in eine Vielzahl von Perioden unterteilt und Daten zum Lernen der Phase erhält, die in jeder Periode eingestellt ist.
• In der vorliegenden Ausführungsform unterteilt die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die Zeit in eine Vielzahl von Perioden; stellt für jede Periode eine Phase ein, in der der Wicklungsstrom positiv wird, und eine Phase, in der der Wicklungsstrom negativ wird; detektiert bei zwei Phasen, die in jeder Periode eingestellt sind, den tatsächlichen Ein-Tastgradfehler basierend auf dem Detektionswert des Mittelpunktpotentials; berechnet einen Ein-Tastgradfehler ADer basierend auf einer Differenz zwischen dem Soll-Ein-Tastgrad und dem tatsächlichen Ein-Tastgrad Dr; und aktualisiert einen Lernwert der Ein-Tastgradfehler-Charakteristik basierend auf dem Detektionswert des Wicklungsstroms und dem Ein-Tastgradfehler ADer.
• In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 11 und 12 gezeigt, unterteilt die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 ein Zeitintervall, in dem sich die Magnetpolposition um 720 Grad dreht, in 12 Perioden von 60 Grad; und stellt für jede Periode eine Phase ein, in der der Detektionswert des Wicklungsstroms zum Lernen IL positiv wird, und eine Phase, in der der Detektionswert des Wicklungsstroms zum Lernen IL negativ wird. Die Phase jeder Periode wird so eingestellt, dass es keine Abweichung der Periodenzahl zwischen den Phasen gibt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Perioden so aufgeteilt, dass die Magnetpolposition 0 wird, wenn der Detektionswert des Wicklungsstroms für das Lernen der U-Phase IL_u, IL_ue 0 wird, basierend auf einer angepassten Magnetpolposition θestη (= θest+η+π) [Rad], angepasst durch einen Offset-Wert η. Mit Hilfe einer nächsten Gleichung wird der Offset-Wert η auf der Grundlage der dq-Achsenströme Befehl Ido, Iqo berechnet. Um die Erklärung zu vereinfachen, werden [Rad] und [Grad] verwendet, wobei in beiden Fällen die Einheit einfach umgerechnet wird. $$\begin{array}{l}\theta est\eta =\theta est+\eta +\pi \\ \eta ={\text{tan}}^{-1}\left(-\frac{Ido}{Iqo}\right)\end{array}$$

  
• Gemäß dieser Konfiguration kann die Anzahl der Phasen, deren Daten zum Lernen in der gleichen Periode berechnet werden, auf zwei Phasen reduziert werden, von denen eine Phase, deren Wicklungsstrom positiv ist, und eine Phase, deren Wicklungsstrom negativ ist, und die arithmetische Last kann reduziert werden. Und da die Daten zum Lernen der Phase, in der der Wicklungsstrom positiv ist, und der Phase, in der der Wicklungsstrom negativ ist, in der gleichen Periode berechnet werden können, kann die Aktualisierung des Lernwertes der Tastgradfehler-Charakteristik für positiv und die Aktualisierung des Lernwertes der Tastgradfehler-Charakteristik für negativ ohne Abweichung durchgeführt werden.
• <Andere Ausführungsformen>
• Abschließend werden weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erläutert. Jede der Konfigurationen der nachfolgend zu erläuternden Ausführungsformen ist nicht darauf beschränkt, separat verwendet zu werden, sondern kann in Kombination mit den Konfigurationen anderer Ausführungsformen verwendet werden, solange keine Abweichung auftritt.
• (1) In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wurde der Fall erläutert, dass es sich um eine Dreiphasenschaltung mit n= 3 handelt. n kann jedoch auf zwei oder mehr beliebige natürliche Zahlen gesetzt werden, beispielsweise n= 2 oder 4.
• (2) In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wurde der Fall erläutert, in dem die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die gemeinsamen Tastgradfehler-Charakteristiken zwischen den Phasen lernt. Die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 kann jedoch die Tastgradfehler-Charakteristiken jeder Phase einzeln erlernen. Gemäß dieser Konfiguration kann der individuelle Unterschied des Schaltelements zwischen Phasen gelernt werden.
• (3) In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wurde der Fall erläutert, in dem die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 die Mittelpunktspannungen der Reihenschaltungen aller drei Phasen detektiert und die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 die tatsächlichen Ein-Tastgrade der drei Phasen detektiert und die Daten zum Lernen berechnet. Die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 kann jedoch eine Schaltung sein, die die Mittelpunktspannung der Reihenschaltung von nur einer Phase detektiert, die in der Lage ist, die Mittelpunktspannung zu detektieren. Die Tastgradfehler-Korrektureinheit 33 kann die Daten zum Lernen berechnen, indem sie den tatsächlichen Ein-Tastgrad von nur einer Phase detektiert, die in der Lage ist, die Mittelpunktspannung zu detektieren; sie kann die Tastgradfehler-Charakteristiken basierend auf den Daten zum Lernen von nur einer Phase lernen, die in der Lage ist, die Mittelpunktspannung zu detektieren; und sie kann die gelernten Tastgradfehler-Charakteristiken für die Berechnung der Ein-Tastgradfehler zur Korrektur ΔDerc der drei Phasen verwenden. Gemäß dieser Konfiguration kann, wenn die individuelle Differenz des Schaltelements zwischen den Phasen klein ist, die Schaltungskonfiguration der Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung 18 weiter vereinfacht werden, und die arithmetische Last der Daten zum Lernen kann reduziert werden.
• Obwohl die vorliegende Offenbarung oben in Bezug auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben wird, sollte es verstanden werden, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und Funktionen, die in einer oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, in ihrer Anwendbarkeit auf die jeweilige Ausführungsform, mit der sie beschrieben werden, nicht beschränkt sind, sondern stattdessen allein oder in verschiedenen Kombinationen auf eine oder mehrere der Ausführungsformen angewendet werden können. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht beispielhaft dargestellt wurden, entwickelt werden können, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Anwendung abzuweichen. Zum Beispiel kann mindestens eine der konstituierenden Komponenten modifiziert, hinzugefügt oder eliminiert werden. Mindestens einer der in mindestens einer der bevorzugten Ausführungsformen genannten Bestandteilkomponenten kann ausgewählt und mit den in einer anderen bevorzugten Ausführungsform genannten Bestandteilkomponenten kombiniert werden.
• Bezugszeichenliste

1

Steuerung für AC-betriebene rotierende elektrische Maschine,

2

AC-betriebene rotierende elektrische Maschine,

10

DC-Leistungsquelle,

17

Stromdetektionsschaltung,

18

Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung,

19

Redundanter Dreiphasenkurzschluss,

20

Wechselrichter,

22

Diode,

23H

Positive-Elektrodenseite-Schaltelement,

23L

Negative-Elektrodenseite-Schaltelement,

30

Steuerschaltung,

31

Antriebszustandsdetektionseinheit,

32

Grundspannungsbefehlsberechnungseinheit,

33

Korrekturkoeffizientencharakteristik,

34

PWM-Steuereinheit,

Do

Soll-Ein-Tastgrad,

Dr

Ist-Ein-Tastgrad,

Fcmp

Korrekturkoeffizientencharakteristik,

IL

Erfassungswert des Wicklungsstroms,

K0

Korrekturkoeffizient,

THi

Stromschwellenwert,

ADer

Ein-Tastgrad

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 4681453 B [0005]
• JP 6319532 B [0005]

Claims (14)

1. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine, die eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine steuert, die mit n-phasigen Wicklungen bereitgestellt wird (n ist eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei), wobei die Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine umfasst: einen Wechselrichter, der mit den n Sätzen einer Reihenschaltung bereitgestellt wird, wobei ein Positive-Elektrode-Schaltelement, das mit der positiven Elektrodenseite einer DC-Leistungsquelle verbunden ist, und ein Negative-Elektrode-Schaltelement, das mit der negativen Elektrodenseite der DC-Leistungsquelle verbunden ist, in Reihe geschaltet sind und wobei ein Verbindungsknoten der Reihenschaltung mit der Wicklung der entsprechenden Phase verbunden ist, die der jeweiligen Phase der n-Phase entspricht; eine Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung, die ein Mittelpunktpotential detektiert, das ein Potential des Verbindungsknotens der Reihenschaltung in der Reihenschaltung jeder Phase ist; und eine Steuerschaltung, die das Ein-/Ausschalten der Schaltelemente auf der Grundlage von Soll-Ein-Tastgraden, die aus Spannungsbefehlen berechnet werden, oder der Spannungsbefehle steuert, wobei die Steuerschaltung einen tatsächlichen Ein-Tastgrad des Schaltelements detektiert, basierend auf einem Detektionswert des Mittelpunktpotentials, einen Ein-Tastgradfehler basierend auf einer Differenz zwischen dem Soll-Ein-Tastgrad und dem tatsächlichen Ein-Tastgrad berechnet, und den Spannungsbefehl oder den Soll-Ein-Tastgrad auf der Grundlage des Ein-Tastgradfehlers korrigiert.
2. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, die ferner eine Stromdetektionsschaltung umfasst, die einen Wicklungsstrom detektiert, der in die Wicklung jeder Phase fließt, wobei die Steuerschaltung eine Tastgradfehler-Charakteristik erlernt, die eine Beziehung zwischen dem Wicklungsstrom und dem Ein-Tastgradfehler darstellt, basierend auf einem Detektionswert des Wicklungsstroms und dem Ein-Tastgradfehler, den Ein-Tastgradfehler, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, unter Bezugnahme auf die gelernte Tastgradfehler-Charakteristik berechnet, und den Spannungsbefehl oder den Soll-Ein-Tastgrad, basierend auf dem berechneten Ein-Tastgradfehler korrigiert.
3. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung die Tastgradfehler-Charakteristik, bei der der Wicklungsstrom positiv ist, und die Tastgradfehler-Charakteristik, bei der der Wicklungsstrom negativ ist, durch eine lineare Funktion annähert, und durch Ändern von Koeffizienten der linearen Funktion lernt.
4. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuerschaltung beim Lernen der Tastgradfehler-Charakteristik den Detektionswert des Wicklungsstroms verwendet, der einem Zeitpunkt entspricht, an dem der tatsächliche Ein-Tastgrad detektiert wird.
5. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuerschaltung als Detektionswert des Wicklungsstroms, der zum Lernen der Ein-Tastgrad-Charakteristiken verwendet wird, einen Stromwert verwendet, der durch Ausführen einer FestkoordinatenUmwandlung und einer Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Umwandlung in dq-Achsen-Strombefehle auf einem dq-Achsen-Drehkoordinatensystem auf der Grundlage einer Magnetpolposition erhalten wird, die einem Zeitpunkt entspricht, zu dem der tatsächliche Ein-Tastgrad detektiert wird.
6. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Steuerschaltung einen Lernwert der Tastgradfehler-Charakteristik aktualisiert, wenn ein Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms größer oder gleich einem vorher festgelegten Stromschwellenwert ist, und den Lernwert der Tastgradfehler-Charakteristik nicht aktualisiert, wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms kleiner als der Stromschwellwert ist.
7. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei die Steuerschaltung um jede Phase herum, wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms größer oder gleich dem Stromschwellenwert ist, den Ein-Tastgradfehler entsprechend dem Detektionswert des Wicklungsstroms unter Bezugnahme auf die Tastgradfehler-Charakteristiken berechnet; und die Steuerschaltung um jede Phase herum, wenn der Absolutwert des Detektionswerts des Wicklungsstroms kleiner als der Stromschwellenwert ist, einen Korrekturkoeffizienten berechnet, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, unter Bezugnahme auf eine Korrekturkoeffizientencharakteristik, in der eine Beziehung zwischen dem Wicklungsstrom und dem Korrekturkoeffizienten vorläufig eingestellt ist, den Ein-Tastgradfehler berechnet, der dem Detektionswert des Wicklungsstroms entspricht, indem auf die Tastgradfehlercharakteristik Bezug genommen wird, und den endgültigen Ein-Tastgradfehler berechnet, indem der Korrekturkoeffizient mit dem Ein-Tastgradfehler multipliziert wird.
8. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Steuerschaltung als Detektionswert des Wicklungsstroms, der bei der Berechnung des Ein-Tastgradfehlers unter Bezugnahme auf die Ein-Tastgradfehler-Charakteristik verwendet wird, einen Stromwert verwendet, der durch Ausführen einer Festkoordinatenumwandlung und einer Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Umwandlung in dq-Achsen-Strombefehle in einem dq-Achsen-Drehkoordinatensystem auf der Grundlage einer Magnetpolposition erhalten wird, die einem Zeitpunkt entspricht, zu dem die Schalteinrichtung tatsächlich ein- und ausgeschaltet wird, und zwar auf der Grundlage des Spannungsbefehls nach der Korrektur oder des Soll-Ein-Tastgrads nach der Korrektur.
9. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Steuerschaltung einen Lernwert der Tastgradfehler-Charakteristik aktualisiert, wenn der Soll-Ein-Tastgrad innerhalb eines vorher festgelegten Lernerlaubnisbereichs liegt, und den Lernwert der Tastgradfehler-Charakteristik nicht aktualisiert, wenn der Soll-Ein-Tastgrad außerhalb des Lernerlaubnisbereichs liegt.
10. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Steuerschaltung die Zeit in eine Vielzahl von Perioden unterteilt; in jeder Periode eine Phase einstellt, in der der Wicklungsstrom positiv wird, und eine Phase, in der der Wicklungsstrom negativ wird; in jeder Periode eine Phase einstellt, in der der Wicklungsstrom positiv wird, und eine Phase, in der der Wicklungsstrom negativ wird; den tatsächlichen Ein-Tastgrad basierend auf dem Detektionswert des Mittelpunktpotentials detektiert, den Ein-Aussteuerfehler basierend auf der Differenz zwischen dem Soll-Ein-Tastgrad und dem tatsächlichen Ein-Tastgrad berechnet; und einen Lernwert der Ein-Aussteuerfehler-Charakteristik basierend auf dem Detektionswert des Wicklungsstroms und dem Ein-Aussteuerfehler aktualisiert.
11. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Mittelpunktpotentialdetektionsschaltung eine Schaltung ist, die ein Ausgangssignal ein- oder ausschaltet, je nachdem, ob das Mittelpunktpotential größer oder kleiner als ein Potentialschwellenwert ist.
12. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Steuerschaltung den tatsächlichen Ein-Tastgrad detektiert, basierend auf einem Zeitpunkt, zu dem das Mittelpunktpotential größer als ein Potentialschwellenwert wird, und einem Zeitpunkt, zu dem das Mittelpunktpotential kleiner als der Potentialschwellenwert wird.
13. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steuerschaltung um jede Phase herum abwechselnd das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement und das Negative-Elektroden-Schaltelement einschaltet, während eine Totzeit dazwischengeschaltet wird; die Steuerschaltung um jede Phase eine Ein-Ansteuerungsperiode des Positive-Elektrodenseite-Schaltelements so einstellt, dass sie kürzer ist als eine Ein-Ansteuerungsperiode, die dem Soll-Ein-Tastgrad entspricht, durch die Totzeit; und eine Aus-Ansteuerungsperiode des Negative-Elektrodenseite-Schaltelements so einstellt, dass sie länger ist als eine Ein-Ansteuerungsperiode, die dem Soll-Ein-Tastgrad entspricht, durch die Totzeit.
14. Steuerung für eine AC-betriebene rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 13, wobei die Steuerschaltung für jede Phase ein PWM-Signal erzeugt, das bei dem Soll-Ein-Tastgrad ein- und ausgeschaltet wird; das Negative-Elektrodenseite-Schaltelement ausschaltet, wenn das PWM-Signal eingeschaltet wird; das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement einschaltet, wenn die Totzeit verstreicht, nachdem das PWM-Signal eingeschaltet wird; das Positive-Elektrodenseite-Schaltelement ausschaltet, wenn das PWM-Signal ausgeschaltet wird; und das Negative-Elektrodenseite-Schaltelement ausschaltet, wenn die Totzeit verstreicht, nachdem das PWM-Signal ausgeschaltet wird.

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