DE112022001599T5

DE112022001599T5 - Wechselrichter-steuervorrichtung und wechselrichter-steuerverfahren

Info

Publication number: DE112022001599T5
Application number: DE112022001599.3T
Authority: DE
Inventors: Shigehisa Aoyagi; Takafumi Hara; Takaya TSUKAGOSHI
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2024-01-11
Also published as: CN117397161A; JPWO2022259624A1; WO2022259624A1

Abstract

Eine Wechselrichter-Steuervorrichtung führt eine Pulsweitenmodulation durch Auswählen eines synchronen Pulssteuermodus, in dem eine Frequenz einer in der Pulsweitenmodulation verwendeten Trägerwelle in Übereinstimmung mit einer Drehzahl des Motors geändert wird, und eines asynchronen Pulssteuermodus, in dem die Frequenz der Trägerwelle ungeachtet der Drehzahl des Motors konstant ist, durch. Zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus ändert die Wechselrichter-Steuervorrichtung eine Trägerreferenzphase, die ein Referenzwert einer Phase der Trägerwelle ist, zu einem anderen Wert vor und nach dem Wechsel.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wechselrichter-Steuervorrichtung und ein Wechselrichter-Steuerverfahren.
Bisheriger Stand der Technik
Permanentmagnet-Synchronmotoren benötigen keine mechanischen Stromrichtmechanismen wie Bürsten oder Kommutatoren, sind wartungsfreundlich, klein und leicht und haben daher einen hohen Wirkungsgrad und einen hohen Leistungsfaktor. Daher werden Permanentmagnet-Synchronmotoren häufig für Anwendungen wie den Antrieb und die Stromerzeugung von Elektrofahrzeugen eingesetzt. Im Allgemeinen umfassen Permanentmagnet-Synchronmotoren mit Ankerspulen oder dergleichen ausgebildete Statoren und mit Permanentmagneten und Eisenkernen ausgebildete Rotoren. Gleichstromspannungen, die von Gleichstromversorgungen wie Batterien geliefert werden, werden von Wechselrichtern in Wechselstromspannungen umgewandelt und Wechselströme fließen durch Ankerspulen von die Wechselstromspannung verwendenden Permanentmagnet-Synchronmotoren, so dass Ankermagnetflüsse erzeugt werden. Die Permanentmagnet-Synchronmotoren werden durch ein durch zwischen den magnetischen Flüssen des Ankers und den magnetischen Flüssen der Permanentmagneten erzeugte Anziehungs- und Abstoßungskräfte erzeugtes Magnetdrehmoment und ein zum Minimieren des magnetischen Widerstands der durch die Rotoren fließenden Ankermagnetflüsse erzeugtes Reluktanzdrehmoment angetrieben.
Im Allgemeinen ist eine Vielzahl von Halbleiter-Schaltelemente wie Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) und Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) auf Wechselrichtern montiert, die Wechselströme an Permanentmagnet-Synchronmotoren liefern und den Antrieb der Permanentmagnet-Synchronmotoren steuern. Wechselrichter-Steuervorrichtungen sind mit den Wechselrichtern verbunden, so dass zwischen Ein- und Aus-Zuständen von Halbleiter-Schaltelementen gewechselt wird, um eine Leistungsumwandlung von Gleichstrom zu Wechselstrom durch Ausgeben von in den Wechselrichter-Steuervorrichtungen erzeugten Gate-Signalen an Gate-Anschlüsse der Halbleiter-Schaltelemente über Treiberschaltungen durchzuführen.
Als Verfahren zum Erzeugen von Gate-Signalen in den Wechselrichter-Steuervorrichtungen sind Verfahren zum Erzeugen von Gate-Signalen durch PWM-Modulation wohlbekannt. Bei der PWM-Modulation werden als Reaktion auf Drehmomentbefehle von außen erzeugte Spannungsbefehle mit Trägerwellen wie Dreieckswellen oder Sägezahnwellen verglichen und Gate-Signale mit Pulsweiten entsprechend den Vergleichsergebnissen werden erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird entweder eine synchrone Pulssteuerung zum Ändern von Frequenzen der Trägerwellen synchron mit Drehzahlen der Motoren oder eine asynchrone Pulssteuerung zum konstanten Gestalten von Frequenzen der Trägerwellen ungeachtet der Drehzahlen der Motoren ausgewählt.
Der Stand der Technik kennt Verfahren zum Wechsel zwischen asynchroner Pulssteuerung und synchroner Pulssteuerung entsprechend Drehzahlen von Motoren durch Auswählen der asynchronen Pulssteuerung zum Verhindern von Geräuschen und Schwingung bei niedrigen Drehzahlen der Motoren oder bei Drehzahlen nahe den Resonanzfrequenzbändern von Mechanismuseinheiten, in denen die Motoren installiert sind, und Auswählen der synchronen Pulssteuerung bei anderen Drehzahlen. Wenn in einem solchen Fall zwischen der asynchronen Pulssteuerung und der synchronen Pulssteuerung gewechselt wird, werden die Phasen der Trägerwellen diskontinuierlich und somit besteht die Gefahr, dass die Steuerung der Motoren instabil wird.
Als Lösung für das vorhergehende Problem ist ein Verfahren nach der folgenden Patentschrift PTL 1 bekannt. PTL 1 offenbart ein Verfahren zum Wechsel von synchroner PWM zur synchronen PWM zu einem Zeitpunkt, zu dem Trägerphasen einer asynchronen PWM-Dreieckswelle und einer synchronen Dreieckswelle übereinstimmen.
Liste der Anführungen
Patentliteratur
PTL 1: WO 2019/123634 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Beim in PTL 1 beschriebenen Verfahren muss zum Zeitpunkt, zu dem der Wechsel von der asynchronen Pulssteuerung zur synchronen Pulssteuerung durchgeführt werden sollte, gewartet werden, bis der Zeitpunkt, zu dem die Trägerphasen der asynchronen PWM-Dreieckswelle und der synchronen Dreieckswelle nach diesem Zeitpunkt übereinstimmen, und daher kann ein Wechsel nicht unmittelbar erfolgen.
Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund der vorhergehenden Probleme entwickelt und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen einer Wechselrichter-Steuervorrichtung und eines Wechselrichter-Steuerverfahrens, die stabil einen Motor steuern können, während unmittelbar von der asynchronen Pulssteuerung zur synchronen Pulssteuerung gewechselt wird.
Technische Lösung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert eine Wechselrichter-Steuervorrichtung einen Wechselrichter zum drehenden Antreiben eines Motors durch Erzeugen eines PWM-Pulssignals zum Antreiben einer Vielzahl von im Wechselrichter enthaltenen Schaltelementen durch Pulsweitenmodulation und Ausgeben des PWM-Pulssignals an den Wechselrichter. Die Wechselrichter-Steuervorrichtung führt die Pulsweitenmodulation durch Auswählen eines synchronen Pulssteuermodus, in dem eine Frequenz einer in der Pulsweitenmodulation verwendeten Trägerwelle entsprechend einer Drehzahl des Motors geändert wird, und eines asynchronen Pulssteuermodus, in dem die Frequenz der Trägerwelle ungeachtet der Drehzahl des Motors konstant ist, durch. Zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus ändert die Wechselrichter-Steuervorrichtung eine Trägerreferenzphase, die ein Referenzwert einer Phase der Trägerwelle ist, zu einem anderen Wert vor und nach dem Wechsel.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselrichter-Steuerverfahren ein Verfahren zum Steuern eines Wechselrichters zum drehenden Antreiben eines Motors durch Erzeugen eines PWM-Pulssignals zum Antreiben einer Vielzahl von im Wechselrichter enthaltenen Schaltelementen durch Pulsweitenmodulation und Ausgeben des PWM-Pulssignals an den Wechselrichter. Das Verfahren umfasst: Durchführen der Pulsweitenmodulation durch Auswählen eines synchronen Pulssteuermodus, in dem eine Frequenz einer in der Pulsweitenmodulation verwendeten Trägerwelle entsprechend einer Drehzahl des Motors geändert wird, und eines asynchronen Pulssteuermodus, in dem die Frequenz der Trägerwelle ungeachtet der Drehzahl des Motors konstant ist; und Ändern einer Trägerreferenzphase, die ein Referenzwert einer Phase der Trägerwelle ist, zu einem anderen Wert vor und nach dem Wechsel zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Wechselrichter-Steuervorrichtung und ein Wechselrichter-Steuerverfahren bereitgestellt werden, die einen Motor stabil steuern können, während unmittelbar von der asynchronen Pulssteuerung zur synchronen Pulssteuerung gewechselt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[1] 1 zeigt ein Diagramm zur Darstellung einer Gesamtkonfiguration eines Motorantriebssystems, umfassend eine Wechselrichter-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[2] 2 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer funktionalen Konfiguration einer Wechselrichter-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[3] 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Trägerfrequenz-Berechnungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[4] 4 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Betriebsablaufsbeispiels einer Trägerfrequenz-Auswahleinheit.
[5] 5 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Trägerreferenzphase und einer Drehmomentschwankung zum Zeitpunkt des Wechsels von einem asynchronen Pulssteuermodus zu einem synchronen Pulssteuermodus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[6] 6 zeigt ein Diagramm zur Darstellung einer Änderung in einer synchronen Trägerfrequenz zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus.
[7] 7 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Trägerfrequenz-Berechnungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[8] 8 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Trägerreferenzphase und einer Drehmomentschwankung zum Zeitpunkt des Wechsels von einem asynchronen Pulssteuermodus zu einem synchronen Pulssteuermodus gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[9] 9 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Trägerfrequenz-Berechnungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[10] 10 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Trägerreferenzphase und einer Drehmomentschwankung zum Zeitpunkt des Wechsels von einem asynchronen Pulssteuermodus zu einem synchronen Pulssteuermodus gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
Nachfolgend ist eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Diagramm zur Darstellung einer Gesamtkonfiguration eines Motorantriebssystems, umfassend eine Wechselrichter-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 umfasst ein Motorantriebssystem 100 eine Wechselrichter-Steuervorrichtung 1, einen Motor 2, einen Wechselrichter 3, einen Drehstellungsdetektor 4, eine Hochspannungsbatterie 5 und eine Stromerfassungseinheit 7.
Eine Drehstellung θ des Motors 2 wird vom Drehstellungssensor 4 an der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 eingegeben. Iu, Iv und Iw zur Angabe der im Motor 2 fließenden dreiphasigen Wechselströme werden von der Stromerfassungseinheit 7 eingegeben und ein Drehmomentbefehl T* wird von einer Host-Steuervorrichtung (nicht dargestellt) eingegeben. Die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 erzeugt ein PWM-Pulssignal zum Antreiben der Vielzahl von im Wechselrichter 3 enthaltenen Schaltelement auf Basis der Eingangsinformationen und gibt das PWM-Pulssignal an den Wechselrichter 3 aus. Dementsprechend wird ein Betrieb des Wechselrichters 3 zum drehenden Antreiben des Motors 2 gesteuert. Nachfolgend sind Details der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 beschrieben.
Der Wechselrichter 3 umfasst eine Wechselrichterschaltung 31, eine PWM-Signaltreiberschaltung 32 und einen Glättungskondensator 33. Die PWM-Signaltreiberschaltung 32 erzeugt ein Gate-Treibersignal zum Steuern von jedem in der Wechselrichterschaltung 31 enthaltenen Schaltelement auf Basis des von der Wechselrichter-Steuereinrichtung 1 eingegebenen PWM-Pulssignals und gibt das Gate-Treibersignal an die Wechselrichterschaltung 31 aus. Die Wechselrichterschaltung 31 umfasst Schaltelemente jeweils entsprechend den Ober- und Unterzweigen der U-, V- und W-Phase. Durch Schalten und Antreiben dieser Schaltelemente entsprechend dem von der PWM-Signaltreiberschaltung 32 eingegebenen Gate-Treibersignal wird die von der Hochspannungsbatterie 5 gelieferte Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umgewandelt und an den Motor 2 ausgegeben. Der Glättungskondensator 33 glättet die von der Hochspannungsbatterie 5 an die Wechselrichterschaltung 31 gelieferte Gleichstromleistung.
Die Hochspannungsbatterie 5 ist eine Gleichstrom-Spannungsquelle des Motorantriebssystems 100 und gibt eine Stromversorgungsspannung Hvdc an den Wechselrichter 3 aus. Die Stromversorgungsspannung Hvdc der Hochspannungsbatterie 5 wird von der Wechselrichterschaltung 31 und der PWM-Signaltreiberschaltung 32 des Wechselrichters 3 in eine variable Frequenz und eine gepulste dreiphasige Wechselstromspannung mit einer variablen Frequenz umgewandelt und als eine Netzspannung am Motor 2 angelegt. Dementsprechend wird der Motor 2 vom Wechselrichter 3 der Gleichstromleistung der Hochspannungsbatterie 5 mit Wechselstromleistung versorgt. Die Stromversorgungsspannung Hvdc der Hochspannungsbatterie 5 variiert abhängig von einem Ladezustand der Hochspannungsbatterie 5.
Der Motor 2 ist ein durch vom Wechselrichter 3 gelieferter Wechselstromleistung drehend angetriebener dreiphasiger Motor und umfasst einen Stator und einen Rotor. In der Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben, in dem ein Permanentmagnet-Synchronmotor als der Motor 2 verwendet wird; es kann aber auch ein anderer Typ von Motor 2, etwa ein Induktionsmotor oder ein synchroner Reluktanzmotor, verwendet werden. Wenn der vom Wechselrichter 3 gelieferte Wechselstrom an den im Stator angeordneten dreiphasigen Spulen Lu, Lv und Lw angelegt wird, fließen im Motor 2 die dreiphasigen Wechselströme Iu, Iv und Iw und in jeder Spule wird ein Magnetfluss erzeugt. Wenn eine Anziehungs- und Abstoßungskraft zwischen dem Magnetfluss von jeder Spule und dem Magnetfluss des im Rotor angeordneten Permanentmagneten erzeugt wird, wird ein Drehmoment im Rotor erzeugt und der Motor 2 wird drehend angetrieben.
Im Motor 2 ist ein Drehstellungssensor 8 eingebaut, der die Drehstellung θ des Rotors erfasst. Der Drehstellungsdetektor 4 berechnet die Drehstellung θ aus einem Eingangssignal des Drehstellungssensors 8. Ein Berechnungsergebnis der Drehstellung θ durch den Drehstellungsdetektor 4 wird an der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 eingegeben und für die von der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 durch Erzeugen des PWM-Pulssignals entsprechend einer Phase der induzierten Spannung des Motors 2 durchgeführten Phasensteuerung der Wechselstromleistung verwendet.
Hier ist ein Resolver mit einem Eisenkern und einer Wicklung als der Drehstellungssensor 8 besser geeignet; aber auch ein Sensor unter Verwendung eines magnetoresistiven Elements, etwa ein GMR-Sensor oder ein Hall-Element, kann verwendet werden. Als Drehstellungssensor 8 kann jeder beliebige Sensor verwendet werden, solange eine Magnetpolstellung des Rotors gemessen werden kann. Der Drehstellungsdetektor 4 kann die Drehstellung θ anhand der im Motor 2 fließenden dreiphasigen Wechselströme Iu, Iv und Iw und der vom Wechselrichter 3 am Motor 2 angelegten dreiphasigen Wechselstromspannungen Vu, Vv und Vw schätzen, ohne das Eingangssignal des Drehstellungssensors 8 zu verwenden.
Die Stromerfassungseinheit 7 ist in einem Stromweg zwischen dem Wechselrichter 3 und dem Motor 2 angeordnet. Die Stromerfassungseinheit 7 erfasst die dreiphasigen Wechselströme Iu, Iv und Iw (U-Phasen-Wechselstrom Iu, V-Phasen-Wechselstrom Iv und W-Phasen-Wechselstrom Iw), die den Motor 2 elektrifizieren. Die Stromerfassungseinheit 7 ist unter Verwendung beispielsweise eines Hall-Stromsensors oder dergleichen ausgeführt. Die Erfassungsergebnisse der dreiphasigen Wechselströme Iu, Iv und Iw von der Stromerfassungseinheit 7 werden an der Wechselrichter-Steuereinrichtung 1 eingegeben und von der Wechselrichter-Steuereinrichtung 1 zum Erzeugen eines PWM-Pulssignals verwendet. 1 zeigt ein Beispiel, bei dem die Stromerfassungseinheit 7 drei Stromdetektoren umfasst; es können aber auch zwei Stromdetektoren angeordnet sein und es kann der Wechselstrom der verbleibenden einen Phase berechnet werden, da die Summe der dreiphasigen Wechselströme Iu, Iv und Iw gleich Null ist. Der von der Hochspannungsbatterie 5 zum Wechselrichter 3 fließende gepulste Gleichstrom kann durch einen zwischen dem Glättungskondensator 33 und dem Wechselrichter 3 eingefügten Shunt oder dergleichen erfasst werden und der dreiphasige Wechselstrom Iu, Iv und Iw kann auf Basis des Gleichstroms und der vom Wechselrichter 3 am Motor 2 angelegten dreiphasigen Wechselspannungen Vu, Vv und Vw erfasst werden.
Nachfolgend sind Details der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 beschrieben. 2 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer funktionalen Konfiguration der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 2 dargestellt umfasst die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 Funktionsblöcke einer Strombefehl-Erzeugungseinheit 11, einer Geschwindigkeitsberechnungseinheit 12, einer Dreiphasen/Dq-Umwandlungseinheit 13, einer Stromsteuereinheit 14, einer dq/Dreiphasenspannungs-Umwandlungseinheit 15, einer Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16, einer Trägerwellen-Erzeugungseinheit 17 und einer PWM-Steuereinheit 18. Die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 umfasst beispielsweise einen Mikrocomputer und kann diese Funktionsblöcke durch Ausführen eines vorbestimmten Programms im Mikrocomputer implementieren. Alternativ können einige oder alle dieser Funktionsblöcke unter Verwendung einer Hardwareschaltung, etwa einer integrierten Logikschaltung oder eines FPGA implementiert werden.
Die Strombefehl-Erzeugungseinheit 11 berechnet einen d-Achsen-Strombefehl Id* und einen q-Achsen-Strombefehl Iq* auf Basis des eingegebenen Drehmomentbefehls T* und der Stromversorgungsspannung Hvdc. Hier werden beispielsweise der d-Achsen-Strombefehl Id* und der q-Achsen-Strombefehl Iq* entsprechend dem Drehmomentbefehl T* unter Verwendung eines vorgegebenen Strombefehl-Kennfelds, eines mathematischen Ausdrucks zur Angabe einer Beziehung zwischen dem d-Achsen-Strom Id und dem q-Achsen-Strom Iq und dem Motordrehmoment und dergleichen ermittelt.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 12 berechnet eine Motordrehzahl ωr zur Angabe einer Drehgeschwindigkeit (Drehzahl) des Motors 2 aus einer zeitlichen Änderung der Drehstellung θ. Die Motordrehzahl ωr kann ein durch eine Winkelgeschwindigkeit (rad/s) oder eine Drehzahl (U/min) angegebener Wert sein. Diese Werte können ineinander umgerechnet und wechselseitig verwendet werden.
Die Dreiphasen/Dq-Umwandlungseinheit 13 führt eine dq-Umwandlung auf Basis der vom Drehstellungsdetektor 4 ermittelten Drehstellung θ an den von der Stromerfassungseinheit 7 erfassten dreiphasigen Wechselströmen Iu, Iv und Iw durch und berechnet einen d-Achsen-Stromwert Id und einen q-Achsen-Stromwert Iq.
Auf der Basis von Abweichungen zwischen dem von der Strombefehls-Erzeugungseinheit 11 ausgegebenen d-Achsen-Strombefehl Id* und q-Achsen-Strombefehl Iq* und dem von der Dreiphasen/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 13 ausgegebenen d-Achsen-Stromwert Id und q-Achsen-Stromwert Iq berechnet die Stromsteuereinheit 14 einen d-Achsen-Spannungsbefehl Vd* und einen q-Achsen-Spannungsbefehl Vq* entsprechend dem Drehmomentbefehl T*, so dass diese Werte miteinander übereinstimmen. Hier werden beispielsweise durch ein Steuerverfahren, etwa eine PI-Steuerung, der d-Achsen-Spannungsbefehl Vd* entsprechend der Abweichung zwischen dem d-Achsen-Strombefehl Id* und dem d-Achsen-Stromwert Id und dem q-Achsen-Spannungsbefehl Vq* entsprechend der Abweichung zwischen dem q-Achsen-Strombefehl Iq* und dem q-Achsen-Stromwert Iq ermittelt.
Die dq/Dreiphasenspannungs-Umwandlungseinheit 15 führt eine Dreiphasenumwandlung auf Basis der durch den Drehstellungsdetektor 4 ermittelten Drehstellung θ als Reaktion auf den d-Achsen-Spannungsbefehl Vd* und den q-Achsen-Spannungsbefehl Vq*, berechnet durch die Stromsteuereinheit 14, durch und berechnet dreiphasige Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* (einen U-Phasen-Spannungsbefehlswert Vu*, einen V-Phasen-Spannungsbefehlswert Vv* und einen W-Phasen-Spannungsbefehlswert Vw*). Somit werden die dreiphasigen Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* entsprechend dem Drehmomentbefehl T* erzeugt.
Die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 wählt den synchronen Pulssteuermodus oder den asynchronen Pulssteuermodus auf Basis der durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 12 ermittelten Motordrehzahl ωr aus. Der synchrone Pulssteuermodus ist ein Modus, in dem eine Frequenz der zum Erzeugen des PWM-Pulssignals verwendeten Trägerwelle entsprechend der Motordrehzahl ωr geändert wird. Der asynchrone Pulssteuermodus ist ein Modus, in dem die Frequenz der Trägerwelle ungeachtet der Motordrehzahl ωr konstant ist. Wenn der synchrone Pulssteuermodus ausgewählt ist, berechnet die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 die Trägerfrequenz fc zur Angabe der Trägerwelle auf Basis des d-Achsen-Spannungsbefehls Vd* und des q-Achsen-Spannungsbefehls Vq*, erzeugt durch die Strombefehl-Erzeugungseinheit 11, der durch den Drehstellungsdetektor 4 ermittelten Drehstellung θ und der Motordrehzahl ωr. Wenn der asynchrone Pulssteuermodus ausgewählt ist, legt die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 eine vorbestimmte Frequenz für die Trägerfrequenz fc fest. Dementsprechend wird die Trägerfrequenz fc durch Auswahl eines Modus entsprechend der Motordrehzahl ωr bestimmt. Nachfolgend sind Details eines Verfahrens zum Berechnen der Trägerfrequenz fc durch die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 beschrieben.
Auf Basis der durch die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 bestimmten Trägerfrequenz fc erzeugt die Trägerwellen-Erzeugungseinheit 17 die in der von der PWM-Steuereinheit 18 durchgeführten Pulsweitenmodulation verwendete Trägerwelle Tr, um das PWM-Pulssignal für jeden der dreiphasigen Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* zu erzeugen. Die Trägerwelle Tr kann eine Dreieckswelle oder Sägezahnwelle sein. In der Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, bei dem die Trägerwelle Tr eine Sägezahnwelle ist; aber ein ähnlicher Prozess kann auch im Falle einer Dreieckswelle durchgeführt werden.
Die PWM-Steuereinheit 18 führt eine Pulsweitenmodulation an jedem der von der dq/Dreiphasenspannungs-Umwandlungseinheit 15 ausgegebenen dreiphasigen Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* durch Verwenden der von der Trägerwellen-Erzeugungseinheit 17 ausgegebenen Trägerwelle Tr durch, um ein PWM-Pulssignal zum Steuern des Betriebs des Wechselrichters 3 zu erzeugen. Insbesondere wird das PWM-Pulssignal für das Schaltelement des Wechselrichter 3 für jede Phase von U-, V- und W-Phase auf Basis des Vergleichsergebnisses zwischen den von der dq/Dreiphasenspannungs-Umwandlungseinheit 15 ausgegebenen dreiphasigen Spannungsbefehlen Vu*, Vv* und Vw* und der von der Trägerwellen-Erzeugungseinheit 17 ausgegebenen Trägerwelle Tr. Zu diesem Zeitpunkt werden die PWM-Pulssignale Gup, Gvp und Gwp der Oberzweige der Phasen logisch invertiert, um die PWM-Pulssignale Gun, Gvn und Gwn der Unterzweige zu erzeugen. Das von der PWM-Steuereinheit 18 erzeugte PWM-Pulssignal wird von der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 an die PWM-Signaltreiberschaltung 32 des Wechselrichters 3 ausgegeben und von der PWM-Signaltreiberschaltung 32 in ein Gate-Treibersignal umgewandelt. Dementsprechend wird jedes Schaltelement der Wechselrichterschaltung 31 so gesteuert, dass jedes Schaltelement ein- oder ausgeschaltet und die Ausgangsspannung des Wechselrichters 3 angepasst wird.
Nachfolgend ist ein Betriebsablauf der Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 in der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 beschrieben. Wie zuvor beschrieben wählt die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 den synchronen Pulssteuermodus oder den asynchronen Pulssteuermodus aus. Wenn der synchrone Pulssteuermodus ausgewählt ist, wird die Trägerfrequenz fc auf Basis des d-Achsen-Spannungsbefehls Vd*, des q-Achsen-Spannungsbefehls Vq*, der Drehzahl θ und der Motordrehzahl ωr berechnet. Durch das sequentielle Steuern der Frequenz der von der Trägerwellen-Erzeugungseinheit 17 erzeugten Trägerwelle Tr entsprechend der Trägerfrequenz fc werden die Spannungswellenformen der dreiphasigen Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* so angepasst, dass ein Zyklus und eine Phase der Trägerwelle Tr eine vorbestimmte Beziehung aufweisen.
3 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung der Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 umfasst eine Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit 161, eine Spannungsphasen-Berechnungseinheit 162, eine Trägerfrequenzphasen-Festlegungseinheit 163, eine Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164, eine synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 und eine Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166.
Auf Basis der Motordrehzahl ωr bestimmt die Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit 161 die Zahl von Pulsen der Trägerwelle pro Zyklus des Spannungsbefehls in der synchronen PWM-Steuerung, das heißt die Zahl von synchronen Pulsen Nc zur Angabe einer Verstärkung der Trägerfrequenz fc an den dreiphasigen Spannungsbefehlen Vu*, Vv* und Vw*. Die Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit 161 kann die beispielsweise die Zahl von synchronen Pulsen Nc so bestimmen, dass Nc=15, wenn die Motordrehzahl ωr relativ niedrig ist, und Nc=9, wenn die Motordrehzahl ωr relativ hoch ist.
Die Spannungsphasen-Berechnungseinheit 162 berechnet die Spannungsphase θv durch die folgenden Gleichungen (1) bis (4) auf Basis des d-Achsen-Spannungsbefehls Vd*, des q-Achsen-Spannungsbefehls Vq*, der Drehstellung θ, der Motordrehzahl ωr und der Trägerfrequenz fc. Die Spannungsphase θv gibt die Phasen der dreiphasigen Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* an, die Spannungsbefehle für den Wechselrichter 3 sind. $θ v = θ + φ v + φ dqv + 0,5 π$
$φ v = ω r \cdot 1,5Tc$
$Tc = 1 / fc$
$φ dqv = atan (Vq/Vd)$
Hier gibt φv einen Berechnungsverzögerungs-Kompensationswert einer Spannungsphase an, Tc gibt eine Periode der Trägerwelle Tr an und φdqv gibt eine Spannungsphase von der d-Achse an. Der Berechnungsverzögerungs-Kompensationswert φv ist ein Wert, der das Auftreten einer Berechnungsverzögerung entsprechend 1,5 Steuerzyklen kompensiert, während der Drehstellungsdetektor 4 die Drehstellung θ erfasst und anschließend die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 ein Gate-Signal an den Wechselrichter 3 ausgibt. In der Ausführungsform wird 0,5π im vierten Term auf der rechten Seite von Ausdruck (1) hinzugefügt. Da die in erstem bis drittem Term auf der rechten Seite von Ausdruck (1) berechnete Spannungsphase eine Kosinuswelle ist, stellt dieser Ausdruck eine Berechnung zum Durchführen der Blickpunktumwandlung der Kosinuswelle in eine Sinuswelle dar.
Die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 legt eine Trägerreferenzphase θc1, die ein Referenzwert der Phase der Trägerwelle Tr ist, auf Basis der von der Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit 161 bestimmten Zahl von synchronen Pulsen Nc und eines von der Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164 berechneten Spannungsphasenfehlers Δθv fest. Zu diesem Zeitpunkt legt die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 die Trägerreferenzphase θc1 auf einen Wert fest, mit dem im Motor 2 auftretende Drehmomentwelligkeit zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus auf Basis eines von der Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 ausgewählten Modus so weit wie möglich reduziert werden kann. Nachfolgend ist ein spezifisches Verfahren zum Festlegen der Trägerreferenzphase θc1 durch die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 beschrieben.
Die Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164 berechnet den Spannungsphasenfehler Δθv durch die folgenden Ausdrücke (5) und (6) auf Basis der Zahl der synchronen Pulse Nc und der Spannungsphase θv. $Δ θ v = mod (θ v/ θ vc1)$
$θ vc1 = 2 π/ Nc$
Hier entspricht der durch Ausdruck (6) ermittelte Wert von θvc1 einem Änderungsbetrag der Spannungsphase θv pro Zyklus der Trägerwelle Tr. In Ausdruck (5) gibt mod eine Restoperation an.
Der durch Ausdruck (5) ermittelte Spannungsphasenfehler Δθv stellt die Position der Spannungsphase θv in Bezug auf einen Zyklus der Trägerwelle Tr dar. Das heißt, der Spannungsphasenfehler Δθv gibt einen relativen Phasenunterschied zwischen den dreiphasigen Spannungsbefehlen Vu*, Vv* und Vw*, die Spannungsbefehle für den Wechselrichter 3 sind, und der für die Pulsweitenmodulation verwendeten Trägerwelle Tr an.
Die synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 berechnet eine synchrone Trägerfrequenz fcs durch die folgenden Ausdrücke (7) und (8) auf Basis des von der Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164 berechneten Spannungsphasenfehlers Δθv, der Motordrehzahl ωr, der Zahl von synchronen Pulsen Nc und der durch die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 festgelegten Trägerreferenzphase θc1. $fcs = ω r \cdot Nc \cdot (1 + Δ θ c \cdot K) / (2 π)$
$Δ θ c = Δ θ v \cdot Nc - θ c 1$
Der durch Ausdruck (8) ermittelte Trägerphasenfehler Δθc gibt an, wie stark der durch Ersetzen des Spannungsphasenfehlers Δθv durch die Phase der Trägerwelle ermittelte Wert von der Trägerreferenzphase θc1 abweicht. Das heißt, der Trägerphasenfehler Δθc gibt einen Unterschied zwischen der Trägerreferenzphase θc1 und der Phase der Trägerwelle Tr, ermittelt unter Verwendung der dreiphasigen Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* als Referenzen, an.
Die synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 kann die synchrone Trägerfrequenz fcs auf Basis von Ausdruck (7) und (8) beispielsweise durch eine Phase-Locked-Loop-(PLL-)Steuerung berechnen. In Ausdruck (7) kann eine Verstärkung K konstant sein oder entsprechend den Bedingungen variabel sein.
Wenn der synchrone Pulssteuermodus ausgewählt ist, berechnet die Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164 den Spannungsphasenfehler Δθv durch die Ausdrücke (5) und (6) bei jedem vorbestimmten Berechnungszyklus und die synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 berechnet die synchrone Trägerfrequenz fcs durch die Ausdrücke (7) und (8) bei jedem vorbestimmten Berechnungszyklus unter Verwendung eines Berechnungsergebnisses. Dementsprechend kann die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 die Frequenz der Trägerwelle Tr so anpassen, dass die Zahl von für einen Zyklus des Spannungsbefehls enthaltenen Trägerwellen Tr mit der Zahl von synchronen Pulsen Nc übereinstimmt, während die unter Verwendung des Spannungsbefehls für den Wechselrichter 3 ermittelte Phase der Trägerwelle Tr mit einer Referenz mit der Trägerreferenzphase θc1 übereinstimmt.
Die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 166 wählt den synchronen Pulssteuermodus oder den asynchronen Pulssteuermodus auf Basis der Motordrehzahl ωr aus. Entsprechend einem Modusauswahlergebnis wird der von der synchronen Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 berechnete synchrone Trägerfrequenz fcs oder die vorbestimmte asynchrone Trägerfrequenz fcns ausgewählt und als eine Trägerfrequenz fc ausgegeben. Das heißt, wenn der synchrone Pulssteuermodus ausgewählt ist, gibt die Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 die synchrone Trägerfrequenz fcs als die Trägerfrequenz fc aus. Umgekehrt gibt die Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 die asynchrone Trägerfrequenz fcns eine Trägerfrequenz fcns aus, wenn der asynchrone Pulssteuermodus ausgewählt ist. Dabei ist die asynchrone Trägerfrequenz fcns ein von der Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 festgelegter konstanter Wert. Ferner gibt die Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 das Modusauswahlsignal Sm zur Angabe, ob der synchrone Pulssteuermodus oder der asynchrone Pulssteuermodus ausgewählt ist, entsprechend einem Modusauswahlergebnis auf Basis der Motordrehzahl ωr aus.
Nachfolgend ist ein spezifisches Betriebsablaufsbeispiel der Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 in Bezug auf 4 beschrieben. 4 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Betriebsablaufsbeispiels der Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166.
4(a) zeigt ein Beispiel eines Drehzahlprofils zur Angabe einer zeitlichen Änderung der Motordrehzahl wr. Beispielsweise steigt oder sinkt, wie in 4(a) dargestellt, im Motorantriebssystem 100 die Motordrehzahl ωr mit einer Rate von 500 (U/min/s) und wird konstant, wenn die Motordrehzahl 19500 (U/min) erreicht.
4(b) zeigt ein Beispiel für ein Steuerprofil der Trägerfrequenz fc auf Basis der Motordrehzahl wr. Die Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 steuert die Trägerfrequenz fc, wie in 4(b) dargestellt, beispielsweise entsprechend der Motordrehzahl wr, die sich wie zuvor beschrieben entsprechend dem Drehzahlprofil von 4(a) ändert. Das heißt, wenn die Motordrehzahl ωr unter 6000 (U/min) liegt, wird das asynchrone Pulssteuermodus gewählt und die Trägerfrequenz wird so gesteuert, dass sie konstant fc=6 (kHz) beträgt. Wenn hingegen die Motordrehzahl ωr in einem Bereich von 6000 bis 10000 (U/min) oder in einem Bereich von 11000 bis 19500 (U/min) liegt, wird die Trägerfrequenz fc so gesteuert, dass sie entsprechend der Motordrehzahl ωr durch Auswählen des synchronen Pulssteuermodus und Festlegen der Zahl von synchronen Pulsen auf jeweils Nc=15 und 9 geändert wird. Um jedoch durch eine Montagestruktur des Motors 2 oder dergleichen verursachte mechanische Resonanzen zu vermeiden, wird, wenn die Motordrehzahl ωr in einem Bereich von 10000 bis 11000 (U/min) liegt, der asynchrone Pulssteuermodus gewählt und die Trägerfrequenz wird so gesteuert, dass sie konstant fc=12 (kHz) ist.
Wenn die Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 die Trägerfrequenz fc wie zuvor beschrieben steuert, wird zum Zeitpunkt einer Drehzahlerhöhung im Motor 2, das heißt zum Zeitpunkt einer Erhöhung der Motordrehzahl ωr, der Modus vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus bei ωr=6000 oder 11000 (U/min) gewechselt. Wenn hingegen der Motor 2 verlangsamt, das heißt, wenn die Motordrehzahl ωr abnimmt, wird der Modus vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus bei ωr=10000 (U/min) gewechselt.
Die Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 kann die Trägerfrequenz fc durch Auswählen des synchronen Pulssteuermodus oder des asynchronen Pulssteuermodus und durch Durchführen des zuvor beschriebenen Prozesses in jedem Block steuern.
Nachfolgend sind Details eines Verfahrens zum Festlegen der Trägerreferenzphase θc1 in der Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 der Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 beschrieben.
5 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels der Trägerreferenzphase und der Drehmomentschwankung zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Wechselrichter-Steuervorrichtung nach dem Stand der Technik ist die Trägerreferenzphase θc1 beispielsweise auf 0° zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus festgelegt, wie in einem Graphen 51 dargestellt. In diesem Fall steigt entsprechend dem Wert der Spannungsphase θv zum Zeitpunkt des Wechsels der durch den zuvor beschriebenen Ausdruck (8) ermittelte Wert des Trägerphasenfehlers Δθc unmittelbar nach dem Wechsel und die durch den Ausdruck (7) ermittelte synchrone Trägerfrequenz fcs schwankt vorübergehend erheblich. Dadurch tritt eine starke Drehmomentschwankung auf wie in einem Graphen 53 dargestellt.
Hingegen wird in der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus, wie beispielsweise in einem Graphen 52 dargestellt, der Wert der in der Trägerreferenzphasen-Einstelleinheit 163 festgelegten Trägerreferenzphase θc1 zunächst von 0° auf 90° geändert. Dementsprechend kann der Wert des Trägerphasenfehlers Δθc unmittelbar nach dem Wechsel verringert und die Schwankung der synchronen Trägerfrequenz fcs kann beseitigt werden. Somit kann, wie im Graphen 54 dargestellt, die Drehmomentschwankung im Vergleich zur herkömmlichen Wechselrichter-Steuervorrichtung beseitigt werden.
Der Grund für das Beseitigen der Schwankung der synchronen Trägerfrequenz fcs durch Ändern des Werts der Trägerreferenzphase θc1 zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus wie zuvor beschrieben ist nachfolgend in Bezug auf 6 beschrieben.
Die synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 berechnet einen Trägerphasenfehler Δθc zur Angabe eines Unterschieds zwischen der Phase der Trägerwelle Tr und der Trägerreferenzphase θc1 durch den zuvor beschriebenen Ausdruck (8). Wenn die Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 den Modus vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus wechselt, wird der Wert der Trägerfrequenz fc von der asynchronen Trägerfrequenz fcns zur synchronen Trägerfrequenz fcs gewechselt. Zu diesem Zeitpunkt passt die synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 den Wert der Trägerfrequenz fc (die synchrone Trägerfrequenz fcs) durch den Ausdruck (7) auf Basis des Trägerphasenfehlers Δθc so an, dass die Phase der Trägerwelle Tr mit der Trägerreferenzphase θc1 übereinstimmt.
Wenn die Trägerreferenzphase θc1 auf 0° festgelegt ist, wie in der in Bezug auf 5 beschriebenen Wechselrichter-Steuervorrichtung nach dem Stand der Technik, kann der Wert des Trägerphasenfehlers Δθc unmittelbar nach dem Wechsel abhängig vom Wert der Spannungsphase θv zum Zeitpunkt des Wechsels steigen. Wenn beispielsweise der aus dem Wert der Spannungsphase θv zum Zeitpunkt des Wechsels ermittelte Wert des Spannungsphasenfehlers Δθv Δθv≈180° beträgt, wie in 6(a) dargestellt, ändert sich die Trägerfrequenz fc unmittelbar nach dem Wechsel erheblich und somit kann eine Abweichung in der Wellenform der Trägerwelle Tr auftreten. Eine solche Abweichung in der Wellenform der Trägerwelle Tr wird zu einem Fehler des in der PWM-Steuereinheit 18 erzeugten PWM-Pulssignals und verursacht einen Fehler in der Ausgangsspannung des Wechselrichters 3. Dadurch kommt es zur zuvor beschriebenen Drehmomentschwankung im Motor 2.
In der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform wird hingegen der in der Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 festgelegte Wert der Trägerreferenzphase θc1 zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus geändert. Insbesondere wird beispielsweise, wie zuvor in Bezug auf 5 beschrieben, der Wert der Trägerreferenzphase θc1 von 0° zu 90° geändert. Dementsprechend wird der aus dem Wert der Spannungsphase θv zum Zeitpunkt des Wechsels ermittelte Wert des Spannungsphasenfehlers Δθv auf Δθv≈90° reduziert. Wie in 6 (b) dargestellt ist die Abweichung in der Wellenform der Trägerwelle Tr unmittelbar nach dem Wechsel kleiner gehalten als im Fall von 6(a). Dementsprechend kann ein Fehler des von der PWM-Steuereinheit 18 erzeugten PWM-Pulssignals klein gehalten werden, wodurch die Drehmomentschwankung des Motors 2 verhindert werden kann.
Die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 kann den Wert der geänderten Trägerreferenzphase θc1 beispielsweise wie folgt bestimmen.
Wenn erfasst wird, dass der Wechsel vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus mit dem von der Trägerreferenz-Auswahleinheit 166 ausgegebenen Modusauswahlsignal Sm durchgeführt wird, erfasst die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 den Wert des Spannungsphasenfehlers Δθv unmittelbar vor dem Wechsel von der Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164. Der Wert des Spannungsphasenfehlers Δθv gibt einen relativen Phasenunterschied zwischen den dreiphasigen Spannungsbefehlen Vu*, Vv* und Vw* und der im asynchronen Pulssteuermodus ausgegebenen Trägerwelle Tr an. Die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 ermittelt einen durch den folgenden Ausdruck (9) ausgedrückten Trägerreferenzphasen-Bestimmungswert Δθcd aus dem erfassten Wert des Spannungsphasenfehlers Δθv unmittelbar vor dem Wechsel. $Δ θ cd = Δ θ v \cdot Nc$
Die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 bestimmt den festgelegten Wert der Trägerreferenzphase θc1 unter Verwendung der Bestimmungsbedingungen der folgenden Ausdrücke 10) bis (13) auf Basis des ermittelten Werts des Trägerreferenzphasen-Bestimmungswerts Δθcd. $315 ° \leq Δ θ cd oder Δ θ cd < 45 ° | θ c1 = 0 °$
$45 ° \leq Δ θ cd < 135 ° | θ c 1 = 90 °$
$135 ° \leq Δ θ cd < 225 ° | θ c1 = 180 °$
$225 ° \leq Δ θ cd < 315 ° | θ c1 = 270 °$
Die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 kann die Trägerreferenzphase θc1 durch das zuvor beschriebene Verfahren festlegen.
Gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die folgenden operativen vorteilhaften Wirkungen erzielt werden.

(1) Die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 steuert den Wechselrichter 3 zum drehenden Antreiben des Motors 2 durch Erzeugen eines PWM-Pulssignals zum Antreiben einer Vielzahl von im Wechselrichter 3 enthaltenen Schaltelementen durch Pulsweitenmodulation und Ausgeben des PWM-Pulssignals an den Wechselrichter 3. Die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 führt eine Pulsweitenmodulation durch Auswählen des synchronen Pulssteuermodus, in dem die Frequenz fc der in der Pulsweitenmodulation verwendeten Trägerwelle Tr entsprechend der Drehzahl des Motors 2 geändert wird, und des asynchronen Pulssteuermodus, in dem die Trägerfrequenz fx ungeachtet der Drehzahl des Motors 2 konstant ist, durch. Anschließend wird zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus die Trägerreferenzphase θc1, die ein Referenzwert der Phase der Trägerwelle Tr ist, zu einem anderen Wert vor und nach dem Wechsel geändert. Auf diese Weise kann der Motor 2 stabil gesteuert werden, während die asynchrone Pulssteuerung sofort zur synchronen Pulssteuerung gewechselt wird.
(2) Die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 umfasst die Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit 161, die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163, die Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164, die synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165, die Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166, die Trägerwellen-Erzeugungseinheit 17 und die PWM-Steuereinheit 18. Die Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit 161 bestimmt die Zahl von synchronen Pulsen Nc zur Angabe der Zahl von Pulsen der Trägerwelle Tr pro Zyklus des Spannungsbefehls im synchronen Pulssteuermodus auf Basis der Motordrehzahl ωr zur Angabe der Drehzahl des Motors 2. Die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 legt die Trägerreferenzphase θc1 fest. Die Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164 berechnet den Spannungsphasenfehler Δθv zur Angabe eines relativen Phasenunterschieds zwischen dem Spannungsbefehl und der Trägerwelle Tr auf Basis der durch die Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit 161 bestimmten Zahl von synchronen Pulsen Nc und der Spannungsphase θv zur Angabe der Phase des Spannungsbefehls für den Wechselrichter 3. Die synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 bestimmt die synchrone Trägerfrequenz fcs, welche die Frequenz der Trägerwelle Tr im synchronen Pulssteuermodus ist, auf Basis des von der Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit berechneten Spannungsphasenfehlers 164 und der von der Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 festgelegten Trägerreferenzphase θc1. Die Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 wählt die von der synchronen Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 165 bestimmte synchrone Trägerfrequenz fcs oder die asynchrone Trägerfrequenz fcns, die eine vorbestimmte Frequenz der Trägerwelle Tr ist. Die Trägerwellen-Erzeugungseinheit 17 erzeugt die Trägerwelle Tr mit der von der Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 ausgewählten Frequenz. Die PWM-Steuereinheit 18 erzeugt das PWM-Pulssignal durch Durchführen einer Pulsweitenmodulation unter Verwendung der von der Trägerwellen-Erzeugungseinheit 17 erzeugten Trägerwelle Tr und der dreiphasigen Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw*. Somit kann die Erzeugung des PWM-Pulssignals in jedem Steuermodus während eines beliebigen Wechsels zwischen der asynchronen Pulssteuerung und der synchronen Pulssteuerung ausgeführt werden.
(3) Die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 erzeugt die Trägerwelle Tr gemäß der Zahl von Signalen entsprechend der Zahl von Phasen des vom Wechselrichter 3 an den Motor 2 ausgegebenen Wechselstroms. Insbesondere wird beispielsweise die Trägerwelle Tr für jeden der dreiphasigen Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* für den Wechselrichter 3, der den dreiphasigen Wechselstrom an den Motor 2, der ein dreiphasiger Motor ist, ausgibt, erzeugt. Somit kann eine geeignete Trägerwelle für den Wechselstrom von jeder Phase ungeachtet der Zahl von Phasen des Wechselrichters erzeugt werden.

[Zweite Ausführungsform]
Nachfolgend ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Motorantriebssystem und eine Wechselrichter-Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform weisen die gleichen Konfigurationen auf wie die in 1 und 2 beschriebenen in der ersten Ausführungsform. Lediglich der Verarbeitungsinhalt in der Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 unterscheidet sich von dem in der ersten Ausführungsform. Dementsprechend ist nachfolgend die Ausführungsform in Bezug auf die Konfigurationen von 1 und 2 beschrieben.
7 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung der Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Blockdiagramm in 7 unterscheidet sich von dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Blockdiagramm von 3 dadurch, dass die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 durch eine Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163A ersetzt wird. Nachfolgend ist die Ausführungsform mit Schwerpunkt auf diesem Unterschied beschrieben.
Wie bei der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 legt die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163A die Trägerreferenzphase θc1 auf Basis der von der Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit 161 bestimmten Zahl von synchronen Pulsen Nc und des von der Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit 164 berechneten Spannungsphasenfehlers Δθv fest. Zu diesem Zeitpunkt ändert die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163A den Wert der Trägerreferenzphase θc1 eine Vielzahl von Malen auf Basis der Spannungsphase θv zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus. Dementsprechend wird im Vergleich zur ersten Ausführungsform die im Motor 2 zum Zeitpunkt des Wechsels des Modus auftretende Drehmomentwelligkeit weiter unterbunden.
8 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels der Trägerreferenzphase und der Drehmomentschwankung zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 8 sind die Graphen 51 und 53 die gleichen wie die jeweils in der ersten Ausführungsform beschriebenen Graphen 51 und 53 von 5. Das heißt, der Graph 51 gibt die auf 0° zum Zeitpunkt des Wechsels in der Wechselrichter-Steuervorrichtung nach dem Stand der Technik festgelegte Trägerreferenzphase θc1 an und der Graph 53 gibt einen Zustand einer Drehmomentschwankung zum Zeitpunkt des Wechsels in der Wechselrichter-Steuervorrichtung nach dem Stand der Technik entsprechend dem Graphen 51 an.
In der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform wird zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus, wie beispielsweise in einem Graphen 82 dargestellt, der Wert der in der Trägerreferenzphasen-Einstelleinheit 163A festgelegten Trägerreferenzphase θc1 zunächst von 0° auf 90° geändert. Anschließend wird der Wert der Trägerreferenzphase θc1 weiter von 90° zu 0° geändert und danach von 0° zu -45° geändert. Ein Änderungszeitpunkt der Trägerreferenzphase θc1 kann auf Basis der Spannungsphase θv bestimmt werden.
Wie zuvor beschrieben wird in der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der Wert der Trägerreferenzphase θc1 eine Vielzahl von Malen zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus geändert. Dementsprechend kann, wie im Graphen 84 dargestellt, die im Motor 2 unmittelbar nach dem Wechsel auftretende Drehmomentwelligkeit verringert werden. Der endgültige Wert der Trägerreferenzphase θc1 zu diesem Zeitpunkt kann beispielsweise aus einem vorab entsprechend dem Betriebszustand (einer Drehzahl, einem Drehmoment, einer Stromversorgungsspannung und dergleichen) des Motors 2 bestimmten optimalen Wert bestimmt werden.
Im vorhergehenden Beispiel beträgt ein Änderungsbetrag jeweils 90° in jeder einer ersten Änderung (0° zu 90°) der Trägerreferenzphase θc1 und einer zweiten Änderung (90° zu 0°) der Trägerreferenzphase θc1 und ein Änderungsbetrag beträgt jeweils 45° in einer dritten Änderung (0° zu -45°) der Trägerreferenzphase θc1. Wie zuvor beschrieben beträgt der Änderungsbetrag der Trägerreferenzphase θc1 jeweils in der Ausführungsform vorzugsweise 90° oder weniger. Auf diese Weise kann die Trägerreferenzphase θc1 über eine Vielzahl von Malen schrittweise geändert werden, bis die Trägerreferenzphase θc1 einen optimalen Wert erreicht. Somit kann eine abrupte Drehmomentschwankung des Motors 2 aufgrund der Änderung in der Trägerreferenzphase θc1 gedämpft werden.
Gemäß der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändert die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 die Trägerreferenzphase θc1 eine Vielzahl von Malen zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus. Auf diese Weise kann die im Motor 2 unmittelbar nach dem Wechsel auftretende Drehmomentwelligkeit verringert werden. Der Änderungsbetrag der Trägerreferenzphase θc1 jeweils zu diesem Zeitpunkt beträgt vorzugsweise 90° oder weniger. Auf diese Weise kann die abrupte Drehmomentschwankung gedämpft werden.
[Dritte Ausführungsform]
Nachfolgend ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform weisen das Motorantriebssystem und die Wechselrichter-Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform auch die gleichen Konfigurationen wie die in 1 und 2 beschriebenen in der ersten Ausführungsform auf. Lediglich der Verarbeitungsinhalt in der Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 unterscheidet sich von dem in der ersten Ausführungsform. Dementsprechend ist nachfolgend die Ausführungsform in Bezug auf die Konfigurationen von 1 und 2 beschrieben.
9 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung der Trägerfrequenz-Berechnungseinheit 16 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Blockdiagramm von 9 unterscheidet sich von dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Blockdiagramm von 3 dadurch, dass zusätzlich eine Aufzeichnungseinheit 167 vorgesehen ist. Nachfolgend ist die Ausführungsform mit Schwerpunkt auf diesem Unterschied beschrieben.
Das Drehmoment T des Motors 2 und die dreiphasigen Wechselströme Iu, Iv und Iw werden der Aufzeichnungseinheit 167 zugeführt. Wenn der Wechsel vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus entsprechend dem von der Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 ausgegebenen Modusauswahlsignal Sm erfasst wird, werden Änderungsbeträge im Drehmoment T und in den dreiphasigen Wechselströmen Iu, Iv und Iw vor und nach dem Wechsel aufgezeichnet. Das Drehmoment T kann beispielsweise von einem an einer Abtriebswelle des Motors 2 installierten Drehmomentsensor (nicht abgebildet) gemessen werden oder es kann indirekt aus anderen Messwerten ermittelt werden. Die dreiphasigen Wechselströme Iu, Iv und Iw können nur für eine oder zwei Phasen gemessen werden oder können für alle drei Phasen gemessen werden. Ferner muss die Aufzeichnungseinheit 167 nicht notwendigerweise die Änderungsbeträge sowohl im Drehmoments T als auch in den dreiphasigen Wechselströmen Iu, Iv und Iw aufzeichnen, sondern kann wenigstens einen der Änderungsbeträge aufzeichnen.
Nachdem die Änderungsbeträge im Drehmoment T und/oder in den dreiphasigen Wechselströmen Iu, Iv und Iw zum Zeitpunkt des Wechsels wie zuvor beschrieben aufgezeichnet wurden, bestimmt die Aufzeichnungseinheit 167, ob jeder dieser Änderungsbeträge eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Wenn somit bestimmt wird, dass der Änderungsbetrag die Schwelle überschreitet, wird ein Bestimmungssignal Dth zur Angabe, dass der Änderungsbetrag die Schwelle überschreitet, an die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 ausgegeben.
In dieser Ausführungsform ändert wie in der ersten Ausführungsform die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 den Wert der Trägerreferenzphase θc1 zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus entsprechend dem von der Trägerfrequenz-Auswahleinheit 166 ausgegebenen Modusauswahlsignal Sm. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn das Bestimmungssignal Dth von der Aufzeichnungseinheit 167 ausgegeben wird, die geänderte Trägerreferenzphase θc1 durch einen Wert ersetzt, der sich von demjenigen zum Zeitpunkt des vorhergehenden Wechsels unterscheidet. Durch Wiederholung dieses Vorgangs, bis das Bestimmungssignal Dth nicht mehr von der Erfassungseinheit 167 ausgegeben wird, wird der Wert der Trägerreferenzphase θc1 so geändert, dass der Änderungsbetrag im Drehmoment T und in den dreiphasigen Wechselströmen Iu, Iv und Iw zum Zeitpunkt des Wechsels kleiner als die Schwelle ist.
10 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Trägerreferenzphase und einer Drehmomentschwankung (oder einer Stromschwankung) zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform wird zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus, wie beispielsweise in einem Graphen 91 dargestellt, ein Wert der in der Trägerreferenzphasen-Einstelleinheit 163 festgelegten Trägerreferenzphase θc1 zunächst von 0° auf 90° geändert, was einen ersten Ersatzwert darstellt. Der Änderungsbetrag im Drehmoment (oder einem Strom) des Motors 2 zu diesem Zeitpunkt wird in der Aufzeichnungseinheit 167 aufgezeichnet.
Dabei wird davon ausgegangen, dass für den ersten Ersatzwert der Trägerreferenzphase θc1 beispielsweise ein Änderungsbetrag wie in einem Graphen 93 dargestellt in der Aufzeichnungseinheit 167 als ein Änderungsbetrag des Drehmoments (oder eines Stroms) des Motors 2 zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus aufgezeichnet wird. Der Änderungsbetrag im Graphen 93 ist größer gleich einer vorab festgelegten vorbestimmten Schwelle 95. In solch einem Fall gibt die Aufzeichnungseinheit 167 das Bestimmungssignal Dth an die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 aus, um zu melden, dass der Änderungsbetrag des Drehmoments (oder des Stroms) zum Zeitpunkt des Wechsels die Schwelle 95 überschreitet.
Wenn das Bestimmungssignal Dth von der Aufzeichnungseinheit 167 eingegeben wird, ändert die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 den Wert der Trägerreferenzphase θc1 von 0° zu -90°, welcher der zweite Ersatzwert ist, wie beispielsweise im Graphen 92 dargestellt, zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus. Der Änderungsbetrag im Drehmoment (oder einem Strom) des Motors 2 zu diesem Zeitpunkt wird in der Aufzeichnungseinheit 167 aufgezeichnet.
Dabei wird davon ausgegangen, dass für den zweiten Ersatzwert der Trägerreferenzphase θc1 beispielsweise ein Änderungsbetrag wie in einem Graphen 94 dargestellt in der Aufzeichnungseinheit 167 als ein Änderungsbetrag des Drehmoments (oder eines Stroms) des Motors 2 zum Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus aufgezeichnet wird. Da der Änderungsbetrag des Graphen 94 kleiner ist als die vorab festgelegte vorbestimmte Schwelle 95, stoppt die Aufzeichnungseinheit 167 die Ausgabe des Bestimmungssignals Dth. Dementsprechend ändert auch beim folgenden Wechsel die Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit 163 den Wert der Trägerreferenzphase θc1 zum zweiten Ersatzwert, so dass der Änderungsbetrag eines Drehmoments (oder eines Stroms) zum Zeitpunkt des Wechsels verhindert werden kann.
Gemäß der zuvor beschriebenen dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 die Aufzeichnungseinheit 167, die den Änderungsbetrag des Drehmoments oder/und des Stroms des Motors 2 aufzeichnet, wenn der Wert der Trägerreferenzphase θc1 vor und nach dem Wechsel vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus geändert wird. Anschließend wird, wenn der in der Aufzeichnungseinheit 167 aufgezeichnete Änderungsbetrag einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der Wert der geänderten Trägerreferenzphase θc1 durch einen anderen Wert ersetzt. Auf diese Weise kann der geänderte Wert der Träger-Referenzphase θc1 auf einen optimalen Wert angepasst werden, der das Drehmoment und den Strom des Motors 2 unterdrücken kann.
In jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann jede Konfiguration (2, 3, 7, 9 und dergleichen) in der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 die Funktion von jeder Konfiguration durch eine CPU und ein Programm unabhängig von der Konfiguration durch Hardware implementieren. Wenn jede Konfiguration in der Wechselrichter-Steuervorrichtung 1 durch eine CPU und ein Programm implementiert wird, besteht der Vorteil, dass die Kosten gesenkt werden können, weil die Zahl der Hardwareteile reduziert wird. Dieses Programm kann zur Bereitstellung vorab auf einem Speichermedium der Wechselrichter-Steuervorrichtung gespeichert werden. Alternativ kann das Programm auf einem unabhängigen Speichermedium gespeichert und bereitgestellt werden oder das Programm kann auf einem Speichermedium der Wechselrichter-Steuervorrichtung über eine Netzwerkleitung aufgezeichnet und gespeichert werden. Das Programm kann als eine von verschiedenen Formen von computerlesbaren Computerprogrammprodukten, etwa als Datensignale, bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt und andere Formen, die innerhalb des Umfangs der technischen Idee der vorliegenden Erfindung denkbar sind, sind ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, solange die Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt sind. Es kann eine Konfiguration vorgesehen werden, in der die Vielzahl von zuvor beschriebenen Ausführungsformen kombiniert ist.
Bezugszeichenliste

1: Wechselrichter-Steuervorrichtung
2: Motor
3: Wechselrichter
4: Drehstellungsdetektor
5: Hochspannungsbatterie
7: Stromerfassungseinheit
8: Drehstellungssensor
11: Strombefehl-Erzeugungseinheit
12: Geschwindigkeitsberechnungseinheit
13: Dreiphasen/dq-Umwandlungseinheit
14: Stromsteuereinheit
15: dq/Dreiphasenspannungs-Umwandlungseinheit
16: Trägerfrequenz-Berechnungseinheit
17: Trägerwellen-Erzeugungseinheit
18: PWM-Steuereinheit
31: Wechselrichterschaltung
32: PWM-Signaltreiberschaltung
33: Glättungskondensator
161: Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit
162: Spannungsphasen-Berechnungseinheit
163, 163A: Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit
164: Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit
165: Synchronträgerfrequenz-Berechnungseinheit
166: Trägerfrequenz-Auswahleinheit
167: Aufzeichnungseinheit

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

WO 2019123634 A [0007]

Claims

Wechselrichter-Steuervorrichtung, die einen Wechselrichter zum drehenden Antreiben eines Motors durch Erzeugen eines PWM-Pulssignals zum Antreiben einer Vielzahl von im Wechselrichter enthaltenen Schaltelementen durch Pulsweitenmodulation und Ausgeben des PWM-Pulssignals an den Wechselrichter steuert, wobei die Wechselrichter-Steuervorrichtung die Pulsweitenmodulation durch Auswählen eines synchronen Pulssteuermodus, in dem eine Frequenz einer in der Pulsweitenmodulation verwendeten Trägerwelle in Übereinstimmung mit einer Drehzahl des Motors geändert wird, und eines asynchronen Pulssteuermodus, in dem die Frequenz der Trägerwelle ungeachtet der Drehzahl des Motors konstant ist, durchführt, und zu einem Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus die Wechselrichter-Steuervorrichtung eine Trägerreferenzphase, die ein Referenzwert einer Phase der Trägerwelle ist, zu einem anderen Wert vor und nach dem Wechsel ändert.
Wechselrichter-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei zum Zeitpunkt des Wechsels die Trägerreferenzphase eine Vielzahl von Malen geändert wird.
Wechselrichter-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Änderungsbetrag der Trägerreferenzphase jeweils 90° oder weniger beträgt.
Wechselrichter-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: eine Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit, ausgebildet zum Bestimmen einer Zahl von synchronen Pulsen zur Angabe einer Zahl von Pulsen der Trägerwelle pro Zyklus eines Spannungsbefehls im synchronen Pulssteuermodus auf Basis der Drehzahl des Motors; eine Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit, ausgebildet zum Festlegen der Trägerreferenzphase; eine Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit, ausgebildet zum Berechnen eines Spannungsphasenfehlers zur Angabe eines relativen Phasenunterschieds zwischen dem Spannungsbefehl und der Trägerwelle auf Basis der von der Pulssteuerungs-Bestimmungseinheit bestimmten Zahl von synchronen Pulsen und einer Spannungsphase zur Angabe einer Phase des Spannungsbefehls in Bezug auf den Wechselrichter; eine synchrone Trägerfrequenz-Berechnungseinheit, ausgebildet zum Bestimmen einer Frequenz der Trägerwelle im synchronen Pulssteuermodus auf Basis des von der Spannungsphasenfehler-Berechnungseinheit berechneten Spannungsphasenfehlers und der von der Trägerreferenzphasen-Festlegungseinheit festgelegten Trägerreferenzphase; eine Trägerfrequenz-Auswahleinheit, ausgebildet zum Auswählen der von der synchronen Trägerfrequenz-Berechnungseinheit bestimmten Trägerwelle oder einer vorbestimmten Frequenz der Trägerwelle; eine Trägerwellen-Erzeugungseinheit, ausgebildet zum Erzeugen der Trägerwelle mit einer von der Trägerfrequenz-Auswahleinheit ausgewählten Frequenz; und eine PWM-Steuereinheit, ausgebildet zum Erzeugen des PWM-Pulssignals durch Durchführen der Pulsweitenmodulation unter Verwendung der von der Trägerwellen-Erzeugungseinheit erzeugten Trägerwelle und des Spannungsbefehls.
Wechselrichter-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Trägerwelle mit einer Zahl von Signalen entsprechend einer Zahl von Phasen des dem Motor durch den Wechselrichter zugeführten Wechselstroms erzeugt wird.
Wechselrichter-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Aufzeichnungseinheit, ausgebildet zum Aufzeichnen eines Änderungsbetrags eines Drehmoments oder/und eines Stroms des Motors, wenn sich der Wert der Trägerreferenzphase vor und nach dem Wechsel ändert, wobei, wenn der in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichnete Änderungsbetrag einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der Wert der geänderten Trägerreferenzphase durch einen anderen Wert ersetzt wird.
Wechselrichter-Steuerverfahren zum Steuern eines Wechselrichters zum drehenden Antreiben eines Motors durch Erzeugen eines PWM-Pulssignals zum Antreiben einer Vielzahl von im Wechselrichter enthaltenen Schaltelementen durch Pulsweitenmodulation und Ausgeben des PWM-Pulssignals an den Wechselrichter, wobei das Verfahren umfasst: Durchführen der Pulsweitenmodulation durch Auswählen eines synchronen Pulssteuermodus, in dem eine Frequenz einer in der Pulsweitenmodulation verwendeten Trägerwelle entsprechend einer Drehzahl des Motors geändert wird, oder eines asynchronen Pulssteuermodus, in dem die Frequenz der Trägerwelle ungeachtet der Drehzahl des Motors konstant ist; und Ändern einer Trägerreferenzphase, die ein Referenzwert einer Phase der Trägerwelle ist, zu einem Zeitpunkt des Wechsels vom asynchronen Pulssteuermodus zum synchronen Pulssteuermodus zu einem anderen Wert vor und nach dem Wechsel.