JP6418093B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6418093B2 JP6418093B2 JP2015141982A JP2015141982A JP6418093B2 JP 6418093 B2 JP6418093 B2 JP 6418093B2 JP 2015141982 A JP2015141982 A JP 2015141982A JP 2015141982 A JP2015141982 A JP 2015141982A JP 6418093 B2 JP6418093 B2 JP 6418093B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- phase
- voltage command
- excess
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
- H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/05—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for damping motor oscillations, e.g. for reducing hunting
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流脈動を最小限に抑えつつ、電圧利用率を向上可能である電力変換装置を提供することにある。
第1インバータは、第1巻線組に対応して設けられる。
第2インバータは、第2巻線組に対応して設けられる。
制御部は、指令演算部、および、超過補正部を有する。指令演算部は、第1巻線組に印加される電圧に係る第1電圧指令値、および、第2巻線組に印加される電圧に係る第2電圧指令値を演算する。超過補正部は、第1電圧指令値に応じた値である第1電圧指令相当値、および、第2電圧指令値に応じた値である第2電圧指令相当値を補正する。
本発明では、巻線組とインバータとの組み合わせを系統とすると、一方の系統の電圧指令相当値が、出力可能な電圧に応じて設定される制限値を超えた場合、超過分を他方の系統にて補う。これにより、電流脈動を最小限に抑えつつ、電圧利用率を向上することができる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による電力変換装置を図1〜図15に基づいて説明する。本実施形態の電力変換装置1は、回転電機としてのモータ80とともに、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置5に適用される。
図1は、電動パワーステアリング装置5を備えるステアリングシステム90の全体構成を示すものである。ステアリングシステム90は、操舵部材としてのステアリングホイール91、ステアリングシャフト92、ピニオンギア96、ラック軸97、車輪98、および、電動パワーステアリング装置5等から構成される。
図2に示すように、モータ80は、3相ブラシレスモータであって、いずれも図示しないロータおよびステータを有する。ロータは、円筒状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有する。ステータには、巻線組81、82が巻回される。
第1巻線組81は、U1コイル811、V1コイル812、および、W1コイル813を有する。第2巻線組82は、U2コイル821、V2コイル822、および、W2コイル823を有する。U1コイル811とU2コイル821とは、位相を30[°]ずらした位置に配置される。V相、W相についても同様である。そのため本実施形態では、第1巻線組81および第2巻線組には、位相を30[°]ずらして通電される。
第1インバータ10は、6つのスイッチング素子11〜16を有し、第1巻線組81への電流を変換する。以下、「スイッチング素子」を、「SW素子」と記す。SW素子11〜13は高電位側に接続され、SW素子14〜16は低電位側に接続される。対になるU相のSW素子11、14の接続点には、U1コイル811の一端が接続される。対になるV相のSW素子12、15の接続点には、V1コイル812の一端が接続される。対になるW相のSW素子13、16の接続点には、W1コイル813の一端が接続される。
本実施形態のSW素子11〜16、21〜26は、MOSFET(金属酸化物絶縁効果トランジスタ)であるが、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)やサイリスタ等としてもよい。本実施形態では、SW素子11〜13、21〜23が「高電位側スイッチング素子」、SW素子24〜26、24〜36が「低電位側スイッチング素子」に対応する。
本実施形態の電流検出素子171〜173、271〜273は、ホール素子である。
回転角センサ29は、モータ80の回転角を検出する。回転角センサ29により検出されたモータ80の電気角θは、制御部41へ出力される。
制御部41は、トルクセンサ94(図1参照。)から取得される操舵トルク、および、回転角センサ29から取得される電気角θ等に基づき、SW素子11〜16、21〜26のオンオフを制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動回路35を経由して、SW素子11〜16、21〜26のゲートに出力される。
3相2相変換部51は、第1系統3相2相変換部511および第2系統3相2相変換部512を有する。
第1系統3相2相変換部511は、第1電流検出部17から取得されるU1電流検出値Iu1、V1電流検出値Iv1、および、W1電流検出値Iw1を、電気角θに基づいてdq変換し、第1d軸電流検出値Id1および第1q軸電流検出値Iq1を演算する。
第2系統3相2相変換部512は、第2電流検出部27から取得されるU2電流検出値Iu2、V2電流検出値Iv2、および、W2電流検出値Iw2を、電気角θに基づいてdq変換し、第2d軸電流検出値Id2および第2q軸電流検出値Iq2を演算する。
第1電圧制限部531は、第1制限前d軸電圧指令値Vd1*_aおよび第1制限前q軸電圧指令値Vq1*_aを制限し、第1d軸電圧指令値Vd1*および第1q軸電圧指令値Vq1*を演算する。
第2電圧制限部532は、第2制限前d軸電圧指令値Vd2*_aおよび第2制限前q軸電圧指令値Vq2*_aを制限し、第2d軸電圧指令値Vd2*および第2q軸電圧指令値Vq2*を演算する。
d軸成分が第1制限前d軸電圧指令値Vd1*_aであり、q軸成分が第1制限前q軸電圧指令値Vq1*_aである電圧ベクトルを、第1制限前電圧ベクトルA1_aとする。第1制限前電圧ベクトルA1_aの大きさが振幅制限値V_lim以下の場合、第1制限前d軸電圧指令値Vd1*_aを第1d軸電圧指令値Vd1*、第1制限前q軸電圧指令値Vq1*_aを第1q軸電圧指令値Vq1*とする。また、図4に示すように、第1制限前電圧ベクトルA1_aの大きさが振幅制限値V_limより大きい場合、第1制限前d軸電圧指令値Vd1*_aを第1d軸電圧指令値Vd1*とし、制限後の電圧ベクトルA1が振幅制限値V_limとなるように、q軸成分を制限し、第1q軸電圧指令値Vq1*とする。
V_lim=Vb×(√2)×Dmax/100 ・・・(1)
第1系統2相3相変換部541は、第1d軸電圧指令値Vd1*および第1q軸電圧指令値Vq1*を、電気角θに基づいて逆dq変換し、U1電圧指令値Vu1*、V1電圧指令値Vv1*、および、W1電圧指令値Vw1*を演算する。
第2系統2相3相変換部542は、第2d軸電圧指令値Vd2*および第2q軸電圧指令値Vq2*を、電気角θに基づいて逆dq変換し、U2電圧指令値Vu2*、V2電圧指令値Vv2*、および、W2電圧指令値Vw2*を演算する。
超過補正部552は、第1系統101にて出力可能な電圧の制限値を超えた分を第2系統102側で補い、第2系統102にて出力可能な電圧の制限値を超えた分を第1系統101で補う超過補正処理を行う。これにより、電圧利用率を高めている。
最初のステップS101では、超過補正部552は、第1電圧指令値Vu1*、Vv1*、Vw1*をデューティ換算した第1デューティ換算値Du1_c、Dv1_c、Dw1_cのうち、最も大きい最大デューティMaxD1を決定する。以下、「ステップS101」の「ステップ」を省略し、「S101」と記す。他のステップも同様である。
S103では、超過補正部552は、中間デューティMidD1を決定する。中間デューティMidD1は、式(2)で表される。式(2)中の「150」は、各相デューディの中心値を50[%]とすると、デューティの3相和が150になることを意味している。式(6)も同様である。
MidD1=150−MaxD1−MinD1 ・・・(2)
第1中性点電圧変更値Du1_ca11、Dv1_ca11、Dw1_ca11は、図6に示す如くとなる。図6では、U相に係る値を実線、V相に係る値を破線、W相に係る値を一点鎖線で示す。後述の図においても同様である。
Du1_ca11=Du1_c−MidD1×0.5+50 ・・・(3−1)
Dv1_ca11=Dv1_c−MidD1×0.5+50 ・・・(3−2)
Dw1_ca11=Dw1_c−MidD1×0.5+50 ・・・(3−3)
Du1_h10=Du1_ca11−Du1_ca12 ・・・(4−1)
Dv1_h10=Dv1_ca11−Dv1_ca12 ・・・(4−2)
Dw1_h10=Dw1_ca11−Du1_ca12 ・・・(4−3)
・・・(5−1)
Dv1_h11=(Dv1_h10−Dw1_h10)/(√3)
・・・(5−2)
Dw1_h11=(Dw1_h10−Du1_h10)/(√3)
・・・(5−3)
S109では、超過補正部552は、第2デューティ換算値Du2_c、Dv2_c、Dw2_cのうち、最も小さい最小デューティMinD2を決定する。
S110では、超過補正部552は、中間デューティMidD2を決定する。中間デューティMidD2は、式(6)で表される。
MidD2=150−MaxD2−MinD2 ・・・(6)
S111では、超過補正部552は、第2中性点電圧変更値Du2_ca11、Dv2_ca11、Dw2_ca11を演算する。第2中性点電圧変更値Du2_ca11、Dv2_ca11、Dw2_ca11は、式(7−1)、(7−2)、(7−3)で演算される。第2中性点電圧変更値Du2_ca11、Dv2_ca11、Dw2_ca11は、図10に示す如くとなる。
Du2_ca11=Du2_c−MidD2×0.5+50 ・・・(7−1)
Dv2_ca11=Dv2_c−MidD2×0.5+50 ・・・(7−2)
Dw2_ca11=Dw2_c−MidD2×0.5+50 ・・・(7−3)
第2上下限制限処理値Du2_ca12、Dv2_ca12、Dw2_ca12は、図11に示す如くとなる。
Du2_h10=Du2_ca11−Du2_ca12 ・・・(8−1)
Dv2_h10=Dv2_ca11−Dv2_ca12 ・・・(8−2)
Dw2_h10=Dw2_ca11−Du2_ca12 ・・・(8−3)
・・・(9−1)
Dv2_h11=(Dv2_h10−Du2_h10)/(√3)
・・・(9−2)
Dw2_h11=(Dw2_h10−Dv2_h10)/(√3)
・・・(9−3)
なお、S101〜S107の処理およびS108〜S114の処理は、S108〜S114の処理を先に実行し、続いてS101〜S107の処理を実行してもよいし、同時に並行して実行してもよい。
Du1_ca13=Du1_ca12+Du2_h11 ・・・(10−1)
Dv1_ca13=Dv1_ca12+Dv2_h11 ・・・(10−2)
Dw1_ca13=Dw1_ca12+Dw2_h11 ・・・(10−3)
Du2_ca13=Du2_ca12+Du1_h11 ・・・(11−1)
Dv2_ca13=Dv2_ca12+Dv1_h11 ・・・(11−2)
Dw2_ca13=Dw2_ca12+Dw1_h11 ・・・(11−3)
本実施形態では、超過補正値Du1_ca13、Dv1_ca13、Dw1_ca13、Du2_ca13、Dv2_ca13、Dw2_ca13を、デューティ指令値Du1、Dv1、Dw1、Du2、Dv2、Dw2として、駆動回路35へ出力する。
また、図14に示すように、第1超過補正値Du1_ca13、Dv1_ca13、Dw1_ca13は、第1上下限制限処理値Du1_ca12、Dv1_ca12、Dw1_ca12を、第2補正量Du2_h11、Dv2_h11、Dw2_h11で補正した値である。第2補正量Du2_h11、Dv2_h11、Dw2_h11は、第2系統102にて、下限値RL1または上限値RH1を超過した第2超過量Du2_h10、Dv2_h10、Dw2_h10に基づいて演算される値である。
これにより、トルクリップルを増大することなく、キャンセル巻線を利用して電圧利用率を向上することができる。なお、第1巻線組81のキャンセル巻線が第2巻線組82であり、第2巻線組82のキャンセル巻線が第1巻線組81である。
また、下限値または上限値を超える超過量に相当する分を他方の系統側で補正するので、最小限の電流脈動とすることができる。また、例えば5次高調波や7次高調波に基づいて補正する場合とは異なり、第1系統101と第2系統102とでデューティをdq軸換算で同じだけ増減するので、補正量の演算過程における誤差が生じない。
第1インバータ10は、第1巻線組81に対応して設けられる。第2インバータ20は、第2巻線組82に対応して設けられる。
制御部41は、制御器52、電圧制限部53、2相3相変換部54、および、デューティ換算部551、ならびに、超過補正部552を有する。
制御器52、電圧制限部53、および、2相3相変換部54は、第1巻線組81に印加される電圧に係る第1電圧指令値Vu1*、Vv1*、Vw1*、および、第2巻線組82に印加される電圧に係る第2電圧指令値Vu2*、Vv2*、Vw2*を演算する。
超過補正部552は、第1電圧指令相当値または第2電圧指令相当値の一方が、出力可能な電圧に応じて設定される下限値RL1または上限値RH1を超える場合、下限値RL1または上限値RH1を超える超過量Du1_h10、Dv1_h10、Dw1_h10、Du2_h10、Dv2_h10、Dw2_h10に応じ、第1電圧指令相当値または第2電圧指令相当値の他方を補正する。
また、超過補正部552は、第2中性点電圧変更値Du2_ca11、Dv2_ca11、Dw2_ca11が出力可能な電圧に応じて設定される下限値RL1または上限値RH1を超える場合、第2超過量Du2_h10、Dv2_h10、Dw2_h10に応じ、第1上下限制限処理値Du1_ca12、Dv1_ca12、Dw1_ca12を補正する。
本実施形態では、一方の系統の電圧指令相当値が、出力可能な電圧に応じて設定される下限値RL1または上限値RH1を超えた場合、超過分を他方の系統で補っている。これにより、電流脈動を最小限に抑えつつ、電圧利用率を向上することができる。
中性点電圧を変更することで、電圧利用率をさらに向上することができる。
また本実施形態では、第1中性点電圧変更値Du1_ca11、Dv1_ca11、Dw1_ca11が「第1電圧指令相当値」に対応し、第2中性点電圧変更値Du2_ca11、Dv2_ca11、Dw2_ca11が「第2電圧指令相当値」に対応する。また、第1中性点電圧変更値Du1_ca11、Dv1_ca11、Dw1_ca11の上下限を制限した第1上下限制限処理値Du1_ca12、Dv1_ca12、Dw1_ca12を補正すること、および、第2中性点電圧変更値Du2_ca11、Dv2_ca11、Dw2_ca11の上下限を制限した第2上下限制限処理値Du2_ca12、Dv2_ca12、Dw2_ca12を補正することは、「第1電圧指令相当値または第2電圧指令相当値の他方を補正する」という概念に含まれるものとする。
本発明の第2実施形態を図16〜図30に示す。
図16に示すように、本実施形態の電力変換装置2は、電流検出部17、27に替えて、電流検出部18、28設けられる点が上記実施形態と異なる。
第1電流検出部18は、電流検出素子181、182、183を有する。U1電流検出素子181は、U相のSW素子14とグランドとの間に設けられ、U1コイル811の電流を検出する。V1電流検出素子182は、V相のSW素子15とグランドとの間に設けられ、V1コイル812の電流を検出する。W1電流検出素子183は、W相のSW素子16とグランドとの間に設けられ、W1コイル813の電流を検出する。
本実施形態の電流検出素子181〜183、281〜283は、シャント抵抗である。
第2電流検出部28における電流検出についても同様である。
本実施形態の超過補正処理を、図17および図18に示すフローチャートに基づいて説明する。
図17中のS201〜S203の処理は、図5中のS101〜S103の処理と同様である。
下全相オンデューティPD1および下2相オンデューティPD2は、式(12−1)、(12−2)で表される。
PD1=100−(MaxD1−MinD1) ・・・(12−1)
PD2=MaxD1−MidD1 ・・・(12−2)
Du1_ca21=Du1_c−MaxD1+RH2 ・・・(13−1)
Dv1_ca21=Dv1_c−MaxD1+RH2 ・・・(13−2)
Dw1_ca21=Dw1_c−MaxD1+RH2 ・・・(13−3)
Du1_ca21=Du1_c−MinD1+RL3 ・・・(14−1)
Dv1_ca21=Dv1_c−MinD1+RL3 ・・・(14−2)
Dw1_ca21=Dw1_c−MinD1+RL3 ・・・(14−3)
Du1_h20=Du1_ca21−Du1_ca22 ・・・(15−1)
Dv1_h20=Dv1_ca21−Dv1_ca22 ・・・(15−2)
Dw1_h20=Dw1_ca21−Du1_ca22 ・・・(15−3)
Du1_h21=(Du1_h20−Dv1_h20)/(√3)
・・・(16−1)
Dv1_h21=(Dv1_h20−Dw1_h20)/(√3)
・・・(16−2)
Dw1_h21=(Dw1_h20−Du1_h20)/(√3)
・・・(16−3)
第1超過量Du1_h20、Dv_h20、Dw_h20は、図21に示す如くであり、第1位相換算量Du1_h21、Dv1_h21、Dw1_h21は、図22に示す如くである。
S216では、超過補正部552は、下べた変調したときにSW素子24〜26が全相オンされる全相オン期間P3に対応する下全相オンデューティPD3と、SW素子24〜26のうち2相がオンされる2相オン期間P4に対応する下2相オンデューティPD4とを比較する。
下全相オンデューティPD3および下2相オンデューティPD4は、式(17−1)、(17−2)で表される。
PD3=100−(MaxD2−MinD2) ・・・(17−1)
PD4=MaxD2−MidD2 ・・・(17−2)
S217では、超過補正部552は、第2系統102における固定相を、最大相とする。下2相オンデューティPD4が、下全相オンデューティPD3より大きい場合、上べた変調により中性点電圧を変更する。
Du2_ca21=Du2−MaxD2+RH2 ・・・(18−1)
Dv2_ca21=Dv2−MaxD2+RH2 ・・・(18−2)
Dw2_ca21=Dw2−MaxD2+RH2 ・・・(18−3)
Du2_ca21=Du2_c−MinD2+RL3 ・・・(19−1)
Dv2_ca21=Dv2_c−MinD2+RL3 ・・・(19−2)
Dw2_ca21=Dw2_c−MinD2+RL3 ・・・(19−3)
S219またはS222にて演算される第2上下限制限処理値Du2_ca22、Dv2_ca22、Dw2_ca22は、図24に示す如くとなる。
Du2_h20=Du2_ca21−Du2_ca22 ・・・(20−1)
Dv2_h20=Dv2_ca21−Dv2_ca22 ・・・(20−2)
Dw2_h20=Dw2_ca21−Du2_ca22 ・・・(20−3)
・・・(21−1)
Dv2_h21=(Dv2_h20−Du2_h20)/(√3)
・・・(21−2)
Dw2_h21=(Dw2_h20−Dv2_h20)/(√3)
・・・(21−3)
第2超過量Du2_h20、Dv2_h20、Dw2_h20は、図25に示す如くであり、第2位相換算量Du2_h21、Dv2_h21、Dw2_h21は、図26に示す如くである。
なお、S210〜S212の処理およびS213〜S224の処理は、S213〜S224の処理を先に実行し、続いてS201〜S212の処理を実行してもよいし、同時に並行して実行してもよい。
Du2_h22=0 ・・・(22−1)
Dv2_h22=Dv2_h21−Du2_h21 ・・・(22−2)
Dw2_h22=Dw2_h21−Du2_h21 ・・・(22−3)
Du2_h22=Du2_h21−Dv2_h21 ・・・(23−1)
Dv2_h22=0 ・・・(23−2)
Dw2_h22=Dw2_h21−Dv2_h21 ・・・(23−3)
Du2_h22=Du2_h21−Dw2_h21 ・・・(24−1)
Dv2_h22=Dv2_h21−Dw2_h21 ・・・(24−2)
Dw2_h22=0 ・・・(24−3)
第2補正量Du2_h22、Dv2_h22、Dw2_h22は、図27に示す如くとなる。
Du1_ca23=Du1_ca22+Du2_h22 ・・・(25−1)
Dv1_ca23=Dv1_ca22+Dv2_h22 ・・・(25−2)
Dw1_ca23=Dw1_ca22+Dw2_h22 ・・・(25−3)
Du1_h22=0 ・・・(26−1)
Dv1_h22=Dv1_h21−Du1_h21 ・・・(26−2)
Dw1_h22=Dw1_h21−Du1_h21 ・・・(26−3)
Du1_h22=Du1_h21−Dv1_h21 ・・・(27−1)
Dv1_h22=0 ・・・(27−2)
Dw1_h22=Dw1_h21−Dv1_h21 ・・・(27−3)
Du1_h22=Du1_h21−Dw1_h21 ・・・(28−1)
Dv1_h22=Dv1_h21−Dw1_h21 ・・・(28−2)
Dw1_h22=0 ・・・(28−3)
第1補正量Du1_h22、Dv1_h22、Dw1_h22は、図29に示す如くとなる。
Du2_ca23=Du2_ca22+Du1_h22 ・・・(29−1)
Dv2_ca23=Dv2_ca22+Dv1_h22 ・・・(29−2)
Dw2_ca23=Dw2_ca22+Dw1_h22 ・・・(29−3)
第2超過補正値Du2_ca23、Dv2_ca23、Dw2_ca23は、図30に示す如くである。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、下限値RL2、RL3および上限値RH2、RH3が「制限値」に対応する。
本発明の第3実施形態を図31および図32に示す。
図31に示すように、本実施形態の制御部42は、3相2相変換部51、制御器52、電圧制限部53、2相3相変換部54、および、変調演算部55に加え、電流補正値演算部56および電流補正部57を有する点が上記実施形態と異なる。
また、第2系統102において、第2超過量Du2_h20、Dv2_h20分のデューティが減算され、第1超過量Du1_h20、Dv1_h20、Dv1_h20に応じた第1補正量Du1_h22、Dv1_h22、Dw1_h22分のデューティが加算される。
そこで本実施形態では、超過補正処理にて変更されるデューティに応じた電流を推定して電流検出値Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2を補正する。
第1電流推定部563は、第1電圧変更値ΔVu1、ΔVv1、ΔVw1に応じた電流を推定し、第1電流補正値CurrU1_h、CurrV1_h、CurrW1_hを演算する。
第2電流推定部566は、第2電圧変更値ΔVu2、ΔVv2、ΔVw2に応じた電流値を推定し、第2電流補正値CurrU2_h、CurrV2_h、CurrW2_hを演算する。
3相2相変換部51では、電流補正値CurrU1_h、CurrV1_h、CurrW1_h、CurrU2_h、CurrV2_h、CurrW2_hで補正された電流検出値Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2を用いて3相2相変換を行う。
電流補正値演算部56は、超過補正処理にて発生する電流に応じた電流補正値CurrU1_h、CurrV1_h、CurrW1_h、CurrU2_h、CurrV2_h、CurrW2_hを演算する。
電流補正部57は、電流補正値CurrU1_h、CurrV1_h、CurrW1_h、CurrU2_h、CurrV2_h、CurrW2_hに基づいて電流検出値Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2を補正する。
これにより、電圧指令値Vu1*、Vv1*、Vw1*、Vu2*、Vv2*、Vw2*をより適切に演算することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第4実施形態を図33に示す。
図33に示すように、本実施形態の制御部43は、3相2相変換部51、和差変換部61、制御器62、系統変換部63、電圧制限部53、2相3相変換部54、および、変調演算部55、超過判定部65等を有する。
和差変換部61は、d軸電流検出値Id1、Id2、および、q軸電流検出値Iq1、Iq2を、和と差に変換する。具体的には、和差変換部61は、d軸電流和Id1+Id2、d軸電流差Id1−Id2、q軸電流和Iq1+Iq2、q軸電流差Iq1−Iq2を演算する。なお、第3実施形態のように、d軸電流検出値Id1、Id2、および、q軸電流検出値Iq1、Iq2として、電流補正値CurrU1_h、CurrV1_h、CurrW1_h、CurrU2_h、CurrV2_h、CurrW2_hにて補正された電流検出値Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2に基づく値を用いてもよい。
d軸和制御器621は、d軸電流和指令値Id+*、および、d軸電流和Id1+Id2に基づき、PI演算等により、d軸電圧和指令値Vd+*を演算する。
d軸差制御器622は、d軸電流差指令値Id−*、および、d軸電流差Id1−Id2に基づき、PI演算等により、d軸電圧差指令値Vd−*を演算する。
q軸和制御器623は、q軸電流和指令値Iq+*、および、q軸電流和Iq1+Iq2に基づき、PI演算等により、q軸電圧和指令値Vq+*を演算する。
q軸差制御器624は、q軸電流差指令値Iq−*、および、q軸電流差Iq1−Iq2に基づき、PI演算等により、q軸電圧差指令値Vq−*を演算する。
本実施形態では、電流差指令値Id−*、Iq−*は、0である。
また、第1制限前d軸電圧指令値Vd1*_a、第1制限前q軸電圧指令値Vq1*_a、第2制限前d軸電圧指令値Vd2*_a、および、第2制限前q軸電圧指令値Vq2*_aに基づく、電圧制限処理、および、超過補正処理等は、上記実施形態と同様である。超過補正処理は、第1実施形態または第2実施形態のどちらあってもよいが、ここでは、第2実施形態の超過補正処理が行われているものとして説明する。
また、超過判定部65は、モータ80の回転速度が回転速度判定閾値より大きい場合、超過補正が実行されていると判定してもよい。
判定結果は、d軸差制御器622およびq軸差制御器624に出力される。
差制御器622、624では、超過補正が実行されていると判定された場合、制御の応答性を低くする。なお、差制御器622、624の制御をオフにすることも「応答性を低くする」という概念に含まれるものとする。
差制御器622、624は、超過補正処理が行われる場合、超過補正処理が行われない場合より応答性を低くする。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(ア)第1電圧指令相当値、第2電圧指令相当値
上記実施形態では、第1中性点電圧変更値が第1電圧指令相当値に対応し、第2中性点電圧変更値が第2電圧指令相当値に対応する。他の実施形態では、第1電圧指令相当値および第2電圧指令値相当値は、中性点電圧変更値に限らず、電圧指令値そのものであってもよい。すなわち、デューティ換算前の電圧指令値を用いて超過補正処理を行ってもよい。また、第1電圧指令相当値および第2電圧指令値相当値は、デューティ換算値等、電圧指令値に基づいて演算される中性点電圧変更値以外の値であってもよい。また、超過補正処理に用いる値は、3相座標系の値に限らず、他の座標系の値としてもよい。
第2実施形態では、低電位側スイッチング素子とグランドとの間に電流検出が設けられる。他の実施形態では、低電位側に配置される電流検出素子は、シャント抵抗に替えて、ホール素子等、電流検出可能などのような素子であってもよい。また、電流検出素子は、高電位側スイッチング素子の高電位側等、相電流を検出可能ないずれの箇所に配置してもよい。また、電流検出素子および電流検出素子が配置される箇所に応じ、制限値を適宜設定することが望ましい。
上記実施形態では、超過補正部は、中性点電圧を変更した値である第1中性点電圧変更値および第2中性点電圧変更値について、超過補正処理を行う。他の実施形態では、超過補正部は、中性点電圧を変更せずに超過補正処理を行ってもよい。
上記実施形態では、制限前の電圧ベクトルが振幅制限値より大きい場合、q軸成分を変更することで、振幅制限値となるように電圧指令値を制限する。他の実施形態では、q軸成分を変更することに替えて、例えばd軸成分およびq軸成分を共に制限する等、どのような方法にて振幅制限値以下となるように電圧指令値を制限してもよい。
上記実施形態では、回転電機の巻線組は、位相が30[°]ずれて配置される。他の実施形態では、巻線組の位相差は、30[°]に限らず、いくつでもよい。また、通電位相差も、30[°]に限らず、0[°]以外のいくつであってもよい。
回転電機は、電動パワーステアリング装置に用いられる。他の実施形態では、回転電機を電動パワーステアリング装置以外の車載装置に適用してもよいし、車載されない装置に適用してもよい。また、回転電機は、モータに限らず、発電機であってもよいし、電動機と発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
10・・・第1インバータ
20・・・第2インバータ
41〜43・・・制御部
52、62・・・制御器(指令演算部)
53・・・電圧制限部(指令演算部) 54・・・2相3相変換部(指令演算部)
552・・・超過補正部
63・・・系統変換部(指令演算部)
80・・・モータ(回転電機)
Claims (9)
- 第1巻線組(81)および第2巻線組(82)を有する3相の回転電機(80)の電力を変換する電力変換装置であって、
前記第1巻線組に対応して設けられる第1インバータ(10)と、
前記第2巻線組に対応して設けられる第2インバータ(20)と、
前記第1巻線組に印加される電圧に係る第1電圧指令値、および、前記第2巻線組に印加される電圧に係る第2電圧指令値を演算する指令演算部(52〜54、62、63)、ならびに、前記第1電圧指令値に応じた値である第1電圧指令相当値および前記第2電圧指令値に応じた値である第2電圧指令相当値を補正する超過補正部(552)を有する制御部(41、42、43)と、
を備え、
前記超過補正部は、
前記第1電圧指令相当値または前記第2電圧指令相当値の一方が、出力可能な電圧に応じて設定される制限値を超える場合、前記制限値を超える超過量に応じ、前記第1電圧指令相当値または前記第2電圧指令相当値の他方を補正する超過補正処理を行うことを特徴とする電力変換装置。 - 前記超過補正部は、中性点電圧を変更した前記第1電圧指令相当値および前記第2電圧指令相当値について、前記超過補正処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第1巻線組および前記第2巻線組の各相に通電される電流を検出する電流検出部(17、18、27、28)をさらに備え、
前記第1電圧指令値および前記第2電圧指令値は、前記電流検出部にて検出される電流検出値に基づいて演算されることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記第1インバータおよび前記第2インバータは、相毎に対となる高電位側スイッチング素子(11〜13、21〜23)および低電位側スイッチング素子(14〜16、24〜26)を有し、
前記電流検出部(18、28)は、前記低電位側スイッチング素子とグランドとの間に配置されることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記超過補正部は、3相の前記低電位側スイッチング素子がオンされる全相オン期間と、2相の前記低電位側スイッチング素子がオンされる2相オン期間とを比較し、長い方の期間にて電流検出ができるように、前記中性点電圧を変更することを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記制御部(42)は、前記超過補正処理にて発生する電流に応じた電流補正値を演算する電流補正値演算部(56)、および、前記電流補正値に基づいて前記電流検出値を補正する電流補正部(57)をさらに有することを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記第1電圧指令値および前記第2電圧指令値は、前記第1巻線組に流れる電流と前記第2巻線組に流れる電流との和を制御する和制御器(621、623)、および、前記第1巻線組に流れる電流と前記第2巻線組に流れる電流との差を制御する差制御器(622、624)を用いて演算され、
前記差制御器は、前記超過補正処理が行われる場合、前記超過補正処理が行われない場合より応答性を低くすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記第1電圧指令値および前記第2電圧指令値は、前記超過量に応じて補正可能な値となるように所定の振幅制限値で制限された値であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記回転電機は、電動パワーステアリング装置(5)に用いられ、出力トルクにより運転者による操舵部材(91)の操舵を補助することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の電力変換装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015141982A JP6418093B2 (ja) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 電力変換装置 |
US15/210,743 US10239553B2 (en) | 2015-07-16 | 2016-07-14 | Power converter |
CN201610556912.6A CN106357196B (zh) | 2015-07-16 | 2016-07-14 | 电力转换器 |
DE102016212924.4A DE102016212924A1 (de) | 2015-07-16 | 2016-07-14 | Leistungswandler |
US16/242,314 US10526005B2 (en) | 2015-07-16 | 2019-01-08 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015141982A JP6418093B2 (ja) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017028763A JP2017028763A (ja) | 2017-02-02 |
JP6418093B2 true JP6418093B2 (ja) | 2018-11-07 |
Family
ID=57630191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015141982A Active JP6418093B2 (ja) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 電力変換装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10239553B2 (ja) |
JP (1) | JP6418093B2 (ja) |
CN (1) | CN106357196B (ja) |
DE (1) | DE102016212924A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6418093B2 (ja) | 2015-07-16 | 2018-11-07 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP6399239B2 (ja) * | 2016-01-08 | 2018-10-03 | 株式会社村田製作所 | 電力変換装置 |
WO2018016559A1 (ja) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
BR112018076680A2 (pt) * | 2016-07-20 | 2019-04-02 | Nsk Ltd. | dispositivo de direção elétrica |
WO2018198893A1 (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電力変換システム |
WO2019038815A1 (ja) * | 2017-08-21 | 2019-02-28 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および電動パワーステアリング装置 |
JP6984345B2 (ja) * | 2017-11-22 | 2021-12-17 | 株式会社ジェイテクト | 操舵制御装置 |
DE102018200995A1 (de) * | 2018-01-23 | 2019-07-25 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems mit einer Kompensationsvorrichtung zur Reduktion einer Drehmomentwelligkeit einer Drehstrommaschine |
JP6999480B2 (ja) * | 2018-04-12 | 2022-01-18 | 日立Astemo株式会社 | 電子制御装置及びその診断方法 |
JP7249822B2 (ja) * | 2019-03-11 | 2023-03-31 | 株式会社ジェイテクト | モータの制御装置 |
CN111431441B (zh) * | 2020-04-10 | 2022-01-11 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 电机转速控制方法、装置、空调器及存储介质 |
CN114172424B (zh) * | 2021-11-02 | 2023-12-15 | 江苏大学 | 一种eps用高性能永磁同步电机智能控制器 |
KR20230142990A (ko) * | 2022-04-04 | 2023-10-11 | 광주과학기술원 | 병렬 3상 2-레벨 인버터의 전류 왜곡 및 순환전류 억제 장치 및 장치의 동작 방법 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07143760A (ja) * | 1993-11-18 | 1995-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電圧形インバータの制御装置 |
JP2000234966A (ja) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Showa Corp | トルクセンサの中立点電圧調整装置 |
JP3980324B2 (ja) * | 2001-10-30 | 2007-09-26 | 株式会社豊田中央研究所 | モータ駆動電流制御装置およびその方法 |
JP4715677B2 (ja) | 2006-08-11 | 2011-07-06 | 株式会社デンソー | 3相回転機の制御装置 |
JP4961292B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2012-06-27 | 三洋電機株式会社 | モータ制御装置 |
JP4941686B2 (ja) * | 2010-03-10 | 2012-05-30 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP5045799B2 (ja) * | 2010-08-27 | 2012-10-10 | 株式会社デンソー | 電力変換装置、駆動装置、及び、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP5505449B2 (ja) | 2012-04-06 | 2014-05-28 | 株式会社デンソー | 多相回転機の制御装置 |
JP5556845B2 (ja) * | 2012-04-26 | 2014-07-23 | 株式会社デンソー | 3相回転機の制御装置 |
EP2752983B1 (en) * | 2012-06-18 | 2015-12-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Inverter system and communication method |
JP5590076B2 (ja) * | 2012-07-04 | 2014-09-17 | 株式会社デンソー | 多相回転機の制御装置 |
JP5925114B2 (ja) | 2012-12-18 | 2016-05-25 | 三菱電機株式会社 | モータ駆動装置、多重巻線モータ、及び電動パワーステアリング装置 |
WO2014125568A1 (ja) | 2013-02-12 | 2014-08-21 | 三菱電機株式会社 | モータ駆動装置 |
JP5839011B2 (ja) * | 2013-09-18 | 2016-01-06 | 株式会社デンソー | 電力変換装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP6153860B2 (ja) * | 2013-12-25 | 2017-06-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動機駆動装置 |
JP6040963B2 (ja) * | 2014-07-07 | 2016-12-07 | 株式会社デンソー | 回転機の制御装置 |
JP6418093B2 (ja) | 2015-07-16 | 2018-11-07 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
-
2015
- 2015-07-16 JP JP2015141982A patent/JP6418093B2/ja active Active
-
2016
- 2016-07-14 CN CN201610556912.6A patent/CN106357196B/zh active Active
- 2016-07-14 US US15/210,743 patent/US10239553B2/en active Active
- 2016-07-14 DE DE102016212924.4A patent/DE102016212924A1/de active Pending
-
2019
- 2019-01-08 US US16/242,314 patent/US10526005B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106357196A (zh) | 2017-01-25 |
US20170019052A1 (en) | 2017-01-19 |
DE102016212924A1 (de) | 2017-01-19 |
US10526005B2 (en) | 2020-01-07 |
CN106357196B (zh) | 2020-05-19 |
US20190135330A1 (en) | 2019-05-09 |
JP2017028763A (ja) | 2017-02-02 |
US10239553B2 (en) | 2019-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6418093B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5556845B2 (ja) | 3相回転機の制御装置 | |
JP6358104B2 (ja) | 回転電機制御装置 | |
US9214886B2 (en) | Control apparatus for three-phase rotary machine | |
JP5397785B2 (ja) | 3相回転機の制御装置 | |
JP6040963B2 (ja) | 回転機の制御装置 | |
JP6455295B2 (ja) | 3相回転機の制御装置 | |
JP6287756B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JP5907314B2 (ja) | モータ制御装置、これを使用した電動パワーステアリング装置および車両 | |
US10300940B2 (en) | Electric power steering apparatus | |
JP5765589B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6852522B2 (ja) | 多相回転機の制御装置 | |
CN108156837B (zh) | 交流旋转电机的控制装置及电动助力转向装置 | |
JP2015061381A (ja) | 電力変換装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 | |
JP2011078221A (ja) | 多相回転機の制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 | |
JP6428248B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JP2014180070A (ja) | 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 | |
JP2017112766A (ja) | 電力変換装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 | |
JP5605334B2 (ja) | 多相回転機の制御装置 | |
JP2012147531A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2012147532A (ja) | 電動パワーステアリング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180831 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180911 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180924 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6418093 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |