[發明專利]用于改善旋轉機械控制的裝置

有效

• 申請號: 200910138777.3
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101540581A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 山本剛志;山田隆弘
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;G05D17/02;G05F1/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 原紹輝;楊松齡

1.一種控制裝置，用于驅動功率轉換器的切換元件，以將供電電源的 DC(直流)電壓轉換成功率轉換器的可變的輸出電壓，該輸出電壓被施加給旋 轉機械且在旋轉機械中產生轉矩，該產生的轉矩使得旋轉機械的轉子旋轉，該 裝置包括：

標準設定裝置，其基于旋轉機械的需求轉矩和轉子的旋轉速度設定在轉子 中定義的兩相旋轉坐標系中的輸出電壓向量的標準；

相位設定裝置，其基于所產生的轉矩和需求轉矩之間的偏差設定功率轉換 器輸出電壓向量在兩相旋轉坐標系中的相位；

驅動信號確定器，其基于由標準設定裝置設定的標準和由相位設定裝置設 定的相位來確定驅動信號，并且將該驅動信號施加于所述切換元件進而驅動切 換元件，以將所產生的轉矩調整到所述需求轉矩。

2.根據權利要求1的裝置，其中該功率轉換器的輸出電壓為周期AC(交 流)電壓，且該驅動信號驅動該切換元件，以使所述輸出電壓在第一周期正向 地施加給該旋轉機械且在第二周期反向地施加給該旋轉機械，該第一周期和第 二周期的總和對應于輸出電壓的一個周期，該第一周期基本上等于該第二周期。

3.根據權利要求1的裝置，其中該功率轉換器的輸出電壓為周期AC電壓， 且該驅動信號驅動該切換元件，以使輸出電壓在第一周期被正向地施加給該旋 轉機械且在第二周期反向地施加給該旋轉機械，該第一周期和第二周期的總和 等于輸出電壓的一個周期，該驅動信號的波形關于該輸出電壓的所述一個周期 一半的點反對稱。

4.根據權利要求1的裝置，進一步包括：

獲取單元，其獲取該供電電源的DC電壓，

該驅動信號確定器除了基于由標準設定裝置設定的標準和由相位設定裝置 設定的相位來確定驅動信號之外，還可以基于所設定的標準和所獲取的DC電 壓之間的相對關系確定所述驅動信號。

5.根據權利要求4的裝置，其中該功率轉換器的輸出電壓為周期AC電壓， 該驅動信號確定器包括一存儲單元，其儲存輸出電壓每一個周期的多個驅動信 號波形，該多個驅動信號波形分別與表示標準變量和DC電壓變量之間相對關 系的多個值有關，該驅動信號確定器工作以在多個波形中選擇一個波形，該選 擇的一個波形對應于所設定的標準和所獲取的DC電壓。

6.根據權利要求1的裝置，其中該相位設定裝置工作以在所述產生的轉矩 相對于需求轉矩不足時，使得該相位提前，并在該產生的轉矩相對于需求轉矩 過量時，使得該相位滯后，并且該標準設定裝置工作以：

具有一模型公式，其中旋轉機械所產生的轉矩被表示為該標準和該相位的 函數；且

設定該標準，使得在該模型公式中該轉矩相對于該相位的偏微分大于零。

7.根據權利要求1的裝置，其中該轉子具有一個磁場，且該兩相旋轉坐標 系為具有d軸和q軸的d-q軸坐標系，該d軸表示該轉子磁場的一個方向，該q 軸具有一相位，該相位在轉子旋轉期間相對于d軸領先π/2弧度的電角度，并且 該標準設定裝置工作以基于所述輸出電壓設定該標準，使得流過旋轉機械的d 軸的電流等于或小于零。

8.根據權利要求1的裝置，其中該轉子具有一個磁場，且該兩相旋轉坐標 系為具有d軸和q軸的d-q軸坐標系，該d軸表示該轉子磁場的一個方向，該q 軸具有一相位，該相位在轉子旋轉期間相對于d軸領先π/2弧度電角度，并且該 標準設定裝置工作以基于所述輸出電壓設定該標準，使得流過旋轉機械的q軸 的電流信號與需求轉矩信號相匹配。

9.根據權利要求1的裝置，其中該旋轉機械具有一個電樞，且該標準設定 裝置工作以基于所述輸出電壓設定標準，從而在流過旋轉機械電樞的電樞電流 的任意值時，都能最高效地在旋轉機械中形成轉矩。

10.根據權利要求1的裝置，其中該標準設定裝置工作以基于一電壓向量 設定標準，從而在流過旋轉機械電樞的電樞電流，都能最高效地在旋轉機械中 形成轉矩，該電壓向量通過從功率轉換器的輸出電壓向量中減去一部分形成， 該部分被旋轉機械中的感生電壓所抵消。