[發明專利]用于改善旋轉機械控制的裝置

在審

• 申請號: 201210234259.3
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN102751932A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 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;H02P21/06;H02P27/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊楷

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：

波形設定裝置，其設定功率轉換器的輸出電壓的波形，基于如下的任一個數值：旋轉機械的需求轉矩中的至少兩個、轉子的旋轉速度、用于將旋轉機械的轉矩控制到需求轉矩的指令電壓、供電電源的電壓、功率轉換器的電壓利用系數；

相位設定裝置，其設定功率轉換器的輸出電壓在兩相旋轉坐標系中的相位，基于如下的任一個數值：所產生的轉矩和需求轉矩之間的偏差、由需求轉矩限定的旋轉機械的指令電流和流過旋轉機械的實際電流之間的偏差；

驅動信號確定器，其基于由波形設定裝置設定的輸出電壓的波形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的控制裝置，其中該波形設定裝置包括存儲單元，該存儲單元儲存切換元件的驅動圖形，該驅動圖形對應于輸出電壓的波形。

3.根據權利要求1的控制裝置，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，并且該波形設定裝置工作以基于輸出電壓設定要施加到旋轉機械上的輸出電壓的波形，使得流過旋轉機械的d軸的電流等于或小于零。

4.根據權利要求1的控制裝置，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，并且該波形設定裝置工作以基于輸出電壓設定要施加到旋轉機械上的輸出電壓的波形，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。

5.根據權利要求1的控制裝置，其中該波形設定裝置工作以基于輸出電壓設定輸出電壓的波形，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。

6.根據權利要求2的控制裝置，其中切換元件的驅動圖形設置有多個，該波形設定裝置工作以根據需求轉矩和轉子的旋轉速度而在多個驅動圖形中選擇一個。

7.根據權利要求2的控制裝置，其中切換元件的驅動圖形設置有多個，該波形設定裝置工作以根據需求轉矩、轉子的旋轉速度和供電電源的電壓而在多個驅動圖形中選擇一個。

8.根據權利要求2的控制裝置，其中切換元件的驅動圖形設置有多個，該波形設定裝置工作以根據供電電源的電壓和指令電壓而在多個驅動圖形中選擇一個。

9.根據權利要求2的控制裝置，其中切換元件的驅動圖形設置有多個，該波形設定裝置工作以根據電壓利用系數而在多個驅動圖形中選擇一個。

10.根據權利要求1的控制裝置，其中相位設定裝置工作以基于所產生的轉矩和需求轉矩之間的偏差而設定功率轉換器的輸出電壓的相位。

11.根據權利要求1的控制裝置，其中相位設定裝置工作以基于指令電流與實際電流的偏差而設定功率轉換器的輸出電壓的相位。

12.根據權利要求1的控制裝置，其中該驅動信號確定器工作以在功率轉換器的電壓利用系數等于或大于一個預設值時將該驅動信號施加給該切換元件。

13.根據權利要求12的控制裝置，還包括：

電流反饋控制單元，在所述電壓利用系數低于該預設值時，該電流反饋控制單元工作以基于一個實際流過旋轉機械的電流確定一個電流反饋驅動信號，并且將該電流反饋驅動信號作為驅動信號施加給該切換元件從而驅動該切換元件，從而將所述實際流過該旋轉機械的電流調整為指令電流。

14.根據權利要求13的控制裝置，其中該電流反饋控制單元包括一個指令電壓計算器，其工作以計算指令電壓值，該指令電壓值作為一個參數用于確定所述電流反饋驅動信號，以及

該波形設定裝置工作以在用于該功率轉換器切換元件的驅動由電流反饋控制單元切換到驅動信號確定器時，基于由指令電壓計算器計算的指令電壓值來設定輸出電壓的波形的初始值。