[發明專利]逆變器裝置、逆變器裝置的控制方法和電動機驅動系統

有效

• 申請號: 201310186480.0
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103973195A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 竹之內將志;川地智洋;友原健治;東川康兒
• 申請（專利權）人: 株式會社安川電機
• 主分類號: H02P25/18
• 分類號: H02P25/18;H02P27/06;H02P6/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及一種逆變器裝置、逆變器裝置的控制方法和電動機驅動系統。特別地，本發明涉及一種用于切換AC電動機的電樞繞組的技術。

背景技術

到目前為止，已知通過切換AC電動機的電樞繞組使能從低速區到高速區的寬范圍內運轉的繞組切換方法。

日本專利申請特開平5-3694公開了一種可變速驅動方法，其涉及利用用于車輛驅動等等的逆變器裝置切換同步電動機的繞組連接，其中，通過在繞組連接的切換時刻設置滯后區域來實現穩定的驅動。具體地，在上述可變速驅動方法中，從星形連接到三角連接的切換時刻被設置為速度水平Vo（基礎速度N1），而將從三角連接到星形連接的切換時刻設置為低于Vo的速度水平Vo’，并且因此，在切換時刻中設置滯后區域。

然而，在日本專利申請特開平5-3694中描述的方法沒有在滯后區域（Vo至Vo’）中執行繞組的切換。因此，例如，當車輛在滯后區域中連續地驅動時，同步電動機的能量效率會劣化。例如，假設車輛速度增加以將繞組連接從低速繞組切換到高速繞組，并且之后，在滯后區域中在高速繞組的狀態下持續地長時間驅動車輛。在該情況下，在利用低速繞組進行驅動的情況下，會消耗更大的電流。

鑒于上述問題已經做出了本發明，并且本發明的目的在于提供一種逆變器裝置、逆變器裝置的控制方法和電動機驅動系統，其在繞組切換特性具有滯后特性的情況下甚至在滯后區域中也能夠執行繞組的適當切換。

發明內容

為了解決上述問題，根據本發明的示例性實施方式，提供了一種逆變器裝置，其連接到AC電動機的電樞繞組，并且被構造為控制AC電動機，逆變器裝置包括：繞組切換信號生成器，其被構造為將在基于AC電動機的轉子的轉速確定的第一繞組和第二繞組的切換時刻中具有滯后特性的繞組切換信號輸出到繞組切換器，該繞組切換器被構造為切換電樞繞組的連接，從而電樞繞組的狀態能夠在第一繞組和第二繞組之間切換，其中，繞組切換信號生成器包括：滯后區域判斷部，其被構造為判斷轉速是否處于由第一切換時刻和第二切換時刻定義的滯后區域內；繞組比較器，其被構造為當轉速處于滯后區域內時，判斷當前繞組是否與預先設置的最優繞組相同；以及繞組切換信號輸出部，其被構造為當轉速處于滯后區域內時并且當當前繞組不同于最優繞組時，輸出繞組切換信號使得當前繞組被切換到最優繞組。

為了解決上述問題，根據本發明的示例性實施方式，提供了一種用于控制AC電動機的逆變器裝置的控制方法，該控制方法包括：判斷AC電動機的轉子的轉速是否處于用于在第一繞組與第二繞組之間切換AC電動機的電樞繞組的狀態的由第一切換時刻和第二切換時刻定義的滯后區域內；當轉速處于滯后區域內時，判斷當前繞組是否與預先設置的最優繞組相同；以及當轉速處于滯后區域內時并且當當前繞組不同于最優繞組時，向被繞組切換器輸出繞組切換信號，該繞組切換器構造為在第一繞組與第二繞組之間切換電樞繞組的狀態使得當前繞組被切換到最優繞組。

為了解決上述問題，根據本發明的示例性實施方式，提供了一種電動機驅動系統，其包括：AC電動機；逆變器裝置，其連接到AC電動機的電樞繞組并且被構造為控制AC電動機；以及繞組切換器，其被構造為切換電樞繞組的連接，其中：逆變器裝置包括：繞組切換信號生成器，其被構造為將在基于AC電動機的轉子的轉速確定的第一繞組和第二繞組的切換時刻中具有滯后特性的繞組切換信號輸出到繞組切換器，該繞組切換器被構造為切換電樞繞組的連接，從而電樞繞組的狀態能夠在第一繞組和第二繞組之間切換；繞組切換信號生成器包括：滯后區域判斷部，其被構造為判斷轉速是否處于由第一切換時刻和第二切換時刻定義的滯后區域內；繞組比較器，其被構造為當轉速處于滯后區域內時，判斷當前繞組是否與預先設置的最優繞組相同；以及繞組切換信號輸出部，其被構造為當轉速處于滯后區域內時并且當當前繞組不同于最優繞組時，輸出繞組切換信號使得當前繞組被切換到最優繞組；并且繞組切換器被構造為基于繞組切換信號將AC電動機的電樞繞組的狀態切換到第一繞組與第二繞組中的一個。

附圖說明

圖1是示出電動機驅動系統的示意性結構的框圖。

圖2是示出逆變器裝置的示意性結構的框圖。

圖3是示出繞組切換器的示意性結構的電路圖。

圖4是示出繞組切換信號生成器的結構的框圖。

圖5A是示出表的示例的圖。

圖5B是示出表的示例的圖。

圖6是描述確定最優繞組的方法的圖。

圖7是示出繞組切換信號生成器的操作的示例的流程圖。

圖8是示出圖6的情況3中的時間和轉速之間的關系的曲線圖。