[发明专利]用于消除电流检测信号的可变的偏移量的装置和方法

说明书

本发明涉及交流电动机的一种控制系统。更具体地说，本发明涉及用于消除一种器件的电流检测信号内可变的偏移量值的装置和方法，该器件是通常所说的专用智能功率模块(以下称ASIPM)，用于三相交流(AC)电动机的控制系统。

ASIPM是近来开发的用于控制交流电动机运转的装置。申请者期待ASIPM成为下一代交流电动机广泛地接受的控制装置。然而，与某些类型交流电动机一起使用中存在困难。内含在ASIPM中的电流传感器/检测器的输出信号常常包含可变的电流偏移成份。结果，由于电流偏移成份可以引起电动机中性能降低，包含转矩降低控制、波纹生成控制等等，所以ASIPM不可能轻易地适合于某些类型的交流电动机系统。在这些类型的交流电动机中，该偏移被称作固定偏差或者剩余偏差，并且表示与愿望值的偏差，即使当整流器将交流电转换成直流控制系统有直流输出也是如此。

图1是用于消除电流检测信号的可变的偏移值的一个传统的装置的示意图。该传统的装置有一ASIPM1，用于检测三相交流电动机的反馈电流和关联的相，并用于将反馈电流和关联的相信号转换成电压检测信号，该电压检测信号可以包含偏移成份，即，电流检测信号。在确定U相和W相之后，可以计算出V相，因为知道三个相电流的和是零。ASIPM1通过输出放大器2、3向CPU4输出电压检测信号。输出放大器2、3放大与电压检测信号的U相和W相关联的信号，以致使其适合于中央处理装置(以下称CPU)4的输入范围。在CPU4内部的模/数变换器4a将U相和W相的放大信号转换成为数字信号。CPU4包含许多的加法器4b、4c、和4d，用于将预定偏移命令加到U相和W相的数字信号中。

如图1显示，传统的装置典型情况下需要与在输出端CU和CW的电压检测信号对应的两个电流传感器，用于消除电流检测信号的可变的偏移值。对于某些结构，传统的装置可以需要对应于CU、CW和CV的三个电流传感器。传统的装置还需要放大器2、3，用于放大电流检测信号，并且也可以需要一个第三放大器。电流检测信号通过放大器2、3被输出到通常内含在CPU4中的模/数变换器4a，但是可以选择与CPU4无关的模/数变换器。ASIPM1除了起功率器件的作用用于向三相交流电动机供电之外，通常起电流传感器的作用。当ASIPM1起功率装置的作用时，不需要电流传感器。

图2是用于消除电流检测信号的可变的偏移值的一个传统的方法的流程图。将参照图1所示装置的结构说明图2的传统的方法。

在步骤S01中，确定ASIPM1是否响应三相电动机的运转被驱动。如果ASIPM1未被驱动，S01步骤进入到这种方法的结束。否则这种方法进入到步骤S02，在那里反馈信号的电流和关联的U相和W相被检测。然后方法进入步骤S03，在其中电流和关联的U相和W相被转换成包含偏移成份的电压检测信号，或者电流检测成份。在步骤S03中产生电压检测信号之后，该方法进入步骤S04，在那里与信号U和W关联的相被放大以致于落在CPU4的输入范围内。然后方法进入步骤S05，在此各个电流检测信号(即，有偏移成份的电压检测信号)被模/数变换器4a转换成一个数字值。方法进入步骤S06，在此CPU4计算与信号V的电流关联的相位。V的相位可以计算出，因为知道三个信号U、W和V的相的和是零。方法进入步骤S07，在其中确定步骤S02至S06是否已经完成预定次数。如果步骤S02至S06没有执行预定次数，方法从步骤S07回到步骤S02。在步骤S07，基于确定步骤S02至S06已经执行预定次数，方法进入步骤S08，在此确定电压检测信号的平均值。在步骤S09，CPU4将来自步骤S08的平均值储存进入一个存储器，然后进入步骤S10。在步骤S10，如果它确定ASIPM1目前是被驱动，方法进入步骤S11，否则方法结束。在步骤S11，从电流数据中消除偏移成份。因此，传统的装置的方法通过CPU4的初始化作用导致电流偏移成份被消除。那么随着ASIPM1被驱动，在消除电流偏移成份之后，电流相位数据可以被使用。