[发明专利]电流控制器及其电流偏移校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流控制器，用于控制驱动电机的电流，以及涉及一种电流偏移校正方法，用于抑制三相PWM逆变器的电流检测值的偏移和抑制三相PWM逆变器的温度漂移。

背景技术

常规电流控制器包括电流检测设备以及控制用来驱动电机的电流，所述电流检测设备根据串联到各相的下臂元件的分流电阻的电压降来检测三相逆变器的各相的电流值。在这种电流检测设备中，所提供的是一种包括电流值检测部的电流检测设备，电流值检测部使用两相的电流值之和的反向信号值作为在下臂元件中具有短接通时段的一个下臂元件的另一相的电流，其中在因其于下臂侧上的构造而不能够检测分流电阻的一个下臂元件仅是关闭时的电流相位时段期间、以及在该下臂元件的短接通时段导致尽管下臂是接通的但也难于高精度检测时的电流相位时段中，高精度地检测所有的相电流。(例如，参见专利文献1)

此外，如下述提供一种电流控制器的电流偏移校正方法。在该电流偏移校正方法中，当表示相电流iu、iv和iw为0的所有PWM信号PWMU、PWMV和PWMW的50％负荷比状态持续足以损失积聚在电机中的电磁能量的预定时间时，读取相电流iu、iv和iw并将其存储为电流偏移量，其随后用来实施用于所检测相电流iu、iv和iw的偏移补偿，从而实现简单且精确地检测相电流iu、iv和iw。(例如，参见专利文献2)

专利文献1：JP-A-2003-164159(第3、4页以及附图5)

专利文献2：JP-A-2003-164192(第4、5页以及附图5、6)

下面将利用附图说明现有技术。图4示出了具有例如在专利文献1中所述的电流检测设备的电流控制器的一般结构。图4中，1表示电流控制器，2表示三相PWM逆变器部，3表示开关元件驱动电路，4表示A/D转换部，5表示电流控制操作部，6表示调制波指令产生部，7表示电流检测值操作部，8表示载波产生部，以及9表示PWM信号产生部。另外，101表示商用电源，102表示转换部，103表示滤波电容，104表示电机，105表示位置检测器，以及106表示上控制部。将电流控制器1添加到上面，构成了电机控制设备的一般结构。此外，21表示开关元件，以及22表示续流二极管(freewheel diode)。23表示插入在负侧(Nch)的开关S2和用于检测电流的DC总线的负侧(Nch)之间的分流电阻。24表示电荷泵电路，用于使用开关元件21的负侧脉冲提供开关元件21的驱动电源。

反向并联连接到IGBT晶体管21的续流二极管22用于形成开关S1。串联连接的S1和S2二者形成用于一个相位的开关对。上述三对开关用于三个相位。电荷泵电路21从DC电源Vs+通过二极管和电容器连接到开关元件驱动电路3，所述二极管和电容器分别连接到每个相位的前方。开关元件21、续流二极管22、分流电阻23和电荷泵电路24形成三相PWM转换部2。

首先，将说明一般电机控制设备的操作。上控制部106依据位置反馈信号和来自外部的用于操作的指令来执行位置控制、速度控制和转矩控制，从而输出电流指令到电流控制操作部5，所述位置反馈信号是位置检测器105中的位置检测信号。转换部102将商用电源101的AC电源转换成DC电源。三相PWM转换部2依据PWM信号产生部9的PWM信号将DC电源转换成AC电源，从而给电机104供给电源。在这种操作序列中，电机控制设备依据外部的操作命令控制电机。

现在，将描述电流控制器1的各个部分的操作。A/D转换部4检测三相PWM转换部2中的分流电阻23两端的电压，以检测分流电阻23中流动的电流。A/D转换部4把在两端检测的电压A/D转换成为电流反馈信号，输出所述信号到电流检测值操作部7。电流检测值操作部7执行对来自A/D转换部4的电流反馈信号的电流检测值操作，从而输出该电流检测值到电流控制操作部5。此外，在执行电流检测值的偏移校正的情况下，电流检测值操作部7还执行基于电流检测值的偏移值检测和偏移校正操作。

基于上控制部106的电流指令、电流检测值操作部7的电流检测值以及向调制波指令产生部6输出电压指令的位置反馈信号，电流控制操作部5执行电流控制操作。载波产生部8依据载波频率和载波幅值输出载波。在电压指令大于载波幅值时，载波命令指令产生部6限制调制比(modulation ratio)。然后调制波指令产生部6产生调制波指令，以根据电压指令输出电压，从而向PWM信号产生部9输出调制波指令。PMW信号产生部9比较载波和调制波指令以产生脉冲信号，并且进一步产生脉冲信号的转换信号。在上述动作之后，PWM信号产生部9对开关元件的正侧和负侧两者产生PWM信号。