[发明专利]负载驱动系统、电动机驱动系统以及车辆控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及在负载驱动系统中使用的噪声减小技术，特别地涉及在用于驱动负载（例如电动机）的使用PWM控制的负载驱动系统中使用的噪声减小技术。

背景技术

在负载驱动系统中，电动机驱动系统被用在广阔范围的领域中。电动机驱动系统包括三相交流电动机（在下文中可以被简单地称为电动机）、用于将直流电转换成交流电以将经过转换的电流供应给电动机的三相逆变器、以及控制该三相逆变器的控制单元。例如，采用内部永磁电动机（换句话说无刷的DC电动机），作为在电气车辆和混合车辆中使用的主电动机。

对于一种用于从三相逆变器获得正弦波输出电压的方法，通常使用PWM（脉冲宽度调制）控制。在PWM控制中，通过切换在每一个U相、V相和W相臂中串联连接的装置来以高速执行切换操作。这大大地助于高频切换噪声的生成。此外，电动机具有在电动机自身和机架接地之间的到地的寄生电容。因此，当经由到地的寄生电容流动时，切换噪声可能对附件的故障和电动机的承载造成损坏。

作为一种解决上述问题的方法，专利文献1公开了一种在用于通过例如两个三相逆变器来驱动具有两个三相线圈组的一个电动机的系统中使用的噪声减小的方法。在专利文献1的结构中，在第一三相逆变器中使用第一载波信号。该第一载波信号是锯齿波（例如，通过电压从第一电平逐渐增加达到第二电平并且然后立即下降到第一电平的重复循环形成的波形）。另一方面，在第二三相逆变器中使用第二载波信号。该第二载波信号是相对于锯齿波反相的逆锯齿波。因此，通过使用一对锯齿波的第一载波信号和逆锯齿波的第二载波信号，因为下面两个原因噪声被减小。描述在此处聚焦于第一和第二三相逆变器中构成同一相的相同的臂的一对切换装置。注意，“构成同一相的相同的臂的一对切换装置”在此处指的是例如在第一三相逆变器中构成U相的上臂的切换装置以及在第二三相逆变器中构成U相的上臂的切换装置。

（1）假设第一三相逆变器的切换装置在锯齿波中的电压立即下降时的时间点处（也就是说，在逆锯齿波中的电压立即增加的时间点处）从接通（ON）状态转变为断开（OFF）状态。在这种情况下，与第一三相逆变器中的切换装置的转变同时地，第二三相逆变器的切换装置从断开状态反向地转变为接通状态。以这种方式，两个三相逆变器的切换装置以相反的状态转变方向同时转变。因此，通过这些切换装置操作生成的切换噪声具有相反的方向，由此互相抵消噪声。

（2）在不同于上述时间点的任何时间点处，使用锯齿波和逆锯齿波阻止包括在两个三相逆变器中的该对切换装置以相同的状态转变方向同时转变。因此，甚至在因为每一个切换装置的操作而生成切换噪声的时候，都会阻止噪声之间的重叠。

上述现象同样发生在第一和第二三相逆变器之间彼此对应的每一对切换装置中。结果，噪声被减小。

引用列表

专利文献

[专利文献1]日本专利申请公布No.2008-228399

[专利文献2]日本专利申请公布No.2008-109727。

发明内容

技术问题

根据在专利文献1中公开的结构，在使用两对三相逆变器和三相交流电动机的情况下实现噪声减小效果。然而，在使用三对三相逆变器和三相交流电动机的情况下（例如在三个三相逆变器将总共九个相的电压输出给三个三相交流电动机的负载驱动系统中），出现下面的问题。例如，设想第一载波信号是锯齿波电压，第二载波信号是逆锯齿波电压，并且第三载波信号是锯齿波电压。如在上面的条目（1）中描述的那样，在锯齿/逆锯齿波中的电压立即下降和立即增加时的时间点处，控制信号与相应的载波信号之间的幅值关系被相对于每一个锯齿波而反转。在该时间点处，在第一和第二三相逆变器中以相反的状态转变方向进行切换，由此彼此抵消噪声，正如上文所述那样。然而，在第三三相逆变器中生成的噪声保留没有被抵消。此外，在电压立即下降和立即增加的时间点处，控制信号与相应的载波信号之间的幅值关系被相对于所有U相、V相和W相而同时反转。因此，在第三三相逆变器中，在所有U相、V相和W相中以相同的状态转变方向同时进行切换。这意味着第三三相逆变器生成由三种类型的切换噪声的重叠形成的噪声。

鉴于上述问题想出了本发明，并且本发明的目的是提供一种噪声减小的方法，该方法显著减小在用于通过例如三个三相逆变器来驱动三相交流电动机的负载驱动系统中的噪声。

问题的解决方案