[发明专利]电动机驱动装置的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及对具备将直流电压转换成交流电压并提供给交流电动机的直流交流转换部的电动机驱动装置进行控制的控制装置。

背景技术

通常，使用一种利用逆变器将来自直流电源的直流电压转换成交流电压来驱动交流电动机的电动机驱动装置。在这样的电动机驱动装置中，为了向交流电动机的各相线圈供给正弦波状的交流电压来有效地产生转矩，多进行基于向量控制的正弦波PWM（脉冲宽度调制）控制以及最大转矩控制。然而，对于电动机而言，随着旋转速度变高，感应电压变高，驱动电动机所需的交流电压（以下称为“所需电压”。）也变高。而且，当该所需电压超过可从逆变器输出的最大交流电压（以下称“最大输出电压”。）时，线圈中不能流过所需的电流，从而无法适当地控制电动机。因此，为了降低该感应电压，进行减弱电动机的励磁磁通的弱励磁控制。但是，若进行弱励磁控制，则由于不能进行最大转矩控制，因此可输出的最大转矩降低，并且效率也降低。

针对这样的问题，在下述专利文献1中，记载了随着电动机的旋转速度上升，感应电压变高，从正弦波PWM控制移向过冲PWM控制，进而转向矩形波控制的电动机驱动装置的控制装置的技术。在此，关于交流电压波形的基波分量的有效值与直流电源电压（系统电压）的比率即调制率，在正弦波PWM控制中调制率的上限为0.61。与此相对，在过冲PWM控制中，能够将调制率提高至0.61～0.78的范围，在矩形波控制中，调制率最大为0.78。因此，根据该专利文献1中记载的控制装置，通过过冲PWM控制或者矩形波控制来增大提供给交流电动机的交流电压波形的基波分量的振幅（提高调制率），从而与仅进行正弦波PWM控制的构成相比，扩大了可以有效利用直流电压来进行最大转矩控制的旋转速度区域。而且，在电动机的所需电压比最大输出电压低的状态下，进行正弦波PWM控制或者过冲PWM控制并且进行最大转矩控制，当电动机的所需电压达到最大输出电压时，进行矩形波控制，并且进行弱励磁控制。

另外，在专利文献1所记载的控制装置中，在可以进行最大转矩控制的动作区域中进行PWM控制，但在这样的PWM控制中，由于构成逆变器的开关元件的开关动作次数多，开关损耗容易变大。为了进一步提高电动机的效率，抑制这样的开关损耗是有效的。另一方面，根据矩形波控制，与PWM控制相比，能够大幅度地减少使开关元件的开关动作次数，因此能够抑制开关损耗。在下述的专利文献2中记载了在可以进行抑制PWM控制的动作区域中，也向增强交流电动机的励磁磁通的方向决定励磁调整指令值，从而使调制率为最大值来进行矩形波控制（1脉冲驱动）。由此，在电动机中流动的电流增加而导致电动机中的损耗增加若干，但能够降低逆变器中的开关损耗，可以提高系统整体的效率。

专利文献1：日本特开2006-311770号公报；

专利文献2：日本特开2008-079399号公报。

发明内容

然而，在矩形波控制中，调制率被维持为最大值，因此在利用调制率来切换矩形波控制与PWM控制的构成中，即使交流电动机的运转状态发生变化也不能结束矩形波控制。因此，在交流电动机的旋转速度降低、或者目标转矩降低的情况下，仅沿增强励磁磁通的方向使励磁调整指令值变大也不结束矩形波控制。因此，有可能因励磁调整指令值变大而效率降低，或者有可能在旋转速度降低的区域中由于进行矩形波控制而在交流电动机的输出转矩中产生振动等。然而，在所述专利文献2中，在这样通过增强励磁磁通的强励磁控制来执行矩形波控制的构成中，完全没有关于用于适当结束该矩形波控制以及强励磁控制的构成记载。

因此，优选实现在基于所述调制率等电压指标来执行强励磁控制以及矩形波控制的构成中，能够适当地结束强励磁控制的电动机驱动装置的控制装置。