[发明专利]用于三相旋转机的控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于三相旋转机的控制设备。

背景技术

在传统上知道，在用于具有三相线圈组的三相旋转机的驱动控制设备中，通过将n次谐波叠加在AC电流的主要成分上来降低扭矩纹波（torque ripple）（例如，对应于JP-A-2006-158198的JP3804686）。这种情况下的n次谐波（第n阶谐波）通常是五次谐波。

旋转机的扭矩由电流与磁通量的乘积来确定，因此如果电流和磁通量的乘积不随相位变化，则不出现扭矩纹波。然而，在磁通量包含失真成分的情况下，很可能由于与失真成分对应的扭矩的影响而出现扭矩纹波。

在上述专利文献中公开的驱动控制设备中，电动机由电力转换器所构成的一个驱动系统来驱动。例如，当在磁通量包含五次谐波失真成分的情况下基于上述专利文献将具有特定幅度的五次谐波电流叠加在AC电流的主要成分上时，与磁通量的失真成分对应的扭矩和与五次谐波电流对应的扭矩相互抵消。

然而，根据磁通量的失真成分的幅度（大小）与被叠加的谐波电流的幅度之间的关系，扭矩并不总是被抵消掉并且在某些情况下扭矩纹波残留下来。如果相电流的峰值较高，则电力转换器和线圈组易于生成大量的热。

发明内容

因此，一个目的是提供一种用于三相旋转机的控制设备，其在不增大扭矩纹波的情况下减少热生成。

根据一个方面，提供了一种用于控制具有两个三相绕线组（three-phase winding set）的三相旋转机的驱动的控制设备。该控制设备包括电力转换器所构成的两个驱动系统以及控制器单元。这两个驱动系统与这两个三相绕线组对应地提供以向这两个三相绕线组输出AC电流。AC电流具有彼此相同的幅度并且它们之间的相位差为(30±60×n)°，其中“n”是整数。控制器单元控制三相旋转机的输出。控制器单元在是AC电流并且是三相旋转机的输出的主要成分的基波电流上叠加高达基波电流的五倍的频率的五次谐波电流，从而降低基波电流的峰值。

附图说明

图1是由根据第一实施例的控制设备控制的用于三相旋转机的两个驱动系统逆变器的电路图；

图2是根据第一实施例的用于三相旋转机的控制设备被用于的电动力（electric power）转向系统的示意图；

图3A、图3B和图3C是根据第一实施例的控制设备被用于的三相电动机的示意图；

图4是根据第一实施例的用于三相电动机的控制设备的框图；

图5是根据第一实施例的用于三相电动机的控制设备的控制部分的框图；

图6A、图6B和图6C是每个都示出三相旋转机的旋转角速度与被叠加的电流的幅度之间的关系的特性图；

图7是示出d-q轴坐标上的电流相位的说明图；

图8A、图8B和图8C分别是在根据第一实施例的用于三相旋转机的控制设备中叠加五次谐波电流的情况下的扭矩、电流和磁通量的波形图；

图9A、图9B和图9C分别是在根据第一实施例的用于三相旋转机的控制设备中叠加五次谐波电流的情况下的扭矩、电流和磁通量的波形图；

图10是图9B中所示的相电流的峰值部分的放大波形图；

图11是根据第二实施例的用于三相电动机的控制设备的控制部分的框图；

图12是根据第三实施例的用于三相电动机的控制设备的控制部分的框图；以及

图13是根据第四实施例的用于三相电动机的控制设备的控制部分的框图。

具体实施方式

将参照图中所示的多个实施例来描述用于三相旋转机的控制设备。用于三相旋转机的控制设备被用于车辆的电动力转向系统。

（第一实施例）

将首先参照图1至图4来描述所述多个实施例所共有的用于三相旋转机的控制设备的基本配置。

参照图2，电动力转向系统1是为车辆的转向系统90提供的。转向盘91被固定至转向轴92的顶部，转向轴92被提供有用于感测转向扭矩的扭矩传感器94。转向轴92的底部具有与齿条轴97啮合的小齿轮96。轮胎对98通过拉杆等可旋转地连接至齿条轴97的两个纵向端。小齿轮96将转向轴92的旋转运动转换成齿条轴97的线性运动。该轮子对98转向了与齿条轴97的线性位移对应的角度。