[发明专利]用于三相旋转机械设备的控制装置

说明书

提供一种用于包括两个三相绕组(801，802)的三相旋转机械设备(80)的控制装置。该控制装置包括：两个电力转换器(601，602)，其用于将具有相同幅值和(30±60×n)度的相位差的交流电流输出至两个三相绕组；以及控制单元(65)，其用于通过计算要在dq坐标上的基波分量上叠加的6(2k+1)阶分量的d轴电流和q轴电流来控制三相旋转机械设备的通电，以便减小相电流峰值。控制单元计算电流，使得当基波电流幅值为第一阈值(Xa)或更小时，高阶dq幅值比为0，并且当基波电流幅值大于第二阈值(Xb)时，高阶dq幅值比为1。

技术领域

本公开内容涉及用于三相旋转机械设备的控制装置。

背景技术

存在这样一种技术，其中用于包括两个绕组的三相旋转机械设备的控制装置计算要在dq坐标上的零阶分量上叠加的六阶分量的dq轴电流，从而生成要在相电流一阶分量上叠加的五阶谐波分量和七阶谐波分量，使得相电流峰值减小。

例如，专利文献1(与US2017/0373627A1对应的JP-2017-229150A)公开了以下技术。用于三相旋转机械设备的控制装置，该三相旋转机械设备生成作为电磁转矩和磁阻转矩之和的转矩、计算电流使得六阶q轴电流的幅值大于六阶d轴电流的幅值。该技术可以减小由转矩脉动引起的振动和噪声，并且可以减小由相电流峰值引起的发热和损耗。

发明内容

可以通过增加提供给三相旋转机械设备的电流来增加输出转矩。然而，当提供大电流时，发热量变大，并且由于磁饱和，存在三相旋转机械设备的性能变差或产生故障的可能性。专利文献1未能解决发生磁饱和的区域中的转矩脉动减小的问题。

鉴于上述情况，本公开内容的目的是提供一种用于三相旋转机械设备的控制装置，该三相旋转机械设备生成作为电磁转矩和磁阻转矩之和的转矩，并且即使在由于施加大电流而发生磁饱和的情况下也能够减小转矩脉动。

在本公开内容的一个方面中，提供了一种用于三相旋转机械设备的控制装置。该三相旋转机械设备包括两组三相绕组，并且配置成当向两组三相绕组提供具有不同相位的交流电流时生成作为电磁转矩和磁阻转矩之和的转矩。该控制装置包括两个电力转换器和控制单元。

两个电力转换器与两组三相绕组对应地设置，并且将具有相同幅值和(30±60×n)度的相位差的交流电流输出至两组三相绕组，其中n为整数。控制单元通过计算要在dq坐标上的基波分量上叠加的6(2k+1)阶分量的d轴电流和q轴电流来控制三相旋转机械设备的通电，以减小提供给两组三相绕组的相电流的峰值，其中k是0或更大的整数。

现在，将6(2k+1)阶分量的d轴电流的幅值与6(2k+1)阶分量的q轴电流的幅值的比率定义为高阶dq幅值比。控制单元计算6(2k+1)阶分量的d轴电流和q轴电流，使得当基波电流幅值等于或小于第一阈值时，高阶dq幅值比为0，并且当基波电流幅值大于第二阈值时，高阶dq幅值比为1，该第二阈值等于或大于该第一阈值。

例如，可以设置基波电流幅值，使得磁饱和开始于第一阈值并且在第二阈值达到磁饱和。在基波电流幅值小于或等于第一阈值的区域中，当高阶dq幅值比为零时，转矩脉动最小。在基波电流幅值大于第二阈值的区域中，当高阶dq幅值比为1时，转矩脉动最小。

鉴于此，要在dq坐标上的零阶分量上叠加的6(2k+1)阶分量的dq轴电流的幅值比根据基波电流幅值而改变。因此，对于被配置成生成作为电磁转矩和磁阻转矩之和的转矩的三相旋转机械设备，即使在供应小电流或大电流时也可以在不增加转矩脉动的情况下适当地减少发热。该控制装置在电动转向设备中可能特别有效，该电动转向设备通常需要同时实现减小大电流引起的发热以及减小转矩脉动引起的噪声和振动。

附图说明

根据参照附图所做出的以下详细描述，本公开内容的上述和其他目的、特征和优点将变得更明显，在附图中：

图1是示意性地示出应用了根据一个实施方式的用于三相旋转机械设备的控制装置的电动动力转向设备的图；