[发明专利]逆变器装置

说明书

技术领域

本发明涉及对来自直流电源的直流电流的平均值进行计算的逆变器装置。

背景技术

以往，作为对来自直流电源的直流电流的平均值进行计算的方法，已知有在从直流电源到逆变器装置的电源线上设置电流传感器，从而检测该直流电流，并通过电阻和电容进行积分的方法。例如，公开在日本专利申请特开平7-67248号公报(第5页，第1图、第2图)中。

图23表示该以往的逆变器装置和其周围的电路。逆变器装置121的控制电路108基于转速指令信号(未图示)等，对构成逆变电路37的开关元件2进行控制，通过将来自电池1的直流电压用PWM调制进行转换(switching)，从而将交流电流输出到作为电动机30的构成要素的定子线圈28。然后，从转子29被输出动力。对于开关元件2，将上臂开关元件定义为U、V、W，将下臂开关元件定义为X、Y、Z。作为开关元件2，使用晶体管、IGBT等。构成逆变电路37的二极管3成为流过定子线圈28的电流的回流路线。

在电池1和逆变电路37之间包括电流传感器6。由该电流传感器6所检测的直流电流的瞬时值经由运算放大器11，被原样传送到控制电路108。然后，被用于开关元件2的保护等。另一方面，经由运算放大器11的直流电流的瞬时值在由电阻12和电容13组成的积分电路中被变换为平均值，并被传送到控制电路108。然后，求出与电池1的电压的积，从而计算出对逆变器装置121的输入功率。对逆变器装置121的该输入功率成为电池1的消耗功率。对逆变器装置121的输入功率的计算在对作为直流电源的电池1的功率负载即消耗功率的电动机及消耗功率进行限制上不可缺少。

另一方面，已知有为了以高精度控制电动机，以及，为了将正弦波状的交流电流输出到电动机而对电动机电流即相电流进行检测的方法。例如，公开在日本专利申请特开2000-333465号公报(第8页，第1图)中。以下，对该方式进行说明。

图24表示该以往的逆变器装置和其周围的电路。在逆变电路37和电动机31之间包括用于检测相电流的电流传感器8和电流传感器9。

逆变器装置120的控制电路104从电流传感器8输入U相的相电流值，从电流传感器9输入W相的相电流值。此外，通过在定子线圈28的中性点应用基尔霍夫的电流定律，从而根据该两个电流值运算出剩余的V相的相电流值。基于这些电流值，运算构成电动机31的磁铁转子32对定子线圈28的感应电压，从而对磁铁转子32的位置进行检测。然后，基于转速指令信号(未图示)等，对构成逆变电路37的开关元件2进行控制，通过将来自电池1的直流电压用PWM调制进行转换，从而将正弦波状的交流电流输出到定子线圈28。

关于检测电动机的相电流的方法，也已知有其他方法。例如，公开在日本专利申请特开2003-209976号公报(第21页，第14图)中。

图25表示逆变器装置和其周围的电路。在下臂开关元件和电池1之间，包括用于检测相电流的分流电阻。即，在U相下臂开关元件X和地线之间设置有分流电阻15，在V相下臂开关元件Y和地线之间设置有分流电阻16，在W相下臂开关元件Z和地线之间设置有分流电阻17。

逆变器装置122的控制电路107根据这些来自各个分流电阻的电压来运算各相的相电流。基于该被运算出的相电流值、转速指令信号(未图示)等，控制电路107对构成逆变电路37的开关元件2进行控制，通过将来自电池1的直流电压用PWM调制进行转换，从而将正弦波状的交流电流输出到定子线圈28。

另外，在图23中使用了运算放大器11，但并不是不可或缺的。在图24、图25中省略了运算放大器。

在上述直流电源(电池)和逆变电路之间具有电流传感器的逆变器装置中，可以对来自直流电源的直流电流的平均值进行计算。为此，除了电流传感器和运算放大器之外，还需要由电阻和电容组成的积分电路、用于对控制电路内的微型机输入平均电流的A/D端口。并且，积分电路中的电阻的电阻值、电容的电容值存在离散、温度变化，因此会使平均值的计算精度降低。进而，还需要求出电阻和电容的积分值与实际的平均电流之间的关联，因此提高精度成为课题。此外，元件增多，因此小型化、提高可靠性成为课题。