[发明专利]电动马达驱动装置

说明书

一种电动马达驱动装置(100)，通过使用第一、第二逆变器(60、70)来控制具有端部是开放的两相以上的绕组(81、82、83)的电动马达(80)的驱动。控制单元(200)包括第一逆变器控制电路(201)和第二逆变器控制电路(202)。第一逆变器控制电路(201)基于扭矩指令对第一逆变器(60)产生第一电压指令，以作为输出电压指令。第二逆变器控制电路(202)构造成对第二逆变器(70)产生第二电压指令，以作为输出电压指令。控制单元(200)基于第一电压指令矢量和第二电压指令矢量确定合成电压指令，该合成电压指令包括对应于第一电压指令的dq坐标上的第一电压指令矢量与对应于第二电压指令的dq坐标上的第二电压指令矢量之间的纯相位差不为180°的情况。

技术领域

本发明涉及一种电动马达驱动装置，用于通过两个逆变器来驱动电动马 达。

背景技术

已知通过分别连接到交流电动机的开放式绕组的两端的两个逆变器的输 出，来驱动具有高输出和高效率的交流电动马达。例如，日本专利文献JP 3352182中公开的逆变器设备组合了极性彼此相反的第一逆变器和第二逆变器 的输出。

在该逆变器设备中，例如，施加到设计相同的两个逆变器的dq轴输出电 压指令矢量具有相同的振幅和相反的极性，并且将两倍于一个逆变器的输出电 压的电压施加到电动马达的绕组。

在本专利文献中，关于两个逆变器的电压指令矢量之间的相位差，将在未 使一个矢量关于原点对称性进行反转时计算出的相位差定义为纯相位差。在两 个逆变器的电压指令矢量的纯相位差为180°的情况下的动作被称为反向动作， 而在两个逆变器的电压指令矢量的纯相位差不为180°的情况下的动作被称为 非反向动作。该专利文献仅公开了针对反向动作的结构通过一般的PWM控制 的理想状态下的控制理念，而并未清楚地公开具体控制内容。

另外，该专利文献在段落[0030]中公开了该技术的具体应用，以在电压指 令矢量不具有相反极性且振幅和方向不同的情况下，向电动马达供给两个逆变 器的输出电压的矢量和。然而，完全没有公开关于非反向动作的具体控制结构。

此外，关于包括反向动作和非反向动作在内的整个控制区域中的动作，专 利文献没有公开用于例如在由各种因素引起的切换偏差发生时、在外部干扰输 入时、或是在瞬态变化时连续地掌握系统控制状态的技术。因此，无法在掌握 允许控制极限的余量的同时稳定地产生期望的所需输出和扭矩。

发明内容

本发明解决上述问题，其目的在于提供一种电动马达驱动装置，包括两个 逆变器的电压指令矢量的纯相位差不为180°的情况在内，无论相位如何均能够 在整个控制区域内掌握系统的控制状态。

根据本发明的一个方面，提供一种电动马达驱动装置，用于通过使用两个 逆变器来控制具有两相以上绕组的电动马达的驱动，其中，每个绕组的两端都 是开放的。电动马达驱动装置包括第一逆变器、第二逆变器和控制单元。第一 逆变器具有多个第一开关元件，多个第一开关元件与绕组的各个相位对应地设 置并连接到绕组的一端。第二逆变器具有多个第二开关元件，多个第二开关元 件与绕组的各个相位对应地设置并连接到绕组的另一端。

控制单元包括第一逆变器控制电路和第二逆变器控制电路。第一逆变器控 制电路和第二逆变器控制电路基于扭矩指令分别对第一逆变器和第二逆变器 产生第一电压指令和第二电压指令，以作为输出电压指令。

控制单元构造成基于第一电压指令矢量和第二电压指令矢量确定指示第 一逆变器和第二逆变器的输出的合成电压指令，上述合成电压指令包括对应于 第一电压指令的dq坐标上的第一电压指令矢量与对应于第二电压指令的dq坐 标上的第二电压指令矢量之间的纯相位差不为180°的情况。因而，无论相位如 何，都能够在整个控制范围内掌握系统的控制状态。

优选地，控制单元包括合成电压指令计算单元，该合成电压指令计算单元 构造成基于第一电压指令矢量和第二电压指令矢量的相位和振幅唯一地计算 出合成电压指令矢量的相位和振幅。