[发明专利]实施可变速驱动机电流控制的装置及其实施方法

说明书

本发明涉及一种实施可变速驱动机电流控制的装置及其实施方法，提高电压型PWM变换器电流控制系统的电压饱和附近的电流控制特性。

图1表示出使用电压型PWM变换器的可变速驱动装置(1990年1月17日申请的特愿平2-7983号)。在图1中，1是使用速度或转矩指令以及速度检测等的数据的矢量控制部件；2是根据矢量控制部件的电流指令进行电流控制运算的ACR(电流)控制部件；3是由ACR控制部件的电压空间矢量的电压振幅和相位指令运算出3相PWM特性曲线，根据PWM特性曲线来发生PWM指令的PWM特性曲线发生器；4是死区时间补偿电路；5是控制极信号电路；6是驱动电路；7是变换器主电路；8是感应电动机。图1中，9是电压检测器；10是电流控制器；11是速度检测器；12是取样保持电路；与从PWM特性曲线发生器的O矢量的中间取样保持信号同步并在到达A/D变换结束时保持此时的输出电流；13是A/D变换器；22是从来自速度检测器11的转子速度W_r和转差角速度W_s得出电源速度W_o的加法器。

图5表示PWM特性曲线发生器3的方框电路，31是PWM特性曲线运算部件，用近似圆法计算来自ACR控制部件，1的矢量电压指令V、来自输出电压相位指令Q_v的以60°的间隙所限定的输出电压相位Ф和直流电源电压V_dc、来自PWM载波周期(PWM时间)T_c的PWM特性曲线。输出相差60°相位的电压矢量时间T_x、T_μ和O矢量时间T_o。

32是用于3支电路调制的时刻数据制订部件，在如图6所示的半个PWM时间T_o/2中，制订把O矢量时间T_o等分电压矢量时间T_x、T_μ两部分的时间数据，输出时刻数据T₁、T₂、T₃。

33是把时刻数据T₁、T₂、T₃变换成各相电压时刻T_u、T_v、T_w的时刻切换开关。34是ON/OFF切换电路，开关时刻T_u、T_v、T_w并输出各相电压信号V_u、V_v、V_w(PWM特性曲线)。

而且，图5中还表示出：35是来自ACR控制部件的输出相位θ_v的每60°的模式选择电路；36是基准相位输出表，输入每60°的模式选择电路的输出并且输出各基准相位Ф_λ；37是减法器；从输出电压相位θ_v来减去每60°的基位相位θ_λ而把限定为60°间隔的输出电压相位输出到PWM特性曲线运算部件31中；38是开关选择表，由每60°的模式选择电路35的输入控制时刻切换开关33；39是开关ON/OFF控制电路，在以PWM时间控制ON/OFF切换电路的同时进行电流取样。

用近似圆法计算上述PWM特性曲线，把O矢量时间T_o等分线时间T_λ、T_μ两部分并输出，电流在PWM特性曲线的断点进行连接，这种方式(以下所谓的3支路调制方式)，使输出电压变高，从而O矢量的宽度变窄。

一但O矢量的宽度变窄，由死区时间补偿而发生O矢量缺口。此时的电流矢量轨迹向半径大的方向移动。

图7(亻)、(口)表示出O矢量缺口前后的矢量。在图7中，如(口)所示，通过死区时间补偿B点的O矢量期间移动到D点，在B点O矢量出现缺口，在D点早出现O矢量时，电流矢量的轨迹就成为图8那样的。

这种情况下，电流矢量的轨迹，虽然到达[1]、[2]是相同的，但[3]的期间变长了。因此，电流矢量进行大的移动。由于[4]，[5]，[6]是原来那样，则与O矢量不会出现缺口的图7[亻]时的电流矢量轨迹(图中省略)相比，就存在于只有[3]期间变长的状态而平行移动的位置上。[7]的矢量期间只有O矢量增加的状态而变短；[8]的O矢量期间，应该处于[3]期间中的O矢量的状态变长；其结果，[9]的结束与[1]的起始点相一致。