本發(fā)明涉及各相的定子繞組是彼此獨(dú)立的獨(dú)立繞組的開放式繞組型電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
：：以往，已知各相的定子繞組是彼此獨(dú)立的獨(dú)立繞組的開放式繞組型電動(dòng)機(jī)。開放式繞組型電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)輸出的大容量化，另一方面，0軸電流的紋波是特有的課題。對(duì)于這樣的課題，在非專利文獻(xiàn)1中提出了稱為zcmm(zerocommonmodemodulation：零共模調(diào)制)的方法。設(shè)電源電壓為ed時(shí)，對(duì)開放式繞組型電動(dòng)機(jī)的各繞組的施加電壓為{+ed,0,-ed}這3種水平，對(duì)電動(dòng)機(jī)的三相繞組的施加電壓的模式有27種模式。上述zcmm這種方法是在將該27種模式轉(zhuǎn)換為αβ0軸電壓的空間矢量內(nèi)，作為用作電動(dòng)機(jī)施加電壓的空間矢量，限制為0軸的電動(dòng)機(jī)施加電壓為零值的7個(gè)空間矢量的方法。此處，dq0軸坐標(biāo)下的電動(dòng)機(jī)電特性如下式(1)所示地表達(dá)。0軸電感(lz)是dq軸電流的函數(shù)。將dq軸電流設(shè)為穩(wěn)定值時(shí)lz固定，0軸的電特性不受dq軸電流的干涉。式(1)中，vd、vq、vz是d軸、q軸、0軸的電動(dòng)機(jī)施加電壓，id、iq、iz是d軸電流、q軸電流、0軸電流，ld、lq、lz是d軸電感、q軸電感、0軸電感，r是繞組電阻，ea是基波感應(yīng)電壓，ez是感應(yīng)電壓三相不平衡量，p是微分運(yùn)算符。lz是電感的不平衡量，是與ld、lq相比非常小的值。【數(shù)學(xué)式1】非專利文獻(xiàn)1中記載的zcmm中，將電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電壓限定為僅有基波的情況。即，ez總是零，用zcmm的方法將0軸的電動(dòng)機(jī)施加電壓(vz)保持為零則0軸電流也為零。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1：markusneubert,stefankoschik,andrikw.dedoncker,“performancecomparisonofinverteranddriveconfigurationswithopen-endandstar-connectedwindings”,the2014internationalpowerelectronicsconference.技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明要解決的課題但是，即使用zcmm進(jìn)行控制，在電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電壓三相不平衡量ez不是零的情況下，也發(fā)生流過用zcmm不能控制的顯著的0軸電流這樣的問題。特別是永磁體式同步電動(dòng)機(jī)中ez在大多數(shù)情況下不是零。電動(dòng)機(jī)正常時(shí)，顯著的0軸電流會(huì)使損失惡化，因此需要控制為接近零的值。另外，在電動(dòng)機(jī)發(fā)生輕度故障的狀況下，有時(shí)進(jìn)行停止一相的繞組的通電、以剩余的兩相繞組運(yùn)轉(zhuǎn)的所謂兩相運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣的情況下，為了生成更平滑的轉(zhuǎn)矩需要故意將0軸電流控制為特定的值，但是在流過0軸電流的狀況下不能進(jìn)行該運(yùn)轉(zhuǎn)。用于解決課題的技術(shù)方案本發(fā)明是定子繞組由三相的獨(dú)立的繞組構(gòu)成的開放式繞組型電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括設(shè)置于每個(gè)所述繞組的、對(duì)對(duì)應(yīng)的繞組單獨(dú)地施加電壓的多個(gè)單相逆變器；和分別控制設(shè)置于每個(gè)所述繞組的單相逆變器的控制部，所述控制部通過交替地反復(fù)生成使對(duì)各繞組的施加電壓的總和為非零的值而使0軸電流偏移的第一期間、和使對(duì)各繞組的施加電壓的總和為零的第二期間，來將0軸電流控制為規(guī)定值。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在開放式繞組型電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠?qū)?軸電流控制為要求值。附圖說明圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置的圖。圖2是表示單相逆變器和獨(dú)立繞組的電結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示柵極信號(hào)與繞組電壓的關(guān)系的圖。圖4是表示αβ軸上的空間矢量的分布的圖。圖5是表示空間矢量與0軸電壓的關(guān)系的圖。圖6是表示0軸的電特性的電路示意圖的圖。圖7是表示0軸電流穩(wěn)定波的電特性的圖。圖8是表示0軸電流偏移量的電特性的圖。圖9是表示一個(gè)載波周期中的0軸偏移量的變化的圖。圖10是說明0軸電流穩(wěn)定波的抑制的圖。圖11是表示控制器的主要結(jié)構(gòu)的圖。圖12是說明d軸電流補(bǔ)償器模塊的處理的圖。圖13是說明q軸電流補(bǔ)償器模塊的處理的圖。圖14是說明0軸電流偏移目標(biāo)生成器的動(dòng)作的圖。圖15是說明0軸電流偏移目標(biāo)生成器的動(dòng)作的圖。圖16是表示0軸電流偏移目標(biāo)生成器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖17是表示0軸電流偏移量的階躍輸入響應(yīng)的圖。圖18是表示電壓時(shí)間積換算模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖19是表示pwm信號(hào)發(fā)生器模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖20是表示carriergenerator(載波發(fā)生器)的輸出規(guī)格的圖。圖21是表示比較值與柵極信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。圖22是表示αβ軸下的電壓的代表例的圖。圖23是說明將電壓矢量展開為空間矢量的方法的圖。圖24是表示αβ軸的區(qū)間和旋轉(zhuǎn)角、對(duì)應(yīng)空間矢量的圖。圖25是說明1個(gè)載波周期中的zcmm用空間矢量的作用期間的圖。圖26是說明1個(gè)載波周期中的zcmm用空間矢量和非zcmm用空間矢量的作用期間的圖。圖27是說明1個(gè)載波周期中的空間矢量、與各電動(dòng)機(jī)繞組的電壓的關(guān)系的圖。圖28是表示繞組電壓與柵極信號(hào)的關(guān)系的圖。具體實(shí)施方式以下，參考附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的圖。圖1中，交流電動(dòng)機(jī)(以下僅稱為電動(dòng)機(jī))200是各相的定子繞組為彼此獨(dú)立的獨(dú)立繞組的開放式繞組型電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)200被逆變器裝置100驅(qū)動(dòng)。逆變器裝置100具有經(jīng)由p母線端子1與未圖示的蓄電池(即直流電源)的正極側(cè)連接的p母線101、和經(jīng)由n母線端子2與蓄電池的負(fù)極側(cè)連接的n母線102。用蓄電池對(duì)p母線101與n母線102之間供給直流電壓ed。另外，在逆變器裝置100與蓄電池之間相互交換直流電力。另外，也可以在逆變器裝置100與蓄電池之間，設(shè)置用于與系統(tǒng)的工作狀態(tài)相應(yīng)地切換on/off(通/斷)的未圖示的繼電器。逆變器裝置100具有用于與電動(dòng)機(jī)200連接的ac端子3、4、5、6、7和8。通過ac端子3～8，在逆變器裝置100與電動(dòng)機(jī)200之間相互傳遞直流電力。電動(dòng)機(jī)200具備機(jī)械輸出軸300，通過在該機(jī)械輸出軸300上連接未圖示的負(fù)載，在電動(dòng)機(jī)200與負(fù)載之間相互傳遞機(jī)械輸出。在逆變器裝置100的p母線101與n母線102之間，連接有用于使母線電流id平滑化的平滑電容器110。在平滑電容器110的下游側(cè)，3個(gè)單相逆變器160、170和180連接在p母線101與n母線102之間。在p母線101和n母線102上，從平滑電容器110直到分支至單相逆變器160的部分，對(duì)于單相逆變器160、170和180共用地使用。在各單相逆變器160～180與p母線101和n母線102之間，分別傳遞逆變器電流idu、idv、idw。其中，逆變器電流idu、idv、idw的極性，如圖1所示，將從p母線101向n母線102的方向設(shè)為正極性，將與此相反的方向設(shè)為負(fù)極性。在電動(dòng)機(jī)200的定子中，設(shè)置有三相的獨(dú)立繞組210、220、230。u相的獨(dú)立繞組210經(jīng)由ac端子3、4與單相逆變器160連接。v相的獨(dú)立繞組220經(jīng)由ac端子5、6與單相逆變器170連接。w相的獨(dú)立繞組230經(jīng)由ac端子7、8與單相逆變器180連接。其中，獨(dú)立繞組210、220和230是相互沒有電連接、相互不流入流出電流的繞組。即，在電動(dòng)機(jī)200內(nèi)經(jīng)由各獨(dú)立繞組的電流，不經(jīng)過其他獨(dú)立繞組，向電動(dòng)機(jī)200的外部流出。在單相逆變器160與ac端子4之間設(shè)置有電流傳感器141。在單相逆變器170與ac端子6之間設(shè)置有電流傳感器142。在單相逆變器180與ac端子8之間設(shè)置有電流傳感器143。電流傳感器141、142、143分別測定電動(dòng)機(jī)200的各獨(dú)立繞組210、220、230中流動(dòng)的繞組電流iu、iv、iw，將其電流測定值iu^、iv^、iw^分別輸出至控制器150?？刂破?50基于從未圖示的上級(jí)的控制裝置輸入的電動(dòng)機(jī)200的運(yùn)轉(zhuǎn)指令τ*，和來自電流傳感器141、142、143的電流測定值iu^、iv^、iw^，和從未圖示的電路輸入的電動(dòng)機(jī)相位θ以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω，生成柵極信號(hào)gu、gv、gw。柵極信號(hào)gu、gv、gw被分別輸出至對(duì)應(yīng)的單相逆變器160、170、180。另外，控制器150中，在生成與運(yùn)轉(zhuǎn)指令相應(yīng)的柵極信號(hào)gu、gv、gw時(shí)，進(jìn)行后述用于控制0軸電流的處理。(單相逆變器的動(dòng)作)圖2是表示單相逆變器160和獨(dú)立繞組210的電結(jié)構(gòu)的圖。另外，關(guān)于單相逆變器170與獨(dú)立繞組220的關(guān)系、以及單相逆變器180與獨(dú)立繞組230的關(guān)系，也是與單相逆變器160和獨(dú)立繞組210的情況同樣的電結(jié)構(gòu)。從而，以下，用圖2中示出的單相逆變器160和獨(dú)立繞組210的電結(jié)構(gòu)作為代表例，說明單相逆變器160、170、180的動(dòng)作。單相逆變器160具有開關(guān)元件q1、q2、q3、q4，和與各開關(guān)元件q1、q2、q3、q4分別連接的續(xù)流二極管121、122、123、124。由它們構(gòu)成圖2所示的電橋電路。該電橋電路連接在獨(dú)立繞組210的兩個(gè)端子之間，與各開關(guān)元件q1、q2、q3、q4的狀態(tài)相應(yīng)地，對(duì)獨(dú)立繞組210施加電壓vu。其中，電壓vu的極性是圖示的方向。從控制器150輸出的柵極信號(hào)gu，被單相逆變器160內(nèi)的信號(hào)分離器126分解為與各開關(guān)元件q1、q2、q3、q4對(duì)應(yīng)的柵極信號(hào)g1u、g2u、g3u、g4u。各開關(guān)元件q1、q2、q3、q4的狀態(tài)由柵極信號(hào)g1u、g2u、g3u、g4u分別決定。圖3所示的一覽表示出了圖2中示出的電橋電路中的開關(guān)元件q1、q2、q3、q4的狀態(tài)、與對(duì)獨(dú)立繞組210的施加電壓vu的關(guān)系。圖3中，將各開關(guān)元件q1、q2、q3、q4可能取得的狀態(tài)的組合表現(xiàn)為開關(guān)模式(sw模式)m0、m1、m2、m3、m4。另外，關(guān)于各開關(guān)元件q1、q2、q3、q4的on/off(通/斷)狀態(tài)，用“0”表示off(斷)狀態(tài)，用“1”表示on(通)狀態(tài)。選擇了開關(guān)模式m1或m2的期間是所謂非續(xù)流期間。另一方面，選擇了開關(guān)模式m3或m4的期間是續(xù)流期間。對(duì)于開關(guān)模式m3和m4，選擇其中某一方。圖2中示出的假想接地電位125，是以p母線101的電位為+ed/2、n母線102的電位為-ed/2的方式假想地規(guī)定的基準(zhǔn)電位。以該假想接地電位125為基準(zhǔn)，將獨(dú)立繞組210的圖示左側(cè)、即開關(guān)元件q1與開關(guān)元件q2之間的電位設(shè)為電壓vul。同樣，將獨(dú)立繞組210的圖示右側(cè)、即開關(guān)元件q3與開關(guān)元件q4之間的電位設(shè)為電壓vur。在這些電壓與獨(dú)立繞組210的施加電壓vu之間，下式(2)的關(guān)系成立。vu＝vul-vur…(2)設(shè)電源電壓為ed的情況下，在pwm控制中，如圖3所示，為了使獨(dú)立繞組210的電壓vu成為+ed而使用開關(guān)模式m1。另外，為了使電壓vu成為零而使用開關(guān)模式m3或開關(guān)模式m4。進(jìn)而，為了使電壓vu成為-ed而使用開關(guān)模式m2。這樣，對(duì)開放式繞組型的電動(dòng)機(jī)200的各獨(dú)立繞組210、220、230的施加電壓為{+ed,0,-ed}這3種水平，對(duì)電動(dòng)機(jī)200的三相繞組的施加電壓的模式有27種模式。圖4是用下式(3)將該27種模式轉(zhuǎn)換為αβ0軸電壓，在αβ平面上用圓圈符號(hào)表現(xiàn)為空間矢量的圖。此處，設(shè)對(duì)u相繞組的施加電壓為vu，同樣設(shè)對(duì)v相繞組和w相繞組的施加電壓為vv、vw?！緮?shù)學(xué)式2】其中，圖4中，表示空間矢量的圓圈符號(hào)多個(gè)相接的情況下，各個(gè)空間矢量的αβ平面上的坐標(biāo)相等。例如，空間矢量p12和mm2的αβ坐標(biāo)彼此相等。另外，空間矢量z0、ppp0、mmm0的αβ坐標(biāo)彼此相等，這些圓圈符號(hào)位于αβ坐標(biāo)的原點(diǎn)。表示各空間矢量的符號(hào)的開頭的符號(hào)，例如ppp0的字母符號(hào)ppp表示該空間矢量的0軸方向的電壓的大小。各空間矢量的0軸電壓vz如圖5所示。圖4、5中，符號(hào)p表示0軸電壓為正電壓，帶有ppp的空間矢量的0軸電壓是帶有pp的空間矢量(例如pp1)的0軸電壓是帶有p的空間矢量(例如p11)的0軸電壓是另一方面，符號(hào)m表示0軸電壓為負(fù)電壓，帶有mmm的空間矢量的0軸電壓是帶有mm的空間矢量(例如mm1)的0軸電壓是帶有m的空間矢量(例如m11)的0軸電壓是另外，符號(hào)z表示0軸電壓為零，7個(gè)空間矢量z0～z6的0軸電壓(vz)全部為0。此處，0軸電流(iz)定義為與ac電流的總和值成正比的量。本發(fā)明中需要使說明統(tǒng)一，所以用下式(4)定義0軸電流(iz)。式(4)中的比例常數(shù)1/√3是為了使說明統(tǒng)一而采用的，也可以使用‘1’等其他正的常數(shù)。非專利文獻(xiàn)1中記載的控制方法中，提出了將用于電動(dòng)機(jī)施加電壓的空間矢量限制為這7個(gè)的方法，將該方法稱為zcmm(zerocommonmodemodulation)?！緮?shù)學(xué)式3】圖6示出了0軸的電特性的電路示意圖。圖6中記載的電路能夠用圖7中記載的電路與圖8中記載的電路疊加表達(dá)。設(shè)圖6的電路的電流為iz，圖7的電路的電流為iz_stable，圖8的電路的電流為iz_offset時(shí)，下式(5)成立?！緮?shù)學(xué)式4】iz＝iz_stable+iz_offset…(5)iz_stable是電動(dòng)機(jī)固有的波形，由id、iq和電動(dòng)機(jī)相位決定。iz_stable表示0軸電流穩(wěn)定波。另一方面，iz_offset表示能夠通過控制管理的0軸電流偏移量。通過適當(dāng)?shù)匾?guī)定圖7中的0軸電壓vz，使iz_offset成為iz_stable的大致相反極性，即如下式(6)所示的iz_offset*所示地設(shè)定，能夠?qū)?軸電流iz控制成為接近零的值。另外，明示了0軸電流iz的目標(biāo)值iz*，想要將0軸電流iz控制為任意的值的情況下，能夠根據(jù)同樣的原理使iz_offset成為下式(7)所示的iz_offset*而將0軸電流iz控制為任意值。【數(shù)學(xué)式5】iz_offset*≈-iz_stable…(6)iz_offset*≈iz*-iz_stable…(7)接著對(duì)于0軸電壓vz的規(guī)定方法進(jìn)行說明。想要對(duì)0軸電壓vz賦予正電壓時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用圖5所示的空間矢量內(nèi)的、以下記載的空間矢量。(對(duì)0軸電壓vz賦予正電壓的空間矢量)p11，p12，p13，p21，p22，p23pp1，pp2，pp3ppp0另外，想要對(duì)vz賦予負(fù)電壓時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用以下記載的空間矢量。(對(duì)0軸電壓vz賦予負(fù)電壓的空間矢量)m11，m12，m13，m21，m22，m23mm1，mm2，mm3mmm0(使用非zcmm用空間矢量時(shí)的規(guī)定時(shí)間的說明)接著，對(duì)于使用非zcmm用空間矢量時(shí)的規(guī)定時(shí)間進(jìn)行說明。下式(8)是表示在時(shí)刻t0施加電壓階躍時(shí)的、iz_offset的時(shí)間響應(yīng)的式子。該情況下，無論對(duì)vz賦予正電壓、還是賦予負(fù)電壓，在方式上都是電壓脈沖。從而，能夠用式(8)決定使用哪一個(gè)空間矢量時(shí)在多少秒后iz_offset成為與要求值一致。從時(shí)刻t0到iz_offset成為與要求值一致的時(shí)刻t1的時(shí)間是脈沖寬度，即非zcmm用空間矢量的規(guī)定時(shí)間。iz_offset成為與要求值iz_offset*一致之后，如果切換為zcmm用空間矢量、即0軸電壓vz為零的空間矢量，則iz_offset按照下式(9)自然衰減?！緮?shù)學(xué)式6】其中，τz＝r·lz(t≥t0)其中，τz＝r·lz(t≥t1)圖9是表示如上所述地進(jìn)行了控制的情況下的iz_offset的時(shí)間變化的圖。為了簡單而將t0和iz_offset(to)設(shè)為零時(shí)，根據(jù)式(8)決定的iz_offset的大致波形在時(shí)刻0為零，在時(shí)刻τ達(dá)到終值vz/r(a)。設(shè)想為ev/hev用的電動(dòng)機(jī)列舉一例，通常，d軸q軸的時(shí)間常數(shù)是數(shù)10ms，與此相對(duì)，因?yàn)?軸電感與d軸q軸相比非常小，所以0軸電流的時(shí)間常數(shù)τz是1ms程度，繞組電阻是mω量級(jí)。作為ev/hev用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置假設(shè)vz＝400v時(shí)，0軸電流以每1ms400,000(a)的斜率上升。設(shè)iz_offset的要求值iz_offset*為100a量級(jí)時(shí)，上升下降所需的時(shí)間為數(shù)μs量級(jí)。iz_offset達(dá)到要求值iz_offset*之后，切換為zcmm用空間矢量，使iz_offset自然衰減。此時(shí)，自然衰減的時(shí)間常數(shù)是1ms量級(jí)。將載波周期設(shè)為ev/hev用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的載波周期中常用的100μs時(shí)，保持iz_offset的要求值iz_offset*的約90％(＝exp(-100μs/1ms)直到下一個(gè)載波周期開始。因此，宏觀地考慮iz_offset的波形時(shí)，可以視為在1個(gè)載波周期中在非常短的時(shí)間中達(dá)到要求值iz_offset*、之后維持該水平的階梯狀。上述非zcmm用空間矢量內(nèi)，空間矢量ppp0和mmm0的α軸方向和β軸方向的大小為零，剩余的空間矢量的α軸方向和β軸方向中至少一方的大小不為零。如上所述，因?yàn)槭褂梅莦cmm用空間矢量的時(shí)間是數(shù)μs程度，所以不會(huì)對(duì)d軸電流id和q軸電流iq的控制造成大的影響，因此能夠使用空間矢量ppp0和mmm0以外的非zcmm用空間矢量。但是，在能夠完全排除對(duì)α軸方向和β軸方向的影響這一點(diǎn)上，更優(yōu)選優(yōu)先使用空間矢量ppp0、mmm0。圖10是說明將0軸電流iz控制為零的情況下的iz_offset的圖。如圖9所示，iz_offset達(dá)到要求值iz_offset*需要數(shù)μs，之后iz_offset自然衰減，但圖10中省略了這些的詳情，用連續(xù)的階梯狀波形表示iz_offset。其中，iz的要求值不是零的情況，能夠簡單地視為要求值偏移的狀態(tài)，與以下說明同樣的說明成立。圖10中示出了在時(shí)刻k＝0以后實(shí)施本發(fā)明提出的控制的情況。時(shí)刻k的數(shù)值增加1的期間是1個(gè)載波周期ts。粗線示出了0軸電流iz，點(diǎn)劃線示出了iz_stable，虛線示出了iz_offset。izs[0]、izs[1]、izs[2]分別表示成為時(shí)刻k＝0、k＝1、k＝2的瞬間的iz_stable的值。預(yù)先求出izs的波形，以表或函數(shù)等方式存儲(chǔ)波形的狀態(tài)。izo[0]、izo[1]分別表示成為時(shí)刻k＝0、k＝1的瞬間的iz_offset的值。iz[0]、iz[1]分別表示成為時(shí)刻k＝0、k＝1的瞬間的iz的值。將成為時(shí)刻k＝0時(shí)的iz_offset設(shè)定為izo[0]＝-(izs[0]+izs[1])/2。因?yàn)?軸電流iz是iz_stable與iz_offset的和，所以時(shí)刻k＝0時(shí)的0軸電流iz是iz[0]＝izs[0]+izo[0]＝-(izs[1]-izs[0])/2。進(jìn)而，因?yàn)槌蔀闀r(shí)刻k＝1時(shí)iz_stable從izs[0]變化為izs[1]，所以iz[1]＝iz[0]+(izs[1]-izs[0])＝+(izs[1]-izs[0])/2。時(shí)刻k＝0和時(shí)刻k＝1的中間時(shí)刻的0軸電流iz的值，因?yàn)闀r(shí)間經(jīng)過非常短，所以是iz[0]與iz[1]的大致中間。即，中間時(shí)刻的0軸電流iz大致為零，相對(duì)于x軸按比例分配0軸電流iz的變化量(即iz_stable的變化量)。因此，能夠使該載波周期中的0軸電流iz的平均值大致為零。在時(shí)刻k＝1，設(shè)定為izo[1]＝-(izs[1]+izs[2])/2。時(shí)刻k＝1的0軸電流iz是iz[1]＝izs[1]+izo[1]＝-(izs[2]-izs[1])/2。進(jìn)而，成為時(shí)刻k＝2時(shí)，iz_stable從izs[1]變化為izs[2]，所以iz[2]＝iz[1]+(izs[2]-izs[1])＝+(izs[2]-izs[1])/2。即，相對(duì)于x軸按比例分配該載波周期期間中的iz_stable的變化量，能夠使該載波周期中的0軸電流iz的平均值大致為零。時(shí)刻k＝1以后也同樣地設(shè)定iz_offset。即，以izo[k]＝-(izs[k]+izs[k+1])/2的方式設(shè)定。結(jié)果，相對(duì)于x軸按比例分配各個(gè)載波周期中的iz_stable的變化量，將0軸電流iz控制為零。其中，iz_stable不是單純的正弦波的情況下，優(yōu)選使用載波周期期間中的最大值izs[max]和最小值izs[min]，以iz_offset＝-(izs[max]+izs[min])/2的方式設(shè)定。另外，為了降低逆變器的開關(guān)損失，優(yōu)選盡可能減少開關(guān)數(shù)量。圖10所示的例子中，在時(shí)刻k＝2和3以及時(shí)刻k＝11和12時(shí)，0軸電流iz充分接近零。另外，各個(gè)載波周期中的iz_stable的變化量也非常小。從而，即使在該區(qū)間中省略使用上述非zcmm用空間矢量的期間，0軸電流iz也不會(huì)大幅偏離零。即，使用非zcmm用空間矢量的期間無需在全部載波周期中實(shí)行，優(yōu)選以評(píng)價(jià)逆變器損失和0軸電流iz引起的損失而變得更加有利的方式，適當(dāng)抽取非zcmm用空間矢量。本實(shí)施方式中將上述一系列方法稱為分層控制(slicingcontrol)。另外，也可以將1個(gè)載波周期分割為幾個(gè)部分，使用多個(gè)2個(gè)期間(使用zcmm用空間矢量的期間、和使用非zcmm用空間矢量的期間)的組合。另外，在iz_offset充分接近要求值的情況下，也可以省略非zcmm用空間矢量的期間。(控制器內(nèi)的主要部分)以上說明中說明了本實(shí)施方式中的分層控制的要點(diǎn)，以下，關(guān)于進(jìn)行分層控制的控制器150的結(jié)構(gòu)，說明能夠在控制d軸電流id和q軸電流iq的同時(shí)并行地控制0軸電流iz。圖11是表示控制器150的主要結(jié)構(gòu)的圖。對(duì)uvw/dq轉(zhuǎn)換模塊401輸入u相、v相、w相的電流測定值iu^、iv^、iw^和電動(dòng)機(jī)相位θ。uvw/dq轉(zhuǎn)換模塊401基于下式(10)，將電流測定值iu^、iv^、iw^轉(zhuǎn)換為dq軸電流，輸出d軸電流檢測值id^、q軸電流檢測值iq^和0軸電流計(jì)測值iz^?！緮?shù)學(xué)式7】d軸電流補(bǔ)償器模塊402接收由未圖示的模塊生成的d軸電流指令id*、從uvw/dq轉(zhuǎn)換模塊401輸出的d軸電流檢測值id^和q軸電流檢測值iq^、以及經(jīng)由未圖示的電路得到的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω，輸出d軸電壓指令vd。q軸電流補(bǔ)償器模塊403接收由未圖示的模塊生成的q軸電流指令iq*、從uvw/dq轉(zhuǎn)換模塊401輸出的d軸電流檢測值id^和q軸電流檢測值iq^、以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω，輸出d軸電壓指令vd。d軸電流補(bǔ)償器模塊402和q軸電流補(bǔ)償器模塊403的處理的詳情在后文中敘述。dq/αβ轉(zhuǎn)換模塊404接收來自d軸電流補(bǔ)償器模塊402的d軸電流指令vd、來自q軸電流補(bǔ)償器模塊403的q軸電流指令vq、和經(jīng)由未圖示的電路得到的電動(dòng)機(jī)相位θ，基于下式(11)進(jìn)行dq/αβ轉(zhuǎn)換處理，輸出α軸電壓指令vα和β軸電壓指令vβ?！緮?shù)學(xué)式8】其中，uvw/dq轉(zhuǎn)換模塊401、d軸電流補(bǔ)償器模塊402、q軸電流補(bǔ)償器模塊403、dq/αβ轉(zhuǎn)換模塊404是程序，在微機(jī)內(nèi)按規(guī)定周期執(zhí)行。本實(shí)施方式中，按照程序的執(zhí)行周期與載波周期ts相同進(jìn)行說明。0軸電流偏移目標(biāo)生成器模塊411接收電動(dòng)機(jī)相位θ、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω、d軸電流檢測值id^和q軸電流檢測值iq^，并且從未圖示的模塊接收0軸電流目標(biāo)值iz*，輸出0軸電流偏移目標(biāo)值izo*。0軸電流偏移目標(biāo)值izo*的生成處理的詳情在后文中敘述。電壓時(shí)間積換算模塊412基于來自0軸電流偏移目標(biāo)生成器模塊411的0軸電流偏移目標(biāo)值izo*、和來自u(píng)vw/dq轉(zhuǎn)換模塊401的0軸電流檢測值iz^，輸出非zcmm用空間矢量的作用時(shí)間(作用期間的時(shí)間寬度)ztime。其中，電壓時(shí)間積換算模塊412中的作用時(shí)間ztime的計(jì)算處理的詳情在后文中敘述。sv展開器模塊413基于來自dq/αβ轉(zhuǎn)換模塊404的α軸電壓指令vα和β軸電壓指令vβ、和來自電壓時(shí)間積換算模塊412的作用時(shí)間ztime，輸出u相計(jì)數(shù)信息valu、v相計(jì)數(shù)信息valv和w相計(jì)數(shù)信息valw。其中，0軸電流偏移目標(biāo)生成器模塊411、電壓時(shí)間積換算模塊412、sv展開器模塊413是程序，在微機(jī)內(nèi)按規(guī)定周期執(zhí)行。本實(shí)施方式中，按照程序的執(zhí)行周期與載波周期ts相同進(jìn)行說明。u相pwm信號(hào)生成器模塊421基于來自sv展開器模塊413的u相計(jì)數(shù)信息valu輸出柵極信號(hào)gu。v相pwm信號(hào)生成器模塊422基于來自sv展開器模塊413的v相計(jì)數(shù)信息valv輸出柵極信號(hào)gv。w相pwm信號(hào)生成器模塊423基于來自sv展開器模塊413的w相計(jì)數(shù)信息valw輸出柵極信號(hào)gw。u相pwm信號(hào)生成器模塊421、v相pwm信號(hào)生成器模塊422和w相pwm信號(hào)生成器模塊423以硬件的方式構(gòu)成。以下，對(duì)圖11中示出的各模塊的詳情進(jìn)行說明。(電流補(bǔ)償器模塊402、403的說明)首先，對(duì)d軸電流補(bǔ)償器模塊402和q軸電流補(bǔ)償器模塊403的處理的詳情進(jìn)行說明。圖12是說明d軸電流補(bǔ)償器模塊402的處理的圖。對(duì)于d軸pi補(bǔ)償器模塊502，從d軸偏差用加減器501輸入d軸電流指令id*減去d軸電流檢測值id^得到的信號(hào)。d軸pi補(bǔ)償器模塊502對(duì)d軸電流指令id*減去d軸電流檢測值id^得到的信號(hào)進(jìn)行pi補(bǔ)償并輸出d軸pi補(bǔ)償值。d軸pi補(bǔ)償器模塊502，在d軸電流指令id*與d軸電流檢測值id^之間存在差異時(shí)，為了填補(bǔ)該差異而生成d軸pi補(bǔ)償值。因此，d軸檢測值id^隨時(shí)間經(jīng)過而接近d軸電流指令id*。d軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償器模塊503與d軸pi補(bǔ)償器模塊502的處理并行地基于q軸電流檢測值iq^和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω計(jì)算出d軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償值。d軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償器模塊503為了抵消q軸電流引起的干涉電壓而生成d軸速度電動(dòng)勢電壓值，所以d軸電流的響應(yīng)得到改善。然后，用d軸電壓用加減器504將d軸pi補(bǔ)償值和d軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償值相加，得到d軸電壓指令vd。此處，為了求出d軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償值使用了q軸電流檢測值iq^，但也可以使用q軸電流目標(biāo)值iq*。圖13是說明q軸電流補(bǔ)償器模塊403的處理的圖。對(duì)于q軸pi補(bǔ)償器模塊506，從q軸偏差用加減器505輸入q軸電流指令iq*減去q軸電流檢測值iq^得到的信號(hào)。q軸pi補(bǔ)償器模塊506對(duì)q軸電流指令iq*減去q軸電流檢測值iq^得到的信號(hào)進(jìn)行pi補(bǔ)償并輸出q軸pi補(bǔ)償值。q軸pi補(bǔ)償器模塊506，在q軸電流指令iq*與q軸電流檢測值iq^之間存在差異時(shí)，為了填補(bǔ)該差異而生成q軸pi補(bǔ)償值。因此，q軸檢測值iq^隨時(shí)間經(jīng)過而接近q軸電流指令id*。q軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償器模塊507與q軸pi補(bǔ)償器模塊506的處理并行地基于d軸電流檢測值id^和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω計(jì)算出q軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償值。q軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償器模塊507為了抵消d軸電流引起的干涉電壓并且抵消基波感應(yīng)電壓而生成q軸速度電動(dòng)勢電壓值，所以q軸電流的響應(yīng)得到改善。然后，用q軸電壓用加減器508將q軸pi補(bǔ)償值和q軸速度電動(dòng)勢相加，得到q軸電壓指令vq。此處，為了求出q軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償值使用了d軸電流檢測值id^，但也可以使用d軸電流目標(biāo)值id*。(0軸電流偏移目標(biāo)生成器模塊411的說明)圖14～16是說明0軸電流偏移目標(biāo)生成器模塊411中的目標(biāo)值生成處理的圖。圖14是表示設(shè)橫軸為電動(dòng)機(jī)相位θ時(shí)的、0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的波形的圖。0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的波形是電動(dòng)機(jī)固有的波形，在決定了d軸電流和q軸電流時(shí)唯一地決定。已知電動(dòng)機(jī)相位θ和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω時(shí)，能夠得知載波周期ts中電動(dòng)機(jī)相位與當(dāng)前的電動(dòng)機(jī)相位θ相比超前至何處，載波周期ts中的電動(dòng)機(jī)相位的范圍用[θ～θ+ω·ts]決定。圖14中，縱向的2條虛線表示該范圍。0軸電流偏移目標(biāo)生成器模塊411檢索該電動(dòng)機(jī)相位范圍[θ～θ+ω·ts]中的0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的最大值iz_max和最小值iz_min，得到其中值iz_equid。然后，將0軸電流目標(biāo)值iz*與中值iz_equid的差作為0軸電流偏移目標(biāo)值izo*。通過后述的流程使iz_offset與0軸電流偏移目標(biāo)值izo*一致，由此如圖15所示，相對(duì)于0軸電流目標(biāo)值iz*，0軸電流的變化量(0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的變化量)在目標(biāo)值的上下按比例各分配1/2。圖16對(duì)以上的目標(biāo)值生成處理的流程進(jìn)行了總結(jié)。將0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的模式，作為0軸電流穩(wěn)定波表集511制表保存。0軸電流穩(wěn)定波iz_stable如上所述由d軸電流和q軸電流決定，所以為了得到必要的精度而對(duì)每種dq軸電流準(zhǔn)備多個(gè)表。0軸電流偏移目標(biāo)生成器模塊411的最初的處理，是選擇與dq軸電流檢測值id^、iq^對(duì)應(yīng)的表。從選擇的表中檢索最大值iz_max和最小值iz_min，將它們輸入至0軸電流穩(wěn)定波中值計(jì)算模塊512。0軸電流穩(wěn)定波中值計(jì)算模塊512根據(jù)最大值iz_max和最小值iz_min計(jì)算中值iz_equid。然后，用0軸電流偏移目標(biāo)計(jì)算差分器513計(jì)算出0軸電流目標(biāo)值iz*與中值iz_equid的差值從而得到0軸電流偏移目標(biāo)值izo*。其中，此處以表的形式保存0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的數(shù)據(jù)，但也可以將其函數(shù)化保存。(電壓時(shí)間積換算模塊412的說明)接著，對(duì)于電壓時(shí)間積換算模塊412中的處理進(jìn)行詳細(xì)說明。在電壓時(shí)間積換算模塊412中，為了使0軸電流偏移量(iz_offset)與0軸電流偏移目標(biāo)值izo*一致，計(jì)算需要多少非zcmm用空間矢量的作用時(shí)間。該情況下，可以在式(8)中，用“izo*”置換“iz_offset”，用“iz^”置換“iz_offset(t0)”，用ztime置換“t-t0”，將解該式得到的ztime作為作用時(shí)間。此時(shí)，作用時(shí)間ztime如式(12)一般表達(dá)?！緮?shù)學(xué)式9】但是，用程序?qū)崿F(xiàn)“函數(shù)log”等是繁瑣的，所以也可以如下所述地決定作用時(shí)間ztime。圖17的點(diǎn)劃線所示的曲線l1表示在式(8)中，用“iz^”置換“iz_offset(t0)”，設(shè)t0＝0的情況下的響應(yīng)波形。t＝0時(shí)為iz^，t>>τz時(shí)大致成為vz/r。此處，將響應(yīng)波形l1近似為用直線l21和l22表示的響應(yīng)波形l2。0≤t≤τz時(shí)的直線l21是連接坐標(biāo)(0,iz^)和坐標(biāo)(τz,vz/r)的線段，其斜率是(vz/r-iz^)/τz。另外，τz≤t時(shí)的直線l22表現(xiàn)為通過坐標(biāo)(0,vz/r)與橫軸平行的直線。此處，因?yàn)関z/r>>iz^，所以能夠?qū)⒅本€l21的斜率近似為vz/(r·τz)。該情況下，(izo*-iz^)/ztime＝vz/(r·τz)成立。因此，如果得知izo*與iz^的差，則能夠根據(jù)該式?jīng)Q定ztime。另外，如上所述，0軸電流的時(shí)間常數(shù)τz為1ms程度，為了使iz_offset與0軸電流偏移目標(biāo)值izo*一致的作用時(shí)間ztime是數(shù)μs的量級(jí)，所以波形l1與波形l2的偏差非常小。圖18對(duì)上述換算處理進(jìn)行了總結(jié)，是表示電壓時(shí)間積換算模塊412的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。非zcmm作用時(shí)間計(jì)算模塊515中所示的波形l3，與圖17中示出的波形l2對(duì)應(yīng)。但是，將縱軸與橫軸交換，另外，將縱軸置換為ztime，將橫軸置換為dizo(＝izo*-iz^)。因此，-vz/r≤dizo≤+vz/r時(shí)的直線，如ztime＝dizo·τz/(vz/r)這樣表達(dá)。在0軸電流移動(dòng)量計(jì)算用差分器514中，對(duì)0軸電流偏移目標(biāo)izo*減去0軸電流檢測值iz^求出差dizo。然后，在非zcmm作用時(shí)間計(jì)算模塊515中換算為作用時(shí)間ztime。作用時(shí)間ztime為正值時(shí)，表示使用上述對(duì)0軸電壓vz賦予正電壓的非zcmm用空間矢量的列表內(nèi)的空間矢量。相反，作用時(shí)間ztime為負(fù)值時(shí)，表示使用對(duì)0軸電壓vz賦予負(fù)電壓的非zcmm用空間矢量的列表內(nèi)的空間矢量。本實(shí)施方式中，使用非zcmm用空間矢量時(shí)，設(shè)想ppp0作為賦予正的0軸電壓vz的空間矢量，另外，設(shè)想mmm0作為賦予負(fù)的0軸電壓vz的空間矢量。但是，并不排除使用上述2個(gè)列表中匯總的其他空間矢量。使用其他空間矢量時(shí)只要注意0軸電壓vz的大小會(huì)改變即可。(u相pwm信號(hào)生成器模塊421的說明)接著，用圖19說明u相pwm信號(hào)生成器模塊421。v相pwm信號(hào)生成器模塊422和w相pwm信號(hào)生成器模塊423也是相同的結(jié)構(gòu)，只有信號(hào)的名稱不同。另外，圖19中示出的carriergenerator(載波發(fā)生器)451需要在u相pwm信號(hào)生成器模塊421和v相pwm信號(hào)生成器模塊422和w相pwm信號(hào)生成器模塊423中同步。u相pwm信號(hào)生成器模塊421用未圖示的信號(hào)分離器將從sv展開器模塊413得到的u相計(jì)數(shù)信息valu信號(hào)展開，得到以下比較值。val2lu，val3lu，val4lu，val5lu，val2ru，val3ru，val4ru，val5ru，如圖19所示，比較器452從carriergenerator(載波發(fā)生器)451接收載波信號(hào)cari，與比較值val2lu進(jìn)行比較，在(val2lu-cari)≥0的情況下輸出1，另外在(val2lu-cari)<0的情況下輸出0。關(guān)于比較器453～459，僅有輸入的比較值不同，動(dòng)作是相同的。邏輯元件460、461、462和邏輯元件470、471、472對(duì)于2個(gè)輸入，輸出邏輯異或值。邏輯元件463、473輸出輸入的邏輯非值。通過以上結(jié)構(gòu)，得到柵極信號(hào)g1u、g2u、g3u、g4u。實(shí)際上，存在用于在生成g1u、g2u之前設(shè)置非交疊時(shí)間的deadtime(死區(qū)時(shí)間)附加電路，但圖19中并未圖示。同樣，實(shí)際上存在用于在生成g3u、g4u之前設(shè)置非交疊時(shí)間的deadtime附加電路，但圖19中并未圖示。另外，用未圖示的電路將柵極信號(hào)g1u、g2u、g3u、g4u匯總，得到信號(hào)gu。圖20中示出了carriergenerator(載波發(fā)生器)451輸出的載波信號(hào)cari的信號(hào)規(guī)格。載波信號(hào)cari是以載波周期ts、在0～100％之間變化的三角波信號(hào)?；趫D19、20的電路結(jié)構(gòu)，對(duì)于各比較值和電路的輸出進(jìn)行說明。關(guān)于電路，圖19中示出的2個(gè)虛線模塊480、481是基本單位。虛線模塊480和虛線模塊481僅有輸入輸出的信號(hào)名稱不同，對(duì)于輸入的比較值的響應(yīng)輸出是相同的，因此以下對(duì)于虛線模塊480進(jìn)行說明。進(jìn)而，基本而言g1u信號(hào)的邏輯非值是g2u信號(hào)，所以將說明限定于與輸入即各比較值對(duì)應(yīng)的g1u信號(hào)。圖21的上側(cè)的曲線圖示出了與圖20所示的載波信號(hào)cari對(duì)應(yīng)的比較值。圖21的下側(cè)的曲線圖表示與比較值val2lu、val3lu、val4lu、val5lu對(duì)應(yīng)的信號(hào)g1u的輸出。各比較值val2lu、val3lu、val4lu、val5lu與載波信號(hào)cari一致的時(shí)刻與下側(cè)的曲線圖的信號(hào)變化時(shí)刻一致。本實(shí)施方式中，特征在于如圖21所示，在1個(gè)載波周期ts之間，能夠設(shè)置2個(gè)on(通)期間這一點(diǎn)。具體說明圖21。在0<t≤t1時(shí)，val2lu、val3lu、val4lu、val5lu全部在cari以上，所以比較器452～455的輸出全部為1。所以，從邏輯元件460、461都輸出0，從邏輯元件462輸出0。因此，信號(hào)g1u成為0。在t1<t≤t2時(shí)，val3lu、val4lu、val5lu在cari以上，并且，val2lu<cari，所以比較器452的輸出為0，比較器453～455的輸出全部為1。所以，從邏輯元件460輸出1，從邏輯元件461輸出0，從邏輯元件462輸出1。因此，信號(hào)g1u成為1。在t2<t≤t3時(shí)，val3lu、val5lu在cari以上，并且val2lu、val4lu不足cari，所以比較器452、454的輸出為0，比較器453、455的輸出為1。因此，從邏輯元件460、461都輸出1，從邏輯元件462輸出0。因此，信號(hào)g1u成為0。在t3<t≤t4時(shí)，val3lu≥cari，并且val2lu、val4lu、val5lu不足cari，所以比較器452、454、455的輸出為0，比較器453的輸出為1。因此，從邏輯元件460輸出1，從邏輯元件461輸出0，從邏輯元件462輸出1。在t4<t≤t5時(shí)，val2lu、val3lu、val4lu、val5lu全部不足cari，所以比較器452～455的輸出全部為0。所以，從邏輯元件460、461都輸出0，從邏輯元件462輸出0。因此，信號(hào)g1u成為0。(sv展開器模塊413的說明)接著，對(duì)于sv展開器模塊413進(jìn)行說明。(第一步驟)首先，對(duì)于將α軸電壓指令vα和β軸電壓指令vβ展開至最近的zcmm用空間矢量的第一步驟進(jìn)行說明。以如圖22所示地決定了區(qū)間1～6的情況下，αβ軸電壓指令vα、vβ位于區(qū)間2的情況為例進(jìn)行說明。該情況下，最近的空間矢量是z2、z3、z0這3個(gè)。區(qū)間1～6分別旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。因此，無論αβ軸電壓指令vα、vβ位于區(qū)間1～6中的哪一個(gè)區(qū)間，都能夠通過用旋轉(zhuǎn)處理與區(qū)間1重合，而使處理能夠共用。該情況下，僅有對(duì)應(yīng)的空間矢量的編號(hào)改變，所以如圖23所示，能夠通過將空間矢量置換為z0、zs、zd而一般化。圖24在表中總結(jié)了圖23的空間矢量zs、zd與每個(gè)區(qū)間的空間矢量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，也同時(shí)記載了用于使各區(qū)間與一般化區(qū)間重合的旋轉(zhuǎn)角度θp。能夠使用該旋轉(zhuǎn)角度θp，用下式(13)轉(zhuǎn)換為各區(qū)間的αβ軸電壓指令vα、vβ。設(shè)移動(dòng)至一般區(qū)間后的αβ軸電壓指令為va、vb?！緮?shù)學(xué)式10】此處，展開至空間矢量意即求出圖23所示的lena和lenb，求出與圖示的len的比。通過幾何計(jì)算用式(14)、(15)確定各個(gè)比。另外，如式(16)所示，1減去比lena/len和lenb/len的余數(shù)是空間矢量z0的時(shí)間比例。此處，將式(14)～(16)的值分別定義為br[1]、br[2]、br[3]時(shí)，va、vb的空間矢量展開式是式(17)。使用圖24所示的表替換式(17)中的空間矢量zs、zd時(shí)，得到αβ軸電壓指令vα、vβ的空間矢量展開式。另外，對(duì)br[1]、br[2]、br[3]乘以載波周期ts時(shí)得到使各個(gè)空間矢量作用的時(shí)間b[1]、b[2]、b[3]。將其匯總為式(18)?！緮?shù)學(xué)式11】b[1]＝ts·br[1]，[2]＝ts·br[2]，[3]＝ts·br[3]…(18)圖25示出了1個(gè)載波周期中的空間矢量的作用時(shí)間的示意圖。圖25中，在1個(gè)載波周期中按zs、zd、z0的順序記載了空間矢量，但順序具有自由度，可以是任意的順序。(第二步驟)接著，作為第二步驟，在圖25所示的空間矢量的序列中插入非zcmm用空間矢量。圖26是加入了空間矢量mmm0作為非zcmm用空間矢量時(shí)的例子。使用空間矢量ppp0的情況下，正電壓作用于0軸電壓vz。另外，使用空間矢量mmm0的情況下，負(fù)電壓作用于0軸電壓vz。使用空間矢量ppp0還是使用空間矢量mmm0，能夠用非zcmm用空間矢量的作用時(shí)間ztime的符號(hào)判別。圖25示出的例子中，因?yàn)樵谳d波周期開始時(shí)插入了這些空間矢量ppp0、mmm0，所以非zcmm用空間矢量的作用時(shí)間結(jié)束時(shí)0軸電流自然衰減，能夠?qū)崿F(xiàn)要求的0軸電流波形。此處，因?yàn)樘砑恿朔莦cmm用空間矢量的作用時(shí)間ztime，所以需要調(diào)整空間矢量zs、zd、z0的作用時(shí)間。因?yàn)榉莦cmm用空間矢量的作用時(shí)間ztime原本是微小的時(shí)間，所以無論削減空間矢量zs、zd、z0中哪一個(gè)的作用時(shí)間都沒有大的影響。但是，更優(yōu)選調(diào)整空間矢量z0的作用時(shí)間，是合理的。這是因?yàn)榭臻g矢量ppp0、mmm0不具有αβ軸方向的電壓成分，空間矢量z0也不具有αβ軸方向的電壓成分。因此，完全不會(huì)對(duì)d軸電流id和q軸電流iq的控制產(chǎn)生因插入空間矢量ppp0、mmm0而造成的時(shí)間調(diào)整的影響。(第三步驟)接著，作為第三步驟，對(duì)于電動(dòng)機(jī)繞組的施加電壓的決定方法，以圖22中示出的αβ軸電壓vα、vβ的狀態(tài)為例進(jìn)行說明。以上使用了一般區(qū)間中的空間矢量符號(hào)zs、zd，但此處，因?yàn)樾枰f明具體例，所以使用圖22中示出的空間矢量進(jìn)行說明。即，關(guān)于圖22的狀態(tài)，基于圖24所示的表，用z2代替zs，用zd3代替zd。αβ軸電壓vα、vβ的空間矢量展開式是式(19)?！緮?shù)學(xué)式12】圖27以與圖25、26同樣的記載形式，記載了式(19)的情況下的1個(gè)載波周期內(nèi)的空間矢量的順序和作用時(shí)間。圖27中，一同記載了對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組的施加電壓vu、vv、vw。進(jìn)而，也記載了0軸電壓vz的電壓。如圖27所示，ztime的期間使用mmm0作為空間矢量。mmm0是對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組施加下式(20)所示的電壓的空間矢量。即，施加電壓vu、vv、vw的總和不是零?？臻g矢量mmm0的0軸電壓vz如圖5所示，是(-3/√3)·ed。(vu,vv,vw)＝(-ed,-ed,-ed)…(20)圖27的ztime期間之后的b[1]的期間，使用z2作為空間矢量?？臻g矢量z2是對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組施加式(21)所示的電壓的空間矢量。即，施加電壓vu、vv、vw的總和為零?？臻g矢量z2的0軸電壓vz為零。(vu,vv,vw)＝(+ed,0,-ed)…(21)b[1]期間之后的b[2]期間，使用z3作為空間矢量。空間矢量z3是對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組施加式(22)所示的電壓的空間矢量。即，施加電壓vu、vv、vw的總和為零?？臻g矢量z3的0軸電壓vz為零。(vu,vv,vw)＝(0,+ed,-ed)…(22)b[2]期間之后的(b[3]-ztime)的期間使用z0作為空間矢量?？臻g矢量z0是對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組施加式(23)所示的電壓的空間矢量。該情況下施加電壓vu、vv、vw的總和也是零，空間矢量z0的0軸電壓vz為零。(vu,vv,vw)＝(0,0,0)…(23)所以，電動(dòng)機(jī)的u相繞組電壓vu的時(shí)間變化是從1個(gè)載波周期ts開始到ztime為-ed，從ztime到(ztime+b[1])為+ed，從(ztime+b[1])到1個(gè)載波周期ts結(jié)束為0。另外，電動(dòng)機(jī)的v相繞組電壓vv的時(shí)間變化是從1個(gè)載波周期ts開始到ztime為-ed，從ztime到(ztime+b[1])為0，從(ztime+b[1])到(ztime+b[1]+b[2])為+ed，從(ztime+b[1]+b[2])到1個(gè)載波周期ts結(jié)束為0。另外，電動(dòng)機(jī)的w相繞組電壓vw的時(shí)間變化是從1個(gè)載波周期ts開始到(ztime+b[1]+b[2])為-ed，從(ztime+b[1]+b[2])到1個(gè)載波周期ts結(jié)束為0。此處，確認(rèn)0軸電壓vz的波形時(shí)，可知如要求的一般，僅在從1個(gè)載波周期ts開始到ztime的期間中為負(fù)值，經(jīng)過作用時(shí)間ztime之后，直到1個(gè)載波周期ts結(jié)束都是0。(第四步驟)接著，在第四步驟中，為了成為符合第三步驟中決定的電動(dòng)機(jī)繞組的電壓的施加狀態(tài)，決定用于生成pwm柵極信號(hào)的比較值。在圖27示出的vu、vv、vw中，以vu為例說明。在圖28的上端示出了圖27的vu的波形。此處，考慮用于生成vu的電壓波形的柵極信號(hào)。在圖28的中端和下端，示出了柵極信號(hào)g1u和g3u的波形。另外，因?yàn)闁艠O信號(hào)g2u和g4u分別是柵極信號(hào)g1u和g3u的邏輯非值，所以省略說明。從載波周期ts開始直到作用時(shí)間ztime結(jié)束，要求-ed作為u相電壓vu。根據(jù)圖3的表，施加電壓為-ed的組合是{q1,q2,q3,q4}＝{0,1,1,0}。從而，必須使該期間中的柵極信號(hào)g1u為0，使柵極信號(hào)g3u為1。接著，從ztime期間結(jié)束直到(ztime+b[1])的期間，要求+ed作為u相電壓vu。根據(jù)圖3的表，{q1,q2,q3,q4}＝{1,0,0,1}，所以必須使該期間中的柵極信號(hào)g1u為1，使柵極信號(hào)g3u為0。接著，從(ztime+b[1])期間結(jié)束直到載波周期ts結(jié)束的期間，要求0作為u相電壓vu。根據(jù)圖3的表，該情況下可選擇的組合為以下2種。{q1,q2,q3,q4}＝{1,0,1,0}{q1,q2,q3,q4}＝{0,1,0,0}選擇這2種中的哪一方都可以。圖28中，在上述2種內(nèi)，選擇了第一個(gè)組合。從而，該期間中的柵極信號(hào)g1u為1，柵極信號(hào)g3u為1。參考上述圖21的說明、即val2lu、val3lu、val4lu、val5lu與生成信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，為了生成圖28所示的柵極信號(hào)g1u，如下式(24)所示地設(shè)定val2lu、val3lu、val4lu、val5lu即可。對(duì)于val3lu、val4lu、val5lu設(shè)置的ts×2，是為了不引起比較匹配而擺脫載波周期ts地設(shè)定的值，只要是較大的值，則也可以是其他值。val2lu＝ztime,val3lu＝ts×2,val4lu＝ts×2,val5lu＝ts×2…(24)另一方面，為了生成柵極信號(hào)g3u，如下式(25)所示地設(shè)定val2lu、val3lu、val4lu、val5lu即可。該情況下，如圖28的下端示出的gu3的波形一般，柵極信號(hào)g3u需要在1個(gè)載波周期ts中生成2次on信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要采用圖19所示的pwm信號(hào)生成器的結(jié)構(gòu)。val2lu＝0,val3lu＝ztime,val4lu＝ztime+b[1],val5lu＝ts×2…(25)如以上所說明，本實(shí)施方式中，具備對(duì)開放式繞組型電動(dòng)機(jī)200的u、v、w相的獨(dú)立繞組210、220、230個(gè)別地施加電壓的單相逆變器160、170、180，和控制它們的控制器150。而且，用通過如圖27所示地使用非zcmm用空間矢量、控制對(duì)各繞組210、220、230的施加電壓vu、vv、vw的總和成為非零的值、使定義為與各繞組的電流的總和成正比的量的0軸電流iz偏移的第一期間(ztime期間)，和使用zcmm用空間矢量控制d軸電流和q軸電流的第二期間(用b[1]+b[2]+(b[3]-ztime)表示的期間)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制。通過交替地反復(fù)生成第一期間和第二期間，能夠在控制dq軸電流的同時(shí)，將0軸電流控制為要求值。例如，如圖10所示，以0軸電流iz的振幅小于使上述總和為零的情況下的0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的振幅的方式，設(shè)定第一期間(ztime期間)中的偏移量(例如，iz[0]，iz[1]等)。結(jié)果，即使在電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電壓三相不平衡量非零的情況下，也能夠抑制0軸電流iz。另外，也可以如上述式(6)所示，將第一期間(ztime期間)中的偏移量設(shè)定為對(duì)0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的振幅值取相反數(shù)(附加負(fù)號(hào))而得到的值(相反極性)。結(jié)果，能夠?qū)?軸電流iz控制為大致接近零的值，能夠防止發(fā)生上述現(xiàn)有的問題。進(jìn)而，通過如圖10和圖15所示，將對(duì)1個(gè)載波周期ts中的0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的最大值和最小值的中值取相反數(shù)(附加負(fù)號(hào))而得到的值設(shè)定為偏移量，使1個(gè)載波周期ts(即，從第一期間開始直到之后的第二期間結(jié)束)中的0軸電流iz的振幅變化在要求值(例如圖15的0軸電流目標(biāo)值iz*)的上下按比例分配。結(jié)果，該期間的0軸電流iz大致為零。另外，如圖10所示，在0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的振幅大幅變化的期間中進(jìn)行反復(fù)第一期間和第二期間的控制，在振幅變化充分小的期間(例如從圖10的時(shí)刻k＝1到k＝3的期間)中，省略第一期間的控制。因?yàn)閺臅r(shí)刻k＝1到k＝3的期間0軸電流穩(wěn)定波iz_stable的振幅變化充分小，所以即使省略第一期間的控制，0軸電流iz也不會(huì)大幅偏離零。進(jìn)而，通過控制第一期間中的u相、v相和w相的繞組的施加電壓全部成為+ed，即，將控制0軸電流iz的非zcmm用空間矢量限定為ppp0，能夠防止發(fā)生α軸電壓和β軸電壓，更有效地進(jìn)行dq軸電流的控制。另外，通過將控制0軸電流iz的非zcmm用空間矢量限定為mmm0，而控制第一期間中的u相、v相和w相的繞組的施加電壓全部成為-ed的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)同樣的作用效果。另外，以上說明只是一例，解釋發(fā)明時(shí)，并不受上述實(shí)施方式的記載事項(xiàng)與要求的權(quán)利范圍的記載事項(xiàng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系限定或制約。符號(hào)說明100…逆變器裝置，150…控制器，160、170、180…單相逆變器，200…電動(dòng)機(jī)，210、220、230…獨(dú)立繞組，401…uvw/dq轉(zhuǎn)換模塊，402…d軸電流補(bǔ)償器模塊，403…q軸電流補(bǔ)償器模塊，404…dq/αβ轉(zhuǎn)換模塊，411…0軸電流偏移目標(biāo)生成器模塊，412…電壓時(shí)間積換算模塊，413…sv展開器模塊，421…u相pwm信號(hào)發(fā)生器模塊，422…v相pwm信號(hào)發(fā)生器模塊，423…w相pwm信號(hào)發(fā)生器模塊，451…carriergenerator(載波發(fā)生器)，501…d軸偏差用加減器，502…d軸pi補(bǔ)償器模塊，503…d軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償器模塊，504…d軸電壓用加減器，505…q軸偏差用加減器，506…q軸pi補(bǔ)償器模塊，507…q軸速度電動(dòng)勢補(bǔ)償器模塊，508…q軸電壓用加減器，511…0軸電流穩(wěn)定波表集，512…0軸電流穩(wěn)定波中值計(jì)算模塊，513…0軸電流偏移目標(biāo)計(jì)算差分器，514…0軸電流移動(dòng)量計(jì)算用差分器，515…非zcmm作用時(shí)間計(jì)算模塊。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12