專利名稱:逆變器控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及逆變器控制方法，特別是涉及檢測(cè)流入逆變器的電流的異常的技術(shù)。
技術(shù)背景
在用逆變器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的情況下，可能發(fā)生機(jī)械故障，例如該旋轉(zhuǎn)設(shè)備的負(fù)載過(guò)大，或由于在旋轉(zhuǎn)設(shè)備本身潤(rùn)滑油凝固等，而造成該旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速顯著下降。 作為其顯著的狀態(tài)，已知有電動(dòng)機(jī)鎖定的情況。
作為揭示處理該電動(dòng)機(jī)鎖定技術(shù)的專利，列舉專利文獻(xiàn)1、2。在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，一旦流入電動(dòng)機(jī)的電流超過(guò)基準(zhǔn)值，就以規(guī)定期間停止對(duì)電動(dòng)機(jī)的恒定電壓供應(yīng)。 在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，如果在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)的相同磁極，就作為鎖定狀態(tài)而檢測(cè)。
還有，關(guān)于控制旋轉(zhuǎn)速度以使電流指令不超過(guò)電流上限值的下垂控制，列舉了專利文獻(xiàn)3。
專利文獻(xiàn)1 日本專利實(shí)開(kāi)平6-70441號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 日本專利特開(kāi)2005-245075號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 日本專利特開(kāi)2002-138966號(hào)公報(bào)
控制電動(dòng)機(jī)的逆變器中使用開(kāi)關(guān)元件例如IGBTansulated Gate BipolarTransistor 絕緣柵雙極晶體管)。開(kāi)關(guān)元件由于其小型化、低成本化的趨勢(shì)，所容許的耐熱性越來(lái)越差。
在這樣的情況下，使用上述已有技術(shù)時(shí)，在開(kāi)關(guān)元件化、進(jìn)而保護(hù)逆變器中，存在如下所述問(wèn)題。
在判斷流入電動(dòng)機(jī)的電流是否超過(guò)單純的基準(zhǔn)值的情況下，為了加強(qiáng)對(duì)開(kāi)關(guān)元件的保護(hù)，要降低該基準(zhǔn)值。在旋轉(zhuǎn)速度非常低的情況下，由于電流流入同一開(kāi)關(guān)元件以及同一電動(dòng)機(jī)繞組的時(shí)間長(zhǎng)，因此有必要降低該基準(zhǔn)值。但是在進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的情況下，如果超過(guò)該基準(zhǔn)值，則電動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，該基準(zhǔn)值就妨礙了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行區(qū)域。
又，如果在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)的相同磁極的情況下判定為鎖定狀態(tài)，則在啟動(dòng)時(shí)也是同樣的判定，從而稱為錯(cuò)誤動(dòng)作的原因。
本發(fā)明是鑒于上述存在問(wèn)題而作出的，其目的在于，能夠更嚴(yán)格地判定超出在旋轉(zhuǎn)速度低的區(qū)域的運(yùn)行區(qū)域的逆變器的動(dòng)作(輸入電流過(guò)多)，而不妨礙電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行區(qū)域，以嚴(yán)密地保護(hù)逆變器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)的逆變器控制方法的第1形態(tài)，是輸入直流電壓(VD。)，對(duì)多相電動(dòng)機(jī) (6)提供多相電流(iM)的逆變器的控制方法。而且該控制方法具備下述步驟(a)檢測(cè)所述多相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度(Rot)以及對(duì)所述逆變器輸入的輸入電流(iINV)的電流值的步驟(S10、Sll) ； (b)在所述旋轉(zhuǎn)速度不足第1速度閾值(Rthi)的情況下，以所述電流值在第1電流閾值(Ithi)以上，判定所述逆變器的動(dòng)作異常的步驟(S21、S22)；以及(c)所述旋轉(zhuǎn)速度在所述第1速度閾值以上的情況下，以所述電流值在比所述第1電流閾值大的第2 電流閾值(Ith2)以上，判定所述逆變器的動(dòng)作異常的步驟(S21、S23)。
本發(fā)明有關(guān)的逆變器控制方法的第2形態(tài)是其第1形態(tài)，所述多相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行區(qū)域(D)用相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)速度的所述電流值的上限值(Iu)表示，所述上限值在所述旋轉(zhuǎn)速度(Rot)不足第2速度閾值(Rth2)的情況下，采用定值(Iutl)，在所述旋轉(zhuǎn)速度在所述第2 速度閾值以上的情況下，隨著所述旋轉(zhuǎn)速度的增大而增大，所述第1速度閾值(Rthi)不足所述第2速度閾值，所述第1電流閾值(Ithi)大于所述定值。
在多相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行區(qū)域，旋轉(zhuǎn)速度越是減小，流入多相電動(dòng)機(jī)以及逆變器的電流所允許的上限值越是減小。因此如果采用本發(fā)明有關(guān)的逆變器控制方法的第1形態(tài)， 則能夠更嚴(yán)格地判定超出在旋轉(zhuǎn)速度低的區(qū)域的運(yùn)行區(qū)域的逆變器的動(dòng)作(輸入電流過(guò)多)，而不妨礙運(yùn)行區(qū)域，以嚴(yán)密保護(hù)逆變器。
由于在旋轉(zhuǎn)速度低的情況下不需要大的輸入電流，因此可以將運(yùn)行區(qū)域中的電流值的上限值設(shè)定為較小的定值。因此可以像本發(fā)明有關(guān)的逆變器控制方法的第2形態(tài)那樣，在運(yùn)行區(qū)域中在電流值的上限值開(kāi)始逐漸增加的比第2速度閾值小的第1速度閾值中將第1電流閾值設(shè)定得小，以此能夠在電動(dòng)機(jī)鎖定等旋轉(zhuǎn)速度不足時(shí)嚴(yán)密地保護(hù)逆變器。
本發(fā)明的目的、特征、形態(tài)、以及優(yōu)點(diǎn)能夠從下述詳細(xì)說(shuō)明和附圖中更清楚地了解到。


圖1是例示能夠使用本發(fā)明有關(guān)的逆變器控制方法的電路的電路圖。
圖2是說(shuō)明本實(shí)施形態(tài)的逆變器控制方法的曲線圖。
圖3是例示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)有關(guān)的逆變器控制方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1是例示能夠使用本發(fā)明有關(guān)的逆變器控制方法的電路的電路圖。電源線Li、 L2、L3上施加有三相交流電壓。該三相交流電壓利用二極管電橋整流，通過(guò)扼流圈2對(duì)電容器3充電。電容器3保持直流電壓Vdc。
逆變器4輸入直流電壓VDC，并將三相電流iM提供給三相電動(dòng)機(jī)6。三相電動(dòng)機(jī)6 的旋轉(zhuǎn)位置θ利用例如位置傳感器(未圖示)進(jìn)行檢測(cè)，作為電信號(hào)輸入到微計(jì)算機(jī)8。
輸入到逆變器4的電流iINV從連接逆變器4與電容器3的一對(duì)母線之一上連接的電阻5的電壓降求出。具體地說(shuō)，電阻5連接于將電容器3與逆變器4加以連接的負(fù)側(cè)的母線上，利用放大器7將該電阻兩端產(chǎn)生的電壓作為電壓Vi輸出，輸入到微計(jì)算機(jī)8。
微計(jì)算機(jī)8從旋轉(zhuǎn)位置θ的時(shí)間變化求出電動(dòng)機(jī)6的旋轉(zhuǎn)速度Rot，又從電壓Vi 求出逆變器的輸入電流iINV。然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度Rot、輸入電流iINV、旋轉(zhuǎn)指令Ω，生成開(kāi)關(guān)信號(hào)Csw。逆變器4的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)Csw工作。
圖2是說(shuō)明本實(shí)施形態(tài)的逆變器控制方法的曲線圖，橫軸表示電動(dòng)機(jī)6的旋轉(zhuǎn)速度Rot，縱軸表示逆變器4的輸入電流iINV。
運(yùn)行區(qū)域D用相對(duì)于旋轉(zhuǎn)速度Rot的輸入電流iINV的上限值Iu表示。即電動(dòng)機(jī)6以旋轉(zhuǎn)速度Rot旋轉(zhuǎn)的情況下，通常輸入電流iINV在上限值Iu以下。在該運(yùn)行區(qū)域D內(nèi)，能夠進(jìn)行專利文獻(xiàn)3例示的下垂控制。
通常，電動(dòng)機(jī)6旋轉(zhuǎn)速度Rot越是上升，其運(yùn)行所需要的輸入電流iINV越是以非線性增大。因此上限值Iu與這種現(xiàn)象近似，在旋轉(zhuǎn)速度Rot不足速度閾值Rth2的情況下，采用定值Iuci,在速度閾值Rth2以上的情況下隨著旋轉(zhuǎn)速度Rot的上升而上升。
而且，為了根據(jù)輸入電流iINV過(guò)大而對(duì)異常進(jìn)行判定，設(shè)定電流閾值Ith。如果旋轉(zhuǎn)速度Rot不足速度閾值Rthi，電流閾值Ith就采用電流閾值Ithi，如果旋轉(zhuǎn)速度Rot在速度閾值Rthi以上，電流閾值Ith就采用電流閾值ITH2。電流閾值Ith設(shè)定為比上限值Iu大，使得不妨礙運(yùn)行區(qū)域D。
圖3是例示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)有關(guān)的逆變器控制方法的流程圖，對(duì)逆變器8的輸入電流iINV的異常進(jìn)行判定。該流程圖通過(guò)微計(jì)算機(jī)8執(zhí)行。
在步驟S10，將電動(dòng)機(jī)6的旋轉(zhuǎn)位置θ以及放大器7輸出的電壓Vi輸入到微計(jì)算機(jī)8。然后，在步驟S11，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出電動(dòng)機(jī)6的旋轉(zhuǎn)速度Rot以及逆變器的輸入電流iINV。由于步驟S10、S11在通常的電動(dòng)機(jī)6的運(yùn)行控制中也執(zhí)行，因此不需要為了判定電流異常的程序而特地另外設(shè)置。
在步驟S21，判斷旋轉(zhuǎn)速度Rot是否不足速度閾值RTm。然后，在判斷為肯定的情況下，進(jìn)入步驟S22的處理，在判斷為否定的情況下，進(jìn)入步驟S23的處理。在步驟S22，判斷輸入電流iINV是否在閾值Ithi以上。然后，在判斷為肯定的情況下，進(jìn)入步驟S3的處理， 在判斷為否定的情況下，返回未圖示的主程序進(jìn)行處理。
進(jìn)入步驟S3進(jìn)行處理，表示逆變器4的輸入電流iINV過(guò)大，其動(dòng)作發(fā)生異常，在步驟S3執(zhí)行電流異常處理程序。作為電流異常處理程序，例如有用開(kāi)關(guān)信號(hào)Csw使逆變器4 的動(dòng)作停止的例子。
在步驟S23，判斷輸入電流iINV是否在閾值Ith2以上。然后在判斷為肯定的情況下， 進(jìn)入步驟S3的處理，在判斷為否定的情況下，返回未圖示的主程序進(jìn)行處理。
在電動(dòng)機(jī)6的運(yùn)行區(qū)域D中，旋轉(zhuǎn)速度Rot越是減少，流入電動(dòng)機(jī)6的電流允許的上限值Iu越是減少。因此，作為電流閾值Ith，在旋轉(zhuǎn)速度Rot小的情況下設(shè)定小電流閾值 Ithi，在旋轉(zhuǎn)速度Rot大的情況下設(shè)定大電流閾值Ith2，這樣就能夠更嚴(yán)格的判定超出在旋轉(zhuǎn)速度Rot低的區(qū)域的運(yùn)行區(qū)域的逆變器4的動(dòng)作(輸入電流iINV過(guò)多)，而不妨礙運(yùn)行區(qū)域D，以此能夠嚴(yán)密保護(hù)逆變器4。嚴(yán)格判定輸入電流iINV過(guò)多也是避免電動(dòng)機(jī)過(guò)熱所要求的。
還有，最好是決定電流閾值的速度閾值Rthi不足規(guī)定運(yùn)行區(qū)域D的速度閾值Rth2， 電流閾值Ithi大于定值ITO。
例如速度閾值RthiJth2分別為100rpm、200rpm，例如電流閾值ITH1、ITH2、定值Iutl分別為 2A、5A、1A。
在旋轉(zhuǎn)速度Rot低的情況下，輸入電流iINV不必很大，運(yùn)行區(qū)域D中的輸入電流iINV 的上限值Iu可以設(shè)定為較小的定值ITO。因此在比規(guī)定運(yùn)行區(qū)域D的上限值Iu隨旋轉(zhuǎn)速度 Rot的增加一起開(kāi)始逐漸增加的速度閾值Rth2小的速度閾值Rthi中可以將電流閾值Ithi設(shè)定得小。借助于此，可以在電動(dòng)機(jī)鎖定等旋轉(zhuǎn)速度不足時(shí)嚴(yán)密保護(hù)逆變器4。
在上述說(shuō)明中，例示了電流閾值ITH1、ITH2采用定值的情況，但是本發(fā)明不限于這種情況。例如也可以保持電流閾值Ith2比電流閾值Ithi大的關(guān)系，同時(shí)兩者相對(duì)于旋轉(zhuǎn)速度 Rot不是固定的。例如電流閾值ITH1、ITH2也可以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)速度的增大以線性、或高次曲線地增加。
上面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是上述說(shuō)明的所有形態(tài)只是例示，本發(fā)明不限于此。未例示的無(wú)數(shù)變形例也應(yīng)該理解為并非本發(fā)明的范圍之外的技術(shù)。
權(quán)利要求
1. 一種逆變器控制方法，是輸入直流電壓(VDe)，對(duì)多相電動(dòng)機(jī)(6)提供多相電流(iM) 的逆變器的控制方法，其特征在于，包括(a)檢測(cè)所述多相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度(Rot)和所述逆變器的輸入電流(iINV)的電流值的步驟(S10、S11)、(b)在所述旋轉(zhuǎn)速度小于第1速度閾值(Rthi)的情況下，以所述電流值在第1電流閾值 (Ithi)以上，判定所述逆變器的動(dòng)作異常的步驟(S21、S22)、以及(c)所述旋轉(zhuǎn)速度在所述第1速度閾值以上的情況下，以所述電流值在比第1電流閾值更大的第2電流閾值(Ith2)以上，判定所述逆變器的動(dòng)作異常的步驟(S21、S23)，所述多相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行區(qū)域(D)用相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)速度的所述電流值的上限值(Iu) 來(lái)表示，所述上限值，在所述旋轉(zhuǎn)速度(Rot)小于第2速度閾值(Rth2)的情況下，采用定值(Iutl)， 在所述旋轉(zhuǎn)速度為所述第2速度閾值以上的情況下，隨著所述旋轉(zhuǎn)速度的上升而上升，所述第1速度閾值(Rthi)小于所述第2速度閾值，所述第1電流閾值(Ithi)大于所述定值。
專利摘要
本發(fā)明的目的在于更嚴(yán)格地判定超出在旋轉(zhuǎn)速度低的區(qū)域的運(yùn)行區(qū)域的逆變器的動(dòng)作，而不妨礙電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行區(qū)域，以嚴(yán)密保護(hù)逆變器。采用比運(yùn)行區(qū)域(D)的電流上限值(IU)大的兩個(gè)電流閾值(ITH1、ITH2)。在旋轉(zhuǎn)速度Rot比速度閾值(ITH1)小的情況下，采用速度閾值(ITH1)作為逆變器的輸入電流(IINV)是否發(fā)生異常的判定基準(zhǔn)；在旋轉(zhuǎn)速度Rot比速度閾值(ITH1)大的情況下，采用速度閾值(ITH2)作為逆變器的輸入電流(IINV)是否發(fā)生異常的判定基準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H02M7/48GKCN101473527 B發(fā)布類(lèi)型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200780023259
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2007年6月20日
發(fā)明者八木達(dá), 前田浩仁, 土居弘宜, 池田基伸, 竹添美智也, 近藤啟之 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan非專利引用 (1),