[发明专利]用于控制电动机的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用逆变器设备来控制电动机的方法和装置。 

背景技术

用于控制电动机的PWM控制逆变器设备通常是已知的。该逆变器设备使用功率晶体管或IGBT(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)作为控制元件。功率晶体管或IGBT的开关速度高于晶闸管逆变器的开关速度。因此，如果连接逆变器设备与电动机的线缆(引线)较长，则在电动机的端子之间产生浪涌电压，该电压大于两倍的逆变器输出电压峰值。该浪涌电压可能损坏电动机的线圈或引起绝缘击穿。 

日本第6-38543号专利公报公开了一种抑制浪涌电压产生的控制装置。该控制装置包括与逆变器设备的输出端相连的电抗器(reactor)以及与该电抗器和电动机端子相连的浪涌电压抑制设备。浪涌电压抑制设备包括其中电容器和电阻器彼此串联连接的电路。 

逆变器设备包括逆变器电路和平滑电容器。逆变器电路由多个半导体元件的组合来构成。平滑电容器与电源(电池)并联连接。该电容器具有电阻成分，该电阻成分由电极的电阻引起或取决于绝缘体的特性。这样的电阻成分被称作“等效串联电阻(ESR，equivalent series resistance)”。当温度的范围是从外界温度到更高温度时，该ESR可能被忽略。然而，在低温下(例如，0℃或以下)，ESR增加到不能被忽略的程度。当使用前述逆变器设备来驱动电动机时，在电容器中流动的电动机电流产生由ESR引起的浪涌电压。如果该浪涌电压超过半导体元件的承受电压，则该半导体元件被损坏。因此，如果在PWM控制逆变器设备的外界温度(环境温度)为0℃或以下时，通过控制其中电容器与逆变器电路的输入相连的逆变器设备来为电动机提供电动机电流，则必须考虑电容器的ESR所带来的影响。 

为了防止逆变器设备的部件被浪涌电压损坏，一些控制装置具有存储最大可接受电动机电流值的映射(map)。所述最大可接受电动机电流值表示在每个温度下可以提供给电动机的电动机电流的最大值。这种控制装置基于该映射来控制逆变器设备。

然而，即使对于通用标准的电容器，ESR的级别也随着产品的不同而变化很大。因此，考虑到这些变化，对存储相对于外界温度的最大可接受电动机电流值的映射给出较大的安全余地。这降低了提供给电动机的电流值，因此减小了电动机的工作范围。 

具体来说，在包括用于空调器的电动压缩机的工业车辆(铲车)中，当车辆在冷藏库中工作时，由压缩机进行压缩的制冷剂可能液化。这增加了压缩液化制冷剂所需的扭矩以及用于启动电动机的扭矩。因此，最大可接受电动机电流值变得小于产生启动电动机所需扭矩的电流值。 

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于控制电动机的方法和装置，利用这种方法和装置，开动电动机，同时抑制很大的浪涌电压的产生。 

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于使用逆变器设备来调整提供给电动机的电动机电流的方法。逆变器设备包括逆变器电路以及与逆变器电路的输入并联连接的电容器。该方法包括：使用表示电容器的温度和电动机电流的最大值之间的关系的映射或表达式来设置最大可接受电动机电流值，该最大可接受电动机电流值防止逆变器设备的部件被电容器的等效串联电阻所产生的浪涌电压损坏；估计电动机的转子的转动位置并控制逆变器电路，使得如果电容器的温度处于一个范围内，则将小于最大可接受电动机电流值的直流电流作为d轴电流提供给电动机，其中在范围内，最大可接受电动机电流值小于用于产生启动电动机所需的扭矩的电流值；以及控制逆变器电路，使得在电容器的温度达到当最大可接受电动机电流值变得大于或等于用于产生启动电动机所需的扭矩的电流值时所处的温度之后，为电动机提供交流电流。