[发明专利]电动机控制装置、机电一体单元、升压转换器系统、电动车辆系统和电动机控制方法

说明书

本发明的电动机控制装置与进行从直流功率到交流功率的功率转换的功率转换器连接，对使用所述交流功率驱动的交流电动机的驱动进行控制，其包括：生成三相电压指令的电压指令生成部；和栅极信号生成部，其对所述三相电压指令进行脉冲宽度调制，生成用于控制所述功率转换器的动作的栅极信号，所述电压指令生成部在对应于所述直流功率与所述交流功率的电压振幅比的调制率超过规定的阈值的过调制区域中，使用基于所述交流功率的功率因数的零序电压对所述三相电压指令进行调整，所述栅极信号生成部对经过所述电压指令生成部调整后的所述三相电压指令进行脉冲宽度调制来生成所述栅极信号。

技术领域

本发明涉及电动机控制装置、机电一体单元、升压转换器系统、电动车辆系统和电动机控制方法。

背景技术

对于电动汽车、混合动力汽车中使用的驱动用的逆变器，从提高耗电性能、装载空间的制约等观点出发，要求其小型、轻量化。一般的逆变器的构成要素包括功率模块、平滑化电容器、电流传感器、将它们相互连接的母线配线、栅极驱动基板、控制基板等。

在逆变器中，使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等半导体元件构成的功率模块在U相、V相、W相的正极侧(P侧)和负极侧(N侧)分别各具有1个，合计具有6个。这些功率模块使用从高压电池等直流电源供给的直流电压，生成用于施加到与逆变器连接的三相电动机上的三相交流的脉冲电压。为了抑制功率模块生成三相交流的脉冲电压时产生的直流电源侧的电压脉动(电容电压脉动)，平滑化电容器被与直流电源并联地连接于功率模块。

电容电压脉动分别依赖于平滑化电容器的静电电容和逆变器的开关频率而变化。因此，通过增大平滑化电容器的静电电容、或者提高逆变器的开关频率，能够降低电容电压脉动。然而，增大平滑化电容器的静电电容会导致平滑化电容器的体积(电容器体积)增大，提高逆变器的开关频率会导致开关损耗增大。因此，要求实现一种能够在抑制电容器体积、开关损耗增大的同时降低电容电压脉动的技术。

作为本申请发明的相关技术，已知有专利文献1所记载的技术。专利文献1公开了一种技术，为了降低在串联多重逆变器中成为问题的中性点电流，将三相的电压指令分别划分为电角度60度周期的6个期间，利用规定的运算式计算各期间中的零序电压指令，使其与电压指令叠加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-261063号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1记载的技术中，用于计算零序电压指令的公式复杂，所以计算成本增大。另外，为了将电压指令划分为6个期间来正确地计算零序电压指令，需要高精度地检测电动机旋转位置。并且，在调制率(直流电压与交流电压之比)超过1.15(＝√(4/3))的过调制区域中，无法采用与通常时相同的方法将零序电压指令叠加在电压指令上，所以无法将逆变器的输出电压控制为期望的振幅、相位。因此，难以采用专利文献1的技术作为一种用于在抑制电容器体积、开关损耗增大的同时降低电容电压脉动的手段。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在抑制电容器体积、开关损耗增大的同时有效地降低电容电压脉动。

解决问题的技术手段