CN103828225A - 逆变器装置 - Google Patents

Abstract

目的在于在执行过调制控制的整个期间通过一个电流传感器进行电流检测，从而实现稳定的逆变器控制。逆变器控制装置（3）具有γ轴电流计算部（112），该γ轴电流计算部（112）预先保存有包含直流电流作为参数的γ轴电流运算式，将由电流传感器检测出的直流电流用于γ轴电流运算式而算出γ轴电流。

Description

逆变器装置

技术领域

本发明涉及逆变器装置。

背景技术

以往，作为基于逆变器装置的马达的驱动控制方法，公知有V/f向量控制（例如参照专利文献1）。而且，在V/f向量控制中，公知有将电压利用率设为1以上的控制方法即过调制控制（例如参照专利文献2）。

另外，在基于逆变器装置的马达控制中，需要检测从逆变器向马达流动的三相交流电流。作为该三相交流电流的检测方法，例如专利文献3中公开了利用设于逆变器的输入侧的一个电流传感器来检测三相交流电流的方法。具体来说，在专利文献3中公开了如下技术：通过逆变器所具备的与各相对应的开关元件的通断，在PWM逆变器的直流电流中出现两相的电流信息，利用这一点，基于开关元件的通断信息，将采样所得的直流输入电流对应各相进行分配并作为三相的电流检测值进行检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-210813号公报

专利文献2：日本特开2010-093931号公报

专利文献3：日本特开2008-220117号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，例如在上述专利文献2所公开的过调制控制中，有时进行将构成逆变器的下侧臂的开关元件中的一相在一个控制周期以上的期间设为接通状态并将两相设为断开状态的控制（例如，参照图7）。另一方面，在上述专利文献3所公开的马达电流检测方法中，利用通过开关元件的通断在直流电流中出现两相的电流信息这一点。因此，在一个控制周期内基于开关产生电流变化这一点成为电流检测的条件。

因此，例如在过调制控制实施过程中成为图7那样的开关状态的情况下，存在如下的问题：无法基于专利文献3所公开的技术进行电流检测，无法实现稳定的逆变器控制。

本发明的目的在于提供一种逆变器装置，能够在执行过调制控制的整个期间通过一个电流传感器进行电流检测，从而实现稳定的逆变器控制。

用于解决课题的方案

本发明的第一方式是一种逆变器装置，包括：逆变器，将经由直流母线输入的直流电压转换成三相交流电压并向马达输出；逆变器控制单元，控制上述逆变器；以及电流检测单元，检测在上述直流母线流动的直流电流，上述逆变器控制单元具备第一电流计算单元，该第一电流计算单元预先保存有包含上述直流电流作为参数的γ轴电流运算式，将由上述电流检测单元检测出的直流电流用于该γ轴电流运算式而算出γ轴电流。

根据上述结构，γ轴电流计算单元预先保存有将直流电流作为参数的用于计算γ轴电流的运算式，并利用该运算式计算γ轴电流，因此如果能够检测出直流电流就能够获得γ轴电流。由此，作为电流传感器仅设有一个电流传感器，并且在进行过调制控制的整个期间也都能够获得γ轴电流。

上述直流电流的参数还包括利用对直流电流进行平均化处理而求出的平均直流电流等直流电流所确定的与直流电流相关的参数。

在上述逆变器装置中，上述γ轴电流运算式例如是求出平均直流电流及γ轴电流相对于分别使线间电压及马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系并根据该关系导出的式子。

在上述逆变器装置中，也可以是，上述逆变器控制单元具备第二电流计算单元，该第二电流计算单元根据由上述电流检测单元检测出的直流电流来算出三相交流电流，并根据该三相交流电流来算出δ轴电流。

在上述逆变器装置中，也可以是，上述逆变器控制单元具备V/f控制单元，该V/f控制单元输入由上述第一电流计算单元算出的γ轴电流以及由上述第二电流计算单元算出的δ轴电流，上述V/f控制单元包括：电源频率指令计算单元，利用γ轴电流和上述马达的速度指令来计算电源频率指令；γ轴电压指令计算单元，利用包含δ轴电流的积分项和上述电源频率指令作为参数的运算式来算出γ轴电压指令；以及δ轴电压指令计算单元，利用上述δ轴电流的一次函数来算出δ轴电压指令。

在上述逆变器装置中，也可以是，上述第二电流计算单元在过调制控制执行过程中，在电角度一周期中占空比为100%及0%以外的第一期间的情况下，根据上述三相交流电流来算出δ轴电流，在上述第一期间以外的期间，保持上述第一期间中之前算出的δ轴电流，将保持的值作为δ轴电流而输出。

这样一来，在上述第一期间以外的期间，第二电流计算单元不进行计算处理而将保持的上次值输出，从而能够实现处理负担的减轻、消耗电力的减少。

在此，“第一期间”是指能够确保逆变器控制装置（例如CPU）检测电流值所需的时间的占空比的上限以下、且能够确保逆变器控制装置检测电流值所需的时间的占空比的下限以上的期间。

在上述逆变器装置中，也可以是，在过调制控制执行过程中，在电角度一周期中占空比为100%和0%的期间，上述第二电流计算单元停止上述δ轴电流的计算处理，上述γ轴电压指令计算单元利用上述δ轴电流的积分项中预先设定的一定值来算出上述γ轴电压指令。

这样一来，在过调制控制执行过程中，在电角度一周期中占空比为100%及0%的期间，停止δ轴电流的计算处理，并且停止V/f控制单元中的δ轴电流的积分项的计算处理，因此能够简化运算处理，能够减轻逆变器控制单元的处理负担。

在上述逆变器装置中，也可以是，在过调制控制执行过程中，上述δ轴电压指令计算单元输出预先设定的一定值作为上述δ轴电压指令。

这样一来，在过调制控制执行过程中，停止V/f控制单元中的δ轴电压指令的计算处理，因此能够简化运算处理，能够减轻逆变器控制单元的处理负担。

在上述逆变器装置中，也可以是，上述逆变器控制单元具备：V/f控制单元，输入由上述第一电流计算单元算出的γ轴电流，并利用该γ轴电流和上述马达的速度指令来算出电源频率指令；以及第三电流计算单元，预先保存有包含线间电压和在上述V/f控制单元中算出的上述电源频率指令作为参数的δ轴电流运算式，将上述线间电压的指令值或计测值和由上述V/f控制单元算出的上述电源频率指令用于该δ轴电流运算式来算出δ轴电流。

根据上述结构，第三电流计算单元预先保存有用于计算δ轴电流的运算式，利用该运算式来计算δ轴电流。由此，作为电流传感器仅设有一个电流传感器，并且在进行过调制控制的整个期间也都能够获得δ轴电流。

在上述逆变器装置中，上述δ轴电流运算式例如是求出δ轴电流相对于分别使线间电压及马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系并根据该关系导出的式子。

在上述逆变器装置中，也可以是，具有：第四电流计算单元，根据由上述电流检测单元检测出的直流电流来算出三相交流电流，根据该三相交流电流来算出γ轴电流；以及第二电流计算单元，根据算出的上述三相交流电流来计算δ轴电流，在执行过调制控制的期间，由上述第一电流计算单元算出γ轴电流并由上述第三电流计算单元计算上述δ轴电流，在不进行上述过调制控制的期间，由上述第四电流计算单元算出γ轴电流并由上述第二电流计算单元算出δ轴电流。

在上述逆变器装置中，也可以是，在过调制控制执行过程中，在电角度一周期中占空比为100%及0%以外的第一期间的情况下，由上述第四电流计算单元算出γ轴电流并由上述第二电流计算单元算出δ轴电流，在上述第一期间以外的期间，由上述第一电流计算单元算出γ轴电流，由上述第三电流计算单元算出δ轴电流。

发明效果

根据本发明，起到如下的效果：能够在执行过调制控制的整个期间通过一个电流传感器进行电流检测，从而实现稳定的逆变器控制。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式涉及的逆变器装置的概略结构的图。

图2是将图1所示的逆变器控制装置所具备的功能展开表示的功能框图。

图3是表示平均直流电流和γ轴电流及δ轴电流相对于分别使线间电压指令实效值及马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系的图。

图4是表示平均直流电流和γ轴电流及δ轴电流相对于分别使线间电压指令实效值及马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系的图。

图5是表示平均直流电流和γ轴电流及δ轴电流相对于分别使线间电压指令实效值及马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系的图。

图6是表示根据图3至图5所示的关系得到的δ轴电流的平均值和线间电压指令实效值/马达的旋转轴速度的关系的图。

图7是表示过调制控制时U相、V相、W相的负侧开关的PWM信号的一例的图。

图8是表示本发明的第二实施方式涉及的逆变器装置的概略结构的框图。

图9是用于说明第一期间的图。

图10是表示本发明的第三实施方式涉及的逆变器装置的概略结构的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对将本发明涉及的逆变器装置适用于车载空调所使用的压缩机马达的情况下的一个实施方式进行说明。另外，本发明涉及的逆变器装置并不仅仅适用于以下说明的压缩机马达，可以广泛适用于所有马达。

<第一实施方式>

图1是表示本发明的第一实施方式涉及的逆变器装置的概略结构的图。如图1所示，逆变器装置1具备：逆变器2，将从直流电源5经由直流母线L输入的直流电压V_DC转换成三相交流电压并向压缩机马达4输出；以及控制逆变器2的逆变器控制装置3。

逆变器2具备对应于各相所设置的上侧臂的开关元件S_1u、S_1v、S_1w和下侧臂的开关元件S_2u、S_2v、S_2w，这些开关元件由逆变器控制装置3控制，从而生成向压缩机马达4供给的三相交流电压。

另外，逆变器装置1具备用于检测在直流母线L流动的直流电流i_sh的电流传感器（电流检测单元）6以及检测逆变器2的输入直流电压V_DC的电压传感器8。

由电流传感器6检测出的直流电流i_sh以及由电压传感器8检测出的直流电压V_DC被输入到逆变器控制装置3。在此，作为电流传感器6的一例，可以列举出分流电阻。另外，在图1中，电流传感器6设于直流电源5的负极侧，但也可以设于正极侧。

逆变器控制装置3例如是MPU（Micro Processing Unit：微处理单元），具有存储有用于执行以下记载的各处理的程序的能够供计算机读取的存储介质，CPU在RAM等主存储装置中读出并执行该存储介质所存储的程序，从而实现以下的各处理。作为能够供计算机读取的存储介质，例如可以列举出磁盘、光盘、半导体存储器等。

逆变器控制装置3对应每个相生成能够使压缩机马达4的旋转速度与从上位的控制装置（未图示）施加的马达速度指令一致的PWM信号S_PWM，通过将它们发送到与逆变器2的各相对应的开关元件来控制逆变器3，将所希望的三相交流电压向压缩机马达4供给。

图2是将逆变器控制装置3所具备的功能展开表示的功能框图。

如图2所示，逆变器控制装置3具备：电流计算部11、V/f控制部12以及PWM信号生成部13。

电流计算部11具备：平均电流计算部111、γ轴电流计算部（第一电流计算单元）112、δ轴电流计算部（第三电流计算单元）113。

平均电流计算部111将由电流传感器6检测出的直流电流i_sh以预定的采样周期进行平均化来计算出平均直流电流i_{sh_ave}。平均电流计算部111例如以任一相电流的电角度60°周期对直流电流i_sh进行平均化，得到平均直流电流i_{sh_ave}。另外，直流电流i_sh的平均化并不是必须的，如果是在马达驱动时速度变动、振动不会出现问题的程度，则也可以省略平均化。在该情况下，在后述的γ轴电流的计算中，也可以替代平均直流电流i_{sh_ave}而使用直流电流sh进行γ轴电流i_γ的计算。

γ轴电流计算部112预先保存有包含平均直流电流i_{sh_ave}作为参数的γ轴电流运算式，将由平均电流计算部111算出的平均直流电流ish_ave代入到该γ轴电流运算式，从而算出γ轴电流i_γ。

δ轴电流计算部113预先保存有包含线间电压指令实效值V_rms作为参数的δ轴电流运算式。在此，线间电压指令实效值V_rms是由在后述的V/f控制部12中使用的电源频率指令ω₁ ^*和两相电压指令v_γ ^*、v_δ ^*所确定的值。δ轴电流计算部113将由在V/f控制部12中算出的电源频率指令ω₁ ^*和两相电压指令v_γ ^*、v_δ ^*所确定的线间电压指令实效值V_rms用于该δ轴电流运算式中来算出δ轴电流i_δ。

上述线间电压指令实效值V_rms通过以下式子计算。

V_rms＝√（v_δ ^*2+v_γ ^*2)

在此，γ轴电流和δ轴电流是利用δ-γ坐标系所确定的各轴电流。δ-γ坐标系是不进行转子位置的检测或推定而为了驱动马达所确定的逆变器轴（γ轴、δ轴），与将马达的转子位置的磁场方向确定为d轴、将与d轴正交的方向确定为q轴的d-q坐标系对应。

另外，在δ轴电流i_δ的计算中，也可以替代线间电压指令实效值V_rms而使用实际的线间电压的实效值（计测值）。并且，在上述例子中，根据两相电压指令v_γ ^*、v_δ ^*来计算线间电压指令实效值，但也可以根据三相电压指令来计算线间电压指令实效值。

另外，γ轴电流计算部112保存有的γ轴电流运算式及δ轴电流计算部113保存有的δ轴电流运算式的详细内容在后文叙述。

V/f控制部12具有速度/位置指令生成部121、电压指令生成部122、两相/三相转换部123。

速度/位置指令生成部121利用压缩机马达4的旋转轴速度指令ω_m ^*和由γ轴电流计算部112算出的γ轴电流i_γ，来计算电源频率指令（向压缩机马达4供给的三相交流电压的角频率指令）ω₁ ^*。

电源频率指令ω₁ ^*例如利用以下的式（1）计算。

ω₁ ^*＝nω_m ^*－K_ωi_γ（1）

在式（1）中，n是极对数，ω_m ^*是马达的旋转轴速度指令，K_ω是频率控制增益，是正的常数。

根据式（1），在γ轴电流i_γ增加的情况下即马达负载增加的情况下，使电源频率指令ω₁ ^*减少。另一方面，在γ轴电流i_γ减少的情况下即马达负载减少的情况下，使电源频率指令ω₁ ^*增加。通过这样进行控制，在马达负载增加的情况下，通过使电源频率指令ω₁ ^*减少来防止失速，在马达负载减少时，通过使电源频率指令ω₁ ^*增加来抑制马达的加速。

而且，速度/位置指令生成部121通过对电源频率指令ω₁ ^*进行积分来计算转子的位置指令θ^*。转子的位置指令θ^*的计算式由以下的式（2）提供。

θ^*＝∫ω₁ ^*dt（2）

电压指令生成部122根据以下的式（3）来计算γ轴电压指令v_γ ^*，根据以下的式（4）来计算δ轴电压指令v_δ ^*。

v_γ ^*＝Λ_δ ^*ω₁ ^*＋V_ofsγ（3）

v_δ ^*＝－K_δi_δ（4）

在式（3）中，Λ_δ ^*是压缩机马达5的感应电压系数（反向电压系数），V_ofsγ是补偿电压，由以下的式（5）提供。另外，在式（4）中，K_δ是δ轴电流控制增益，是正的常数。

V_ofsγ＝－K_d∫i_δdt（5）

在式（5）中，K_d是电压调整增益，是正的常数。

两相/三相转换部123利用转子的位置指令θ^*，根据在电压指令生成部122中算出的γ轴电压指令v_γ ^*以及δ轴电压指令v_δ ^*来计算三相电压指令v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*。

PWM信号生成部13利用在V/f控制部12中算出的三相电压指令v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*，生成与各相对应的PWM信号S_PWM。另外，为了生成PWM信号S_PWM，使用输入到逆变器3的输入直流电压V_DC。

接着，对作为本发明的主要特征之一的电流计算部11中使用的γ轴电流运算式以及δ轴电流运算式详细地进行说明。

发明人通过进行模拟，求出平均直流电流i_{sh_ave}和γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ相对于分别使线间电压指令实效值及马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系。

图3至图5表示模拟结果。在图3至图5所示的图表中，纵轴是电流，横轴是马达转矩。图3表示马达的旋转轴速度为低速时例如将旋转轴速度设定为最大旋转轴速度的70%以上且小于80%时的模拟结果，图4表示马达的旋转轴速度为中速例如将旋转轴速度设定为最大旋转轴速度的80%以上且小于90%时的模拟结果，图5表示马达的旋转轴速度为高速时例如将旋转时速度设定为最大旋转轴速度的90%以上且100%以下时的模拟结果。另外，在图3至图5中，线间电压指令实效值按照图3（a）至图5（c）的顺序逐渐变高。另外，各特性根据马达转矩而将成为过调制控制的线间电压指令实效值及马达的旋转轴速度作为对象求出。

如图3至图5所示可知，γ轴电流i_γ和平均直流电流i_{sh_ave}为比例关系，γ轴电流i_γ能够由平均直流电流i_{sh_ave}的一次函数表示。

另外，还可知比例系数（γ轴电流换算系数K_γ）并不取决于旋转速度、线间电压指令实效值，可以以恒定值来表现。式（6）表示根据模拟结果导出的γ轴电流运算式。

i_γ＝K_γ×i_{sh_ave}（6）

在上述式（6）中，K_γ是γ轴电流换算系数，是根据图3至图5所示的模拟结果导出的值。

可知，相对于上述γ轴电流i_γ，δ轴电流i_δ相对于马达转矩大致恒定，并且δ轴电流i_δ根据线间电压指令实效值和马达的旋转轴速度而变化。因此，发明人在将线间电压指令实效值除以马达的旋转轴速度而得到的值作为横轴、将δ轴电流i_δ的平均值作为纵轴的坐标空间中标绘图3至图5所示的各图表的δ轴电流的平均值，得到了图6所示的每个旋转速度（最大轴速度的70%、85%、100%）的特性。根据图6可知，δ轴电流i_δ的平均值能够设为将线间电压指令实效值除以马达的旋转轴速度而得到的值的一次函数。式（7）表示根据模拟结果导出的δ轴电流运算式。

i_δ＝K_δ（V_rms／ω₁ ^*）＋i_δofs（7）

在式（7）中，K_δ是δ轴电流换算系数，V_rms是线间电压指令实效值，ω₁ ^*是电源频率指令，i_δofs是δ轴电流补偿。在此，δ轴电流换算系数K_δ以及δ轴电流补偿i_δofs是根据图6所示的特性导出的值。另外，图6使用了马达的旋转轴速度，但在式（7）中替代马达的旋转轴速度而使用了电源频率指令。其理由是，电源频率指令与马达的旋转轴速度大致一致，即使代用运算式依然成立，并且如上所述在马达控制装置3中，将电源频率指令ω₁ ^*利用于V/f控制中。这样一来，通过直接挪用在V/f控制中算出的电源频率指令ω₁ ^*，能够容易地算出δ轴电流。

接下来，对本实施方式涉及的逆变器控制装置3的作用进行说明。

首先，由电流传感器6及电压传感器8检测出的直流电流i_sh以及输入直流电压V_DC被输入到逆变器控制装置3。逆变器控制装置3的电流计算部11的平均电流计算部111将直流电流i_sh以预定的采样周期进行平均化，将平均直流电流i_{sh_ave}输出到γ轴电流计算部112及δ轴电流计算部113。

γ轴电流计算部112预先保存有上述式（6），通过将从平均电流计算部111输入的平均直流电流i_{sh_ave}代入到上述式（6），来计算γ轴电流i_γ。

另外，δ轴电流计算部113预先保存有上述式（7），并且从V/f控制部12输入最新的电源频率指令ω₁ ^*、_γ轴电压指令v_γ ^*以及δ轴电压指令v_δ ^*。δ轴电流计算部113根据γ轴电压指令v_γ ^*以及δ轴电压指令v_δ ^*来计算线间电压指令实效值V_rms。而且，通过将该线间电压指令实效值V_rms和输入的电源频率指令ω₁ ^*代入到上述式（7），来计算δ轴电流i_δ。

将由_γ轴电流计算部112算出的_γ轴电流i_γ以及由δ轴电流计算部113算出的δ轴电流i_δ向V/f控制部12输入，而用于三相电压指令的生成。

具体地说，在V/f控制部12的速度/位置指令生成部121中，通过将γ轴电流i_γ代入到上述式（1）来计算电源频率指令ω₁ ^*。而且，通过对电源频率指令进行积分，来计算转子的位置指令θ*。

接着，在电压指令生成部122中，使用电源频率指令ω₁ ^*和δ轴电流i_δ，根据式（3）及式（4）来计算γ轴电压指令v_γ ^*及δ轴电压指令v_δ ^*。

在两相/三相转换部124中，利用在速度/位置指令生成部121中算出的转子的位置指令θ^*，将在电压指令生成部122中算出的γ轴电压指令v_γ ^*以及δ轴电压指令v_δ ^*转换成三相电压指令v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*。

将在V/f控制部12中算出的三相电压指令v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*输入到PWM信号生成部13，而与被输入到逆变器2的输入直流电压V_DC的值一起用于与各相对应的PWM信号S_PWM的生成。由PWM信号生成部13生成的各相的PWM信号被发送到逆变器2，基于该PWM信号，对与逆变器2的各相对应的上侧臂及下侧臂的开关元件进行通断控制。

如以上说明那样，根据本实施方式涉及的逆变器装置1，分别求出平均直流电流、γ轴电流及δ轴电流相对于分别使线间电压指令实效值及马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系，分别确定用于根据该关系计算γ轴电流i_γ及δ轴电流iδ的运算式，利用该运算式计算γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ。由此，如图7所示，即使在执行在一个控制周期以上的期间使仅一相（在图7为W相）的开关元件成为接通状态而使与另外两相对应的开关元件成为断开状态的过调制控制的情况下，也能够基于由一个电流传感器6检测出的直流电流i_sh来获得γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ。

而且，根据本实施方式涉及的逆变器装置1，根据平均直流电流i_{sh_ave}计算γ轴电流i_γ，并且利用V/f控制所使用的参数来计算δ轴电流i_δ。因此，能够省略例如专利文献3等中所述的计算逆变器输出电路i_u、i_v、i_w的步骤。由此，能够减轻逆变器控制装置3中的处理负担。其结果是，逆变器控制装置3中的处理存在富余，因此例如能够实现控制周期的缩短、载波频率的高频化。

另外，在本实施方式中，V/f控制部12的结构是一例，除了上述结构之外，还可以采用公知的V/f控制的结构，例如专利文献1中公开的V/f控制的结构。

另外，而且，上述逆变器控制装置3除了V/f控制部12之外还可以具备使用无传感器向量控制、开环控制、等幅PWM控制等其他控制方法来控制逆变器的一个或两个以上的控制部。例如，也可以根据压缩机马达4的速度指令，从开环控制、等幅PWM控制、无传感器向量控制、V/f控制中选择一个控制方法，按照该控制方法控制逆变器2。在该情况下，也可以仅针对进行V/f控制的期间，通过上述电流计算部11进行γ轴电流i_γ及δ轴电流iδ的计算，并进行基于算出的γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ的V/f控制。

<第二实施方式>

接下来，说明本发明的第二实施方式涉及的逆变器装置。在上述第一实施方式涉及的逆变器装置1中，不管是否进行了过调制控制，在通过V/f控制部12实施V/f控制的期间，都通过电流计算部11进行γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ的计算，并将算出的γ轴电流i_γ及δ轴电流iδ用于V/f控制。本实施方式涉及的逆变器装置仅在V/f控制中进行过调制控制的期间，通过电流计算部11进行γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ的计算，在不进行过调制控制的期间，利用其它轴电流计算方法来计算γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ。

例如，如图8所示，本实施方式涉及的逆变器装置1a除了电流计算部11之外，还具备专利文献3公开的方法，即根据直流电流i_sh计算三相电流i_u、i_v、i_w，根据算出的三相电流i_u、i_v、i_w计算γ轴电流i_γ及δ轴电流i_γ的电流计算部（第三电流计算单元、第四电流计算单元）20。

具体地说，电流计算部20包括相电流计算部21及三相/两相转换部22。

在这种逆变器装置1_a中，在进行过调制控制的情况下，利用电流计算部11计算_γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ，在不进行过调制控制的情况下，利用电流计算部20来计算_γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ。

在此，是否进行过调制控制的判定例如也可以基于电压利用率来进行。电压利用率由以下式（8）提供。

电压利用率=线间电压指令实效值/（直流电压/√2）（8）

在该情况下，在电压利用率为预先设定的预定值（例如1）以上的情况下，判断为进行了过调制控制而采用电流计算部11，在电压利用率小于预定值的情况下判断为不进行过调制控制而采用电流计算部20。

另外，除了基于上述电压利用率的判定之外，还可以在例如一个控制周期以上的期间，在仅仅将与一相或两相对应的负侧开关元件设为接通而将与剩余的相对应的负侧开关元件设为断开的情况下采用电流计算部11，在除此之外的情况下采用电流计算部20。关于仅仅将与一相或两相对应的负侧开关元件设为接通而将与剩余的相对应的负侧开关元件设为断开的情况，例如，可以通过由V/f控制部12算出的三相电压指令v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*中的任一个的相是否超过载波三角波振幅的最大值来判定。

另外，即使在过调制控制的执行过程中，也可以例如在图9的第一期间Ta中采用电流计算部20来计算γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ，在第一期间Ta以外的区域，采用电流计算部11来计算_γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ。在此，第一期间Ta是指能够确保逆变器控制装置（例如CPU）检测电流值所需的时间的占空比的上限A以下、且能够确保逆变器控制装置检测电流值所需的时间的占空比的下限B以上的期间。

这样一来，在电角度一周期中，通过进行电流计算部11和电流计算部20的切换，即使在产生了急剧的负载转矩变动的情况下，也能够迅速地追随于电流值和电流相位的变化，能够实现稳定的控制。

另外，上述电流计算部11和电流计算部20的切换也可以仅仅针对γ轴电流进行或者仅仅针对δ轴电流进行。例如，针对γ轴电流i_γ，也可以不进行电流计算部的切换，而始终利用电流计算部11的γ轴电流计算部112来进行。例如，针对γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ双方，一旦切换计算方法，则切换前后有可能使计算值产生变动。因此，可以通过针对γ轴电流i_γ及δ轴电流i_δ中的任一方而始终采用相同的方法进行计算，从而能够抑制伴随着计算方法的切换而产生的计算值的变动。

<第三实施方式>

接下来，说明本发明的第三实施方式涉及的逆变器装置。本实施方式涉及的逆变器装置如图10所示，具有上述电流计算部11（参照图2）中的γ轴电流计算部（第一电流计算单元）112和电流计算部20中的δ轴电流计算功能（第二电流计算单元），由γ轴电流计算部112算出的γ轴电流和由电流计算部20算出的δ轴电流被输出到V/f控制部12。

在本实施方式涉及的逆变器装置中，在过调制控制的执行过程中，在图9所示的第一期间Ta，由γ轴电流计算部112算出的γ轴电流和由电流计算部20算出的δ轴电流被输出到V/f控制部12。

另外，在第一期间T_a以外的期间，电流计算部20停止δ轴电流的计算处理，保持在之前的第一期间Ta算出的δ轴电流i_δ，将该值作为δ轴电流i_δ输出。另外，在该情况下，关于γ轴电流，接着也通过γ轴电流计算部112进行γ轴电流的计算。

这样一来，在第一期间T_a以外的期间的情况下，在第一期间T_a算出的最后的δ轴电流i_δ的值被电流计算部20保持，利用该值通过V/f控制部12进行上述式（3）-式（5）的计算，算出_γ轴电压指令v_γ ^*及δ轴电压指令v_δ ^*。

这样一来，在有可能无法通过电流计算部20检测δ轴电流i_δ的第一期间Ta以外的期间，停止基于电流计算部20的δ轴电流i_δ的计算处理，从而能够实现逆变器控制装置的处理负担的减轻、消耗电力的减少。

另外，在本实施方式中，作为δ轴电流的计算单元采用了电流计算部20，但也可以替代该电流计算部20而采用图1所示的δ轴电流计算部113。在该情况下，通过在第一期间T_a以外的期间停止δ轴电流i_δ的计算处理，也能够实现处理负担的减轻、消耗输出的减少。

<第四实施方式>

接着，说明本发明的第四实施方式涉及的逆变器装置。在上述第三实施方式中，在过调制控制执行过程中的第一期间Ta以外的期间，作为δ轴电流而使用了上次值，但在本实施方式中，在上述第一期间T_a以外，停止基于电流计算部20的δ轴电流的计算处理，并且停止V/f控制部12中的式（4）及式（5）的计算处理。

具体地说，V/f控制部12采用预先设定的恒定值作为δ轴电压指令v_δ ^*，并且不进行式（5）的计算处理，而将式（3）中的V_ofsγ的值作为恒定值来处理。

这样一来，在第一期间T_a以外的情况下，停止δ轴电流的计算处理，并且还停止V/f控制部12中的式（4）及式（5）的计算处理，因此能够简化运算处理，能够减轻电流计算部11及V/f控制部12的处理负担。

另外，也可以取代上述方式，对于δ轴电压指令v_δ ^*，在过调制控制的整个执行期间停止利用式（4）的计算处理而采用预先设定的恒定值。

附图标记说明

1逆变器装置

2逆变器

3逆变器控制装置

4压缩机马达

5直流电源

6电流传感器

8电压传感器

11电流计算部

12V/f控制部

13PWM信号生成部

20电流计算部

111平均电流计算部

112γ轴电流计算部

113δ轴电流计算部

121速度/位置指令生成部

122电压指令生成部

123两相/三相转换部

Claims (11)

1.一种逆变器装置，包括：

逆变器，将经由直流母线输入的直流电压转换成三相交流电压并向马达输出；

逆变器控制单元，控制上述逆变器；以及

电流检测单元，检测在上述直流母线流动的直流电流，

上述逆变器控制单元具备第一电流计算单元，该第一电流计算单元预先保存有包含上述直流电流作为参数的γ轴电流运算式，将由上述电流检测单元检测出的直流电流用于该γ轴电流运算式而算出γ轴电流。

2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其中，

上述γ轴电流运算式是求出平均直流电流及γ轴电流相对于分别使线间电压和马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系并根据该关系导出的式子。

3.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其中，

上述逆变器控制单元具备第二电流计算单元，该第二电流计算单元根据由上述电流检测单元检测出的直流电流来算出三相交流电流，并根据该三相交流电流来算出δ轴电流。

4.根据权利要求3所述的逆变器装置，其中，

上述逆变器控制单元具备V/f控制单元，该V/f控制单元输入由上述第一电流计算单元算出的γ轴电流以及由上述第二电流计算单元算出的δ轴电流，

上述V/f控制单元包括：

电源频率指令计算单元，利用γ轴电流和上述马达的速度指令来算出电源频率指令；

γ轴电压指令计算单元，利用包含δ轴电流的积分项和上述电源频率指令作为参数的运算式来算出γ轴电压指令；以及

δ轴电压指令计算单元，利用上述δ轴电流的一次函数来算出δ轴电压指令。

5.根据权利要求3或4所述的逆变器装置，其中，

上述第二电流计算单元在过调制控制执行过程中，在电角度一周期中占空比为100%和0%以外的第一期间的情况下，根据上述三相交流电流来算出δ轴电流，在上述第一期间以外的期间，保持上述第一期间中之前算出的δ轴电流，将保持的值作为δ轴电流而输出。

6.根据权利要求4所述的逆变器装置，其中，

在过调制控制执行过程中，在电角度一周期中占空比为100%和0%的期间，

上述第二电流计算单元停止上述δ轴电流的计算处理，

上述γ轴电压指令计算单元利用上述δ轴电流的积分项中预先设定的一定值来算出上述γ轴电压指令。

7.根据权利要求4或6所述的逆变器装置，其中，

在过调制控制执行过程中，上述δ轴电压指令计算单元输出预先设定的一定值作为上述δ轴电压指令。

8.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其中，

上述逆变器控制单元具备：

V/f控制单元，输入由上述第一电流计算单元算出的γ轴电流，并利用该γ轴电流和上述马达的速度指令来算出电源频率指令；以及

第三电流计算单元，预先保存有包含线间电压和在上述V/f控制单元中算出的上述电源频率指令作为参数的δ轴电流运算式，将上述线间电压的指令值或计测值和由上述V/f控制单元算出的上述电源频率指令用于该δ轴电流运算式来算出δ轴电流。

9.根据权利要求8所述的逆变器装置，其中，

上述δ轴电流运算式是求出δ轴电流相对于分别使线间电压和马达的旋转轴速度变化时的马达转矩的关系并根据该关系导出的式子。

10.根据权利要求8或9所述的逆变器装置，具有：

第四电流计算单元，根据由上述电流检测单元检测出的直流电流来算出三相交流电流，并根据该三相交流电流来算出γ轴电流；以及

第二电流计算单元，根据算出的上述三相交流电流来算出δ轴电流，

在过调制控制执行期间，由上述第一电流计算单元算出γ轴电流并由上述第三电流计算单元算出上述δ轴电流，在不进行上述过调制控制的期间，由上述第四电流计算单元算出γ轴电流并由上述第二电流计算单元算出δ轴电流。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的逆变器装置，其中，

在过调制控制执行过程中，在电角度一周期中占空比为100%和0%以外的第一期间的情况下，由上述第四电流计算单元算出γ轴电流，并由上述第二电流计算单元算出δ轴电流，在上述第一期间以外的期间，由上述第一电流计算单元算出γ轴电流，由上述第三电流计算单元算出δ轴电流。

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