АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
ELECTRIC MOTOR CONTROL EQUIPMENT

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к аппаратуре управления электродвигателя, которая может управлять электродвигательной системой, имеющей, например, трехфазный электродвигатель AC (переменного тока).
Уровень техники
[0002] Управление с помощью PWM (широтно-импульсной модуляции или ШИМ) является одним примером способа управления для управления трехфазным электродвигателем переменного тока. Управление с помощью ШИМ управляет преобразователем электроэнергии, который преобразовывает напряжение постоянного тока (DC) (электроэнергию DC) в напряжение переменного тока (AC) (электроэнергию AC) на основании соотношения величин между командным сигналом фазного напряжения, который задается так, чтобы создаваемый фазный ток, который подается к трехфазному электродвигателю переменного тока, совпадал с желаемым значением, и несущим сигналом, имеющим заранее заданную частоту. В частности, управление ШИМ может использоваться для управления преобразователем электроэнергии, который преобразовывает напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока (см. патентную литературу 1).
[0003] Между тем сглаживающий конденсатор для подавления колебаний напряжения переменного тока, которое подается на преобразователь электроэнергии или которое выводится из преобразователя электроэнергии, часто электрически соединяется параллельно с преобразователем электроэнергии. В последнее время сглаживающий конденсатор часто уменьшают в размере путем уменьшения емкости сглаживающего конденсатора. Однако если емкость сглаживающего конденсатора уменьшается, существует вероятность, что пульсации (что мы называем пульсационным компонентом) напряжения между выводами сглаживающего конденсатора станут относительно большими. Таким образом, патентная литература 1 раскрывает технологию, которая использует сигнал третьей гармоники для подавления (уменьшения) этих пульсаций напряжения между выводами сглаживающего конденсатора. В частности, патентная литература 1 раскрывает технологию, которая управляет переключающим элементом преобразователя электроэнергии так, чтобы форма сигнала входящего тока от источника электропитания переменного тока совпала с объединенной волной третьей гармоники и синусоидальной волны, частота которой такая же, как и частота электроэнергии переменного тока.
[Список библиографических ссылок]
[Патентная литература]
[0004] [Патентная литература 1] Патент Японии № 3906843
[Патентная литература 2] Нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии № 2010-263775
[Патентная литература 2] Выложенная заявка на патент Японии № 2006-115635
Сущность изобретения
[Техническая проблема]
[0005] Однако, существует вероятность, что одна только технология, раскрытая в патентной литературе 1, не может эффективно подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора в зависимости от причины, почему пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора происходят, что является технической проблемой.
[0006] Описанная выше проблема указана как один пример проблемы, которую пытается решить настоящее изобретение. Задачей настоящего изобретения является обеспечение аппаратуры управления электродвигателя, которая может соответствующим образом подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора.
[Решение проблемы]
[0007] <1> Аппаратура управления электродвигателя настоящего изобретения является аппаратурой управления электродвигателя, которая управляет электродвигательной системой, причем электродвигательная система содержит: источник питания постоянного тока (DC); преобразователь электроэнергии, который преобразовывает электроэнергию постоянного тока, подаваемую от источника питания постоянного тока в электроэнергию переменного тока (AC); сглаживающий конденсатор, который электрически соединен параллельно с преобразователем электроэнергии; и трехфазный электродвигатель переменного тока, который работает с использованием электроэнергии переменного тока, выводимой из преобразователя электроэнергии, причем аппаратура управления электродвигателя содержит: устройство генерации, которое генерирует сигнал модуляции путем прибавления сигнала третьей гармоники к командному сигналу фазного напряжения, который определяет работу трехфазного электродвигателя переменного тока; управляющее устройство, которое управляет работой преобразователя электроэнергии с использованием сигнала модуляции; и устройство настройки, которое настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники, причем устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы пиковое значение напряжения между выводами сглаживающего конденсатора в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена, было меньше, чем пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники не настроена.
[0008] В соответствии с аппаратурой управления электродвигателя, можно управлять электродвигательной системой. Электродвигательная система, которая является целью для управления аппаратурой управления электродвигателя, имеет источник питания постоянного тока, сглаживающий конденсатор, преобразователь электроэнергии и трехфазный электродвигатель переменного тока. Источник питания постоянного тока выводит электроэнергию постоянного тока (другими словами, напряжение постоянного тока и постоянный ток). Сглаживающий конденсатор соединен электрически параллельно с преобразователем электроэнергии. Как правило, сглаживающий конденсатор соединен электрически параллельно с источником питания постоянного тока. Поэтому сглаживающий конденсатор может подавлять вариации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора (а именно напряжения между выводами каждого из источника питания постоянного тока и преобразователя электроэнергии). Преобразователь электроэнергии преобразовывает электроэнергию постоянного тока, которая подается из источника питания постоянного тока, в электроэнергию переменного тока (как правило, электроэнергию трехфазного переменного тока). В результате трехфазный электродвигатель переменного тока работает путем использования электроэнергии переменного тока, которая подается трехфазному электродвигателю переменного тока от преобразователя электроэнергии.
[0009] Для управления этой электродвигательной системой аппаратура управления электродвигателя имеет устройство генерации, управляющее устройство и устройство настройки.
[0010] Устройство генерации генерирует сигнал модуляции путем прибавления сигнала третьей гармоники к командному сигналу фазного напряжения. А именно устройство генерации прибавляет сигнал третьей гармоники к командному сигналу фазного напряжения в каждой фазе трехфазного электродвигателя переменного тока (а именно каждой из этих трех фаз, в том числе U-фазе, V-фазе и W-фазе). В результате устройство генерации генерирует сигнал модуляции в каждой фазе трехфазного электродвигателя переменного тока (а именно каждой из трех фаз, в том числе U-фазе, V-фазе и W-фазе).
[0011] Командный сигнал фазного напряжения является сигналом переменного тока, который определяет работу трехфазного электродвигателя переменного тока. Например, командный сигнал фазного напряжения может быть соответственно задан так, чтобы крутящий момент, который выводится из трехфазного электродвигателя переменного тока, совпал с требуемым значением. Сигнал третьей гармоники является сигналом (как правило, сигналом переменного тока), частота которого является утроенной частотой командного сигнала фазного напряжения.
[0012] В частности, в качестве сигнала третьей гармоники может использоваться обычный сигнал третьей гармоники, который обычно используется во всех трех фазах трехфазного электродвигателя переменного тока. В этом случае обычный сигнал третьей гармоники может быть прибавлен к командному сигналу фазного напряжения в каждой фазе. Альтернативно, в качестве сигнала третьей гармоники может использоваться сигнал третьей гармоники, который индивидуально (отдельно) подготавливается для каждой из трех фаз трехфазного электродвигателя переменного тока. В этом случае соответствующий один сигнал третьей гармоники, который соответствует каждой фазе, может быть прибавлен к командному сигналу фазного напряжения в каждой фазе.
[0013] Управляющее устройство управляет работой преобразователя электроэнергии с использованием сигнала модуляции, который генерируется устройством генерации. Например, управляющее устройство может управлять работой преобразователя электроэнергии на основании соотношения величин между сигналом модуляции и несущим сигналом, имеющим заранее определенную частоту. В результате преобразователь электроэнергии подает электроэнергию переменного тока на основании командного сигнала фазного напряжения трехфазному электродвигателю переменного тока. Поэтому трехфазный электродвигатель переменного тока работает в одном аспекте на основании командного сигнала фазного напряжения.
[0014] Устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники. В частности, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы пиковое значение напряжения между выводами сглаживающего конденсатора (предпочтительно, пиковое значение пульсаций напряжения между выводами, то же самое было верно и в последующем объяснении) в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена, было меньше, чем пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники не настроена. А именно устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда работой преобразователя электроэнергии управляют с использованием сигнала модуляции (настроенного по амплитуде сигнала модуляции, описанного ниже), который генерируется путем прибавления сигнала третьей гармоники, амплитуда которого настроена, было меньше, чем пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда работой преобразователя электроэнергии управляют с использованием сигнала модуляции (не настроенного по амплитуде сигнала модуляции, описанного ниже), который генерируется путем прибавления сигнала третьей гармоники, амплитуда которого не настроена. В результате амплитуда сигнала третьей гармоники настраивается так, чтобы пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора становились относительно небольшими. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может соответственно подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора.
[0015] В частности, чтобы настроить амплитуду сигнала третьей гармоники в описанном выше аспекте, устройство настройки может оперативно отслеживать напряжение между выводами сглаживающего конденсатора (альтернативно, его пиковое значение) и может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники с помощью управления с обратной связью, используя отслеживаемое напряжение между выводами.
[0016] Как было описано выше, аппаратура управления электродвигателя может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы пиковое значение напряжения между выводами сглаживающего конденсатора становилось относительно небольшим. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может соответственно подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора.
[0017] <2> В другом аспекте аппаратуры управления электродвигателя настоящего изобретения устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы амплитуда сигнала третьей гармоники стала первым заранее определенным значением, если пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники равна первому заранее определенному значению, меньше, чем пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники равна второму заранее определенному значению.
[0018] В соответствии с этим аспектом устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы пиковое значение напряжения между выводами сглаживающего конденсатора становилось меньше (предпочтительно, становилось как можно меньше или становилось минимальным). Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более должным образом.
[0019] В другом аспекте аппаратуры управления электродвигателя настоящего изобретения устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы ширина вариаций пульсаций напряжения между выводами на стороне положительной полярности целевого значения напряжения между выводами была меньше, чем ширина вариаций пульсаций напряжения между выводами на стороне отрицательной полярности целевого значения напряжения между выводами, при этом ширина вариаций пульсаций напряжения между выводами сохраняется.
[0020] В соответствии с этим аспектом устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы ширина вариаций пульсаций напряжения между выводами на стороне положительной полярности (а именно на положительной стороне (от) целевого значения) была меньше, чем ширина вариаций пульсаций напряжения между выводами на стороне отрицательной полярности (а именно на отрицательной стороне (от) целевого значения). Если центральное значение пульсаций напряжения между выводами на стороне положительной полярности уменьшается, пиковое значение напряжения между выводами также уменьшается. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более должным образом.
[0021] <4> В другом аспекте аппаратуры управления электродвигателя настоящего изобретения устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы состояние напряжения между выводами изменялось из состояния, в котором период, в течение которого напряжение между выводами уменьшается, является более длинным, чем период, в течение которого напряжение между выводами увеличивается, в состояние, в котором период, в течение которого напряжение между выводами увеличивается, является более длинным, чем период, в течение которого напряжение между выводами уменьшается.
[0022] В соответствии с этим аспектом, как описано подробно ниже с использованием чертежей, временная диаграмма напряжения между выводами сглаживающего конденсатора становится временной диаграммой, которая является выпуклой вниз (а именно выгибается в сторону, в которой напряжение VH между выводами уменьшается) более легко, чем в случае, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники не настроена. В результате пиковое значение напряжения между выводами легко уменьшается. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более подобающим образом.
[0023] <5> В другом аспекте аппаратуры управления электродвигателя настоящего изобретения устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции, который является сигналом модуляции, генерируемым путем прибавления сигнала третьей гармоники, амплитуда которого настроена, и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции, который является сигналом модуляции, генерируемым путем прибавления сигнала третьей гармоники, амплитуда которого не настроена, изменялось из первого состояния, в котором уровень настроенного по амплитуде сигнала модуляции больше, чем уровень не настроенного по амплитуде сигнала модуляции, во второе состояние, в котором уровень настроенного по амплитуде сигнала модуляции меньше, чем уровень не настроенного по амплитуде сигнала модуляции, или из второго состояния в первое состояние.
[0024] В соответствии с этим аспектом устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции удовлетворяло следующему требованию. В частности, соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции может не всегда удовлетворять следующему требованию. А именно устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции удовлетворяло следующему требованию по меньшей мере в одной части определенного периода.
[0025] А именно устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние. А именно устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции, который находится сначала в первом состоянии, изменялось на второе состояние с течением времени.
[0026] Альтернативно, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из второго состояния в первое состояние. А именно устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции, который сначала находится во втором состоянии, изменялось на первое состояние с течением времени.
[0027] Первое состояние является состоянием, в котором уровень сигнала настроенного по амплитуде сигнала модуляции больше, чем уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции. Например, когда уровень сигнала настроенного по амплитуде сигнала модуляции равен +A (A>0), а уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции равен +B (B>0), первое состояние является состоянием, в котором верно A>B. С другой стороны, когда уровень сигнала настроенного по амплитуде сигнала модуляции равен -A, а уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции равен -B, первое состояние является состоянием, в котором верно -A>-B (а именно А<B).
[0028] Второе состояние является состоянием, в котором уровень сигнала настроенного по амплитуде сигнала модуляции меньше, чем уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции. Например, когда уровень сигнала настроенный по амплитуде сигнала модуляции равен +A, а уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции равен +B, второе состояние является состоянием, в котором верно А<B. С другой стороны, когда уровень сигнала настроенного по амплитуде сигнала модуляции равен -A, а уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции равен -B, второе состояние является состоянием, в котором верно -A<-B (а именно A>B).
[0029] Когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена в описанном выше аспекте, как подробно описано ниже с использованием чертежа, временная диаграмма напряжения между выводами сглаживающего конденсатора становится временной диаграммой, которая является выпуклой вниз (а именно выгибается в сторону, в которой напряжение между выводами уменьшается) более легко, чем в случае, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники не настроена. В результате пиковое значение напряжения между выводами легко уменьшается. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более подобающим образом.
[0030] <6> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя, которая настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние или из второго состояния в первое состояние, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние или из второго состояния в первое состояние в граничной точке, в которой уровни сигнала настроенного по амплитуде сигнала модуляции и не настроенного по амплитуде сигнала модуляции становятся нулем.
[0031] В соответствии с этим аспектом, напряжение между выводами становится относительно небольшим вблизи моментов времени, когда соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменяется из первого состояния во второе состояние или из второго состояния в первое состояние (а именно в точке, в которой уровень сигнала каждого из: настроенного по амплитуде сигнала модуляции и не настроенного по амплитуде сигнала модуляции становится нулем). В результате пиковое значение напряжения между выводами легко уменьшается. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более подобающим образом.
[0032] В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя, которая настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние или из второго состояния в первое состояние, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники в аспекте, который определяется на основе (i) аспекта вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции и (ii) соотношения величин между первым током, который течет между источником питания постоянного тока и сглаживающим конденсатором, и вторым током, который течет между трехфазным электродвигателем переменного тока и сглаживающим конденсатором.
[0033] В соответствии с этим аспектом, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники на основании аспекта вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции и соотношения величин между первым и вторым токами так, чтобы временная диаграмма напряжения между выводами сглаживающего конденсатора легко становилась временной диаграммой, которая является выпуклой вниз (а именно выгибается в сторону, в которой напряжение между выводами уменьшается). В результате пиковое значение напряжения между выводами легко уменьшается. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более должным образом.
[0034] В частности, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники в аспекте, который определяется на основании (i) аспекта вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции и (ii) соотношения величин между первым током, который течет между источником питания постоянного тока и сглаживающим конденсатором, и вторым током, который течет между трехфазным электродвигателем переменного тока и сглаживающим конденсатором, не только когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние или из второго состояния в первое состояние.
[0035] <8> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя, которая настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники в аспекте, который определяется на основании аспекта вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции и соотношения величин между первым и вторым токами, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники в первом аспекте настройки, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является первым соотношением, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники во втором аспекте настройки, который отличается от первого аспекта настройки, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется во втором аспекте вариаций, который отличается от первого аспекта вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами, является первым соотношением.
[0036] В соответствии с этим аспектом устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники, чтобы изменить аспект настройки амплитуды сигнала третьей гармоники, на основании различия аспекта вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции в ситуации, когда соотношение величин между первым и вторым токами не изменяется. В результате, как подробно описано ниже с использованием чертежа, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы временная диаграмма напряжения между выводами сглаживающего конденсатора легко становилась временной диаграммой, которая является выпуклой вниз (а именно выгибается в сторону, в которой напряжение между выводами уменьшается). В результате пиковое значение напряжения между выводами легко уменьшается. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более должным образом.
[0037] В частности, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является первым соотношением, и устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из второго состояния в первое состояние, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется во втором аспекте вариаций, который отличается от первого аспекта вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является первым соотношением. А именно устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники для изменения аспекта изменения соотношения величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции на основании различия аспекта вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции в ситуации, когда соотношение величин между первыми и вторыми токами не изменяется.
[0038] Кроме того, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники в первом аспекте настройки, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является первым соотношением, и устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники во втором аспекте настройки, который отличается от первого аспекта настройки, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется во втором аспекте вариаций, который отличается от первого аспекта вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является первым соотношением, не только когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние или из второго состояния в первое состояние.
[0039] <9> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя, которая настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники, чтобы изменять аспект изменения соотношения величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции на основании различия аспекта вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции, первый аспект вариаций является одним из: аспектом вариаций, в котором уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции увеличивается в течением времени, или аспектом вариаций, в котором уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции уменьшается с течением времени, второй аспект вариаций является другим одним из: аспектом вариаций, в котором уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции увеличивается с течением времени, или аспектом вариаций, в котором уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции уменьшается с течением времени, первое соотношение является одним из: соотношением, в котором первый ток больше, чем второй ток, и соотношением, в котором первый ток меньше, чем второй ток, первый аспект настройки является один из: аспектом настройки, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники увеличивается, или аспектом настройки, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники уменьшается, второй аспект настройки является другим одним из: аспектом настройки, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники увеличивается, или аспектом настройки, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники уменьшается.
[0040] В соответствии с этим аспектом устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники для изменения аспекта настройки амплитуды сигнала третьей гармоники на основании различия, увеличивается или нет уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции (другими словами, уменьшается) с течением времени в ситуации, когда соотношение величин между первым и вторым токами не изменяется.
[0041] <10> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя, которая настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники в аспекте, который определен на основании аспекта вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции и соотношения величин между первым и вторым токами, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники в первом аспекте настройки, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является первым соотношением, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники во втором аспекте настройки, который отличается от первого аспекта настройки, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является вторым соотношением, которое отличается от первого соотношения.
[0042] В соответствии с этим аспектом устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники для изменения аспекта настройки амплитуды сигнала третьей гармоники на основании различия соотношения величин между первым и вторым токами в ситуации, когда аспект вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции не изменяется. В результате, как подробно описано ниже с использованием чертежа, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы временная диаграмма напряжения между выводами сглаживающего конденсатора легко становилась временной диаграммой, которая является выпуклой вниз (а именно выгибается в сторону, в которой напряжение между выводами уменьшается). В результате пиковое значение напряжения между выводами легко уменьшается. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более должным образом.
[0043] В частности, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является первым соотношением, и устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из второго состояния в первое состояние, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является вторым соотношением, которое отличается от первого соотношения. А именно устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники для изменения аспекта изменения соотношения величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции на основании различия соотношения величин между первым и вторым токами в ситуации, когда аспект вариаций уровня сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции не изменяется.
[0044] Кроме того, устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники в первом аспекте настройки, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является первым соотношением, и устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники во втором аспекте настройки, который отличается от первого аспекта настройки, если (i) уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции изменяется в первом аспекте вариаций, и (ii) соотношение величин между первым и вторым токами является вторым соотношением, которое отличается от первого соотношения, не только когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние или из второго состояния в первое состояние.
[0045] <11> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя, которая настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники для изменения аспекта изменения соотношения величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции на основании различия соотношения величин между первым и вторым токами, первый аспект вариаций является одним из: аспектом вариаций, в котором уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции увеличивается с течением времени, или аспектом вариаций, в котором уровень сигнала не настроенного по амплитуде сигнала модуляции уменьшается с течением времени, первое соотношение является одним из: соотношением, в котором первый ток больше, чем второй ток, или соотношением, в котором первый ток меньше, чем второй ток, второе соотношение является другим одним из: соотношением, в котором первый ток больше, чем второй ток, или соотношением, в котором первый ток меньше, чем второй ток, первый аспект настройки является одним из: аспектом настройки, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники увеличивается, или аспектом настройки, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники уменьшается, второй аспект настройки является другим одним из: аспектом настройки, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники увеличивается, или аспектом настройки, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники уменьшается.
[0046] В соответствии с этим аспектом устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники для изменения аспект изменения соотношения величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции на основании различия, больше или нет первый ток, чем второй ток (другими словами, первый ток меньше, чем второй ток) в ситуации, когда аспект вариаций уровня не настроенного по амплитуде сигнала модуляции не изменяется.
[0047] <12> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя, которая настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояние или из второго состояния в первое состояние, управляющее устройство управляет работой преобразователя электроэнергии на основании соотношения величин между сигналом модуляции и несущим сигналом, имеющим заранее определенную частоту, первое состояние является (i) состоянием, в котором период, в течение которого настроенный по амплитуде сигнал модуляции меньше, чем несущий сигнал, короче, чем период, в течение которого не настроенный по амплитуде сигнал модуляции меньше, чем несущий сигнал, или (ii) состоянием, в котором период, в течение которого настроенный по амплитуде сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал, более длинный, чем период, в течение которого не настроенный по амплитуде сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал, второе состояние является (i) состоянием, в котором период, в течение которого настроенный по амплитуде сигнал модуляции меньше, чем несущий сигнал, более длинный, чем период, в течение которого не настроенный по амплитуде сигнал модуляции меньше, чем несущий сигнал, или (ii) состоянием, в котором период, в течение которого настроенный по амплитуде сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал, короче, чем период, в течение которого не настроенный по амплитуде сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал.
[0048] В соответствии с этим аспектом, когда соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции является первым состоянием, период, в течение которого настроенный по амплитуде сигнал модуляции меньше, чем несущий сигнал, короче, чем период, в течение которого не настроенный по амплитуде сигнал модуляции меньше, чем несущий сигнал, как подробно описано ниже с использованием чертежа. А именно период, в течение которого настроенный по амплитуде сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал, является более длинным, чем период, в течение которого не настроенный по амплитуде сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал. С другой стороны, когда соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции является вторым состоянием, период, в течение которого настроенный по амплитуде сигнал модуляции меньше, чем несущий сигнал, является более длинным, чем период, в течение которого не настроенный по амплитуде сигнал модуляции меньше, чем несущий сигнал, как подробно описано ниже с использованием чертежа. А именно период, в течение которого настроенный по амплитуде сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал, является более коротким, чем период, в течение которого не настроенный по амплитуде сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал.
[0049] Когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена в описанном выше аспекте, как подробно описано ниже с использованием чертежа, временная диаграмма напряжения между выводами сглаживающего конденсатора становится временной диаграммой, которая является выпуклой вниз (а именно выгибается в сторону, в которой напряжение между выводами уменьшается) более легко, чем в случае, в котором амплитуда сигнала третьей гармоники не настроена. В результате пиковое значение напряжения между выводами легко уменьшается. Поэтому аппаратура управления электродвигателя может подавлять пульсации напряжения между выводами сглаживающего конденсатора более должным образом.
[0050] <13> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя, которая настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции изменялось из первого состояния во второе состояния или из второго состояния в первое состояние, управляющее устройство управляет работой преобразователя электроэнергии на основании соотношения величин между сигналом модуляции и несущим сигналом, имеющим заранее определенную частоту, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы соотношение величин между настроенный по амплитуде сигналом модуляции и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции в одной из трех фаз изменялось из первого состояния во второе состоянии или из второго состояния в первое состояние в период, в течение которого абсолютное значение уровня сигнала модуляции в каждой из других двух из трех фаз больше, чем абсолютное значение пикового значения уровня несущего сигнала.
[0051] В соответствии с этим аспектом, если абсолютное значение уровня сигнала модуляции в каждой из двух фаз больше, чем абсолютное значение пикового значения (а именно максимальное значение или минимальное значение) уровня несущего сигнала, работой преобразователя электроэнергии в значительной степени управляют на основании сигнала модуляции в оставшейся фазе, учитывая исходное условие трехфазности переменного тока. В этом случае, даже если амплитуда сигнала третьей гармоники настроена так, чтобы соотношение величин между настроенным по амплитуде сигналом модуляции в оставшейся фазе и не настроенным по амплитуде сигналом модуляции в оставшейся фазе удовлетворяло описанному выше требованию, настройка амплитуды сигнала третьей гармоники редко или никогда не приводит к изменению соотношения величин между сигналом модуляции в каждой из двух других фаз и несущим сигналом. Поэтому устройство настройки может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники для подавления пульсаций напряжения между выводами сглаживающего конденсатора, не влияя на работу преобразователя электроэнергии.
[0052] <14> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя настоящего изобретения, управляющее устройство управляет работой преобразователя электроэнергии на основании соотношения величин между сигналом модуляции и несущим сигналом, имеющим заранее определенную частоту, устройство настройки (i) настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники, если абсолютное значение уровня сигнала модуляции в каждой из двух из трех фаз больше, чем абсолютное значение пикового значения уровня несущего сигнала, и (ii) не настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники, если абсолютное значение уровня сигнала модуляции в каждой из двух из трех фаз не больше, чем абсолютное значение пикового значения уровня несущего сигнала.
[0053] В соответствии с этим аспектом устройство настройки может определять, настраивать или нет амплитуду сигнала третьей гармоники на основании того, больше ли абсолютное значение уровня сигнала модуляции в каждой из по меньшей мере двух фаз, чем абсолютное значение пикового значения уровня несущего сигнала.
[0054] <15> В другом аспекте описанной выше аппаратуры управления электродвигателя настоящего изобретения, управляющее устройство управляет работой преобразователя электроэнергии на основании соотношения величин между сигналом модуляции и несущим сигналом, имеющим заранее определенную частоту, устройство настройки настраивает амплитуду несущего сигнала, устройство настройки настраивает амплитуду несущего сигнала так, чтобы пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда амплитуда несущего сигнала настроена, было меньше, чем пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда амплитуда несущего сигнала не настроена.
[0055] Описанная выше настройка амплитуды сигнала третьей гармоники может изменять соотношение величин между сигналом модуляции и несущим сигналом. Таким образом, устройство настройки может изменять соотношение величин между сигналом модуляции и несущим сигналом путем настройки амплитуды несущего сигнала в дополнение или вместо амплитуды сигнала третьей гармоники. А именно не только настройка амплитуды сигнала третьей гармоники, но также и настройка амплитуды несущего сигнала позволяет достичь, соответственно, различных описанных выше эффектов.
[0056] Работа и другие преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из вариантов воплощения, которые объясняются ниже.
Краткое описание чертежей
[0057] Фиг. 1 является блок-схемой, изображающей структуру транспортного средства в первом варианте воплощения.
Фиг. 2 является блок-схемой, изображающей структуру ECU (в частности, структуру для управления работой инвертора).
Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций, изображающей последовательность операций при управлении преобразователем в настоящем варианте воплощения.
Фиг. 4 включает в себя графики, изображающие сигналы третьей гармоники вместе с командным сигналом трехфазного напряжения и трехфазным током.
Фиг. 5 является графиком, изображающим аспект настройки сигнала третьей гармоники.
Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций, изображающей последовательность операций при настройке амплитуды сигнала третьей гармоники на этапе S18 на фиг. 3.
Фиг. 7 включает в себя графики и блок-схему для объяснения причины, почему относительно большие пульсации имеют место в тот момент времени, когда абсолютное значение уровня сигнала значения трехфазного тока минимально (как правило, ноль).
Фиг. 8 включает в себя графики, изображающие пульсации, которые имеют место, когда сигнал третьей гармоники прибавляется к каждому командному сигналу трехфазного напряжения, в сравнении с пульсациями, которые имеют место, когда сигнал третьей гармоники не прибавляется к каждому командному сигналу трехфазного напряжения.
Фиг. 9 включает в себя графики, изображающие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники на напряжение между выводами сглаживающего конденсатора.
Фиг. 10 включает в себя графики, изображающие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники на напряжение между выводами сглаживающего конденсатора.
Фиг. 11 включает в себя графики, изображающие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники на напряжение между выводами сглаживающего конденсатора.
Фиг. 12 включает в себя графики, изображающие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники на напряжение между выводами сглаживающего конденсатора.
Фиг. 13 включает в себя графики, изображающие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники на напряжение между выводами сглаживающего конденсатора.
Фиг. 14 включает в себя графики, каждый из которых изображает соотношение между величиной настройки амплитуды сигнала третьей гармоники и напряжением между выводами сглаживающего конденсатора.
Фиг. 15 включает в себя графики, каждый из которых изображает соотношение между величиной настройки фазы сигнала третьей гармоники и напряжением между выводами сглаживающего конденсатора.
Фиг. 16 включает в себя графики, изображающие другие примеры сигналов третьей гармоники вместе с командным сигналом трехфазного напряжения и трехфазным током.
Описание вариантов воплощения
[0058] Далее будет объяснен вариант воплощения аппаратуры управления транспортного средства.
[0059] (1) Структура транспортного средства в первом варианте воплощения
Во-первых, со ссылкой на фиг. 1, будет объяснена структура транспортного средства 1 в первом варианте воплощения. Фиг. 1 является блок-схемой, изображающей структуру транспортного средства 1 в первом варианте воплощения.
[0060] Как изображено на фиг. 1, транспортное средство 1 имеет источник 11 питания DC (постоянного тока), сглаживающий конденсатор 12, инвертор 13, который является одним примером “преобразователя электроэнергии”, двигатель-генератор 14, который является одним примером “трехфазного электродвигателя переменного тока” и ECU (электронный блок управления) 15, который является одним примером “аппаратуры управления электродвигателя”.
[0061] Источник 11 питания постоянного тока является устройством хранения электроэнергии, которое может быть заряжено. Аккумуляторная батарея (например, гидридно-никелевый аккумулятор, литий-ионный аккумулятор и т.п.) или конденсатор (например, электрический двухслойный конденсатор, конденсор большой емкости и т.п.) является, например, одним примером источника 11 питания постоянного тока.
[0062] Сглаживающий конденсатор 12 является конденсором для сглаживания напряжения, который присоединен между линией положительной полярности источника 11 питания постоянного тока и линией отрицательной полярности источника 11 питания постоянного тока. А именно сглаживающий конденсатор 12 является конденсором для сглаживания колебаний напряжения VH между выводами линии положительной полярности и линии отрицательной полярности.
[0063] Инвертор 13 преобразовывает электроэнергию постоянного тока (напряжение постоянного тока, которая подается от источника 11 питания постоянного тока, в электроэнергию переменного тока (трехфазное напряжение переменного тока). Для преобразования электроэнергии постоянного тока (напряжение постоянного тока в электроэнергию переменного тока (трехфазное напряжение переменного тока) инвертор 13 имеет плечо U-фазы, включающее в себя переключающий элемент Qup p-стороны и переключающий элемент Qun n-стороны, плечо V-фазы, включающее в себя переключающий элемент Qvp p-стороны и переключающий элемент Qvn n-стороны, и плечо W-фазы, включающее в себя переключающий элемент Qwp p-стороны и переключающий элемент Qwn n-стороны. Плечи инвертора 13 соединены параллельно между линией положительной полярности и линией отрицательной полярности. Переключающий элемент Qup p-стороны и переключающий элемент Qun n-стороны соединены последовательно между линией положительной полярности и линией отрицательной полярности. То же самое относится к переключающему элементу Qvp p-стороны и переключающему элемент Qvn n-стороны и переключающему элементу Qwp p-стороны и переключающему элементу Qwn n-стороны. Выпрямительный диод Dup, который позволяет току течь от вывода эмиттера переключающего элемента Qup p-стороны к выводу коллектора переключающего элемента Qup p-стороны, соединен с переключающим элементом Qup p-стороны. Выпрямительный диод Dun - выпрямительный диод Dwn соединены с переключающим элементом Qun n-стороны - переключающим элементом Qwn n-стороны, соответственно, таким же образом. Средняя точка между верхним плечом (а именно каждый переключающий элемент p-стороны) и нижним плечом (а именно каждый переключающий элемент n-стороны) каждого из трех плеч фаз инвертора 13 соединена с катушкой двигатель-генератора 14 в каждой фазе. В результате электроэнергия переменного тока (трехфазное напряжение переменного тока), которая генерируется в результате операции по преобразованию инвертора 13, подается двигателю-генератору 14.
[0064] Двигатель-генератор 14 является трехфазным электрическим двигатель-генератором переменного тока. Двигатель-генератор 14 работает для генерации крутящего момента, который требуется для движения транспортного средства 1. Крутящий момент, который генерируется двигатель-генератором 14, передается приводному колесу через ведущий вал, который механически соединен с вращающимся валом двигатель-генератора 14. В частности, двигатель-генератор 14 может выполнять регенерацию (генерировать электроэнергию), когда выполняется торможение транспортного средства 1.
[0065] ECU 15 является электрическим управляющим элементом для управления работой транспортного средства 1. В частности, в первом варианте воплощения ECU 15 выполняет работу по управлению преобразователем для управления работой инвертора 13. В частности, работа по управлению преобразователем, выполняемая ECU 15, будет описана более подробно позже (см. фиг. 3, фиг. 4 и так далее).
[0066] Здесь, со ссылкой на фиг. 2, будут объяснена структура ECU 15 (в частности, структура для управления работой инвертора 13). Фиг. 2 является блок-схемой, изображающей структуру ECU 15 (в частности, структуру для управления работой инвертора 13).
[0067] Как изображено на фиг. 2, ECU 15 имеет блок 151 преобразования команды тока, блок 152 преобразования три фазы/две фазы, блок 153 управления током, блок 154 преобразования две фазы/три фазы, блок 155 генерации гармонического сигнала, который является одним примером "устройства настройки", сумматор 156u, который является одним примером "блока генерации", сумматор 156v, который является одним примером "блока генерации", сумматор 156w, который является одним примером "блока генерации" и блок 157 преобразования ШИМ (широтно-импульсной модуляции или PWM).
[0068] Блок 151 преобразования команды тока генерирует командный сигнал двухфазного тока (а именно командный сигнал Idtg тока d-оси и командный сигнал Iqtg тока q-оси) на основе значения TR команды крутящего момента для двигатель-генератора 14. Блок 151 преобразования команды тока выводит командный сигнал Idtg тока d-оси и командный сигнал Iqtg тока q-оси блоку 153 управления током.
[0069] Блок 152 преобразования три фазы/две фазы получает, в качестве информации обратной связи, ток Iv V-фазы и ток Iw W-фазы от инвертора 13. Блок 152 преобразования три фазы/две фазы преобразовывает ток Iv V-фазы и ток Iw W-фазы, которые соответствуют значениям трехфазного тока, в ток Id d-оси и ток Iq q-оси, которые соответствуют значениям двухфазного тока. Блок преобразования 152 три фазы/две фазы выводит ток Id d-оси и ток Iq q-оси блоку 153 управления током.
[0070] Блок 153 управления током генерирует командный сигнал Vd напряжения d-оси и командный сигнал Vq напряжения q-оси, которые соответствуют командным сигналам двух фаз напряжения на основе разности между командным сигналом Idtg тока d-оси и командным сигналом Iqtg тока q-оси, которые выведены блоком 151 преобразования команды тока, и тока Id d-оси и тока Iq q-оси, которые выведены блоком 152 преобразования три фазы/две фазы. Блок 153 управления током выводит командный сигнал Vd напряжения d-оси и командный сигнал Vq напряжения q-оси блоку 154 преобразования две фазы/три фазы.
[0071] Блок 154 преобразования две фазы/три фазы преобразовывает командный сигнал Vd напряжения d-оси и командный сигнал Vq напряжения q-оси в командный сигнал Vu напряжения U-фазы, командный сигнал Vv напряжения V-фазы и командный сигнал Vw напряжения W-фазы, которые соответствуют командным сигналам трехфазного напряжения. Блок 154 преобразования две фазы/три фазы выводит командный сигнал Vu напряжения U-фазы сумматору 156u. Блок 154 преобразования две фазы/три фазы выводит командный сигнал Vv напряжения V-фазы сумматору 156v. Блок 154 преобразования две фазы/три фазы выводит командный сигнал Vw напряжения W-фазы сумматору 156w.
[0072] Блок 155 генерации гармонического сигнала генерирует сигнал третьей гармоники, частота которого является утроенной частотой каждого командного сигнала трехфазного напряжения (а именно командного сигнала Vu напряжения U-фазы, командного сигнала Vv напряжения V-фазы и командного сигнала Vw напряжения W-фазы) и значения трехфазного тока (а именно тока Iu U-фазы, тока Iv V-фазы и тока Iw W-фазы). В частности, в настоящем варианте воплощения блок 155 генерации гармонического сигнала генерирует два типа сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2. Однако, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать один из двух типов сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2 и может не генерировать другой из двух типов сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2. В частности, два типа сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2 будут подробно описаны позже (см. фиг. 3 и фиг. 4).
[0073] Кроме того, блок 155 генерации гармонического сигнала своевременно настраивает амплитуду по меньшей мере одного из генерируемых сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2. В последующем описании для простоты объяснения предполагается, что блок 155 генерации гармонического сигнала своевременно настраивает амплитуду генерируемого сигнала третьей гармоники Vh1. В частности, операция настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh2 будет подробно описана ниже (см. фиг. 9-12).
[0074] Сумматор 156u складывает два типа сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2, которые генерируются блоком 155 генерации гармонического сигнала, с командным сигналом Vu напряжения U-фазы, который выводится из блока 154 преобразования две фазы/три фазы. В результате сумматор 156u генерирует сигнал Vmu (=Vu+Vh1+Vh2) модуляции U-фазы. Сумматор 156u выводит сигнал Vmu модуляции U-фазы блоку 157 преобразования ШИМ.
[0075] Сумматор 156v складывает два типа сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2, которые генерируются блоком 155 генерации гармонического сигнала, с командным сигналом Vv напряжения V-фазы, который выводится из блока 154 преобразования две фазы/три фазы. В результате сумматор 156v генерируют сигнал Vmv (=Vv+Vh1+Vh2) модуляции V-фазы. Сумматор 156v выводит сигнал Vmv модуляции V-фазы блоку 157 преобразования ШИМ.
[0076] Сумматор 156w складывает два типа сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2, которые генерируются блоком 155 генерации гармонического сигнала, с командным сигналом Vw напряжения W-фазы, который выводится из блока 154 преобразования две фазы/три фазы. В результате сумматор 156w генерирует сигнал Vmw (=Vw+Vh1+Vh2) модуляции W-фазы. Сумматор 156w выводит сигнал Vmw модуляции W-фазы блоку 157 преобразования ШИМ.
[0077] Блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигнал Gup ШИМ U-фазы для управления переключающим элементом Qup p-стороны и сигнал Gun ШИМ U-фазы для управления переключающим элементом Qun n-стороны на основе соотношения величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы и несущим сигналом C, имеющим заранее заданную несущую частоту f. Например, блок 157 преобразования ШИМ может генерировать сигналы Gup и Gun ШИМ U-фазы для включения переключающего элемента Qup p-стороны в момент времени, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы, который меньше, чем несущий сигнал C, сначала становится совпадающим с несущим сигналом C. С другой стороны, например, блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигналы Gup и Gun ШИМ U-фазы для включения переключающего элемента Qun n-стороны в момент времени, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы, который больше, чем несущий сигнал C, сначала становится совпадающим с несущим сигналом C. Блок 157 преобразования ШИМ выводит сигналы Gup и Gun ШИМ U-фазы инвертору 13. В результате инвертор 13 (в частности, переключающий элемент Qup p-стороны и переключающий элемент Qun n-стороны, которые составляют плечо U-фазы инвертора 13) работает на основе сигналов Gup и Gun ШИМ U-фазы.
[0078] Кроме того, блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигнал Gvp ШИМ V-фазы для управления переключающим элементом Qvp p-стороны и сигнал Gvn ШИМ V-фазы для управления переключающим элементом Qvn n-стороны на основе соотношения величин между сигналом Vmv модуляции V-фазы и несущим сигналом C. Кроме того, блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигнал Gwp ШИМ W-фазы для управления переключающим элементом Qwp p-стороны и сигнал Gwn ШИМ W-фазы для управления переключающим элементом Qwn n-стороны на основе соотношения величин между сигналом Vmw модуляции W-фазы и несущим сигналом C. Способ генерации сигналов Gvp и Gvn ШИМ V-фазы и сигналов Gwp и Gwn ШИМ W-фазы такой же, как способ генерации сигналов Gup и Gun ШИМ U-фазы.
[0079] (2) Последовательность операций при управлении преобразователем в варианте воплощения
Далее, со ссылкой на фиг. 3, будет объяснена последовательность операций при управлении преобразователем, которая выполняется в транспортном средстве 1 в настоящем варианте воплощения (а именно операции по управлению преобразователем, которая выполняется ECU 15). Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций, изображающей последовательность операций при управлении преобразователем в настоящем варианте воплощения.
[0080] Как изображено на фиг. 3, блок 154 преобразования две фазы/три фазы генерирует командные сигналы трехфазного напряжения (а именно командный сигнал Vu напряжения U-фазы, командный сигнал Vv напряжения V-фазы и командный сигнал Vw напряжения W-фазы) (этап S11). В частности, способ генерации командного сигнала трехфазного напряжения уже был описан со ссылкой на фиг. 2.
[0081] Параллельно, до или после операции на этапе S11, блок 155 генерации гармонического сигнала генерирует сигнал третьей гармоники Vh1 (этап S12). Параллельно, до или после операций на этапах S11 и S12, блок 155 генерации гармонического сигнала генерирует сигнал третьей гармоники Vh2 (этап S12).
[0082] Здесь, со ссылкой на фиг. 4, будут объяснены сигналы третьей гармоники Vh1 и Vh2. Фиг. 4 включает в себя графики, изображающие сигналы третьей гармоники Vh1 и Vh2 вместе с командным сигналом трехфазного напряжения и трехфазным током.
[0083] Как изображено на третьем графике на фиг. 4, сигнал третьей гармоники Vh1 является сигналом третьей гармоники, абсолютное значение уровня сигнала которого минимально в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала каждого из командного сигнала Vu напряжения U-фазы, командного сигнала Vv напряжения V-фазы и командного сигнала Vw напряжения W-фазы (см. первый график на фиг. 4) является минимальным. Другими словами, сигнал третьей гармоники Vh1 является сигналом третьей гармоники, который удовлетворяет условию, что фаза, в которой абсолютное значение уровня сигнала каждого из командного сигнала Vu напряжения U-фазы, командного сигнала Vv напряжения V-фазы и командного сигнала Vw напряжения W-фазы является минимальным, является такой же, как фаза, в которой абсолютное значение уровня сигнала третьей гармоники Vh1 является минимальным. А именно сигнал третьей гармоники Vh1 является сигналом третьей гармоники, абсолютное значение уровня сигнала которого минимально в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала по меньшей мере одного из командных сигналов фазного напряжения является минимальным.
[0084] Например, сигнал третьей гармоники Vh1 может быть сигналом третьей гармоники, уровень сигнала которого является нулем в моменты времени, когда уровень сигнала каждого командного сигнала Vu напряжения U-фазы, командного сигнала Vv напряжения V-фазы и командного сигнала Vw напряжения W-фазы является нулем. Другими словами, сигнал третьей гармоники Vh1 может быть сигналом третьей гармоники, который удовлетворяет требованию, чтобы фаза, в которой уровень сигнала каждого командного сигнала Vu напряжения U-фазы, командного сигнала Vv напряжения V-фазы и командного сигнала Vw напряжения W-фазы является нулем, была такой же, как фаза, в которой уровень сигнала третьей гармоники Vh1 является нулем.
[0085] В примере, изображенном на третьем графике на фиг. 4, уровень сигнала третьей гармоники Vh1 является нулем в моменты времени (см. значок в виде белого кружка на фиг. 4), когда, например, уровень командного сигнала Vu напряжения U-фазы равен нулю. Уровень сигнала третьей гармоники Vh1 равен нулю в моменты времени (см. значок в виде белого квадрата на фиг. 4), когда, таким же образом, уровень командного сигнала Vv напряжения V-фазы равен нулю. Уровень сигнала третьей гармоники Vh1 равен нулю в моменты времени (см. значок в виде белого треугольника на фиг. 4), когда, таким же образом, уровень командного сигнала Vw напряжения W-фазы равен нулю.
[0086] Блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh1 путем обращения к командному сигналу(ам) трехфазного напряжения, который генерируется блоком 154 преобразования две фазы/три фазы. Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh1 путем смещения фазы базового сигнала третьей гармоники, который определяется параметром(ами), сохраненным в памяти и т.п. в соответствии с фазой командного сигнала(ов) трехфазного напряжения, который генерируется блоком 154 преобразования две фазы/три фазы. Альтернативно, например, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh1 путем генерации базового сигнала третьей гармоники путем деления командного сигнал(ы) трехфазного напряжения и затем смещения фазы базового сигнала в соответствии с фазой командного сигнала(ов) трехфазного напряжения, который генерируется блоком 154 преобразования две фазы/три фазы.
[0087] С другой стороны, как изображено на четвертом графике на фиг. 4, сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, абсолютное значение уровня сигнала которого максимально в момент времени, когда абсолютное значение уровня сигнала каждого тока Iu U-фазы, тока Iv V-фазы и тока Iw W-фазы (см. второй график на фиг. 4) является минимальным. Другими словами, сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, который удовлетворяет требованию, чтобы фаза, в которой абсолютное значение уровня сигнала каждого из тока Iu U-фазы, тока Iv V-фазы и тока Iw W-фазы является минимальным, была такой же, как фаза, в которой абсолютное значение уровня сигнала третьей гармоники Vh2 является максимальным. А именно сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, абсолютное значение уровня сигнала которого является максимальным в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала по меньшей мере одного из фазных токов является минимальным.
[0088] Например, сигнал третьей гармоники Vh2 может быть сигналом третьей гармоники, абсолютное значение уровня сигнала которого максимально в моменты времени, когда уровень сигнала каждого из тока Iu U-фазы, тока Iv V-фазы и тока Iw W-фазы является нулем.
[0089] Кроме того, сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, полярность которого такая же, как полярность командного сигнала Vu напряжения U-фазы в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала тока Iu U-фазы является минимальным. Кроме того, сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, полярность которого такая же, как полярность командного сигнала Vv напряжения V-фазы в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала тока Iv V-фазы является минимальным. Кроме того, сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, полярность которого такая же, как полярность командного сигнала Vw напряжения W-фазы в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала тока Iw W-фазы является минимальным. А именно сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, полярность которого такая же, как полярность командного сигнала фазного напряжения в желаемой фазе в моменты времени, когда уровень сигнала фазного тока в желаемой фазе является минимальным.
[0090] В примере, изображенном на четвертом графике на фиг. 4, (i) абсолютное значение уровня сигнала третьей гармоники Vh2 является максимальным в моменты времени (см. значок в виде черного кружка фиг. 4), когда уровень сигнала тока Iu U-фазы является нулем, и (ii) полярность уровня сигнала третьей гармоники Vh2 является такой же, как полярность командного сигнала Vu напряжения U-фазы в моменты времени, когда, например, уровень сигнала тока Iu U-фазы является нулем. Например, (i) абсолютное значение уровня сигнала третьей гармоники Vh2 максимально в моменты времени (см. значки в виде черных квадратов на фиг. 4), когда уровень сигнала тока Iv V-фазы является нулем и (ii) полярность уровня сигнала третьей гармоники Vh2 является такой же, как полярность командного сигнала Vv напряжения V-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iv V-фазы является, таким же образом, нулем. Например, (i) абсолютное значение уровня сигнала третьей гармоники Vh2 максимально в моменты времени (см. значки в виде черных треугольников на фиг. 4), когда уровень сигнала тока Iw W-фазы является нулем и (ii) полярность уровня сигнала третьей гармоники Vh2 является такой же, как полярность командного сигнала Vw напряжения W-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iw W-фазы является, таким же образом, нулем.
[0091] Блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh2 путем обращения к значению(ям) трехфазного тока, которое может быть получено как информация обратной связи из инвертора 13. Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh2 путем смещения фазы базового сигнала третьей гармоники, который определен параметром(ами), сохраненным в памяти и т.п. в соответствии с фазой значения(й) трехфазного тока. Альтернативно, например, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh2 путем генерации базового сигнала третьей гармоники путем деления значения(ий) трехфазного тока или командного сигнала(ов) трехфазного напряжения и затем смещения фазы базового сигнала в соответствии с фазой значения(ий) трехфазного тока.
[0092] Альтернативно, когда блок 154 преобразования две фазы/три фазы генерирует командные сигналы трехфазного напряжения, блок 155 генерации гармонического сигнала может вычислять разность δ между фазой значений трехфазного тока и фазой командных сигналов трехфазного напряжения (например, разность между фазой, в которой уровень сигнала значения трехфазного тока в желаемой фазе является нулем, и фазой, в которой уровень командного сигнала трехфазного напряжения в желаемой фазе является нулем). В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh2 путем смещения фазы сигнала третьей гармоники Vh1 на величину, которая определяется на основе разности δ фазы. Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh2 путем смещения фазы сигнала третьей гармоники Vh1 на “3×δ - 90” градусов (в частности, предполагается, что положительное направление является направлением описанной выше разности δ фазы (а именно направление от местоположения фазы, в котором уровень командного сигнала трехфазного напряжения в желаемой фазе является нулем, к местоположению фазы, в котором уровень сигнала трехфазного тока в желаемой фазе является нулем)). Альтернативно, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh2 так, чтобы местоположение фазы, в которой уровень сигнала третьей гармоники Vh2 является нулем, было таким же, как местоположение фазы, которое получено путем смещения местоположения фазы, в котором уровень командного сигнала трехфазного напряжения равен нулю на величину, которая определяется на основе разности δ фазы. Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh2 из базового сигнала третьей гармоники и т.п. так, чтобы местоположение фазы, в котором уровень сигнала третьей гармоники Vh2 равен нулю, было таким же, как местоположение фазы, которое получено путем смещения местоположения фазы, в котором уровень командного сигнала трехфазного напряжения равен нулю, на “δ - 30”.
[0093] В частности, сигнал третьей гармоники Vh2 может не быть сигналом третьей гармоники, абсолютное значение уровня сигнала которого максимально в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала трехфазного тока минимально. А именно сигнал третьей гармоники Vh2 может быть сигналом третьей гармоники, абсолютное значение уровня сигнала которого больше нуля в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала трехфазного тока минимально. Другими словами, сигнал третьей гармоники Vh2 может быть сигналом третьей гармоники, абсолютное значение уровня сигнала которого отлично от нуля в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала трехфазного тока минимально. Однако даже в этом случае сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, полярность которого является такой же, как полярность командного сигнала фазного напряжения в желаемой фазе в моменты времени, когда уровень сигнала фазного тока в желаемой фазе является минимальным. Чтобы генерировать сигнал третьей гармоники Vh2, абсолютное значение уровня сигнала которого больше нуля в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала трехфазного тока минимально, блок 155 генерации гармонического сигнала может сместить фазу сигнала третьей гармоники Vh1 на “3×δ-X (в частности, 0<X<180)” градусов. Альтернативно, блок 155 генерации гармонического сигнала может генерировать сигнал третьей гармоники Vh2 так, чтобы местоположение фазы, в котором уровень сигнала третьей гармоники Vh2 равно нулю, было таким же, как местоположение фазы, которое получено путем смещения местоположение фазы, в котором уровень командного сигнала трехфазного напряжения равно нулю, на “δ-X/3”. Альтернативно, чтобы генерировать сигнал третьей гармоники Vh2, абсолютное значение уровня сигнала которого больше нуля в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала трехфазного тока является минимальным, блок 155 генерации гармонического сигнала может сместить фазу сигнала третьей гармоники Vh2 (см. четвертый график на фиг. 4), абсолютное значение уровня сигнала которого максимально в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала трехфазного тока является минимальным, на “Y (в частности, -90<Y<90)” градусов. В частности, пятый график на фиг. 4 изображает один пример сигнала третьей гармоники Vh2, который получен путем смещения фазы сигнала третьей гармоники Vh2, изображенного на четвертом графике на фиг. 4, на “Y1 (в частности, 0<Y1<90)” градусов. Кроме того, шестой график на фиг. 4 изображает один пример сигнала третьей гармоники Vh2, который получен путем смещения фазы сигнала третьей гармоники Vh2, изображенного на четвертом графике на фиг. 4, на “Y2 (в частности, -90<Y2<0)” градусов.
[0094] Возвращаясь к фиг. 3, затем блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигналы модуляции путем добавления сигнала третьей гармоники Vh1, который генерируется на этапе S12, к командным сигналам трехфазного напряжения, которые генерируются на этапе S11 (этап S14). В частности, блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигнал Vmu модуляции U-фазы путем добавления сигнала третьей гармоники Vh1, который генерируется на этапе S12, к командному сигналу Vu напряжения U-фазы, который генерируется на этапе S11 (этап S14). Блок 157 преобразования ШИМ таким же образом генерирует сигнал Vmv модуляции V-фазы путем добавления сигнала третьей гармоники Vh1, который генерируется на этапе S12, к командному сигналу Vv напряжения V-фазы, который генерируется на этапе S11 (этап S14). Блок 157 преобразования ШИМ таким же образом генерирует сигнал Vmw модуляции W-фазы путем добавления сигнала третьей гармоники Vh1, который генерируется на этапе S12, к командному сигналу Vw напряжения W-фазы, который генерируется на этапе S11 (этап S14).
[0095] Затем блок 157 преобразования ШИМ определяет, существует ли период, в течение которого абсолютные значения уровней сигнала двух из сигнала Vmu модуляции U-фазы, сигнала Vmv модуляции V-фазы и сигнала Vmw модуляции W-фазы, которые генерируются на этапе S14, больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C (этап S15). А именно блок 157 преобразования ШИМ определяет, существует ли период, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C.
[0096] В частности, если существует период, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C, предсказывается, что коэффициент модуляции, основанный на сигналах модуляции, которые генерируются на этапе S14 (а именно коэффициент модуляции, когда инвертор 13 управляется с использованием сигналов модуляции, которые генерируются на этапе S14), является относительно большим. Это происходит потому, что имеется корреляция между коэффициентом модуляции и процентом периода, в течение которого сигнал модуляции больше, чем несущий сигнал. Поэтому блок 157 преобразования ШИМ может определять, равен ли или больше коэффициент модуляции, основанный на сигналах модуляции, которые генерируются на этапе S14, чем заранее определенное значение в дополнение или вместо определения, существует ли период, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C.
[0097] В результате определения на этапе S15, если определено, что не существует периода, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C (этап S15: Нет), сумматор 156u прибавляет сигнал третьей гармоники Vh1, который генерируется на этапе S12, и сигнал третьей гармоники Vh2, который генерируется на этапе S13, к командному сигналу Vu напряжения U-фазы, который генерируется на этапе S11. В результате сумматор 156u генерирует сигнал Vmu модуляции U-фазы (=Vu+Vh1+Vh2) (этап S16). Сумматор 156v также генерирует таким же образом сигнал Vmv модуляции V-фазы (=Vv+Vh1+Vh2) (этап S16). Сумматор 156w также генерирует таким же образом сигнал Vmw модуляции W-фазы (=Vw+Vh1+Vh2) (этап S16).
[0098] Затем, блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигналы ШИМ (а именно сигналы Gup и Gun ШИМ U-фазы, сигналы Gvp и Gvn ШИМ V-фазы и сигналы Gwp и Gwn ШИМ W-фазы) на основании соотношения величин между сигналами модуляции, которые генерируются на этапе S16, и несущим сигналом C (этап S17). В частности, блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигналы Gup и Gun ШИМ U-фазы на основании соотношения величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы и несущим сигналом C (этап S17). Блок 157 преобразования ШИМ таким же образом генерирует сигналы Gvp и Gvn ШИМ V-фазы на основании соотношения величин между сигналом Vmv модуляции V-фазы и несущим сигналом C (этап S17). Блок 157 преобразования ШИМ таким же образом генерирует сигналы Gwp и Gwn ШИМ W-фазы на основании соотношения величин между сигналом Vmw модуляции W-фазы и несущим сигналом C (этап S17).
[0099] С другой стороны, в результате определения на этапе S15, если определено, что существует период, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C (этап S15: Да), блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 (этап S18). Например, как изображено на фиг. 5, блок 155 генерации гармонического сигнала изменяет амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 с амплитуды по умолчанию до желаемой амплитуды. А именно блок 155 генерации гармонического сигнала генерирует сигнал третьей гармоники Vh1, амплитуда которого является желаемой амплитудой, которая отличается от амплитуды по умолчанию (в дальнейшем сигнал третьей гармоники Vh1, амплитуда которого отрегулирована, упоминается как “сигнал третьей гармоники Vh1*). А именно блок 155 генерации гармонического сигнала может изменить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 до желаемой амплитуды, которая больше, чем амплитуда по умолчанию. Альтернативно, блок 155 генерации гармонического сигнала может изменить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 до желаемой амплитуды, которая меньше, чем амплитуда по умолчанию.
[0100] Здесь, со ссылкой на фиг. 6, будет подробно объяснена операция настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 на этапе S18 на фиг. 3. Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций, изображающей последовательность операций настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 на этапе S18 на фиг. 3.
[0101] Как изображено на фиг. 6, блок 155 генерации гармонического сигнала вычисляет каждый ток Ip источника и ток Im двигателя (этап S181).
[0102] “Ток Ip источника” означает ток, который течет между источником 11 питания постоянного тока и сглаживающим конденсатором 12 (более предпочтительно, ток, который течет в сглаживающий конденсатор 12 от источника 11 питания постоянного тока. Блок 155 генерации гармонического сигнала может вычислить ток Ip источника, например, с использованием формулы “ток Ip источника=(скорость вращения двигатель-генератора 14 x крутящий момент двигатель-генератора 14+потери в инверторе 13)/напряжение VH между выводами”. В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала предпочтительно получает или вычисляет параметр(ы), который прямо или косвенно представляет собой скорость вращения двигатель-генератора 14, крутящий момент двигатель-генератора 14, потери в инверторе 13 и напряжение VH между выводами. Однако блок 155 генерации гармонического сигнала может вычислить ток Ip источника с использованием другого способа.
[0103] “Ток Im двигателя” означает ток, который течет между сглаживающим конденсатором 12 и двигатель-генератором 14 (более предпочтительно, ток, который течет в двигатель-генератор 14 от сглаживающего конденсатора 12). Ток Im двигателя является таким же, как фазный ток в одной фазе, режим переключения которой отличается от такового в каждой из двух других фаз среди этих трех фаз. Например, ток Im двигателя является таким же, как фазный ток в фазе среди U-фазы, V-фазы и W-фазы, в которой включен только переключающий элемент p-стороны, или ток, который получен путем изменения на противоположный знак фазного тока в фазе, в которой выключен только переключающий элемент p-стороны. В частности, например, если переключающий элемент Qup p-стороны в плече U-фазы и переключающий элемент Qwp p-стороны в плече W-фазы выключены, а переключающий элемент Qvp p-стороны в плече V-фазы включен, сам ток Iv V-фазы является током Im двигателя. Например, если переключающий элемент Qup p-стороны в плече U-фазы и переключающий элемент Qwp p-стороны в плече W-фазы включены, а переключающий элемент Qvp p-стороны в плече V-фазы выключен, ток (а именно -Iv)), который получается путем изменения знака тока Iv V-фазы на противоположный является током Im двигателя.
[0104] Затем блок 155 генерации гармонического сигнала определяет соотношение величин между током Im двигателя и током Ip источника (этап S182). Например, блок 155 генерации гармонического сигнала определяет, больше ли ток Im двигателя, чем ток Ip источника.
[0105] В дополнение к определению на этапе S182 блок 155 генерации гармонического сигнала определяет аспект вариаций сигнала модуляции в одной фазе (в дальнейшем она называется “фокусируемой фазой”) среди трех фаз, на которой необходимо сфокусироваться при настройке амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 (этап S183 и этап S184). Например, блок 155 генерации гармонического сигнала определяет, увеличивается ли сигнал модуляции в фокусируемой фазе.
[0106] В частности, “фокусируемая фаза” означает фазу сигнала модуляции, который не больше, чем пиковое значение несущего сигнала C среди сигналов модуляции, которые генерируются на этапе S14 на фиг. 3. В частности, если учесть, что фазы сигналов модуляции в трехфазном переменном токе смещены на 120 градусов друг от друга, если абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C (этап S15 на фиг. 3: Да), абсолютное значение уровня сигнала модуляции в другой одной фазе, как предполагается, не больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. В этом случае, другая одна фаза является фокусируемой фазой.
[0107] В результате определений на этапе S182 до этапа S184, если определено, что ток Im двигателя больше, чем ток Ip источника, и сигнал модуляции в фокусируемое фазе увеличивается (этап S182: Да, этап S183: Да), блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 в первом аспекте настройки (этап S185). Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, чтобы уменьшить амплитуду (см. фиг. 12, которая описывается подробно ниже).
[0108] В результате определений на этапе S182 по этап S184, если определено, что ток Im двигателя больше, чем ток Ip источника, и сигнал модуляции в фокусируемых фазах уменьшается (а именно не увеличивается) (этап S182: Да, этап S183: Нет), блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 во втором аспекте настройки (этап S186). Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, чтобы увеличить амплитуду (см. фиг. 9, которая описывается подробно ниже).
[0109] В результате определений на этапе S182 по этап S184, если определено, что ток Im двигателя меньше (а именно не больше), чем ток Ip источника, и сигнал модуляции в фокусируемых фазах увеличивается (этап S182: Нет, этап S184: Да), блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 во втором аспекте настройки (этап S186). Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, чтобы увеличить амплитуду (см. фиг. 10, которая описана подробно ниже).
[0110] В результате определений на этапе S182 по этап S184, если определено, что ток Im двигателя меньше, чем ток Ip источника, и сигнал модуляции в фокусируемых фазах уменьшается (этап S182: Нет, этап S184: Нет), блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 в первом аспекте настройки (этап S185). Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, чтобы уменьшить амплитуду (см. фиг. 11, которая описывается подробно ниже).
[0111] А именно в настоящем варианте воплощения блок 155 генерации гармонического сигнала решает аспект настройки сигнала третьей гармоники Vh1 на основании аспекта вариаций сигнала модуляции в фокусируемой фазе (а именно другой одной фазе, в которой абсолютное значение уровня сигнала не больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C) и соотношения величин между током Im двигателя и током Ip источника.
[0112] Возвращаясь к фиг. 3, затем сумматор 156u прибавляет сигнал третьей гармоники Vh1*, амплитуда которого настроена на этапе S18, к командному сигналу Vu напряжения U-фазы, который генерируется на этапе S11. В результате сумматор 156u генерирует сигнал Vmu модуляции U-фазы (=Vu+Vh1*) (этап S19). Сумматор 156v также генерирует таким же образом сигнал Vmv модуляции V-фазы (=Vv+Vh1*) (этап S19). Сумматор 156w также генерирует таким же образом сигнал Vmw модуляции W-фазы (=Vv+Vh1*) (этап S19).
[0113] Затем блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигналы ШИМ (а именно сигналы Gup и Gun ШИМ U-фазы, сигналы Gvp и Gvn ШИМ V-фазы и сигналы Gwp и Gwn ШИМ W-фазы) на основании соотношения величин между сигналами модуляции, которые генерируются на этапе S19, и несущим сигналом C (этап S17).
[0114] Как описано выше, в настоящем варианте воплощения если не существует периода, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C, сигнал третьей гармоники Vh2, так же как сигнал третьей гармоники Vh1, амплитуда которого не настроена, прибавляются к каждому командному сигналу трехфазного напряжения. В результате пульсации напряжения VH между выводами сглаживающего конденсатора 12 соответственно подавляются по сравнению со случаем, где в операции по управлению преобразователем в сравнительном примере не используется описанный выше сигнал третьей гармоники Vh2. А именно соответственно подавляется возникновение относительно больших пульсаций в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала трехфазного тока минимально (обычно ноль). В дальнейшем со ссылкой на фиг. 7 и фиг. 8 будет объяснена причина этого. Фиг. 7 включает в себя графики и блок-схему для объяснения причины, почему относительно большие пульсации происходят в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала трехфазного тока минимально (обычно ноль). Фиг. 8 включает в себя графики, изображающие пульсации, которые происходят, когда сигнал третьей гармоники Vh2 прибавляется к каждому командному сигналу трехфазного напряжения, в сравнении с пульсациями, которые происходят, когда сигнал третьей гармоники Vh2 не прибавляется к каждому командному сигналу трехфазного напряжения.
[0115] Как изображено на фиг. 7(a), пульсации напряжения VH между выводами сглаживающего конденсатора 12 являются относительно большими в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала каждого из тока Iu U-фазы, тока Iv V-фазы и тока Iw W-фазы является минимальным (ноль в примере, изображенном на фиг. 7). В последующем объяснении мы фокусируется для объяснения на моментах времени, когда уровень сигнала тока Iu U-фазы является нулем. Однако тоже самое применимо к моментам времени, когда уровень сигнала тока Iv V-фазы является нулем, и моментам времени, когда уровень сигнала тока Iw W-фазы является нулем.
[0116] Как изображено на первом графике на фиг. 7 (a), ток Iv V-фазы и ток Iw W-фазы имеют соотношение, что абсолютное значение уровня сигнала тока Iv V-фазы близко или почти или в общем такое же, как абсолютное значение уровня сигнала тока Iw W-фазы при или вблизи моментов времени, когда уровень сигнала тока Iu U-фазы является нулем. Кроме того, ток Iv V-фазы и ток Iw W-фазы имеются соотношение, что полярность тока Iv V-фазы противоположна полярности тока Iw W-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iu U-фазы является нулем. В результате, как изображено на фиг. 7(b), большая часть или почти весь ток, который течет в инверторе 13 (например, ток, который течет от двигатель-генератора 14 к инвертору 13, и ток, который течет от инвертора 13 к двигателю-генератору 14), возвращается от двигатель-генератора 14 к двигателю-генератору 14 через плечо V-фазы и плечо W-фазы инвертора 13. А именно инвертор 13 в значительной степени работает в обратном режиме, большая часть или почти весь ток, который течет из двигатель-генератора 14 к инвертору 13, возвращается к двигателю-генератору 14 как есть. Когда инвертор 13 работает в описанном выше обратном режиме, ток конденсора (а именно ток, который течет через сглаживающий конденсатор 12) равен нулю или значению, которое близко к нулю (см. третий график на фиг. 7(a)). Когда инвертор 13 работает в обратном режиме, большая часть или почти вся электроэнергия постоянного тока, которая подается от источника 11 питания постоянного тока, подается на сглаживающий конденсатор 12. В результате напряжение VH между выводами сглаживающего конденсатора 12 легко увеличивается.
[0117] Поэтому ожидается, что предпочтительно сократить период, в течение которого инвертор 13 функционирует в обратном режиме, чтобы подавить пульсации напряжения VH между выводами, которые происходят в моменты времени, когда уровень сигнала каждого из тока Iu U-фазы, тока Iv V-фазы и тока Iw W-фазы является нулем. Таким образом, в настоящем варианте воплощения ECU 15 позволяет инвертору 13 функционировать путем использования сигнала Vmu модуляции U-фазы, сигнала Vmv модуляции V-фазы и сигнала Vmw модуляции W-фазы, которые генерируются путем прибавления сигнала третьей гармоники Vh2, для сокращения периода, в течение которого инвертор 13 функционирует в обратном режиме.
[0118] Здесь, сигнал третьей гармоники Vh2 имеет свойство, что абсолютное значение его уровня сигнала является максимальным (или больше, чем ноль) в моменты времени, когда уровень сигнала каждого из тока Iu U-фазы, тока Iv V-фазы и тока Iw W-фазы является нулем. Кроме того, сигнал третьей гармоники Vh2 имеет свойство, что его полярность является такой же, как полярность командного сигнала фазного напряжения в некоторой фазе в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала фазного тока в некоторой фазе является минимальным.
[0119] Поэтому, как изображено на первом графике на фиг. 8(b), абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы, который генерируется путем прибавления сигнала третьей гармоники Vh2 к командному сигналу Vu напряжения U-фазы, больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала Vu напряжения U-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iu U-фазы равен нулю. В частности, хотя на чертеже отсутствует иллюстрация с целью упрощения иллюстрации, абсолютное значение уровня сигнала Vmv модуляции V-фазы, который генерируется путем прибавления сигнала третьей гармоники Vh2 к командному сигналу Vv напряжения V-фазы, больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала Vv напряжения V-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iv V-фазы равен нулю. Аналогично, хотя на чертеже отсутствует иллюстрация с целью упрощения иллюстрации, абсолютное значение уровня сигнала Vmw модуляции W-фазы, который генерируется путем прибавления сигнала третьей гармоники Vh2 к командному сигналу Vw напряжения W-фазы, больше, чем абсолютное значение уровня сигнала командного сигнала Vw напряжения W-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iw W-фазы равен нулю.
[0120] С другой стороны, как изображено на первом графике на фиг. 8(a), абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы, который генерируется без прибавления сигнала третьей гармоники Vh2, не больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала Vu напряжения U-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iu U-фазы равен нулю, при условии, что амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена, как описано ниже. В частности, хотя на чертеже отсутствует иллюстрация с целью упрощения иллюстрации, абсолютное значение уровня сигнала Vmv модуляции V-фазы, который генерируется без прибавления сигнала третьей гармоники Vh2, не больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала Vv напряжения V-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iv V-фазы равен нулю, при условии, что амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена, как описано ниже. Аналогично, на чертеже отсутствует иллюстрация с целью упрощения иллюстрации, абсолютное значение уровня сигнала Vmw модуляции W-фазы, который генерируется без прибавления сигнала третьей гармоники Vh2, не больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала Vw напряжения W-фазы в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iw W-фазы равен нулю, при условии, что амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена, как описано ниже.
[0121] В результате, как изображено на первом графике на фиг. 8(a) и фиг. 8(b), период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы меньше, чем несущий сигнал C в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iu U-фазы равен нулю, сокращается (однако в случае, когда полярность сигнала Vmu модуляции U-фазы положительна) в случае, когда сигнал третьей гармоники Vh2 прибавляется, по сравнению со случаем, когда сигнал третьей гармоники Vh2 не прибавляется. Альтернативно, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы больше, чем несущий сигнал C в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iu U-фазы равен нулю, сокращается (однако, в случае, когда полярность сигнала Vmu модуляции U-фазы отрицательна). Если период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы меньше, чем несущий сигнал C, сокращается, изменяется режим переключения каждого переключающего элемента, который заставляет инвертор 13 функционировать в обратном режиме. А именно, если период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы меньше, чем несущий сигнал C, сокращается, период, в течение которого инвертор 13 функционирует в обратном режиме, сокращается (см. четвертый график на фиг. 8(a) и фиг. 8(b)). Поэтому, как изображено на третьем графике на фиг. 8(a) и фиг. 8(b), пульсации напряжения VH между выводами, которые могут происходить в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iu U-фазы равен нулю, соответственно подавляются в случае, когда прибавлен сигнал третьей гармоники Vh2, по сравнению со случаем, когда сигнал третьей гармоники Vh2 не прибавлен. В частности, пульсации напряжения VH между выводами, которые могут происходить в моменты времени, когда уровень сигнала тока Iv V-фазы и тока Iw W-фазы равен нулю, также соответственно подавляются по той же самой причине.
[0122] В частности, фиг. 8 (b) изображает напряжение VH между выводами и током конденсора в случае, когда используется сигнал третьей гармоники Vh2, абсолютное значение уровня сигнала которого максимально в моменты времени, когда уровень сигнала каждого значения трехфазного тока равен нулю. Однако излишне говорить, что тот же самый технический эффект может быть достигнут до некоторой степени при использовании сигнала третьей гармоники Vh2, абсолютное значение уровня сигнала которого больше, чем ноль (однако не максимально), в моменты времени, когда уровень сигнала каждого из значений трехфазного тока равен нулю. А именно, излишне говорить, что тот же самый технический эффект может быть достигнут до некоторой степени при использовании сигнала третьей гармоники Vh2, который получен путем смещения на Y градусов (-90 < Y < 90) фазы сигнала третьей гармоники Vh2 (см. первый график на фиг. 8(b)), абсолютное значение уровня сигнала которого максимально в моменты времени, когда уровень сигнала каждого из значений трехфазного тока равен нулю. Например, период, в течение которого инвертор 13 функционирует в обратном режиме, сокращается до некоторой степени при использовании сигнала третьей гармоники Vh2, который получен путем смещения на Y1 градусов (0 < Y1<90) фазы гармонического сигнала Vh2, изображенного на первом графике на фиг. 8(b), и в результате пульсации напряжения VH между выводами до некоторой степени подавляются. Аналогично, например, период, в течение которого инвертор 13 функционирует в обратном режиме, сокращается до некоторой степени при использовании сигнала третьей гармоники Vh2, который получен путем смещения на Y2 градусов (-90<Y2<0) фазы гармонического сигнала Vh2, изображенного на первом графике на фиг. 8(b), и в результате пульсации напряжения VH между выводами до некоторой степени подавляются.
[0123] Кроме того, учитывая технический эффект, который достигается с помощью сигнала третьей гармоники Vh2, сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналов третьей гармоники, имеющим свойство функционировать для того, чтобы делать абсолютное значение уровня сигнала модуляции в некоторой фазе больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала фазного напряжения в некоторой фазе в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала фазного тока в некоторой фазе является минимальным. А именно сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, имеющим свойство функционировать для того, чтобы делать абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала Vu напряжения U-фазы в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала тока Iu U-фазы является минимальным. Аналогично сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, имеющим свойство функционировать для того, чтобы делать абсолютное значение уровня сигнала Vmv модуляции V-фазы больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала Vv напряжения V-фазы в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала тока Iv V-фазы является минимальным. Аналогично сигнал третьей гармоники Vh2 является сигналом третьей гармоники, имеющим свойство функционировать для того, чтобы делать абсолютное значение уровня сигнала Vmw модуляции W-фазы больше, чем абсолютное значение уровня командного сигнала Vw напряжения W-фазы в моменты времени, когда абсолютное значение уровня сигнала тока Iw W-фазы является минимальным. Поэтому сигнал третьей гармоники Vh2 не ограничивается сигналом третьей гармоники, изображенным на фиг. 4, и может быть любым сигналом, пока он является сигналом третьей гармоники, который имеет описанное выше свойство.
[0124] С другой стороны, в настоящем варианте воплощения если существует период, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C, сигнал третьей гармоники Vh2 не обязательно прибавляется к командному сигналу трехфазного напряжения, в то время как сигнал третьей гармоники Vh1, амплитуда которого настроена, прибавляется к командному сигналу трехфазного напряжения. В результате пульсации напряжения VH между выводами сглаживающего конденсатора 12 соответственно подавляются даже в случае, когда коэффициент модуляции в инверторе 13 является относительно большим, по сравнению с операцией по управлению преобразователем в сравнительном примере, который не настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 и не использует описанный выше сигнал третьей гармоники Vh2. Далее со ссылкой на фиг. 9 - фиг. 13 будет объяснена причина этого. Фиг. 9 включает в себя графики, иллюстрирующие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 на напряжение Vh1 между выводами сглаживающего конденсатора 12. Фиг. 10 включает в себя графики, иллюстрирующие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 на напряжение Vh1 между выводами сглаживающего конденсатора 12. Фиг. 11 включает в себя графики, иллюстрирующие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 на напряжение Vh1 между выводами сглаживающего конденсатора 12. Фиг. 12 включает в себя графики, иллюстрирующие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 на напряжение Vh1 между выводами сглаживающего конденсатора 12. Фиг. 13 включает в себя графики, иллюстрирующие влияние настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 на напряжение Vh1 между выводами сглаживающего конденсатора 12.
[0125] Во-первых, как описано выше, настоящий вариант воплощения использует сигнал модуляции, который получается путем прибавления сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2 к командному сигналу трехфазного напряжения для управления работой инвертора 13. Таким образом, вероятность, что сигнал модуляции, который получен путем прибавления обоих сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2 к командному сигналу трехфазного напряжения, больше, чем пиковое значение несущего сигнала C (а именно больше, чем максимальное значение или меньше, чем минимальное значение) относительно выше по сравнению со случаем сигнала модуляции, который получен путем прибавления только сигнала третьей гармоники Vh1 к командному сигналу трехфазного напряжения. А именно абсолютное значение уровня сигнала модуляции больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C более легко в случае, когда сигнал модуляции генерируется путем прибавления обоих сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2 к командному сигналу трехфазного напряжения по сравнению со случаем, когда сигнал модуляции генерируется путем прибавления только сигнала третьей гармоники Vh1 к командному сигналу трехфазного напряжения.
[0126] С другой стороны, коэффициент модуляции в инверторе 13 предпочтительно равен или меньше, чем заранее определенное предельное значение, которое определяется в соответствии со спецификациями инвертора 13, двигатель-генератора 14 и транспортного средства 15, чтобы соответственно управлять двигатель-генератором 14. Однако коэффициент модуляции становится больше в случае, когда сигнал модуляции генерируется путем прибавления не только сигнала третьей гармоники Vh1, но также и сигнала третьей гармоники Vh2 к командному сигналу трехфазного напряжения по сравнению со случаем, когда сигнал модуляции генерируется путем прибавления только сигнала третьей гармоники Vh1 к командному сигналу трехфазного напряжения. В этом случае существует вероятность, что коэффициент модуляции больше, чем заранее определенное предельное значение, если сигналы третьей гармоники Vh1 и Vh2 прибавлены к командному сигналу трехфазного напряжения. Поэтому требование, чтобы коэффициент модуляции был предпочтительно равным или меньше, чем заранее определенное значение предела, может затруднить прибавление сигнала третьей гармоники Vh2 к командному сигналу трехфазного напряжения в случае, когда коэффициент модуляции является относительно большим (например, больше, чем заранее определенное значение). Поэтому, когда коэффициент модуляции является относительно большим, желательно подавлять пульсации напряжения VH между выводами с использованием способа, который отличается от способа прибавления сигнала третьей гармоники Vh2 к командному сигналу трехфазного напряжения.
[0127] Таким образом, мы рассматриваем другой способ. Как было описано выше, когда коэффициент модуляции является относительно большим, абсолютное значение уровня сигнала модуляции (а именно командный сигнал трехфазного напряжения+сигнал третьей гармоники Vh1) в каждой из двух фаз часто больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Здесь, учитывая, что фазы сигналов модуляции в трехфазном переменном токе смещены на 120 градусов от друг друга, даже если абсолютное значение уровня сигнала модуляции в каждой из двух фаз больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C, абсолютное значение уровня сигнала модуляции в другой одной фазе, как предполагается, не больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. В этом случае работа инвертора 13 (а именно работа двигатель-генератора 14) в значительной степени зависят от сигнала модуляции в другой одной фазе (а именно описанной выше фокусируемой фазе), абсолютное значение уровня сигнала которой не больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Поэтому ожидается, что пульсациями напряжения VH между выводами сглаживающего конденсатора 12 можно управлять путем настройки свойства сигнала модуляции в другой одной фазе (а именно описанной выше фокусируемое фазе), абсолютное значение уровня сигнала которой не больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C.
[0128] Таким образом, в настоящем варианте воплощения блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 для настройки свойства сигнала модуляции в фокусируемой фазе, которая является другой одной фазой, при условии, когда абсолютное значение уровня сигнала модуляции в каждой из двух фаз больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Результатом настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 является изменение уровня сигнала модуляции в фокусируемой фазе. Результатом изменения уровня сигнала модуляции в фокусируемой фазе является изменение соотношения величины между сигналом модуляции в фокусируемой фазе и несущим сигналом C. Результатом изменения соотношения величин между сигналом модуляции в фокусируемой фазе и несущим сигналом C является изменение аспекта работы инвертора 13. Результатом изменения аспекта работы инвертора 13 является изменение аспекта вариаций напряжения VH между выводами сглаживающего конденсатора 12. Таким образом, если блок 155 генерации гармонического сигнала соответственно настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, можно управлять пульсациями напряжения VH между выводами сглаживающего конденсатора 12.
[0129] В частности, блок 155 генерации гармонического сигнала предпочтительно настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 с описанной ниже точки зрения для управления пульсациями напряжения VH между выводами сглаживающего конденсатора 12.
[0130] Во-первых, как изображено на фиг. 9, фокусируется период T1. В периоде T1, как изображено на первом графике на фиг. 9, абсолютное значение уровня каждого из сигналов: сигнала Vmv модуляции V-фазы (= командный сигнал Vv напряжения V-фазы+сигнал третьей гармоники Vh1) и сигнала Vmw модуляции W-фазы (= командный сигнал Vw напряжения W-фазы+сигнал третьей гармоники Vh1) больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Кроме того, в период T1, как изображено на первом графике на фиг. 9, сигнал Vmu модуляции U-фазы (= командный сигнал Vu напряжения U-фазы+сигнал третьей гармоники Vh1) монотонно уменьшается. Кроме того, предполагается, что в период T1 ток Im двигателя больше, чем ток Ip источника.
[0131] В описанный выше период T1 переключающий элемент Gvp p-стороны в плече V-фазы продолжает находиться в состоянии "включено", а переключающий элемент Gwp p-стороны в руке W-фазы продолжает находиться в состоянии "выключено". Учитывая, что ток Im двигателя больше, чем ток Ip источника в этих условиях переключения в плече V-фазы и плече W-фазы, напряжение VH между выводами переключающего конденсора 12 увеличивается, если переключающий элемент Gup p-стороны в плече U-фазы является выключенным в период T1. Другими словами, напряжение VH между выводами переключающего конденсора 12 уменьшается, если переключающий элемент Gup p-стороны в плече U-фазы является включенным в период T1.
[0132] В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы перед настройкой амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 (в дальнейшем он называется “сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды”, см. пунктирную линию на втором графике на фиг. 9) и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 (в дальнейшем он называется “сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды”, см. сплошную линию на втором графике на фиг. 9) находилось в конкретном состоянии. В частности, блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды изменялось, например из состояния, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, на состояние, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0133] В примере, изображенном на втором графике на фиг. 9, граничная точка между состоянием, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, и состоянием, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, является точкой, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю. В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала, как правило, увеличивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, чтобы увеличить абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы. А именно блок 155 генерации гармонического сигнала увеличивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды было больше, чем абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0134] В частности, в период T1, изображенный на фиг. 9, определено, что ток Im двигателя больше, чем ток Ip источника, и сигнал модуляции в фокусируемой фазе уменьшается (этап S182 на фиг. 6: Да и этап S183 на фиг. 6: Нет). Поэтому блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 для увеличения амплитуды в период T1 (этап S186 на фиг. 6). Таким образом, блок 155 генерации гармонического сигнала может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 в период T1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды изменялось из состояния, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, в состояние, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0135] В результате, как изображено на третьем графике на фиг. 9, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы меньше, чем несущий сигнал C, становится относительно коротким из-за настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 при условии, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (а именно в области, которая находится слева от точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю). А именно период, в течение которого сигнал ШИМ находится на низком уровне (а именно период, в течение которого переключающий элемент Gup p-стороны находится в состоянии "выключено", и период, в течение которого напряжение VH между выводами увеличивается), становится относительно коротким вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому, как изображено на четвертом графике на фиг. 9, напряжение VH между выводами уменьшается более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена.
[0136] С другой стороны, как изображено на третьем графике на фиг. 9, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы меньше, чем несущий сигнал C, становится длинным вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 при условии, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (а именно в области, которая находится справа от точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю). А именно период, в течение которого сигнал ШИМ находится на низком уровне, становится длинным вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому, как изображено на четвертом графике на фиг. 9, напряжение VH между выводами увеличивается более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена.
[0137] В результате, как изображено на четвертом графике на фиг. 9, временная диаграмма напряжения VH между выводами становится временной диаграммой, которая является выпуклой вниз (а именно выгибается в сторону, в которой напряжение VH между выводами уменьшается), более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена. В частности, в примере, изображенном на четвертом графике на фиг. 9, напряжение VH между выводами становится относительно небольшим вблизи точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю. В результате пиковое значение напряжения VH между выводами легко уменьшается.
[0138] С другой стороны, даже если амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 увеличивается в период T1, соотношение величин между несущим сигналом C и каждым из сигналов: сигналом Vmv модуляции V-фазы и сигналом Vmw модуляции W-фазы редко или никогда не изменяется. Это происходит потому, что абсолютное значение уровня сигнала каждого из сигналов: сигнала Vmv модуляции V-фазы и сигнала Vmw модуляции W-фазы все еще больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C независимо от увеличения амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому настройка амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 редко или никогда не изменяет соотношение величин между несущим сигналом C и сигналом Vmv модуляции V-фазы или сигналом Vmw модуляции W-фазы в состояние, которое увеличивает напряжение VH между выводами (а именно изменяет в состояние, которое противоположно цели). Например, настройка амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 редко или никогда не изменяет соотношение величин между несущим сигналом C и сигналом Vmu модуляции U-фазы в состояние, которое уменьшает напряжение VH между выводами, и соотношение величин между несущим сигналом C и сигналом Vmv модуляции V-фазы в состояние, которое увеличивает напряжение VH между выводами. В этом смысле полезно настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 в период, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C.
[0139] Затем, как изображено на фиг. 10, фокусируется период T2. В период T2, как изображено на первом графике на фиг. 10, абсолютное значение уровня каждого из сигналов: сигнала Vmv модуляции V-фазы и сигнала Vmw модуляции W-фазы больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Кроме того, в период T2, как изображено на первом графике на фиг. 10, сигнал Vmu модуляции U-фазы монотонно увеличивается. Кроме того, предполагается, что в период T2 ток Ip источника больше, чем ток Im двигателя.
[0140] Описанный выше период T2 отличается от периода T1, изображенном на фиг. 9, тем, что режим переключения в каждом из плеч: плече V-фазы и плече W-фазы является обратным. Таким образом, в период T2 переключающий элемент Gvp p-стороны в плече V-фазы продолжает находиться в состоянии "выключено", а переключающий элемент Gwp p-стороны в плече W-фазы продолжает находиться в состоянии "включено". Учитывая, что ток Ip источника больше, чем ток Im двигателя при этих условиях переключения в плече V-фазы и плече W-фазы, напряжение VH между выводами переключающего конденсора 12 увеличивается, если переключающий элемент Gup p-стороны в плече U-фазы является включенным в период T2. Другими словами, напряжение VH между выводами переключающего конденсора 12 уменьшается, если переключающий элемент Gup p-стороны в плече U-фазы является выключенным в период T2.
[0141] В этом случае, блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (см. пунктирную линию на втором графике на фиг. 10) и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды (см. сплошную линию на втором графике на фиг. 10) находилось в конкретном состоянии. В частности, блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды изменилось из состояния, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, в состояние, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0142] В примере, изображенном на втором графике на фиг. 10, граничная точка между состоянием, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, и состоянием, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, является точкой, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю. В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала, как правило, увеличивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, чтобы увеличить абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы. А именно блок 155 генерации гармонического сигнала увеличивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды было больше, чем абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0143] В частности, в период T2, изображенном на фиг. 10, определяется, что ток Im двигателя меньше, чем ток Ip источника, и сигнал модуляции в фокусируемое фазе увеличивается (этап S182 на фиг. 6: Нет и этап S184 на фиг. 6: Да). Поэтому блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 для увеличения амплитуды в период T2 (этап S186 на фиг. 6). Таким образом, блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 в период T2 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды изменилось из состояния, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, в состояние, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0144] В результате, как изображено на третьем графике на фиг. 10, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы больше, чем несущий сигнал C, становится относительно коротким вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 при условии, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (а именно в области, которая находится слева от точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю). А именно период, в течение которого сигнал ШИМ находится на высоком уровне (а именно период, в течение которого переключающий элемент Gup p-стороны находится в состоянии "включено", и период, в течение которого напряжение VH между выводами увеличивается), становится относительно коротким из-за настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому, как изображено на четвертом графике на фиг. 10, напряжение VH между выводами уменьшается более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена.
[0145] С другой стороны, как изображено на третьем графике на фиг. 10, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы больше, чем несущий сигнал C, становится длинным из-за настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 при условии, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (а именно в области, которая находится справа от точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю). А именно период, в течение которого сигнал ШИМ находится на высоком уровне, становится длинным из-за настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому, как изображено на четвертом графике на фиг. 10, напряжение VH между выводами увеличивается более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена.
[0146] В результате, как изображено на четвертом графике на фиг. 10, временная диаграмма напряжения VH между выводами становится временной диаграммой, которая является выпуклой вниз более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена. В частности, в примере, изображенном на четвертом графике на фиг. 10, напряжение VH между выводами становится относительно небольшим вблизи точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю. В результате пиковое значение напряжения VH между выводами легко уменьшается.
[0147] С другой стороны, даже если амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 увеличивается в период T2, соотношение величин между несущим сигналом C и каждым из сигналов: сигналом Vmv модуляции V-фазы и сигналом Vmw модуляции W-фазы редко или никогда не изменяется, как и с периодом T1.
[0148] Затем, как изображено на фиг. 11, фокусируется период T3. В период T3, как изображено на первом графике на фиг. 11, абсолютное значение уровня сигнала каждого из сигналов: сигнала Vmv модуляции V-фазы и сигнала W-фазовой-модуляции больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Кроме того, в период T3, как изображено на первом графике на фиг. 11, сигнал Vmu модуляции U-фазы монотонно уменьшается. Кроме того, предполагается, что в период T3 ток Ip источника больше, чем ток Im двигателя.
[0149] Описанный выше период T3 отличается от периода T1, изображенного на фиг. 9, тем, что соотношение величин между током Ip источника и током Im двигателя является обратным. Таким образом, напряжение VH между выводами переключающего конденсора 12 увеличивается, если переключающий элемент Gup p-стороны в плече U-фазы является включенным в период T3. Другими словами, напряжение VH между выводами переключающего конденсора 12 уменьшается, если переключающий элемент Gup p-стороны в плече U-фазы является выключенным в период T3.
[0150] В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (см. пунктирную линию на втором графике на фиг. 11) и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды (см. сплошную линию на втором графике на фиг. 11) находилось в конкретном состоянии. В частности, блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды изменилось из состояния, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, в состояние, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0151] В примере, изображенном на втором графике на фиг. 11, граничная точка между состоянием, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, и состоянием, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, является точкой, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю. В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала, как правило, уменьшает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, чтобы уменьшить абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы. А именно блок 155 генерации гармонического сигнала уменьшает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды было меньше, чем абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0152] В частности, в период T3, изображенном на фиг. 11, определяется, что ток Im двигателя меньше, чем ток Ip источника, и сигнал модуляции в фокусируемой фазе уменьшается (этап S182 на фиг. 6: Нет и этап S184 на фиг. 6: Нет). Поэтому блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 для уменьшения амплитуды в период T3 (этап S185 на фиг. 6). Таким образом, блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 в период T3 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды изменилось из состояния, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, в состояние, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0153] В результате, как изображено на третьем графике на фиг. 11, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы больше, чем несущий сигнал C, становится относительно коротким вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 при условии, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (а именно в области, которая находится слева от точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю). А именно период, в течение которого сигнал ШИМ находится на высоком уровне (а именно период, в течение которого переключающий элемент Gup p-стороны находится в состоянии "включено", и период, в течение которого напряжение VH между выводами увеличивается), становится относительно коротким вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому, как изображено на четвертом графике на фиг. 11, напряжение VH между выводами уменьшается более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена.
[0154] С другой стороны, как изображено на третьем графике на фиг. 11, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы больше, чем несущий сигнал C, становится длинным вследствие настройка амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 при условии, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (а именно в области, которая находится справа от точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю). А именно период, в течение которого сигнал ШИМ находится на высоком уровне, становится длинным вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому, как изображено на четвертом графике на фиг. 11, напряжение VH между выводами увеличивается более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена.
[0155] В результате, как изображено на четвертом графике на фиг. 11, временная диаграмма напряжения VH между выводами становится временной диаграммой, которая является выпуклой вниз более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена. В частности, в примере, изображенном на четвертом графике на фиг. 11, напряжение VH между выводами становится относительно небольшим вблизи точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю. В результате пиковое значение напряжения VH между выводами легко уменьшается.
[0156] С другой стороны, блок 155 генерации гармонического сигнала предпочтительно уменьшает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, что соотношение величин между несущим сигналом C и каждым из сигналов: сигналом Vmv модуляции V-фазы и сигналом Vmw модуляции W-фазы редко или никогда не изменяется в период T3. Это происходит потому, что существует вероятность, что соотношение величин между несущим сигналом C и каждым из сигналов: сигналом Vmv модуляции V-фазы и сигналом Vmw модуляции W-фазы изменяется, если амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 уменьшается слишком сильно. В результате это происходит потому, что существует вероятность, что соотношение величин между несущим сигналом C и сигналом Vmv модуляции V-фазы или сигналом Vmw модуляции W-фазы изменяется на состояние, которое увеличивает напряжение VH между выводами.
[0157] Затем, как изображено на фиг. 12, фокусируется период T4. В период T4, как изображено на первом графике на фиг. 12, абсолютное значение уровня каждого из сигналов: сигнала Vmv модуляции V-фазы и сигнала Vmw модуляции W-фазы больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Кроме того, в период T4, как изображено на первом графике на фиг. 12, сигнал Vmu модуляции U-фазы монотонно увеличивается. Кроме того, предполагается, что в период T4 ток Im двигателя больше, чем ток Ip источника.
[0158] Описанный выше период T4 отличается от периода T1, изображенном на фиг. 9, тем, что режим переключения в каждом из плеч: плече V-фазы и плече W-фазы является обратным, и соотношение величин между током Ip источника и током Im двигателя является обратным. Таким образом, напряжение VH между выводами переключающего конденсора 12 увеличивается, если переключающий элемент Gup p-стороны в плече U-фазы является выключенным в период T4. Другими словами, напряжение VH между выводами переключающего конденсора 12 уменьшается, если переключающий элемент Gup p-стороны в плече U-фазы является включенным в период T4.
[0159] В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (см. пунктирную линию на втором графике на фиг. 12) и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды (см. сплошную линию на втором графике на фиг. 12) находилось в конкретном состоянии. В частности, блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды изменилось из состояния, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, в состояние, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0160] В примере, изображенном на втором графике на фиг. 12, граничная точка между состоянием, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, и состоянием, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, является точкой, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю. В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала, как правило, уменьшает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, чтобы уменьшить абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы. А именно блок 155 генерации гармонического сигнала уменьшает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды было меньше, чем абсолютное значение уровня сигнала Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0161] В частности, в период T4, изображенный на фиг. 12, определяется, что ток Im двигателя больше, чем ток Ip источника, и сигнал модуляции в фокусируемой фазе увеличивается (этап S182 на фиг. 6: Да и этап S183 на фиг. 6: Да). Поэтому блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 для уменьшения амплитуды в период T4 (этап S185 на фиг. 6). Таким образом, блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 в период T4 так, что соотношение величин между сигналом Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды и сигналом Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды изменилось из состояния, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды, в состояние, в котором сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды.
[0162] В результате, как изображено на третьем графике на фиг. 11, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы меньше, чем несущий сигнал C, становится относительно коротким вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 при условии, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды больше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (а именно в области, которая находится слева от точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю). А именно период, в течение которого сигнал ШИМ находится на низком уровне (а именно период, в течение которого переключающий элемент Gup p-стороны находится в состоянии "выключено", и период, в течение которого напряжение VH между выводами увеличивается), становится относительно коротким вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому, как изображено на четвертом графике на фиг. 12, напряжение VH между выводами уменьшается более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена.
[0163] С другой стороны, как изображено на третьем графике на фиг. 12, период, в течение которого сигнал Vmu модуляции U-фазы меньше, чем несущий сигнал C, становится относительно длинным вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 при условии, когда сигнал Vmu модуляции U-фазы после настройки амплитуды меньше, чем сигнал Vmu модуляции U-фазы до настройки амплитуды (а именно в области, которая находится справа от точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю). А именно период, в течение которого сигнал ШИМ находится на низком уровне, становится относительно длинным вследствие настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Поэтому, как изображено на четвертом графике на фиг. 12, напряжение VH между выводами увеличивается более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена.
[0164] В результате, как изображено на четвертом графике на фиг. 12, временная диаграмма напряжения VH между выводами становится временной диаграммой, которая является выпуклой вниз (а именно выгнута в сторону, в которой напряжение VH между выводами уменьшается), более легко в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 настроена, по сравнению со случаем, когда амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 не настроена. В частности, в примере, изображенном на четвертом графике на фиг. 12, напряжение VH между выводами становится относительно небольшим вблизи точки, в которой уровень сигнала Vmu модуляции U-фазы равен нулю. В результате пиковое значение напряжения VH между выводами легко уменьшается.
[0165] С другой стороны, блок 155 генерации гармонического сигнала предпочтительно уменьшает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, что соотношение величин между несущим сигналом C и каждым из сигналов: сигналом Vmv модуляции V-фазы и сигналом Vmw модуляции W-фазы редко или никогда не изменяется в период T2. Это происходит потому, что существует вероятность, что соотношение величин между несущим сигналом C и каждым из сигналов: сигналом Vmv модуляции V-фазы и сигналом Vmw модуляции W-фазы изменяется, если амплитуда сигнала третьей гармоники Vh1 уменьшается слишком сильно. В результате это происходит потому, что существует вероятность, что соотношение величин между несущим сигналом C и сигналом Vmv модуляции V-фазы или сигналом Vmw модуляции W-фазы изменяется на состояние, которое увеличивает напряжение VH между выводами.
[0166] В частности, на фиг. 9 - фиг. 12 сигнал Vmu модуляции U-фазы фокусируется для пояснения. Однако то же самое применимо к сигналу Vmv модуляции V-фазы и сигналу Vmw модуляции W-фазы.
[0167] В результате описанной выше настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 пиковое значение напряжения VH между выводами (в частности, пиковое значение пульсаций) уменьшается, как изображено на фиг. 13. В частности, пульсации на стороне положительной полярности (а именно на стороне, которая больше, чем целевое напряжение Vc) уменьшаются в случае, когда целевое напряжение Vc напряжения VH между выводами рассматривается как нулевой уровень. А именно ширина вариаций пульсаций на стороне положительной полярности уменьшается в случае, когда целевое напряжение Vc рассматривается как нулевой уровень. С другой стороны, пульсации на стороне отрицательной полярности (а именно на стороне, которая меньше, чем целевое напряжение Vc) увеличиваются в случае, когда целевое напряжение Vc рассматривается как нулевой уровень. А именно ширина вариаций пульсаций на стороне отрицательной полярности увеличивается в случае, когда целевое напряжение Vc рассматривается как нулевой уровень. Кроме того, ширина вариаций всех пульсаций в значительной степени сохраняется. Однако, ширина вариаций всех пульсаций в некоторых случаях может увеличиться или уменьшиться. В любом случае, в настоящем варианте воплощения пульсации напряжения VH между выводами соответственно подавляются, так что пиковое значение пульсаций напряжения VH между выводами становится меньше.
[0168] В частности, аспект уменьшения напряжения VH между выводами изменяется в зависимости от величины настройки амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Например, фиг. 14(a) изображает напряжение VH между выводами в случае, когда величина увеличения амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 равна α. Фиг. 14(b) изображает напряжение VH между выводами в случае, когда величина увеличения амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 равна β (β>α). Фиг. 14 (с) изображает напряжение VH между выводами в случае, когда величина увеличения амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 равна γ (γ>β). В примерах, изображенных на фиг. 14, пиковое значение напряжения VH между выводами является минимальным в случае, когда величина увеличения амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 равна β. Поэтому блок 155 генерации гармонического сигнала предпочтительно настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы величина увеличения амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1 была равна β.
[0169] В этом случае блок 155 генерации гармонического сигнала может получить, в качестве информации обратной связи, результат измерения вольтметром для измерения напряжение VH между выводами и может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 путем выполнения управления с обратной связью на основании полученного напряжения VH между выводами. Альтернативно, если память или что-то подобное хранит параметр, который представляет собой амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, который заранее настроен с описанной выше точки зрения, блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить (альтернативно, задать) амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 с использованием параметра, который сохранен в памяти или чем-то подобном. В любом случае, операция по управлению преобразователем с использованием амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1, который настраивается динамически (другими словами, в режиме реального времени) или настраивается заранее с описанной выше точки зрения, находится в пределах объема настоящего изобретения.
[0170] В частности, в описанном выше объяснении блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1. Однако блок 155 генерации гармонического сигнала может настраивать фазу сигнала третьей гармоники Vh1 в дополнение или вместо амплитуды сигнала третьей гармоники Vh1. Даже когда настраивается фаза сигнала третьей гармоники Vh1, может быть достигнут описанный выше эффект.
[0171] В частности, когда настраивается фаза сигнала третьей гармоники Vh1, аспект уменьшения напряжения VH между выводами изменяется в зависимости от величины настройки фазы сигнала третьей гармоники Vh1. Например, фиг. 15(a) изображает напряжение VH между выводами в случае, когда величина настройки фазы сигнала третьей гармоники Vh1 равна d1. Фиг. 15(b) изображает напряжение VH между выводами в случае, когда величина настройки фазы сигнала третьей гармоники Vh1 равна d2 (в частности, d2>d1). Фиг. 15(c) изображает напряжение VH между выводами в случае, когда величина настройки фазы сигнала третьей гармоники Vh1 равна d3 (в частности, d3 > d2). В примерах, изображенных на фиг. 15, пиковое значение напряжения VH между выводами является минимальным в случае, когда величина настройки фазы сигнала третьей гармоники Vh1 равна d2. Поэтому блок 155 генерации гармонического сигнала предпочтительно настраивает фазу сигнала третьей гармоники Vh1 так, чтобы величина настройки фазы сигнала третьей гармоники Vh1 была равна d2.
[0172] Кроме того, операция настройки амплитуды (альтернативно, фазы) сигнала третьей гармоники Vh1 соответствует операции настройки соотношения величин между сигналом модуляции и несущим сигналом C. Таким образом, блок 157 преобразования ШИМ может настроить амплитуду несущего сигнала C в дополнение или вместо настройки блоком 155 генерации гармонического сигнала амплитуды (альтернативно, фазы) сигнала третьей гармоники Vh1. А именно блок 157 преобразования ШИМ может настроить амплитуду несущего сигнала C, чтобы реализовать состояния, изображенные на фиг. 9 - фиг. 12. Даже когда блок 157 преобразования ШИМ настраивает амплитуду несущего сигнала C, описанный выше эффект может быть достигнут.
[0173] Кроме того, в описанном выше объяснении блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1, когда существует период, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Однако блок 155 генерации гармонического сигнала может настроить амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 даже тогда, когда не существует периода, в течение которого абсолютные значения уровней сигналов модуляции в двух фазах больше, чем абсолютное значение пикового значения несущего сигнала C. Например, блок 155 генерации гармонического сигнала может настраивать амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 всегда или в течение желаемого периода.
Даже в этом случае описанный выше эффект может быть достигнут. Однако в этом случае существует высокая вероятность, что пульсации и на стороне положительной полярности, и стороне отрицательной полярности уменьшатся в случае, когда целевое напряжение Vc рассматривается как нулевой уровень. А именно существует высокая вероятность, что ширина вариаций всех пульсаций уменьшится. Однако пульсации напряжения VH между выводами тем не менее соответственно подавляются, так что пиковое значение пульсаций напряжения VH между выводами уменьшается.
[0174] В частности, когда блок 155 генерации гармонического сигнала настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники Vh1 всегда или в течение желаемого периода, сигнал модуляции, который генерируется путем прибавления сигнала третьей гармоники Vh1, амплитуда которого настроена, к командному сигналу трехфазного напряжения, может быть сигналом модуляции, который используется, когда блок 157 преобразования ШИМ генерирует сигнал ШИМ. А именно сигнал модуляции, который генерируется путем прибавления сигналов третьей гармоники Vh1 и Vh2 к командному сигналу трехфазного напряжения, может не использоваться.
[0175] В частности, в описанном выше объяснении объясняется пример, в котором сигнал третьей гармоники Vh2 является синусоидальной волной (см. фиг. 4). Однако сигнал третьей гармоники Vh2 может быть любым сигналом переменного тока, частота которого является утроенной частотой командного сигнала трехфазного напряжения или значения трехфазного тока. Например, как изображено на третьем графике и пятом графике на фиг. 16, сигнал третьей гармоники Vh2 может быть сигналом прямоугольной волны (что мы называем импульсом). Альтернативно, как изображено на четвертом графике и шестом графике на фиг. 16, сигнал третьей гармоники Vh2 может быть сигналом треугольной волны. Альтернативно, сигнал третьей гармоники Vh2 может быть сигналом, который имеет другую форму, например, пилообразный сигнал и т.п. А именно сигнал третьей гармоники Vh2 может быть сигналом, в котором один и тот же профиль волны (предпочтительно, профиль тот же самой волны, уровень сигнала которой изменяется) периодически появляется с периодом, соответствующим частоте, которая является утроенной частотой командного сигнала трехфазного напряжения или значения трехфазного тока. То же самое применимо к сигналу третьей гармоники Vh1.
[0176] Кроме того, в описанном выше объяснении объяснен пример, в котором транспортное средство 1 имеет один двигатель-генератор 14. Однако транспортное средство 1 может иметь множество двигатель-генераторов 14. В этом случае транспортное средство 1 предпочтительно имеет множество инверторов, которые соответствуют множеству двигатель-генераторов 14, соответственно. Кроме того, в этом случае ECU 15 может выполнять описанную выше операцию по управлению преобразователем для каждого инвертора 13 независимо. Альтернативно, транспортное средство 1 может иметь двигатель в дополнение к двигатель-генератору 14. А именно транспортное средство 1 может быть гибридным транспортным средством.
[0177] Кроме того, в описанном выше объяснении объяснен пример, в котором транспортное средство 1 имеет инвертор 13 и двигатель-генератор 14. Однако любое устройство (например, устройство, которое функционирует с использованием инвертора 13 и двигатель-генератора 14, и, например, устройство кондиционирования) помимо транспортного средства 1 может иметь инвертор 13 и двигатель-генератор 14. Даже когда любое устройство, помимо транспортного средства 1, имеет инвертор 13 и двигатель-генератор 14, описанный выше эффект может быть достигнут.
[0178] Настоящее изобретение может быть, при желании, изменено, не отступая от сути или сущности изобретения, которая может быть понята из формулы изобретения и всего описания. Предполагается, что аппаратура управления электродвигателя, которая включает в себя такие изменения, также находится в пределах технического объема настоящего изобретения.
[Список ссылочных позиций]
[0179] 1,2 аппаратура управления транспортного средства
11 источник мощности постоянного тока
12 сглаживающий конденсатор
13 инвертор
14 двигатель-генератор
15 ECU
151 блок преобразования команды тока
152 блок преобразования три фазы/две фазы
153 блок управления током
154 блок преобразования две фазы/три фазы
155 блок генерации гармонического сигнала
156u, 156v, 156w сумматор
157 блок преобразования ШИМ
258 блок настройки частоты
Iu ток U-фазы
Iv ток V-фазы
Iw ток W-фазы
Vu командный сигнал напряжения U-фазы
Vv командный сигнал напряжения V-фазы
Vw командный сигнал напряжения W-фазы
Vh1 сигнал третьей гармоники
Vh2 сигнал третьей гармоники
Vmu сигнал модуляции U-фазы
Vmv сигнал модуляции V-фазы
Vmw сигнал модуляции W-фазы
VH напряжение между выводами
Qup, Qvp, Qwp переключающий элемент p-стороны
Qun, Qvn, Qwn переключающий элемент n-стороны
Dup, Dun, Dvp, Dvn, Dwp, Dwn выпрямительный диод