一種用于馬達－發電機的控制裝置，包括：多相線圈的定子、轉子、多相逆變器以及電源，該多相逆變器的每個臂包括開關元件和續流元件，該電源連接在該線圈的中性點與該逆變器的負極之間。當該開關元件被矩形波驅動時，在高側開關元件關斷的同時，連接到高側開關元件的低側開關元件受PWM開關控制。當將高側開關元件被關斷的時間點定義為基點時，如果α定義為低側開關元件的開關開始的時間點，而β定義為開關結束的時間點，則β－α為120度或更大的電角度，α大于0度，且β小于180度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于馬達一發電機的控制裝置，該裝置通過在作為發電機的電能產生模式與作為馬達的機械能產生模式之間改變馬達一發電機的操作模式來進行使用。
技術介紹
作為一種用于無刷馬達的簡單的增速方法，例如，已知在JP-A-2008-306914中公開了一種使用電路的驅動方法。該示例需要正弦PWM控制的逆變器以廣泛地獲得穩定的旋轉速度。因此，需要昂貴的磁極位置傳感器。此外，因為全部元件需要進行開關，所以增大了開關損耗，因而降低了系統效率，該逆變器需要大的冷卻單元，并且需要防止開關噪聲。因此，盡管該驅動方法可以用于昂貴的裝置，但是從成本的角度來看，該方法尤其不適合用于輕型汽車和摩托車的電子部件。
技術實現思路
實施例提供了一種用于馬達一發電機的控制裝置。在該裝置中，提供了一種簡化的磁極位置傳感器。即使減少開關的次數，也能夠獲得良好的旋轉速度特性。因此，還可以使冷卻以及噪聲防止簡化。作為本實施例的一方面，提供了一種用于馬達一發電機的控制裝置，該裝置包括:定子，包括連接以形成星形的多相線圈；轉子，與定子同軸并且以所述轉子和所述定子之間的預定間隙徑向地布置；多相逆變器，多相逆變器的每個臂包括開關元件和續流元件；以及直流電源，連接在多相線圈的中性點與多相逆變器的直流負電極之間。當逆變器的開關元件由矩形波圖形信號驅動時，在高側(high side)的開關元件處于關斷狀態的同時，串聯連接到高側的開關元件的低側(low side)的開關元件受PWM開關控制。當將高側的開關元件關斷的時間點定義為基點時，如果α被定義為低側的開關元件的開關開始的時間點，且β被定義為開關結束的時間點，則β - α為120度或者更大的電角度，α大于O度，且β小于180度。附圖說明在附圖中:圖1是示出第一實施例的配置的圖；圖2是根據第一實施例的開關元件的控制圖形的圖；圖3Α至圖3D是用于說明第一實施例的操作的圖；圖4是示出第二實施例的配置的圖；圖5是根據第二實施例的開關元件的控制圖形的圖；圖6是用于說明第一實施例和第二實施例的優點的圖；圖7是示出第一實施例的修改的配置的圖；圖8是示出第二實施例的修改的配置的圖9是示出另一實施例的圖；圖10是用于說明各實施例的優點的圖；圖11是用于說明各實施例的優點的圖；圖12是示出各實施例所應用到的系統的配置的圖。具體實施例方式下文中將參照附圖描述本專利技術的實施例。(第一實施例)圖1示出第一實施例的配置。馬達一發電機I包括定子11和轉子12。轉子12可以是永磁體式感應器、繞線一場式(wound-field type)感應器或籠式感應器。轉子12可以具有無線圈且無磁體的磁凸極式磁阻結構。定子11設置有連接以形成星形的三相線圈。三相線圈的端部連接于中性點13處。三相線圈的另一端連接至逆變器2。在逆變器2中，開關元件21和續流(free wheeling)元件22形成一個臂。相同的兩個臂構成被串聯連接。串聯連接中的三個被并聯布置。如果開關元件21和續流元件22由MOSFET (金屬氧化物半導體場效應晶體管)和寄生于該MOSFET的寄生二極管來配置，則能夠使用大量生產的通用器件。然而，開關元件21和續流元件22不局限于這種配置。在開關元件21由IGBT (絕緣柵雙極晶體管)或雙極晶體管來配置，并且續流二極管被用作續流元件22的情況下，仍能夠獲得同樣的功能。高側的三個開關元件21連接至直流正電極端子23。低側的三個開關元件21連接至直流負電極端子24。在逆變器2的正端子與負端子之間連接有電容器25。電容器25可以是電解質電容器、薄膜電容器或者雙電層電容器。開關元件21由控制器26來驅動,控制器26生成連續圖形信號(pattern signal)27并且經由傳輸線(未示出)將信號27發送至開關元件21。直流電源3的正電極連接至星形連接的中性點13。直流電源3的負電極連接至逆變器2的直流負電極端子24。任何類型的二次電池，諸如鉛酸電池、鋰離子電池以及鎳氫電池，可以用作直流電源3。接下來，將參照圖2來說明元件的連續圖形。基本的連續圖形為所謂的三相180度矩形波圖形，其中，高側和低側每180度排他地重復導通(ON)和關斷(OFF)。相位被控制為相對于彼此移位120度(電角度)。在這種情況下，低側元件在高側元件處于關斷狀態下的時段期間(即，由圖2中的星號表示的180度的期間)受PWM開關控制。在高側元件被關斷的時間點被定義為基點的狀態下，如果α被定義為低側的開關開始的時間，而β被定義為低側的開關結束的時間，則β - α被設定為120度(電角度)或更大。需要注意的是:保持α >0度且β <180度。例如，如果β為150度且α為30度，則β — α為120度。接下來，將參照圖3Α至圖3D說明進行開關的時段期間執行的操作。在圖3Α至圖3D中，當開關處于導通狀態時有效的元件示出為晶體管，而當開關處于關斷狀態時有效的元件示出為二極管。如圖3Α所示，當V相的高側處于關斷狀態，且V相的低側處于導通狀態時，直流電源經由V相線圈短路。因此，大電流流經線圈，由此在該線圈中儲存磁能。如果低側在下一瞬時被關斷，所儲存的磁能經由V相的高側續流二極管被充電到電容器25中。由于這種操作，電容器25兩端的電壓增加至直流電壓的大致兩倍。在β — α時段期間繼續這種操作以對電容器25充電。因而，如圖6所示，電容器25兩端的電壓繼續保持在電源電壓的大約兩倍。同時，其它相的高側晶體管被導通。因此，如圖3C和圖3D所示，電流從U相和W相提供并被能量轉換為電扭矩。執行整個操作，同時依據轉子12的位置、按照V相一W相一U相的順序以120度來改變相位。上述控制能夠實現電源電壓增加功能和扭矩產生功能，這能夠消除專用的升壓轉換器。另外，能夠抑制由于停止高側的開關引起的開關損耗所產生的效率降低和溫度上升以及噪聲電流增加。圖11示出本實施例的開關損耗相對于傳統控制的開關損耗被降低的事實。本實施例的開關損耗為傳統控制的開關損耗的大約1/3。另外，因為上述控制基于180度矩形波傳導(信號)，因此無需精確地檢測磁極位置。因此，能夠應用簡單的位置檢測器或者已知的無傳感器控制，從而進一步提高簡化性。要指出的是:基本的矩形波傳導不局限于180度。傳導時段能夠在120度到180度的范圍內任意地確定。(第二實施例)在第二實施例中，直流電源3的正電極連接至逆變器2的直流正電極端子23。直流電源3的負電極連接至星形連接的中性點13。如圖5中所示，根據控制圖形，高側開關在低側開關處于關斷狀態時段期間受PWM控制。指定低側開關的關斷時間點作為起始點，α和β被定義為滿足“ β — α > 120度”、“ α >0 度”且“ β < 180 度”。第二實施例的操作與圖3Α至圖3D中示出的操作類似，其中，電容器25被經由低側續流二極管充電。如圖10中所示，即使無需專用的逆變器，上面的實施例的控制能夠將驅動旋轉速度增加至不增加電壓的傳統控制的驅動旋轉速度的大約兩倍。(變型)可以理解，本專利技術不局限于上述配置，本領域普通技術人員可以做出的任意和所有的變型、變化或等同物應當視為落入本專利技術的范圍內。在圖7中，在中性點13與逆變器2的直流正電極端子23之間連接有電容器25。根據該配置，電容器2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于馬達－發電機的控制裝置，包括：定子，包括連接以形成星形的多相線圈；轉子，與所述定子同軸并且以所述轉子和所述定子之間的預定間隙徑向地布置；多相逆變器，所述多相逆變器的每個臂包括開關元件和續流元件；以及直流電源，連接在所述多相線圈的中性點與所述多相逆變器的直流負電極之間，其中當所述逆變器的所述開關元件由矩形波圖形信號驅動時，在高側的開關元件處于關斷狀態的同時，與高側的開關元件串聯連接的低側的開關元件受PWM開關控制，以及當將所述高側的所述開關元件被關斷的時間點定義為基點時，如果α被定義為所述低側的所述開關元件的開關開始的時間點，且β被定義為所述開關結束的時間點，則β－α為120度或者更大的電角度，α大于0度，且β小于180度。
【技術特征摘要】
2011.10.25 JP 2011-2343041.一種用于馬達一發電機的控制裝置，包括: 定子，包括連接以形成星形的多相線圈； 轉子，與所述定子同軸并且以所述轉子和所述定子之間的預定間隙徑向地布置；多相逆變器，所述多相逆變器的每個臂包括開關元件和續流元件；以及直流電源，連接在所述多相線圈的中性點與所述多相逆變器的直流負電極之間，其中當所述逆變器的所述開關元件由矩形波圖形信號驅動時，在高側的開關元件處于關斷狀態的同時，與高側的開關元件串聯連接的低側的開關元件受PWM開關控制，以及 當將所述高側的所述開關元件被關斷的時間點定義為基點時，如果α被定義為所述低側的所述開關元件的開關開始的時間點，且β被定義為所述開關結束的時間點，則β -α為120度或者更大的電角度，α大于O度，且β小于180度。2.根據權利要求1所述的控制裝置，其中，所述開關元件不受PWM開關控制側的所述開關元件的導通時段為180度或者更小的電角度。3.根據權利要求1所述的控制裝置，其中，所述PWM開關控制的占空比隨著所述馬達一發電機的旋轉速度的上升而增加。4.根據權利要求1所述的控制裝置，其中，所述馬達一發電機在作為發電機的電能產生模式和作為馬達的機械能產生模式中的任一模式下使用，并且 在機械能產生模式下應用所述PWM開關控制。5.根據權利要求4所述的控制裝置，其中， 所述馬達一發電機在機械能產生模式下起動內燃機，以及 在所述內燃機被起動之后，所述馬達一發電機被以電能產生模式驅動。6.根據權利要求1所述的控制裝置，其中，在所述直流電源的未連接至所述逆變器的直流端子的端子與所述逆變器的直流端子中未連接至所述直流電源的一個直流端子之間連接有電容器。7.根據權利要求1所述的控制裝置，其中， 所述逆變器的每個臂被用MOSFET配置， 所述開關元件被用MOSFET配置，并且 所述續流元件被用寄生于所述開關元件的MOSFET的二極管配置。8.根據權利要求5所述的控制裝置，其中，所述馬達一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：谷口真，永田孝一，長田正彥，
申請(專利權)人：株式會社電裝，
類型：發明
國別省市：
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