电动机驱动装置的制作方法

1.本发明涉及一种电动机驱动装置，更具体地，涉及一种可以根据电动机所需的输出将电动机驱动模式转换为y型连接电动机驱动模式和开放式绕组电动机驱动模式，以提高用于驱动电动机的逆变器的效率的电动机驱动装置。


背景技术：

2.通常，电动机中包括的各相绕组的一端连接到一个逆变器而另一端彼此连接以形成y型连接。
3.在驱动电动机时，逆变器内的开关元件在通过脉冲宽度调制控制接通/断开的同时，将线电压施加到y型连接的电动机的绕组上以产生交流电流，从而产生转矩。
4.将如上所述通过电动机产生的转矩作为动力的诸如电动车辆的环保车辆的燃料效率(或电力效率)由逆变器-电动机的电力转换效率来确定，因此，为了提高燃料效率，重要的是使逆变器的电力转换效率和电动机的效率最大化。
5.逆变器-电动机系统的效率主要取决于逆变器的电压利用率，在形成由在电压利用率高的区域中的电动机速度和转矩之间的关系确定的车辆的驱动点的情况下，可以提高车辆的燃料效率。
6.然而，随着增加电动机的绕组匝数以增加电动机的最大转矩，电压利用率高的区域逐渐远离作为车辆的主要驱动点的低转矩区域，从而可能会出现燃料效率变差的问题。另外，考虑到燃料效率，在将主要驱动点设计为包含在电压利用率高的区域中的情况下，电动机的最大转矩受到限制，因此可能会出现车辆的加速启动性能变差的问题。
7.因此，在本技术领域中需要一种能够在使用一个电动机覆盖低输出区域和高输出区域的同时提高系统效率的电动机驱动技术。
8.作为上述背景技术说明的内容仅用于增强对本发明的背景的理解，而不应被视为属于本领域技术人员已知的现有技术。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.(专利文献1)us 2009-0033253 a1
12.(专利文献2)jp 6285256 b2


技术实现要素：

13.(一)要解决的技术问题
14.因此，本发明要解决的技术问题是提供一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置能够根据电动机所需的输出将电动机驱动模式转换为y型连接电动机驱动模式和开放式绕组电动机驱动模式，以提高用于驱动电动机的逆变器的效率。
15.(二)技术方案
16.作为用于解决上述技术问题的技术方案，本发明提供一种电动机驱动装置，其驱
动具有分别对应于多个相的多个绕组的电动机，其中，所述电动机驱动装置包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件并分别连接至所述多个绕组的第一端；第二逆变器，包括多个第二开关元件并分别连接至所述多个绕组的第二端；以及控制器，在通过空间矢量脉冲宽度调制方式同时操作所述第一逆变器和所述第二逆变器并通过开放式绕组方式驱动所述电动机时，固定所述第二开关元件的开关状态，并且切换所述第一开关元件，以合成目标电压矢量。
17.在本发明的一个实施方式中，所述控制器可以合成目标电压矢量，所述目标电压矢量不包括可通过第一逆变器和第二逆变器合成的电压矢量中的所述第一逆变器的共模电压与所述第二逆变器的共模电压之差不为0的电压矢量。
18.在本发明的一个实施方式中，所述控制器可以对可由所述第一逆变器和所述第二逆变器合成的电压矢量的每个区域固定所述第二开关元件的接通/断开状态并切换所述第一开关元件，以合成目标电压矢量。
19.在本发明的一个实施方式中，所述控制器可以在示出可由所述第一逆变器和所述第二逆变器合成的电压矢量的矢量图中，连接第二逆变器的开关状态相同的点，以预先设定所述区域。
20.在本发明的一个实施方式中，所述控制器可以通过固定与包含所述目标电压矢量的区域对应的所述第二开关元件的开关状态并且切换第一开关元件以在预定模式下重复所述第一开关元件的开关状态，从而合成目标电压矢量。
21.在本发明的一个实施方式中，所述第一开关元件的开关损耗可以小于所述第二开关元件的开关损耗。
22.在本发明的一个实施方式中，所述第一开关元件可以是sic材料的场效应晶体管，所述第二开关元件可以是si材料的绝缘栅双极型晶体管。
23.作为用于解决上述技术问题的技术方案，本发明提供一种电动机驱动装置，其驱动具有分别对应于多个相的多个绕组的电动机，其中，所述电动机驱动装置包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件并分别连接至所述多个绕组的第一端；第二逆变器，包括多个第二开关元件并分别连接至所述多个绕组的第二端；多个第三开关元件，一端分别连接至将所述多个绕组的匝数分别划分为预设定的比例的点，另一端彼此连接；以及控制器，在所述电动机所需的输出为预设定的参考值以上时，接通所述第三开关元件，固定所述第二开关元件的开关状态，并且切换所述第一开关元件，以合成目标电压矢量，从而通过空间矢量脉冲宽度调制方式同时操作所述第一逆变器和所述第二逆变器。
24.(三)有益效果
25.根据所述电动机驱动装置，能够基于电动机所需的输出来确定是否对电动机的绕组的匝数比进行划分，在低输出区域中对绕组的匝数进行划分，以使车辆的主要驱动点被包含在电动机逆变器系统的高效率区域中，从而提高电动机逆变器系统的效率，并且在高输出区域中可以利用绕组的整体匝数来以低电流实现高转矩。
26.因此，根据所述电动机驱动装置，与传统的y型连接电动机由一个逆变器驱动的情况相比，所述电动机驱动装置可以提高整个转矩区域的效率，从而有助于提高车辆的燃料效率。
27.另外，根据所述电动机驱动装置，在通过同时操作分别连接在电动机的绕组的两
端的两个逆变器来驱动电动机的开放式绕组方式的驱动中，当合成用于空间矢量脉冲宽度调制的电压矢量时，使采用开关损耗大的开关元件的逆变器的切换最小化，并且通过采用开关损耗相对较小的开关元件的逆变器实现切换，从而可以减少开关损耗，并且可以提高整个系统的效率。
28.从本发明可获得的效果并不限定在以上提及的效果，并且本发明所属技术领域的普通技术人员从以下描述可以清楚地理解其他未提及的效果。
附图说明
29.图1是根据本发明的一个实施方式的电动机驱动装置的电路图。
30.图2是示出根据本发明的一个实施方式的电动机驱动装置的各电动机驱动模式的旋转速度(rpm)-转矩曲线和高效率区域的图。
31.图3是示出通过应用于开放式绕组电动机的两个逆变器合成的电压矢量的图。
32.图4是示出在驱动开放式绕组方式的电动机时通过两个逆变器合成的电压矢量的图。
33.图5是简略示出的从图4所示的矢量图中去除产生两个逆变器的共模电压差的电压矢量的矢量图。
34.图6是示出图5所示的各区域的第一逆变器和第二逆变器的切换例子的图。
35.图7是示出根据本发明的一个实施方式的第一逆变器内开关元件的开关状态和第二逆变器内开关元件的开关状态的图。
36.图8是示出在驱动传统的开放式绕组方式的电动机时，第一逆变器内开关元件的开关状态和第二逆变器内开关元件的开关状态的图。
37.附图标记说明
38.10：第一逆变器
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20：第二逆变器
39.30：第三开关元件
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40：控制器
40.50：电流传感器
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100：电动机
41.200：电池
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300：直流链路电容器
42.s11至s16：第一开关元件
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s21至s26：第二开关元件
43.s31至s33：第三开关元件
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c1至c3：绕组
具体实施方式
44.下面，参照附图对根据本发明的各种实施方式的电动机驱动装置进行详细说明。
45.图1是根据本发明的一个实施方式的电动机驱动装置的电路图。
46.参照图1，根据本发明的一个实施方式的电动机驱动装置是向具有对应于多个相的多个绕组c1至c3的电动机100供应驱动电力的电动机驱动装置，并且所述电动机驱动装置可以包括：第一逆变器10，包括多个第一开关元件s11至s16并连接至电动机100的各绕组的第一端；第二逆变器20，包括多个第二开关元件s21至s26并连接至电动机100的各绕组的第二端；第三开关元件s31至s33，选择性地互连/断开将电动机100的各绕组的匝数划分为预设定的比例n1：n2的点；以及控制器40，基于电动机100所需的输出，控制第一开关元件s11至s16、第二开关元件s21至s26以及第三开关元件s31至s33的打开/断开状态。
47.第一逆变器10和第二逆变器20可以将存储在电池200中的直流电转换成三相交流电并提供给电动机100，或者将在再生制动时由电动机100的再生制动转矩的产生而产生的再生制动能量转换成直流电并提供给电池200。所述直流电与交流电之间的转换可以通过在第一逆变器10和第二逆变器20中分别设置的多个第一开关元件s11至s16和多个第二开关元件s21至s26的脉冲宽度调制控制来执行。
48.第一逆变器10可以包括多个支脚11至13，对其施加在电池200的两端之间连接的直流链路电容器300中形成的直流电压。各支脚11至13可以分别对应于电动机100的多个相以形成电连接。更具体地，第一支脚11可以包括在直流链路电容器300的两端之间相互串联的两个开关元件s11、s12，并且两个开关元件s11、s12的连接节点可以连接到电动机100内的一相的绕组c1的一端，以输入/输出对应于多个相中的一相的交流电。同样地，第二支脚12可以包括在直流链路电容器300的两端之间相互串联的两个开关元件s13、s14，并且两个开关元件s13、s14的连接节点可以连接到电动机100内的一相的绕组c2的一端，以输入/输出对应于多个相中的一相的交流电。另外，第三支脚13可以包括在直流链路电容器300的两端之间相互串联的两个开关元件s15、s16，并且两个开关元件s15、s16的连接节点可以连接到电动机100内的一相的绕组c3的一端，以输入/输出对应于多个相中的一相的交流电。
49.第二逆变器20也可以具有与第一逆变器10相似的结构。第二逆变器20可以包括多个支脚21至23，对其施加在电池200的两端之间连接的直流链路电容器300中形成的直流电压。各支脚21至23可以对应于电动机100的多个相以形成电连接。更具体地，第一支脚21可以包括在直流链路电容器300的两端之间相互串联的两个开关元件s21、s22，并且两个开关元件s21、s22的连接节点可以连接到电动机100内的一相的绕组c1的另一端，以输入/输出对应于多个相中的一相的交流电。同样地，第二支脚22可以包括在直流链路电容器300的两端之间相互串联的两个开关元件s23、s24，并且两个开关元件s23、s24的连接节点可以连接到电动机100内的一相的绕组c2的另一端，以输入/输出对应于多个相中的一相的交流电。另外，第三支脚23可以包括在直流链路电容器300的两端之间相互串联的两个开关元件s25、s26，并且两个开关元件s25、s26的连接节点可以连接到电动机100内的一相的绕组c3的另一端，以输入/输出对应于多个相中的一相的交流电。
50.第一逆变器10连接至电动机100的绕组c1至c3的一端，第二逆变器20连接至电动机100的绕组c1至c3的另一端。即，可以形成电动机100的绕组c1至c3的两端分别连接至第一逆变器10和第二逆变器20的开放式绕组方式的电连接。
51.在本发明的一个实施方式中，第三开关元件30被设置为选择性地互连/断开将包括在电动机100的多个绕组c1至c3的匝数划分为预设定的比例n1：n2的点。例如，第三开关元件30可以由共三个开关元件s31至s33组成，各开关元件s31至s33的一端可以连接至多个绕组c1至c3的匝数划分为预设定的比率n1：n2的点，并且各开关元件s31至s33的另一端可以互连(其中，n1、n2是实际匝数)。
52.在所述连接结构中，在所述第三开关元件30断开的情况下，电动机100可以利用匝数为n1 n2的绕组来操作，在第三开关元件30接通的情况下，电动机100的绕组c1至c3在连接第三开关元件30的位置处形成y型连接。例如，在第三开关元件30为接通状态，第二逆变器20内的多个开关元件s21至s26均为断开而没有操作的状态，并且第一逆变器10被操作以驱动电动机100的情况下，电动机100可以作为匝数为n1的电动机而驱动。
53.作为第三开关元件s31至s33，可以采用诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、绝缘栅双极型晶体管(igbt)、晶闸管和继电器的本领域已知的各种开关器件。
54.控制器40基本上是对包括在第一逆变器10和第二逆变器20中的开关元件s11至s16、s21至s26进行脉冲宽度调制控制的元件，以使电动机100可以基于电动机100所需的输出来驱动。尤其，在本发明的各种实施方式中，控制器40可以基于电动机100所需的输出来确定用于驱动电动机的逆变器，由此确定第三开关元件30的接通/断开状态，并且可以对确定驱动的逆变器的开关元件进行脉宽调制控制。
55.更具体地，在电动机100所需的输出小于预设定的参考值时，控制器40可以对第一逆变器10的开关元件s11至s16进行脉冲宽度调制控制并驱动电动机100，而无需操作第二逆变器20(为了便于描述，称为“第一驱动模式”)。此时，控制器40可以控制为第三开关元件s31至s33处于接通状态。因此，电动机100的各绕组c1至c3中，从与第一逆变器10连接的一端至匝数为n1的点相互电连接以形成y型连接，并且以绕组的匝数为n1的电动机进行操作。
56.如上所述，在第一驱动模式下，通过操作第一逆变器10来接通第三开关元件30，从而可以控制匝数为n1的绕组驱动y型连接的电动机100。在第一驱动模式下可以通过如下方法驱动电动机，即控制器100接收第一逆变器10的直流电压、在电流传感器50检测并提供给电动机100的相电流以及由设置在电动机100中的电动机转子传感器(未示出)检测的电动机角度等，以对第一逆变器10的第一开关元件s11至s16进行脉冲宽度调制控制。由于通过对一个逆变器进行脉冲宽度调制控制来驱动电动机100的各种方法已经是本技术领域中众所周知的技术，因此将省略对在第一驱动模式下执行的逆变器的脉冲宽度调制控制方法进行详细描述。
57.另一方面，在电动机100所需的输出大于预设定的参考值时，控制器40可以操作第一逆变器10和第二逆变器20，以驱动电动机100(为了便于描述，称为“第二驱动模式”)。此时，控制器40可以控制为第三开关元件s31至s33处于断开状态。因此，电动机100的各绕组c1至c3的匝数为n1 n2，绕组c1至c3一端连接至第一逆变器10，另一端连接至第二逆变器20。即在第二驱动模式下，电动机100成为绕组c1至c3的两端均处于开放状态的开放式绕组电动机，并且可以对分别连接到绕组c1至c3的两端的两个逆变器10、20进行脉冲宽度调制控制来驱动。
58.在第二驱动模式下可以通过如下方法驱动电动机，即控制器100接收第一逆变器10和第二逆变器20的直流电压、由电流传感器50检测并提供给电动机100的相电流以及由设置在电动机100中的电动机转子传感器(未图示)检测出的电动机角度等，以对第一逆变器10的第一开关元件s11至s16和第二逆变器20的第二开关元件s21至s26进行脉冲宽度调制控制。由于对连接到开放式绕组电动机的绕组两端的两个逆变器进行脉冲宽度调制控制并驱动电动机的各种方法已经是众所周知的技术，因此，将省略对在第二驱动模式下执行的逆变器的脉冲宽度调制控制进行详细描述。
59.图2是示出根据本发明的一个实施方式的电动机驱动装置的各电动机驱动模式的电动机转速(rpm)-电动机转矩曲线和高效率区域的图。
60.如上所述，根据本发明的一个实施方式的电动机驱动装置在第一驱动模式下通过控制第一逆变器10驱动匝数为n1的y型连接电动机，并且在第二驱动模式下通过控制第一逆变器10和第二逆变器20驱动匝数为n1 n2的开放式绕组电动机。
61.如图2所示，在将电动机100应用于车辆的驱动的情况下，车辆的主要驱动点为行驶城市时的驱动点y1和行驶高速公路时的驱动点y2，优选地，所述驱动点y1、y2包含在电动机-逆变器系统的高效率区域中。
62.在本发明的一个实施方式中，在将电动机100应用于车辆的情况下，优选地，确定匝数n1使得电动机-逆变器系统的高效率区域在第一驱动模式下包含上述主要驱动点y1、y2。由于电动机-逆变器系统的效率由逆变器的电压利用率来确定，因此，优选地，确定在第一驱动模式下电动机100的绕组c1至c3的匝数n1，以使可判断为逆变器的电压利用率优异的预设定参考值以上的区域r1包含车辆的主要驱动点y1、y2。
63.第二驱动模式是用于驱动开放式绕组电动机的模式，众所周知，与仅由一个逆变器简单地驱动具有相同匝数的y型连接的绕组的电动机的情况相比，在开放式绕组驱动中可以将逆变器的输出设定为约高倍。即，在应用作为第二驱动模式的开放式绕组驱动的情况下，可以将电动机的匝数增加倍，因此可以将电动机产生相同输出所需的电流输出减少倍。
64.如上所述，在采用开放式绕组驱动方式的情况下，为了产生相同的输出，与y型连接电动机的驱动相比，可以减少逆变器的电流，从而可以提高效率，并且由于减少了用作开关元件的电力半导体的使用量从而降低材料成本。
65.另一方面，如图2所示，在应用第二驱动模式的情况下，随着电动机的输出增加，可判断为电动机-逆变器系统的电压利用率优异的预设定的参考值以上的区域r2很难包含主要驱动点y1、y2。因此，如上所述，优选执行如下操作，即在包含主要驱动点y1、y2的低转矩区域内通过第一驱动模式驱动电动机100以提高效率，并且在需要高输出的区域内通过第二驱动模式驱动电动机100以相对地减少逆变器的输出电流并减少电力半导体的使用量。
66.另外，为了进一步提高在包含主要驱动点y1、y2的低转矩区域中执行的第一驱动模式的效率，更优选地，应用于第一逆变器10的开关元件s11至s16采用由开关损耗相对较小的材料sic制成的mosfet。另一方面，优选地，应用于在高输出区域中操作的第二逆变器20的开关元件s21至s26采用由廉价材料si制造的igbt。
67.如上所述，根据本发明的各种实施方式的电动机驱动装置可以基于电动机所需的输出来确定是否对电动机的绕组的匝数比进行划分，在低输出区域对绕组的匝数进行划分，以使车辆的主要驱动点包含在电动机-逆变器系统的高效率区域中，从而提高系统的效率，并且在高输出区域中利用整个绕组的匝数以低电流实现高转矩。
68.因此，与传统的y型连接的电动机由一个逆变器驱动的情况相比，根据本发明的各种实施方式的电动机驱动装置可以在整个转矩区域中提高效率以有助于改善车辆的燃料效率。
69.另一方面，在第二驱动模式下，即在断开所有第三开关元件并同时操作第一逆变器10和第二逆变器20以驱动开放式绕组电动机的模式下，第二逆变器20中包括的第二开关元件s21至s26可能由开关损耗大的si等形成，因此降低电动机的整体驱动效率，并且为了使用与由sic等形成的第一逆变器10的第一开关元件s11至s16相同的电流来驱动，需要增加尺寸，因此可能会导致材料成本增加。
70.因此，需要一种控制方法，该控制方法可以减少由第二开关元件s21至s26引起的
开关损耗以提高效率，并且可以在不增加第二开关元件s21至s26的尺寸的情况下实现第二驱动模式。
71.下面，将进一步详细地描述通过断开所有第三开关元件n31至n33并同时操作第一逆变器10和第二逆变器20以将电动机100作为开放式绕组电动机驱动的模式。
72.图3是示出通过应用于开放式绕组电动机的两个逆变器合成的电压矢量的图，图4是示出在驱动开放式绕组方式的电动机时通过两个逆变器合成的电压矢量的图。
73.在图1所示的电路结构中，第一逆变器10和第二逆变器20可以在对应于电动机的各相的支脚包括一对开关元件(s11和s12、s13和s14、s15和s16、s21和s22、s23和s24以及s25和s26)，各支脚的开关元件可以彼此互补地操作。
74.在图3所示的矢量图中，六边形的顶点和原点表示根据每个逆变器的开关元件的状态的电压矢量。例如，由索引a表示的点表示第一逆变器10的[100]的电压矢量。其中，[100]表示包括在对应于第一逆变器的a相的支脚中的开关元件s11、s12中的上部开关元件s11处于接通状态，并且包括在对应于其他相的支脚中的开关元件中的上开关元件s13、s15断开。
[0075]
另外，六边形的中心对应于[000]或[111]矢量，这表示逆变器的各支脚的上部开关均为断开状态或均为接通状态。
[0076]
如图3所示，可通过各逆变器合成的电压矢量可以通过六个开关元件的接通/断开状态的组合总计为八个电压矢量。
[0077]
在断开所有第三开关元件30之后以开放式绕组方式驱动电动机100时，在对应于电动机100的各相的电动机线圈两端连接第一逆变器10和第二逆变器20的各支脚，因此，施加在电动机的各相的相电压为第一逆变器与第二逆变器的相电压之差。此外，由于第一逆变器10和第二逆变器20被独立地控制，因此，如图4所示，实际施加到电动机的电压矢量可以通过可由第一逆变器10合成的八种电压矢量和可由第二逆变器20合成的八种电压矢量的组合来形成共64种电压矢量。
[0078]
另一方面，在各逆变器10、20中的共模电压可以被定义为将各相的相电压之和除以3的值，并且在驱动开放式绕组方式的电动机时，优选地，在驱动电动机时不使用两个逆变器的共模电压之差不为零的电压矢量。这是因为由两个逆变器10、20的共模电压之差产生的电流的流动会导致电动机的损耗。
[0079]
在图4中，由附图标记“51”至“56”指示的电压矢量为两个逆变器的共模电压之差不为零的电压矢量。
[0080]
例如，在图4中，os矢量(13'矢量)的第一逆变器的开关状态为[100]，第二逆变器的开关状态为[010]，因此，第一逆变器的共模电压可以计算为“{(vdc/2) 0 0}/3＝vdc/6”，第二逆变器的共模电压可以计算为“{0 (vdc/2) 0}/3＝vdc/6”。因此，两个共模电压之差为0。
[0081]
另一方面，由于图4中的og矢量(14'矢量)的第一逆变器的开关状态为[100]，第二逆变器的开关状态为[011]，因此可以将第一逆变器的共模电压计算为“{(vdc/2) 0 0}/3＝vdc/6”，可以将第二逆变器的共模电压计算为“{0 (vdc/2) (vdc/2)}/3＝vdc/3”。因此，两个共模电压之差为
“‑
vdc/6”。
[0082]
其中，vdc可以是逆变器的直流输入电压，即电池200的电压。
[0083]
在通过上述的方式计算两个逆变器的共模电压之差时，可以确认在图4中由附图标记“51”至“56”指示的电压矢量是两个逆变器的共模电压之差不为零的电压矢量。
[0084]
图5是简略示出从图4所示的矢量图中去除产生两个逆变器的共模电压之差的电压矢量的矢量图。
[0085]
如图5所示，在将除产生两个逆变器的共模电压之差的电压矢量之外的可用的合成电压矢量相互连接时，示出六边形，并且由各六边形的对角线划分的六个区域可以分别以相同的方式控制第二逆变器的开关状态。
[0086]
例如，图5的第一区域的第二逆变器的开关状态可以由4'，即[011]实现，并且第二区域的第二逆变器的开关状态可以由5'，即[001]实现。此外，第三区域的第二逆变器的开关状态可以由6'，即[101]实现，并且第四区域的第二逆变器的开关状态可以由1'，即[100]实现。另外，第五区域的第二逆变器的开关状态可以由2'，即[110]实现，第六区域的第二逆变器的开关状态可以由3'，即[010]实现。第一至第六区域分别是与60
°
的电角度相对应的区域，并且所有第一至第六区域可以与360
°
的电角度相对应。
[0087]
考虑到这一点，本发明的一个实施方式为，为了将使用由开关损耗大的si制造的开关元件的第二逆变器20的开关损耗最小化，控制每个区域的第二逆变器的开关元件以持续地保持与相关区域对应的开关状态，并且切换第一逆变器10的开关元件以合成所需的电压矢量。由此，本发明的一个实施方式最大程度地抑制了开关损耗大的开关元件的开关，以最小化开关损耗，从而可以提高系统的效率。
[0088]
图6是示出图5所示的各区域的第一逆变器和第二逆变器的开关例子的图。
[0089]
参考图6，在用于驱动电动机100的空间矢量脉冲宽度调制时要在图5的第一区域中合成电压矢量的情况下，第二逆变器inv2中的开关元件切换以保持作为对应于4'的开关状态的[011]状态，并且第一逆变器inv1中的开关元件切换以输出对应于2、4和6的开关状态，从而可以合成所需的电压矢量。可以根据要合成的电压的位置来适当地调节第一逆变器中的每个相的开关占空比。
[0090]
类似地，在用于驱动电动机100的空间矢量脉冲宽度调制时要在图5的第二区域中合成电压矢量的情况下，第二逆变器inv2中的开关元件切换以保持作为对应于5'的开关状态的[001]状态，并且第一逆变器inv1中的开关元件切换以输出对应于1、3和5的开关状态，从而可以合成所需的电压矢量。
[0091]
同理，在用于驱动电动机100的空间矢量脉冲宽度调制时要在图5的第三区域中合成电压矢量的情况下，第二逆变器inv2中的开关元件切换以保持作为对应于6'的开关状态的[101]状态，第一逆变器inv1中的开关元件切换以输出对应于2、4和6的开关状态，从而可以合成所需的电压矢量。
[0092]
在用于驱动电动机100的空间矢量脉冲宽度调制时要在图5的第四区域中合成电压矢量的情况下，第二逆变器inv2中的开关元件切换以保持作为对应于1'的开关状态的[100]状态，并且第一逆变器inv1中的开关元件切换以输出对应于1、3和5的开关状态，从而可以合成所需的电压矢量。
[0093]
在用于驱动电动机100的空间矢量脉冲宽度调制时要在图5的第五区域中合成电压矢量的情况下，第二逆变器inv2中的开关元件切换以保持作为对应于2'的开关状态的[110]状态，并且第一逆变器inv1中的开关元件切换以输出对应于2、4和6的开关状态，从而
可以合成所需的电压矢量。
[0094]
在用于驱动电动机100的空间矢量脉冲宽度调制时要在图5的第六区域中合成电压矢量的情况下，第二逆变器inv2中的开关元件切换以保持作为对应于3'的开关状态的[010]状态，并且第一逆变器inv1中的开关元件切换以输出对应于1、3和5的开关状态，从而可以合成所需的电压矢量。
[0095]
图7是示出根据本发明的一个实施方式的第一逆变器中的开关元件的开关状态和第二逆变器中的开关元件的开关状态的图。图8是示出在驱动传统的开放式绕组方式的电动机时第一逆变器中的开关元件的开关状态和第二逆变器中的开关元件的开关状态的图。
[0096]
如图7所示，可以确认，在本发明的一个实施方式中，第二逆变器的切换显着减少。从图8的驱动传统的开放式绕组方式的电动机时的开关状态可以更清楚地发现这一点。
[0097]
如图8所示，当驱动传统的开放式绕组方式的电动机时，第二逆变器中的开关元件也具有高速切换区域b2。在第二逆变器由诸如采用si材料的开关元件的开关损耗大的开关元件实现的情况下，由于第二逆变器的切换引起的开关损耗大大增加，这可能导致整个系统的效率降低。
[0098]
相反，在本发明的一个实施方式中，如图8的与“b2”对应的区域“b1”所示，可以通过将采用开关损耗大的开关元件的第二逆变器的开关最小化并且驱动具有由开关损耗相对较小的sic等材料制造的开关元件的第一逆变器来提高整个系统的效率。
[0099]
以上，示出并说明了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员而言，可以在权利要求书的范围内对本发明进行各种修改和改变是显而易见的。