專利名稱：Ac同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種在含有直線電動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)的永久磁鐵型的 AC同步電動(dòng)機(jī)中，不使用磁極檢測(cè)器(磁極傳感器)地進(jìn)行AC同步 電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)裝 置及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，使用磁極檢測(cè)器檢測(cè)磁極位置，并根據(jù)檢測(cè)出的磁 極位置控制AC同步電動(dòng)機(jī)，但因設(shè)置磁極檢測(cè)器導(dǎo)致成本增加，并且 存在可靠性降低的問(wèn)題。尤其是在直線電動(dòng)機(jī)中，由于需要檢測(cè)電動(dòng) 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍的磁極檢測(cè)器，因此該問(wèn)題較為明顯。為解決該問(wèn)題，使 用不利用磁極檢測(cè)器地推測(cè)AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極的磁極位置推 測(cè)單元。現(xiàn)有的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)裝置根據(jù)速度增益控 制部和模式區(qū)間判斷單元的結(jié)果，選擇第1或第2周期區(qū)間，當(dāng)選擇 第1周期區(qū)間時(shí)具有第1轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元，當(dāng)選擇了第2周期區(qū)間時(shí)， 具有第2轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元，利用由第1和第2轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元獲得的轉(zhuǎn)矩 數(shù)據(jù)，計(jì)算推測(cè)磁極位置(例如參照專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2)。圖8是表示現(xiàn)有的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)裝置及其 方法的圖。在該圖中，1301是指令速度參數(shù)發(fā)生單元、1302是模式區(qū) 間判斷單元、1303是速度積分增益處理單元、1304是模式開關(guān)、1101 是第1周期區(qū)間(q軸指令電流為指令轉(zhuǎn)矩、d軸指令電流為0) 、 1102 是數(shù)據(jù)取得用速度區(qū)間判斷單元、1103是第1指令電流計(jì)算單元、1104 是第l存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元、1201是第2周期區(qū)間(q軸指令電流為O、 d軸指令電流為指令轉(zhuǎn)矩)、1202是數(shù)據(jù)取得用速度區(qū)間判斷單元、1203 是第2指令電流計(jì)算單元、1204是第2存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元。在具有根據(jù)指令速度計(jì)算指令轉(zhuǎn)矩(指令電流)的速度控制單元、 及按照指令轉(zhuǎn)矩(指令電流)驅(qū)動(dòng)AC同步電動(dòng)機(jī)的電流控制單元及 PWM電力變換裝置的AC同步電動(dòng)機(jī)控制裝置中，具有速度偏差計(jì) 算單元，從由指令速度參數(shù)發(fā)生單元1301產(chǎn)生的上述指令速度減去上 述檢測(cè)速度，計(jì)算速度偏差；速度增益控制部，向上述速度偏差乘以 速度增益，計(jì)算出指令轉(zhuǎn)矩(指令電流)；模式區(qū)間判斷單元1302， 根據(jù)上述指令速度進(jìn)行模式區(qū)間(第l周期區(qū)間1101和第2周期區(qū)間 1201)的判斷處理；模式開關(guān)1304，根據(jù)上述模式區(qū)間判斷單元1302 的結(jié)果，切換到上述第1周期區(qū)間1101和上述第2周期區(qū)間1201的 任意一個(gè)模式區(qū)間；數(shù)據(jù)取得用速度區(qū)間判斷單元1102，當(dāng)選擇了上 述第1周期區(qū)間1101時(shí)，進(jìn)行上述指令速度是否是數(shù)據(jù)取得用速度區(qū) 間的判斷；第1指令轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元(第1指令電流計(jì)算單元)1103， 在判斷出的上述數(shù)據(jù)取得用速度區(qū)間，根據(jù)上述指令轉(zhuǎn)矩(上述指令 電流)計(jì)算第1指令轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)(第1指令電流數(shù)據(jù))；數(shù)據(jù)取得用速 度區(qū)間判斷單元1202，當(dāng)選擇了上述第2周期區(qū)間1201時(shí)，進(jìn)行上述 指令速度是否是上述數(shù)據(jù)取得用速度區(qū)間的判斷；以及第2指令轉(zhuǎn)矩 計(jì)算單元(第2指令電流計(jì)算單元)1203，在判斷出的上述數(shù)據(jù)取得 用速度區(qū)間，根據(jù)上述指令轉(zhuǎn)矩(上述指令電流)計(jì)算第2指令轉(zhuǎn)矩 數(shù)據(jù)(第2指令電流數(shù)據(jù))；利用上述第1指令轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)(上述第1 指令電流數(shù)據(jù))和上述第2指令轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)(上述第2指令電流數(shù)據(jù)) 的信息，計(jì)算推測(cè)初始磁極位置。專利文獻(xiàn)l:特開2001 — 157482號(hào)公報(bào)(第9一13頁(yè)，圖3) 專利文獻(xiàn)2:特開2003—111477號(hào)公報(bào)(第8頁(yè)，圖17、 18)發(fā)明內(nèi)容在現(xiàn)有的八C同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)裝置及其方法中，為了進(jìn)行速度控制，由于當(dāng)初始磁極位置和設(shè)定不同時(shí)會(huì)產(chǎn)生失控， 因此需要防止失控功能，存在其結(jié)果推測(cè)時(shí)間增加的問(wèn)題。并且，當(dāng) 引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的摩擦等負(fù)荷條件不同時(shí)，還存在推測(cè)誤差較大的問(wèn)題。本發(fā)明鑒于以上問(wèn)題而產(chǎn)生，其目的在于提供一種在初始磁極位 置推測(cè)過(guò)程中檢測(cè)負(fù)荷的變動(dòng)、根據(jù)該檢測(cè)值校正推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)， 從而不依賴于負(fù)荷的變動(dòng)地在短時(shí)間內(nèi)高精度地推測(cè)初始磁極位置的 AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)裝置及其方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明具有以下構(gòu)成。技術(shù)方案1所述發(fā)明是， 一種AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置，其具有產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部、產(chǎn)生磁極位置指令的磁極位置指令發(fā)生部、檢測(cè)AC同步電動(dòng)機(jī)的位置的位置檢測(cè)部，并且不使用磁極檢測(cè)器，其中，具有校正上述磁極位置指令 的磁極位置校正部；以及校正上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù) 校正部，通過(guò)反復(fù)校正推測(cè)初始磁極位置。技術(shù)方案2所述發(fā)明是，技術(shù)方案1所述發(fā)明中的上述磁極位置 校正部根據(jù)在誤差角計(jì)算部中計(jì)算出的誤差角校正上述磁極位置指 令。技術(shù)方案3所述發(fā)明是，技術(shù)方案2所述發(fā)明中的上述誤差角計(jì) 算部根據(jù)通過(guò)磁極位置土45度二個(gè)上述磁極位置指令使AC同步電動(dòng) 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分別存儲(chǔ)的二個(gè)檢測(cè)位置，計(jì)算出上述誤差角。技術(shù)方案4所述發(fā)明是，技術(shù)方案1所述發(fā)明中的上述推力或轉(zhuǎn) 矩參數(shù)校正部根據(jù)在平方平均移動(dòng)量計(jì)算部中計(jì)算出的平方平均移動(dòng) 量校正上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)。技術(shù)方案5所述發(fā)明是，技術(shù)方案4所述發(fā)明中的上述平方平均移動(dòng)量計(jì)算部根據(jù)通過(guò)磁極位置士45度二個(gè)上述磁極位置指令使AC 同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分別存儲(chǔ)的二個(gè)檢測(cè)位置，計(jì)算出上述平方平均移 動(dòng)量。技術(shù)方案6所述發(fā)明是，技術(shù)方案4所述發(fā)明中，僅在上述平方 平均移動(dòng)量小于預(yù)先設(shè)定的平方平均位置基準(zhǔn)設(shè)定值時(shí)，計(jì)算出上述 推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的振幅值、或指令時(shí)間的校正值，校正上述推力或轉(zhuǎn) 矩參數(shù)。技術(shù)方案7所述發(fā)明是，技術(shù)方案1所述發(fā)明中的上述推力或轉(zhuǎn) 矩參數(shù)校正部中的上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的校正是上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù) 的振幅值的校正。技術(shù)方案8所述發(fā)明是，技術(shù)方案1所述發(fā)明中的上述推力或轉(zhuǎn) 矩參數(shù)校正部中的上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的校正是上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù) 的指令時(shí)間的校正。技術(shù)方案9所述發(fā)明是，技術(shù)方案4所述發(fā)明中的上述推力或轉(zhuǎn) 矩參數(shù)校正部根據(jù)上述平方平均移動(dòng)量的最大值和上述位置檢測(cè)部中 的檢測(cè)位置，將當(dāng)前位置返回到初始磁極推測(cè)開始位置。技術(shù)方案10所述發(fā)明是一種AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置 的初始磁極推測(cè)方法，在具有產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù) 發(fā)生部、產(chǎn)生磁極位置指令的磁極位置指令發(fā)生部、檢測(cè)AC同步電動(dòng) 機(jī)的位置的位置檢測(cè)部，并且不使用磁極檢測(cè)器的AC同步電動(dòng)機(jī)的初 始磁極推測(cè)裝置中，校正上述磁極位置指令、及上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)， 推測(cè)初始磁極位置。技術(shù)方案11所述發(fā)明是，技術(shù)方案IO所述發(fā)明中的上述初始磁 極推測(cè)方法中，存儲(chǔ)在磁極位置+ 45度的上述磁極位置指令下的檢測(cè)位置，存儲(chǔ)在磁極位置一45度的上述磁極位置指令下的檢測(cè)位置，根 據(jù)存儲(chǔ)的二個(gè)上述檢測(cè)位置計(jì)算出誤差角和平方平均移動(dòng)量，根據(jù)上 述誤差角校正上述磁極位置指令，根據(jù)上述平方平均移動(dòng)量校正上述 推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)。技術(shù)方案12所述發(fā)明是，技術(shù)方案1所述發(fā)明中的上述AC同步 電動(dòng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)或直線電動(dòng)機(jī)。技術(shù)方案13所述發(fā)明是，技術(shù)方案1所述發(fā)明中上述推力或轉(zhuǎn)矩 參數(shù)發(fā)生部產(chǎn)生的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)是任意的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)波形。根據(jù)技術(shù)方案1所述發(fā)明，通過(guò)推力或轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行位置的開環(huán) 控制，可以不依賴于負(fù)荷的變動(dòng)地推測(cè)初始磁極位置。并且，可減少 對(duì)于適用用途下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的初始磁極位置的推測(cè)精度的偏 差。根據(jù)技術(shù)方案2至5所述發(fā)明，在初始磁極位置推測(cè)中可檢測(cè)出 負(fù)荷狀態(tài)，并調(diào)節(jié)推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)。并且，可短時(shí)間、高精度地推測(cè) 初始磁極位置，使用初始磁極位置推測(cè)值，可以提高AC同步電機(jī)驅(qū)動(dòng) 的可靠性。根據(jù)技術(shù)方案6至8所述發(fā)明，可選擇和適用用途下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的初始磁極位置推測(cè)方法，可提高適用性。根據(jù)技術(shù)方案9所述發(fā)明，可將當(dāng)前位置恢復(fù)到初始磁極推測(cè)開 始位置，提高初始磁極位置推測(cè)的重現(xiàn)性，可高精度地推測(cè)。根據(jù)技術(shù)方案10或11所述發(fā)明，通過(guò)推力或轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行位置 的開環(huán)控制，可以不依賴于負(fù)荷的變動(dòng)地推測(cè)初始磁極位置。并且， 可減少相對(duì)于適用用途下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的初始磁極位置的推測(cè)精度的偏差。根據(jù)技術(shù)方案12所述發(fā)明，可以不依賴于適用用途下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)地推測(cè)初始磁極位置。根據(jù)技術(shù)方案13所述發(fā)明，無(wú)需固定參數(shù)，可選擇和適用用途下 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的參數(shù)，并提高適用性。


圖1是表示本發(fā)明中的初始磁極位置推測(cè)裝置及其方法的構(gòu)成的 概要框圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的初始磁極位置推測(cè)方法的流程圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的初始磁極位置推測(cè)方法的流程圖。圖4是表示本發(fā)明中的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)下的AC同步電動(dòng)機(jī)的位 置變化的圖。圖5是表示本發(fā)明中的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)下的AC同步電動(dòng)機(jī)的位置變化比負(fù)荷小的示例的圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例l中的指令的推力或轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)的圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的指令時(shí)間的調(diào)節(jié)的圖。圖8是表示現(xiàn)有的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)裝置及其方法的圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部2磁極位置指令發(fā)生部31第1磁極位置指令部32第2磁極位置指令部41、 42位置檢測(cè)部51 第1位置存儲(chǔ)部52 第2位置存儲(chǔ)部6 誤差角計(jì)算部7 平方平均移動(dòng)量計(jì)算部8 磁極位置校正部9 推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部101 磁極位置指令(6e + 45° )適用步驟102 推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟103 位置(P+45)測(cè)定步驟104 位置(P+45)存儲(chǔ)步驟105 磁極位置指令(eerr—45° )適用步驟106 推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟107 位置(P-45)測(cè)定步驟108 位置(P_45)存儲(chǔ)步驟109 磁極位置誤差e ^計(jì)算步驟110 平方平均移動(dòng)量P計(jì)算步驟111 推測(cè)次數(shù)判斷步驟112 移動(dòng)量判斷步驟113 指令的推力或轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)步驟201 磁極位置指令(e e +45° )適用步驟202 推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟203 位置(P+45)測(cè)定步驟204 位置(P+45)存儲(chǔ)步驟205 磁極位置指令(ee —45° )適用步驟206 推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟207 位置(P-45)測(cè)定步驟208 位置(P-45)存儲(chǔ)步驟209 磁極位置誤差e ^計(jì)算步驟210 平方平均移動(dòng)量P計(jì)算步驟211 推測(cè)次數(shù)判斷步驟212 移動(dòng)量判斷步驟213 指令時(shí)間調(diào)節(jié)步驟具體實(shí)施方式
以下參照

本發(fā)明的方法的具體實(shí)施例。實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明中的初始磁極位置推測(cè)裝置及其方法的結(jié)構(gòu)的 概要框圖。在該圖中，l是推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部，2是磁極位置指令 發(fā)生部，31是第l磁極位置指令部，32是第2磁極位置指令部，41及 42是位置檢測(cè)部，51是第1位置存儲(chǔ)部，52是第2位置存儲(chǔ)部，6是 誤差角計(jì)算部，7是平方平均移動(dòng)量計(jì)算部，8是磁極位置校正部，9 是推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部。在推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部1中，產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，在磁極位 置指令發(fā)生部2中，產(chǎn)生磁極位置指令，在第l磁極位置指令部31中 使用(磁極位置+ 45度)的磁極位置指令，使AC同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)， 在位置檢測(cè)部41中檢測(cè)出AC同步電動(dòng)機(jī)的位置，在第1位置存儲(chǔ)部 51中存儲(chǔ)檢測(cè)出的位置。并且，在第2磁極位置指令部32中使用(磁 極位置一45度)的磁極位置指令，使AC同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在位置檢 測(cè)部42中檢測(cè)出AC同步電動(dòng)機(jī)的位置，在第2位置存儲(chǔ)部52中存儲(chǔ) 檢測(cè)出的位置。本發(fā)明與專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2不同的部分不是控制速度下的 初始磁極位置推測(cè)，最大的不同點(diǎn)在于推力或轉(zhuǎn)矩指令下的位置的開 環(huán)控制，并且還在于具有用于校正磁極位置指令和推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)并 推測(cè)初始磁極位置的構(gòu)成要素。在誤差角計(jì)算部6中，使用第1位置存儲(chǔ)部51和第2位置存儲(chǔ)部 52中存儲(chǔ)的二個(gè)位置計(jì)算誤差角，在磁極位置校正部8中校正磁極位置指令發(fā)生部2的磁極位置指令。并且，在平方移動(dòng)量計(jì)算部7中，根據(jù)第1位置存儲(chǔ)部51和第2位置存儲(chǔ)部52中存儲(chǔ)的二個(gè)位置計(jì)算 平方平均移動(dòng)量，在推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部9中，根據(jù)平方平均移動(dòng) 量和移動(dòng)量設(shè)定值計(jì)算推力或轉(zhuǎn)矩振幅校正值、或者推力或轉(zhuǎn)矩指令 時(shí)間校正值，通過(guò)加上指令的推力或轉(zhuǎn)矩、或者指令時(shí)間，進(jìn)行推力 或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的調(diào)節(jié)，適用于推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部1。圖4是表示本發(fā)明中的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)下的AC同步電動(dòng)機(jī)的位 置變化的圖。來(lái)自推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部1的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)由正指 令推力或轉(zhuǎn)矩l、與反指令推力或轉(zhuǎn)矩、及正指令推力或轉(zhuǎn)矩2構(gòu)成。 通過(guò)將其適用于磁極位置指令值的+45度和一45度的位置，位置變化 如圖4上半部分所示。(磁極位置指令值+ 45度)的位置變化的大小 和(磁極位置指令值一45度)的位置變化的大小在磁極位置指令和實(shí) 際的磁極位置一致時(shí)相同，但在磁極位置有誤差時(shí)位置大小產(chǎn)生差。其中，設(shè)磁極位置的誤差角為9err時(shí)，磁極位置指令值的+45度和一45度的位置相對(duì)于磁極位置指令和實(shí)際的磁極位置一致時(shí)的位置 P*，分別如公式(1)所示。并且，誤差角e^可通過(guò)公式(2)計(jì)算。(公式1) P+45 = P*Xcos (n/4+6 err) P_45 = P*Xcos (—Ji/4+eerr)... (1)并且，磁極位置指令值的+45度和一45度的位置的平方平均值與磁極位置指令和實(shí)際磁極位置一致時(shí)的位置pt的V5倍一致。此時(shí)的Pf通過(guò)公式(3)作為平方平均移動(dòng)量計(jì)算。(公式2)(公式3)說(shuō)明書第10/14頁(yè)<formula>formula see original document page 14</formula>…(3)圖5是表示本發(fā)明中的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)下的AC同步電動(dòng)機(jī)的位 置變化比負(fù)荷小的示例的圖。在該圖中，使推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)固定得一 定，施加到AC同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于引導(dǎo)機(jī)構(gòu)有無(wú)摩擦等負(fù)荷，AC同 步電動(dòng)機(jī)的位置(P+45)和(P.45)不同。艮卩，當(dāng)有負(fù)荷時(shí)移動(dòng)量變小， 由于位置檢測(cè)分解能等的關(guān)系，初始磁極位置推測(cè)的精度變差。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的初始磁極位置推測(cè)方法的流程 圖。在該圖中，作為磁極位置指令使用二種測(cè)試角(6erT+45° )禾n ( 9 err—45° )，調(diào)節(jié)指令的推力或轉(zhuǎn)矩的振幅。在該圖中，IOI是磁極位置指令(0^+45° )適用步驟，102及106是推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟，103是位置(P+45)測(cè)定步驟，104是位置(P+45)存儲(chǔ)步驟，105 是磁極位置指令(6e —45° )適用步驟，107是位置(P-45)測(cè)定步 驟，108是位置(P.45)存儲(chǔ)步驟，109是磁極位置誤差96 計(jì)算步驟， IIO是平方平均移動(dòng)量P計(jì)算步驟，111是推測(cè)次數(shù)判斷步驟，112是 移動(dòng)量判斷步驟，113是指令的推力或轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)步驟。首先，在磁極位置指令(e err+45° )適用步驟101中適用磁極位 置指令(ee +45° )，在推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟102中，使用指 令的推力或轉(zhuǎn)矩及指令時(shí)間，產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，在位置(P+45)測(cè) 定步驟103中測(cè)定位置(P+45)，在位置(P+45)存儲(chǔ)步驟104中，在 位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)測(cè)定的位置(P+45)。接著，在磁極位置指令(6 e —45° )適用步驟105中適用磁極位 置指令(9e —45° )，在推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟106中，使用指 令的推力或轉(zhuǎn)矩及指令時(shí)間，產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，在位置(P—45)測(cè) 定步驟107中測(cè)定位置(P-45)，在位置(P-45)存儲(chǔ)步驟108中，在位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)測(cè)定的位置(P-45)。接著，在磁極位置誤差e^計(jì)算步驟109中，使用位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的位置(P+45)和位置(P-45)計(jì)算磁極位置誤差(9e )，在平方平均移動(dòng)量P計(jì)算步驟110中，求出平方平均移動(dòng)量(P)，在推 測(cè)次數(shù)判斷步驟1U中，檢查推測(cè)計(jì)算是否是第一次，當(dāng)是第一次時(shí)， 在移動(dòng)量判斷步驟112中，當(dāng)位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的位置(Psave)比位 置設(shè)定值(Pset)小時(shí)，在指令的推力或轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)步驟113中，求出推力或轉(zhuǎn)矩振幅校正值T^p，加上指令的推力或轉(zhuǎn)矩Te^，調(diào)節(jié)指令的推力或轉(zhuǎn)矩(Tc。ra=、加+ 、mp)，再次從磁極位置指令(e err+45° )適用步驟101開始重復(fù)。其中，位置存儲(chǔ)裝置指圖1中的第1位 置存儲(chǔ)部51和第2位置存儲(chǔ)部52等存儲(chǔ)器，位置(Psave)將計(jì)算出的 平方平均移動(dòng)量(P)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器，位置設(shè)定值(Pset)表示預(yù)先設(shè)定 的平方平均位置基準(zhǔn)設(shè)定值。此外，在移動(dòng)量判斷步驟112中，當(dāng)位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的位置 (Psave)比位置設(shè)定值(Pset)小時(shí)，不校正推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，再次從 磁極位置指令(eOT+45° )適用步驟101開始重復(fù)。B卩，在推測(cè)次數(shù) 判斷步驟111中，當(dāng)推測(cè)次數(shù)為2次以上時(shí)結(jié)束，第一次推測(cè)中誤差角e^的推測(cè)精度不佳，因此在調(diào)整了誤差角e^和移動(dòng)量p后再次重復(fù)進(jìn)行推測(cè)，以提高精度。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的指令的推力或轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)的圖。在該圖中，在第一次推測(cè)后對(duì)磁極位置進(jìn)行校正，將推力或轉(zhuǎn)矩校正值T ^p加上指令的推力或轉(zhuǎn)矩T e。m,調(diào)節(jié)推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)并施加到AC同步電動(dòng)機(jī)，從而可以與引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的摩擦等負(fù)荷狀態(tài)無(wú)關(guān)，將AC同步 電動(dòng)機(jī)的位置(P+45)和(P-45)與位置設(shè)定值(Pset)對(duì)應(yīng)。g卩，當(dāng)位置(P+45)和(P —45)小于位置設(shè)定值(Pset)時(shí)，加大推力或轉(zhuǎn)矩指令 即可，根據(jù)指令的指令推力或轉(zhuǎn)矩Tc。m，用公式(4)求出推力或轉(zhuǎn)矩 振幅校正值、mp，校正指令的指令推力或轉(zhuǎn)矩Tc。m。(公式4)<formula>formula see original document page 16</formula>實(shí)施例2圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的初始磁極位置推測(cè)方法的流程 圖。在圖2中，作為磁極位置指令，使用二種測(cè)試角(een+45° )和 (ee —45° )，調(diào)節(jié)指令的推力或轉(zhuǎn)矩的指令時(shí)間的長(zhǎng)度。在該圖中， 201是磁極位置指令(6 err+45° )適用步驟，202及206是推力或轉(zhuǎn) 矩參數(shù)發(fā)生部步驟，203是位置(P+45)測(cè)定步驟，204是位置(P+45) 存儲(chǔ)步驟，205是磁極位置指令(ee —45° )適用步驟，207是位置 (P-45)測(cè)定步驟，208是位置(P.45)存儲(chǔ)步驟，209是磁極位置誤差 8^計(jì)算步驟，210是平方平均移動(dòng)量P計(jì)算步驟，211是推測(cè)次數(shù)判 斷步驟，212是移動(dòng)量判斷步驟，213是指令時(shí)間調(diào)節(jié)步驟。首先，在磁極位置指令(eerr + 45° )適用步驟201中適用磁極位 置指令(eerr+45° )，在推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟202中，使用指 令的推力或轉(zhuǎn)矩及指令時(shí)間，產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，在位置(P+45)測(cè) 定步驟203中測(cè)定位置(P+45)，在位置(P+45)的存儲(chǔ)步驟204中， 在位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)測(cè)定出的位置(P+45)。接著，在磁極位置指令(9 e —45° )適用步驟205中適用磁極位 置指令(9erT—45° )，在推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部步驟206中，使用指 令的推力或轉(zhuǎn)矩及指令時(shí)間，產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，在位置(P-45)測(cè) 定步驟207中測(cè)定位置(P—45)，在位置(P-45)存儲(chǔ)步驟208中，在位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)測(cè)定出的位置(P-45)。接著，在磁極位置誤差e^計(jì)算步驟209中，使用位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的位置(P+45)和位置(P-45)計(jì)算誤差角9err，在乘方平均移 動(dòng)量P計(jì)算步驟210中，求出平方平均移動(dòng)量(P)，在推測(cè)次數(shù)判斷 步驟211中，檢查推測(cè)計(jì)算是否是第一次，當(dāng)是第一次時(shí)，在移動(dòng)量判斷步驟212中，當(dāng)位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的位置(Psave)比位置設(shè)定值(Pwt)小時(shí)，在指令時(shí)間調(diào)節(jié)步驟213中，求出指令時(shí)間校正值Temp，加上指令時(shí)間Tc。m，調(diào)節(jié)指令時(shí)間(Tc。m=Tc。ra + Tcmp)，再次從磁極 位置指令(ee +45° )適用步驟201開始重復(fù)。其中，位置存儲(chǔ)裝置 指圖1中的第1位置存儲(chǔ)部51和第2位置存儲(chǔ)部52等存儲(chǔ)器，位置(Psave)將計(jì)算出的平方平均移動(dòng)量(P)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器，位置設(shè)定值(Pset)表示預(yù)先設(shè)定的平方平均位置基準(zhǔn)設(shè)定值。此外，在移動(dòng)量判斷步驟212中，當(dāng)位置存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的位置 (Psave)比位置設(shè)定值(Pset)小時(shí)，不校正指令時(shí)間，再次從磁極位 置指令(9^+45° )適用步驟201開始重復(fù)。即，在推測(cè)次數(shù)判斷步 驟211中，當(dāng)推測(cè)次數(shù)為2次以上時(shí)結(jié)束，第一次推測(cè)中誤差角ee 的推測(cè)精度不佳，因此在調(diào)整了誤差角e^和移動(dòng)量p后再次重復(fù)進(jìn)行推測(cè)，以提高精度。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的指令時(shí)間調(diào)節(jié)的圖。在該圖中， 在第一次推測(cè)后對(duì)磁極位置進(jìn)行校正，將指令時(shí)間校正值加上指令時(shí)間，調(diào)節(jié)推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，并施加到AC同步電動(dòng)機(jī)，從而可與引導(dǎo)機(jī) 構(gòu)的摩擦等負(fù)荷狀態(tài)無(wú)關(guān)地將AC同步電動(dòng)機(jī)的位置(P+45)和(P-45) 與位置設(shè)定值(Pset)對(duì)應(yīng)。即，當(dāng)位置(P+45)或(P-45)小于位置設(shè) 定值(Pset)時(shí)，延長(zhǎng)指令時(shí)間即可，根據(jù)指令時(shí)間T。。m，用公式(5)求出上述指令時(shí)間校正值Temp，校正上述指令時(shí)間Tc。ra。<formula>formula see original document page 17</formula>通過(guò)校正產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩指令的時(shí)間，可使位置(P+45)或(P-45)與位置設(shè)定值(pset) —致，在確保推測(cè)精度的同時(shí)，可短時(shí)間內(nèi)推測(cè) 磁極位置。此外，本發(fā)明是轉(zhuǎn)矩進(jìn)行的位置的開環(huán)控制，因此存在通過(guò)推力 或轉(zhuǎn)矩參數(shù)無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)的位置的情況。這種情況下，在圖1的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部9中，在圖2的位置(P+45)存儲(chǔ)步驟104和位置 (P_45)存儲(chǔ)步驟108后，或者在圖3的位置(P+45)存儲(chǔ)步驟204和 位置(P-45)存儲(chǔ)步驟208后，使用公式(6)求出推力或轉(zhuǎn)矩振幅校正值T^p，通過(guò)校正指令推力或轉(zhuǎn)矩Te。m，可將當(dāng)前位置恢復(fù)到初始磁極推測(cè)開始位置。其中，(P)是通過(guò)圖2的平方平均移動(dòng)量P計(jì)算 步驟110、或圖3的平方平均移動(dòng)量P計(jì)算步驟210計(jì)算出的平方平均 移動(dòng)量，(Pmax)是該平方平均移動(dòng)量的最大值，a是任意的設(shè)定值。(公式6)<formula>formula see original document page 18</formula>
此外，記載了在實(shí)施例1中，計(jì)算出推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的振幅值， 或在實(shí)施例2中，計(jì)算出推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的指令時(shí)間的校正值，分別 單獨(dú)校正推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，但也可以是當(dāng)實(shí)施例1中的振幅值的校 正量較大時(shí)，限制其大小，接著如實(shí)施例2所示，計(jì)算指令時(shí)間的校 正值，最終校正推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)。本發(fā)明涉及到一種含有直線電動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)的永久磁鐵型的AC同步電動(dòng)機(jī)中，不使用磁極檢測(cè)器(磁極傳感器)地進(jìn)行AC同步電動(dòng) 機(jī)的初始磁極位置推測(cè)的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極位置推測(cè)裝置及 其方法，在初始磁極位置推測(cè)中檢測(cè)出負(fù)荷的變動(dòng)，根據(jù)該檢測(cè)值校 正推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的振幅值或指令時(shí)間，因此可用于由不具有直線電 動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)機(jī)等磁極檢測(cè)器(磁極傳感器)的永久磁鐵型AC同步電機(jī) 驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的、例如工作機(jī)械、安裝機(jī)、半導(dǎo)體或液晶制造裝置、 搬運(yùn)機(jī)等各種領(lǐng)域，并且也可用于直線引導(dǎo)器、氣動(dòng)軸承等各種引導(dǎo) 機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置，其具有產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部、產(chǎn)生磁極位置指令的磁極位置指令發(fā)生部、檢測(cè)AC同步電動(dòng)機(jī)的位置的位置檢測(cè)部，并且不使用磁極檢測(cè)器，其特征在于，具有校正上述磁極位置指令的磁極位置校正部；以及校正上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部，反復(fù)進(jìn)行上述磁極位置指令和上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的校正，推測(cè)初始磁極位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置， 其特征在于，上述磁極位置校正部根據(jù)在誤差角計(jì)算部中計(jì)算出的誤差角校正 上述磁極位置指令。
3. 根據(jù)權(quán)利要2所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置，其 特征在于，上述誤差角計(jì)算部根據(jù)通過(guò)磁極位置土45度二個(gè)上述磁極位置指 令使AC同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分別存儲(chǔ)的二個(gè)檢測(cè)位置，計(jì)算出上述誤差 角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置， 其特征在于，上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部根據(jù)在平方平均移動(dòng)量計(jì)算部中計(jì)算 出的平方平均移動(dòng)量校正上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置， 其特征在于，上述平方平均移動(dòng)量計(jì)算部根據(jù)通過(guò)磁極位置土45度二個(gè)上述磁極位置指令使AC同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分別存儲(chǔ)的二個(gè)檢測(cè)位置，計(jì)算出 上述平方平均移動(dòng)量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置， 其特征在于，僅在上述平方平均移動(dòng)量小于預(yù)先設(shè)定的平方平均位置基準(zhǔn)設(shè)定 值時(shí)，計(jì)算出上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的振幅值、或指令時(shí)間的校正值， 校正上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置， 其特征在于，上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部中的上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的校正是上 述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的振幅值的校正。
8. 根據(jù)權(quán)利要1所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置，其 特征在于，上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部中的上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的校正是上 述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的指令時(shí)間的校正。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置， 其特征在于，上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部根據(jù)上述平方平均移動(dòng)量的最大值和 上述位置檢測(cè)部中的檢測(cè)位置，將當(dāng)前位置返回到初始磁極推測(cè)開始 位置。
10. —種AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置的初始磁極推測(cè)方 法，其特征在于，在具有產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部、產(chǎn)生磁極 位置指令的磁極位置指令發(fā)生部、檢測(cè)AC同步電動(dòng)機(jī)的位置的位置檢 測(cè)部，并且不使用磁極檢測(cè)器的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置中，校正上述磁極位置指令、及上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)，推測(cè)初始磁極 位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置 的初始磁極推測(cè)方法，其特征在于，在上述初始磁極推測(cè)方法中，存儲(chǔ)在磁極位置+45度的上述磁極位置指令下的檢測(cè)位置， 存儲(chǔ)在磁極位置一45度的上述磁極位置指令下的檢測(cè)位置， 根據(jù)存儲(chǔ)的二個(gè)上述檢測(cè)位置計(jì)算出誤差角和平方平均移動(dòng)量， 根據(jù)上述誤差角校正上述磁極位置指令， 根據(jù)上述平方平均移動(dòng)量校正上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要1所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置，其 特征在于，上述AC同步電動(dòng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)或直線電動(dòng)機(jī)。
13. 根據(jù)權(quán)利要1所述的AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置，其 特征在于，上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部產(chǎn)生的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)是任意 的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)波形。
全文摘要
提供一種AC同步電動(dòng)機(jī)的初始磁極推測(cè)裝置及其方法，該裝置具有產(chǎn)生推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)發(fā)生部、產(chǎn)生磁極位置指令的磁極位置指令發(fā)生部、檢測(cè)AC同步電動(dòng)機(jī)的位置的位置檢測(cè)部，并且不使用磁極檢測(cè)器，其能夠不依賴于負(fù)荷的變動(dòng)地在短時(shí)間內(nèi)高精度地推測(cè)初始磁極位置，其中，具有校正上述磁極位置指令的磁極位置校正部(8)、以及校正上述推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)的推力或轉(zhuǎn)矩參數(shù)校正部(9)，通過(guò)反復(fù)校正，推測(cè)初始磁極位置。
文檔編號(hào)H02P6/18GK101273520SQ20068003559
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月26日
發(fā)明者井手耕三, 宋賢洙, 森本進(jìn)也, 高木護(hù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)