磁極位置檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磁極位置檢測(cè)裝置。該磁極位置檢測(cè)裝置具有修正通過磁極位置檢測(cè)部檢測(cè)出的磁極位置的計(jì)算部。在該磁極位置檢測(cè)裝置中，在通過磁極位置檢測(cè)部臨時(shí)檢測(cè)出的磁極位置上加上附加相位來移動(dòng)轉(zhuǎn)子。然后，關(guān)于該移動(dòng)前后的移動(dòng)量，比較使用磁極位置檢測(cè)部檢測(cè)出的移動(dòng)量和通過編碼器檢測(cè)出的移動(dòng)量，當(dāng)他們的差大于預(yù)定閾值時(shí)，判定磁極位置的檢測(cè)處理為誤檢測(cè)。
【專利說明】磁極位置檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測(cè)永磁同步電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子的磁極位置的磁極位置檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在具備設(shè)有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子和設(shè)有線圈的定子的永磁同步電動(dòng)機(jī)(以下，簡(jiǎn)稱為“電動(dòng)機(jī)”)中，通過根據(jù)轉(zhuǎn)子的磁極位置向線圈施加電流來得到所希望的轉(zhuǎn)矩。為此，電動(dòng)機(jī)一邊使用傳感器例如編碼器檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置，一邊通過在適當(dāng)?shù)膭?lì)磁相位施加電流而被驅(qū)動(dòng)控制。因此，在這樣的電動(dòng)機(jī)中，需要在起動(dòng)時(shí)進(jìn)行傳感器的基準(zhǔn)位置和轉(zhuǎn)子的磁極位置之間的位置對(duì)準(zhǔn)。為了這種目的而檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置的方法，例如在日本特許第3408468號(hào)公報(bào)、日本特許第4816645號(hào)公報(bào)、日本特許第3805336號(hào)公報(bào)、日本特開2011-50198號(hào)公報(bào)以及日本特許第3971741號(hào)公報(bào)中已被公開。
[0003]但是，在以往已知的方法中，存在由于反饋信號(hào)中包含的噪音、作用于轉(zhuǎn)子的摩擦以及負(fù)荷的不均衡而發(fā)生的外力等造成檢測(cè)精度降低的情況。此外，在移動(dòng)轉(zhuǎn)子來檢測(cè)磁極位置的方法中，存在轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量變大的情況，從實(shí)用的觀點(diǎn)考慮不理想。另外，在將電動(dòng)機(jī)的線圈連接到放大器時(shí)弄錯(cuò)連接順序、弄錯(cuò)電動(dòng)機(jī)的極數(shù)的設(shè)定或弄錯(cuò)傳感器的分辨率的設(shè)定等情況下，存在無法正確檢測(cè)磁極位置的問題。
[0004]本發(fā)明的目的在于，在檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置的磁極位置檢測(cè)裝置中，防止由于噪音、摩擦或外力等引起的檢測(cè)精度的降低，并且通過適當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)磁極位置的誤檢測(cè)來提高電動(dòng)機(jī)的安全性以及可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本申請(qǐng)所涉及的第I形態(tài)的發(fā)明，提供一種磁極位置檢測(cè)裝置，其在起動(dòng)具備設(shè)有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子以及設(shè)有線圈的定子的永磁同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的磁極位置，其中，具有:磁極位置檢測(cè)部，其根據(jù)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)的所述轉(zhuǎn)子的舉動(dòng)，檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的磁極位置；移動(dòng)量檢測(cè)部，其檢測(cè)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)的所述轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量；第I磁極位置存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)通過所述磁極位置檢測(cè)部檢測(cè)出的所述轉(zhuǎn)子的第I磁極位置；電流指令發(fā)送部，其發(fā)送電流指令以便在第I勵(lì)磁相位施加電流，所述第I勵(lì)磁相位為在通過所述第I磁極位置存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的所述第I磁極位置上加上預(yù)定的附加相位所得的勵(lì)磁相位；移動(dòng)量存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)通過所述移動(dòng)量檢測(cè)部檢測(cè)出的、所述電流指令前后的所述轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量；第2磁極位置存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)通過所述磁極位置檢測(cè)部檢測(cè)出的、所述電流指令之后的所述轉(zhuǎn)子的第2磁極位置；判定部，其在所述第I磁極位置和所述第2磁極位置間的差與所述附加相位之間的差大于預(yù)定閾值時(shí)，判定為誤檢測(cè)；以及計(jì)算部，當(dāng)所述第I磁極位置和所述第2磁極位置間的差與所述附加相位之間的差在所述預(yù)定閾值以下時(shí)，其根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的所述第I磁極位置、所述第2磁極位置以及所述移動(dòng)量，修正所述轉(zhuǎn)子的所述第2磁極位置來計(jì)算當(dāng)前的磁極位置，以所述當(dāng)前的位置的計(jì)算處理至少重復(fù)I次的方式，重復(fù)動(dòng)作所述磁極位置檢測(cè)部、所述移動(dòng)量檢測(cè)部、所述電流指令發(fā)送部、所述判定部以及所述計(jì)算部。
[0006]根據(jù)本申請(qǐng)所涉及第2形態(tài)的發(fā)明，提供一種磁極位置檢測(cè)裝置，其中，在第I形態(tài)的發(fā)明中，所述計(jì)算部，通過將相加所述轉(zhuǎn)子的第I磁極位置、所述轉(zhuǎn)子的第2磁極位置以及所述轉(zhuǎn)子的所述移動(dòng)量而得到的值除以2，算出所述當(dāng)前的磁極位置。
[0007]根據(jù)本申請(qǐng)所涉及的第3形態(tài)的發(fā)明，提供一種磁極位置檢測(cè)裝置，其中，在第I形態(tài)或第2形態(tài)的發(fā)明中，所述磁極位置檢測(cè)部具有:移動(dòng)方向檢測(cè)部，其檢測(cè)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)所述轉(zhuǎn)子移動(dòng)的移動(dòng)方向；磁極位置估算部，其根據(jù)通過所述移動(dòng)方向檢測(cè)部檢測(cè)出的所述轉(zhuǎn)子的所述移動(dòng)方向，估算所述轉(zhuǎn)子的所述磁極位置；以及追加的電流指令發(fā)送部，其發(fā)送電流指令，以便在勵(lì)磁相位施加電流，所述勵(lì)磁相位是根據(jù)通過所述磁極位置估算部估算的所述磁極位置來決定的勵(lì)磁相位，所述磁極位置檢測(cè)部通過重復(fù)動(dòng)作所述移動(dòng)方向檢測(cè)部、所述磁極位置估算部以及所述追加的電流指令發(fā)送部來檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的所述磁極位置。
[0008]根據(jù)本申請(qǐng)所涉及的第4形態(tài)的發(fā)明，提供一種磁極位置檢測(cè)裝置，其中，在第I形態(tài)?第3形態(tài)的任一發(fā)明中，還具有:警告信號(hào)發(fā)送部，當(dāng)通過所述判定部判定為誤檢測(cè)時(shí)，發(fā)送警告信號(hào)。
[0009]參照附圖所示的本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式的詳細(xì)說明，這些以及其他本發(fā)明的目的、特征以及有利點(diǎn)將變得更加明確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是表示能夠應(yīng)用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0011]圖2是用于功能性地說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁極位置檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0012]圖3是用于功能性地說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁極位置檢測(cè)部的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0013]圖4是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁極位置的檢測(cè)處理的圖。
[0014]圖5是說明利用了本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁極位置檢測(cè)裝置的磁極位置檢測(cè)處理步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示能夠應(yīng)用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，該控制系統(tǒng)具有上位控制裝置10、位置控制器12、速度控制器14、電流控制器16、放大器18、電動(dòng)機(jī)20、磁極位置檢測(cè)裝置30以及警告信號(hào)發(fā)送部60。電動(dòng)機(jī)20是具備設(shè)有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子和設(shè)有線圈的定子的公知的永磁同步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)20中安裝有檢測(cè)轉(zhuǎn)子動(dòng)作(位置以及速度)的傳感器，例如編碼器(未圖示)。
[0016]上位控制裝置10控制用于機(jī)床等的電動(dòng)機(jī)20的動(dòng)作。上位控制裝置10例如按照任意的加工程序，發(fā)出控制電動(dòng)機(jī)20的各軸的動(dòng)作的位置指令，以使機(jī)床適當(dāng)?shù)貏?dòng)作。
[0017]從上位控制裝置10發(fā)出的位置指令被輸入位置控制器12。位置控制器12從位置指令減去從電動(dòng)機(jī)20的編碼器反饋的位置信號(hào)值來計(jì)算位置偏差。然后，位置控制器12在位置偏差上乘以環(huán)路增益來計(jì)算速度指令，并將速度指令發(fā)送給速度控制器14。速度控制器14從速度指令減去從電動(dòng)機(jī)20的編碼器反饋的速度信號(hào)值來計(jì)算速度偏差。速度控制器14基于速度偏差，例如通過比例積分控制來計(jì)算電流指令。該電流指令被輸入電流控制器16。電流控制部16根據(jù)輸入的電流指令、從放大器18反饋的流過電動(dòng)機(jī)20的定子的電流的信息以及由電動(dòng)機(jī)20的編碼器檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)子位置的信息，作成針對(duì)放大器18的控制指令。放大器18按照該控制指令，將與電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)子的動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流供給到電動(dòng)機(jī)20。
[0018]為了正確地控制電動(dòng)機(jī)20的動(dòng)作，需要正確地掌握編碼器的基準(zhǔn)位置和電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)子的磁極位置之間的位置關(guān)系。因此，為了檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置，使用磁極位置檢測(cè)裝置30。此外，磁極位置檢測(cè)裝置30具有警告信號(hào)發(fā)送部60，其用于在存在電動(dòng)機(jī)20誤動(dòng)作的可能性時(shí)，將警告信號(hào)通知給上位控制裝置10。
[0019]參照?qǐng)D2，進(jìn)一步詳細(xì)地說明磁極位置檢測(cè)裝置30的結(jié)構(gòu)。圖2是用于功能性地說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁極位置檢測(cè)裝置30的結(jié)構(gòu)的框圖。磁極位置檢測(cè)裝置30具有磁極位置檢測(cè)部50、第I磁極位置存儲(chǔ)部32、第2磁極位置存儲(chǔ)部34、移動(dòng)量檢測(cè)部36、移動(dòng)量存儲(chǔ)部38、判定部40、計(jì)算部42以及電流指令發(fā)送部44。
[0020]磁極位置檢測(cè)部50根據(jù)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)的電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)子的舉動(dòng)，例如轉(zhuǎn)子的移動(dòng)方向，來檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電動(dòng)機(jī)20的磁極的數(shù)量、傳感器的分辨率等設(shè)定值來計(jì)算磁極位置。關(guān)于該磁極位置檢測(cè)部50的檢測(cè)動(dòng)作，后面將進(jìn)一步詳細(xì)地?cái)⑹觥⑼ㄟ^磁極位置檢測(cè)部50檢測(cè)出的磁極位置存儲(chǔ)在第I磁極位置存儲(chǔ)部32或第2磁極位置存儲(chǔ)部34。根據(jù)需要，通過電流指令發(fā)送部44讀出由第I磁極位置存儲(chǔ)部32存儲(chǔ)的第I磁極位置，并將其用于作成電流指令。另一方面，通過判定部40讀出由第2磁極位置存儲(chǔ)部34存儲(chǔ)的第2磁極位置。判定部40判定磁極位置檢測(cè)部50的磁極位置的檢測(cè)是否為誤檢測(cè)。關(guān)于通過判定部40執(zhí)行的判定處理的詳情，后面敘述。
[0021]移動(dòng)量檢測(cè)部36利用電動(dòng)機(jī)20的編碼器檢測(cè)轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量。將通過移動(dòng)量檢測(cè)部36檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量存儲(chǔ)在移動(dòng)量存儲(chǔ)部38。根據(jù)需要通過計(jì)算部42讀出由移動(dòng)量存儲(chǔ)部38存儲(chǔ)的移動(dòng)量。當(dāng)通過判定部40判定為不是誤檢測(cè)時(shí)，為了修正通過磁極位置檢測(cè)部50檢測(cè)出的磁極位置，計(jì)算部42按照預(yù)定的公式執(zhí)行計(jì)算。關(guān)于計(jì)算部42中的計(jì)算處理，后面將進(jìn)一步詳細(xì)地?cái)⑹?。?jì)算部42的計(jì)算結(jié)果被輸入電流指令發(fā)送部44，在電流指令發(fā)送部44中根據(jù)該計(jì)算結(jié)果作成電流指令。將這樣作成的電流指令從電流指令發(fā)送部44發(fā)送給電流控制器16。
[0022]下面，參照?qǐng)D3，進(jìn)一步詳細(xì)地說明磁極位置檢測(cè)部50的結(jié)構(gòu)。磁極位置檢測(cè)部50的結(jié)構(gòu)以及作用效果，在其與本發(fā)明的關(guān)系中不進(jìn)行特別地限定。因此，磁極位置檢測(cè)部50可以采用能夠執(zhí)行公知的檢測(cè)處理的任意的檢測(cè)系統(tǒng)。這里，作為一個(gè)應(yīng)用例，簡(jiǎn)單地說明與日本特許第3408468號(hào)公報(bào)公開的檢測(cè)處理相同的檢測(cè)處理。圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁極位置檢測(cè)部50的結(jié)構(gòu)的框圖。磁極位置檢測(cè)部50具有移動(dòng)方向檢測(cè)部52、磁極位置估算部54以及第2電流指令發(fā)送部56。
[0023]移動(dòng)方向檢測(cè)部52以在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)子移動(dòng)的移動(dòng)方向的方式起作用。通過電動(dòng)機(jī)20的編碼器檢測(cè)轉(zhuǎn)子的移動(dòng)方向。磁極位置估算部54根據(jù)通過移動(dòng)方向檢測(cè)部52檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子的所述移動(dòng)方向，估算轉(zhuǎn)子的磁極位置。
[0024]根據(jù)施加于電動(dòng)機(jī)20的電流矢量和磁通矢量的外積，求出作用于電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)矩。即，與電流矢量的相位角和磁通矢量的相位角所成的角度Θ的正弦成比例。因此，當(dāng)O度≤0≤180度時(shí)，因?yàn)镾in Θ≤0，所以在正方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。另外，當(dāng)180度< Θ < 360度時(shí)，因?yàn)閟in0 <0，所以在負(fù)方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。利用這一點(diǎn)，在任意的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)，都能夠估算轉(zhuǎn)子的磁極位置(磁通矢量的相位角)相對(duì)于電流的勵(lì)磁相位角處于什么樣的范圍內(nèi)。例如在O度勵(lì)磁相位角施加電流時(shí)，如果轉(zhuǎn)子在負(fù)方向旋轉(zhuǎn)，則推定轉(zhuǎn)子的磁極位置被包含在180度與360度之間的角度范圍內(nèi)。
[0025]第2電流指令發(fā)送部56作成電流指令(第2電流指令)以在勵(lì)磁相位施加電流，所述勵(lì)磁相位是根據(jù)磁極位置估算部54估算的磁極位置來決定的勵(lì)磁相位。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)子的磁極位置處于180度與360度之間的角度范圍時(shí)，作成在該角度范圍的中間值即270度的相位角施加電流這樣的電流指令(第2電流指令)。第2電流指令發(fā)送部56將該電流指令發(fā)送給電流控制器16，如前所述，按照電流指令來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20。
[0026]然后，通過移動(dòng)方向檢測(cè)部52再次檢測(cè)轉(zhuǎn)子的移動(dòng)方向。磁極位置估算部54根據(jù)檢測(cè)出的移動(dòng)方向，與前述的形態(tài)相同地估算轉(zhuǎn)子的磁極位置是處于180度-270度的范圍，還是處于270度-360度的范圍。然后，根據(jù)該估算的結(jié)果，從第2電流指令發(fā)送部56將電流指令發(fā)送給電流控制器16。通過將這一系列的處理重復(fù)預(yù)定次數(shù)來得到轉(zhuǎn)子的磁極位置?；蛘撸部梢灾貜?fù)這些處理直到即使施加電流轉(zhuǎn)子也不再移動(dòng)。
[0027]根據(jù)這樣的檢測(cè)處理，即使轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量非常小，也能夠檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的磁極位置。另外，如日本特許第3805336號(hào)公報(bào)或日本特開2011-50198號(hào)公報(bào)公開的那樣，由于不受電動(dòng)機(jī)20的凸極性的影響，所以具有也能夠應(yīng)用于在轉(zhuǎn)子表面粘貼永久磁鐵型的電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，由于轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量小，所以對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)作起作用的機(jī)械性摩擦的影響相對(duì)變大。另外，也可以想到例如由于電動(dòng)機(jī)20的負(fù)荷不平衡而局部性地起作用的外力也會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)精度降低。此外，因?yàn)樵摍z測(cè)處理利用速度反饋來檢測(cè)轉(zhuǎn)子的移動(dòng)方向，所以當(dāng)信號(hào)中含有噪音時(shí)檢測(cè)精度也會(huì)降低。
[0028]為了提高磁極位置的檢測(cè)精度，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)處理，修正通過磁極位置檢測(cè)部50檢測(cè)出的磁極位置。參照?qǐng)D4以及圖5說明與修正處理相關(guān)的一系列處理。圖4是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁極位置的檢測(cè)處理的圖。圖4以電流的勵(lì)磁相位基準(zhǔn)角作為基準(zhǔn)來表示電動(dòng)機(jī)的磁極位置。實(shí)線的箭頭表示在各過程中檢測(cè)出的磁極位置。圖5是說明利用了本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁極位置檢測(cè)裝置30的磁極位置檢測(cè)處理步驟的流程圖。
[0029]檢測(cè)處理開始時(shí)，通過磁極位置檢測(cè)部50檢測(cè)電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)子的第I磁極位置A (步驟SI)。例如，如結(jié)合圖3來說明的那樣，在預(yù)定的勵(lì)磁相位依次施加電流，通過反復(fù)檢測(cè)針對(duì)這些施加電流的轉(zhuǎn)子的舉動(dòng)來決定第I磁極位置A。將第I磁極位置A存儲(chǔ)到第I磁極位置存儲(chǔ)部32。接著，電流指令發(fā)送部44從第I磁極位置存儲(chǔ)部32讀出第I磁極位置A，并且發(fā)送電流指令以在加上了預(yù)先設(shè)定的附加相位B所得的第I勵(lì)磁相位(=A+B)施加電流。這樣,在第I勵(lì)磁相位施加電流(步驟S2)。此外，以不超過基于電動(dòng)機(jī)20的機(jī)械規(guī)格所限制的可動(dòng)范圍的方式，適當(dāng)?shù)貨Q定附加相位B。
[0030]在第I勵(lì)磁相位施加電流時(shí)，轉(zhuǎn)子移動(dòng)到磁極位置與第I勵(lì)磁相位一致，即不發(fā)生轉(zhuǎn)矩的位置。然后，移動(dòng)量檢測(cè)部36從電動(dòng)機(jī)20的編碼器獲取與針對(duì)在第I勵(lì)磁相位施加的電流轉(zhuǎn)子實(shí)際移動(dòng)的量相對(duì)應(yīng)的移動(dòng)量B’(步驟S3)。例如，作為移動(dòng)前后的磁極位置的差來計(jì)算移動(dòng)量B’。將移動(dòng)量B’存儲(chǔ)在移動(dòng)量存儲(chǔ)部38。
[0031]接著，檢測(cè)在第I勵(lì)磁相位施加電流后的磁極位置即第2磁極位置C (步驟S4)。此時(shí)，與獲取第I磁極位置A時(shí)同樣，使用磁極位置檢測(cè)部50。將第2磁極位置C存儲(chǔ)在第2磁極位置存儲(chǔ)部34。
[0032]判定部40根據(jù)第I磁極位置存儲(chǔ)部32中存儲(chǔ)的第I磁極位置A、第2磁極位置存儲(chǔ)部34中存儲(chǔ)的第2磁極位置C以及附加相位B，判定磁極位置檢測(cè)部50的檢測(cè)結(jié)果是否為誤檢測(cè)。具體地，判定部40判定第I磁極位置A和第2磁極位置C之間的差(=IA-C I )與附加相位B之間的差(=IA-Cl-1B I )是否超出了預(yù)定閾值(步驟S5)。
[0033]當(dāng)在步驟S5中判定為(IA-Cl-1Bl )的值在預(yù)定閾值以下時(shí)，在計(jì)算部42中計(jì)算當(dāng)前的磁極位置C’。具體地，計(jì)算部42通過將相加第I磁極位置A、第2磁極位置C以及移動(dòng)量存儲(chǔ)部38中存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量B’而得到的值(A+B’+C)除以2，算出所述當(dāng)前的磁極位置C’(步驟S6)。當(dāng)前的磁極位置C’是通過磁極位置檢測(cè)部50檢測(cè)出的磁極位置C的修正值。
[0034]為了提高檢測(cè)精度，優(yōu)選將計(jì)算部42中的當(dāng)前的磁極位置C’的計(jì)算處理重復(fù)執(zhí)行預(yù)定次數(shù)。即，當(dāng)在步驟S7中判定為計(jì)算部42的計(jì)算處理的重復(fù)次數(shù)未達(dá)到預(yù)定次數(shù)時(shí)，代替第I磁極位置A而使用當(dāng)前的磁極位置C’的值(步驟S8)，重復(fù)前述的從步驟S2到步驟S7的處理。另外，此時(shí)，代替上次使用的附加相位B而使用另一個(gè)附加相位D。S卩，在對(duì)磁極位置C’加上了附加相位D的第3勵(lì)磁相位(=C’+D)施加電流(步驟S2)。此外，與附加相位B相同，考慮轉(zhuǎn)子的可動(dòng)范圍來決定附加相位D。也可以使附加相位D與附加相位B為相同的大小。然后，通過移動(dòng)量檢測(cè)部36來獲取在第3勵(lì)磁相位施加電流時(shí)的轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量D’(步驟S3)。在步驟S4中，通過磁極位置檢測(cè)部50檢測(cè)第3磁極位置E。之后，執(zhí)行步驟S5以及步驟S6的處理，按照公式:E’= (C’+D’+E)/2計(jì)算當(dāng)前的磁極位置E’。
[0035]當(dāng)在步驟S7中判定為步驟S6中的修正處理執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)時(shí)，將最后算出的當(dāng)前的磁極位置C’確定為磁極位置檢測(cè)裝置30的輸出值(步驟S9)。將這樣確定的當(dāng)前的磁極位置C’用于通過上位控制裝置10執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)20的動(dòng)作控制。因?yàn)檫@樣的修正處理不是直接利用反饋信號(hào)的單純的反饋控制，所以能夠防止由于反饋信號(hào)中包含噪音所造成檢測(cè)精度降低。另外，通過將步驟S2?S6的處理重復(fù)預(yù)定次數(shù)，可以將能夠給轉(zhuǎn)子的動(dòng)作造成影響的摩擦以及外力的影響抑制到最低限度。因此，能夠提高電動(dòng)機(jī)20的可靠性。
[0036]另一方面，當(dāng)在步驟S5中判定為(IA-Cl-1Bl )的值大于預(yù)定閾值時(shí)，磁極位置檢測(cè)裝置30使警告信號(hào)發(fā)送部60動(dòng)作，將警告信號(hào)發(fā)送給上位控制裝置10 (步驟S10)。上位控制裝置10接收警告信號(hào)時(shí)，為了防止電動(dòng)機(jī)20的誤動(dòng)作，停止電動(dòng)機(jī)20的勵(lì)磁?？紤]了若干在步驟S5中判定為誤檢測(cè)的因素。如前所述，這些因素中包括信號(hào)中包含的噪音，摩擦以及外力的作用所導(dǎo)致的檢測(cè)精度的降低。另外，這些因素中還包括:電動(dòng)機(jī)20的線圈的接線工序中的失誤、轉(zhuǎn)子的極數(shù)的設(shè)定錯(cuò)誤或傳感器的分辨率的設(shè)定錯(cuò)誤。本發(fā)明所涉及的磁極位置檢測(cè)處理中，當(dāng)存在誤檢測(cè)的可能性時(shí)，能夠通知警告來停止電動(dòng)機(jī)。因此，防止了電動(dòng)機(jī)20的誤動(dòng)作，提高了電動(dòng)機(jī)20的安全性。
[0037]以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然通過任意組合本說明書中明確或隱含公開的實(shí)施方式的特征也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。
[0038]發(fā)明效果[0039]根據(jù)第I形態(tài)的發(fā)明，根據(jù)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)的轉(zhuǎn)子的舉動(dòng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置。然后，在勵(lì)磁相位施加電流來移動(dòng)轉(zhuǎn)子，所述勵(lì)磁相位是在檢測(cè)出的磁極位置加上了附加相位而得的勵(lì)磁相位。此時(shí)，利用從傳感器得到的轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量，修正檢測(cè)出的磁極位置。這樣計(jì)算當(dāng)前的磁極位置。據(jù)此，能夠防止由于噪音、摩擦或外力等引起檢測(cè)精度降低。另外，通過比較轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量與附加相位來判定磁極位置的檢測(cè)處理是否為誤檢測(cè)，其中所述轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量是根據(jù)在電流施加前后所檢測(cè)出的磁極位置的差而得到的。另夕卜，能夠判定將電動(dòng)機(jī)的線圈連接到放大器上時(shí)弄錯(cuò)連接順序的情況、弄錯(cuò)電動(dòng)機(jī)的極數(shù)的設(shè)定的情況或弄錯(cuò)傳感器的分辨率的設(shè)定的情況等。據(jù)此，在誤檢測(cè)了磁極位置，存在電動(dòng)機(jī)的安全性或可靠性的問題時(shí)，能夠發(fā)出警告信號(hào)來停止電動(dòng)機(jī)。
[0040]根據(jù)第2形態(tài)的發(fā)明，利用預(yù)定的公式，根據(jù)所檢測(cè)出的磁極位置以及移動(dòng)量來計(jì)算當(dāng)前的磁極位置。在此方法中，因?yàn)椴恢苯永梅答佇盘?hào)，所以能夠防止由于反饋信號(hào)中包含噪音所造成的檢測(cè)精度降低。
[0041]根據(jù)第3形態(tài)的發(fā)明，檢測(cè)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)的轉(zhuǎn)子的移動(dòng)方向，根據(jù)該移動(dòng)方向估算轉(zhuǎn)子的磁極位置。然后，根據(jù)該估算結(jié)果，得出接著應(yīng)該施加電流的勵(lì)磁相位。通過重復(fù)該處理來檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量極小，也能夠檢測(cè)出磁極位置。
[0042]根據(jù)第4形態(tài)的發(fā)明，當(dāng)存在誤檢測(cè)了磁極位置的可能性時(shí)，適當(dāng)?shù)赝Ｖ闺妱?dòng)機(jī)。據(jù)此，能夠提前防止電動(dòng)機(jī)的誤動(dòng)作，所以作為結(jié)果能夠提高電動(dòng)機(jī)的安全性。
[0043]以上，雖然使用本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式來圖示、說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不超出本發(fā)明的精神以及范圍的情況下可以進(jìn)行前述或各種變更、省略、追加。
【權(quán)利要求】
1.一種磁極位置檢測(cè)裝置(30)，其在起動(dòng)具備設(shè)有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子以及設(shè)有線圈的定子的永磁同步電動(dòng)機(jī)(20)時(shí)，檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的磁極位置，其特征在于，具有: 磁極位置檢測(cè)部(50)，其根據(jù)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)的所述轉(zhuǎn)子的舉動(dòng)，檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的磁極位置； 移動(dòng)量檢測(cè)部(30)，其檢測(cè)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)的所述轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量； 第I磁極位置存儲(chǔ)部(32)，其存儲(chǔ)通過所述磁極位置檢測(cè)部(50)檢測(cè)出的所述轉(zhuǎn)子的第I磁極位置； 電流指令發(fā)送部(44)，其發(fā)送電流指令以便在第I勵(lì)磁相位施加電流，所述第I勵(lì)磁相位為在通過所述第I磁極位置存儲(chǔ)部(32)存儲(chǔ)的所述第I磁極位置上加上預(yù)定的附加相位所得的勵(lì)磁相位； 移動(dòng)量存儲(chǔ)部(38 )，其存儲(chǔ)通過所述移動(dòng)量檢測(cè)部(30 )檢測(cè)出的、所述電流指令前后的所述轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量； 第2磁極位置存儲(chǔ)部(34)，其存儲(chǔ)通過所述磁極位置檢測(cè)部(50)檢測(cè)出的、所述電流指令之后的所述轉(zhuǎn)子的第2磁極位置； 判定部(40)，其在所述第I磁極位置和所述第2磁極位置間的差與所述附加相位之間的差大于預(yù)定閾值時(shí)，判定為誤檢測(cè)；以及 計(jì)算部(42)，當(dāng)所述第I磁極位置和所述第2磁極位置間的差與所述附加相位之間的差在所述預(yù)定閾值以下時(shí)，其根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的所述第I磁極位置、所述第2磁極位置以及所述移動(dòng)量，修正所述轉(zhuǎn)子的所述第2磁極位置來計(jì)算當(dāng)前的磁極位置， 以所述當(dāng)前的位置的計(jì)算處理至少重復(fù)I次的方式，重復(fù)動(dòng)作所述磁極位置檢測(cè)部(50)、所述移動(dòng)量檢測(cè)部(30)、所述電流指令發(fā)送部(44)、所述判定部(40)以及所述計(jì)算部(42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁極位置檢測(cè)裝置(30)，其特征在于， 所述計(jì)算部(42)，通過將相加所述轉(zhuǎn)子的第I磁極位置、所述轉(zhuǎn)子的第2磁極位置以及所述轉(zhuǎn)子的所述移動(dòng)量而得到的值除以2，算出所述當(dāng)前的磁極位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁極位置檢測(cè)裝置(30)，其特征在于， 所述磁極位置檢測(cè)部(50)具有: 移動(dòng)方向檢測(cè)部(52)，其檢測(cè)在預(yù)定的勵(lì)磁相位施加電流時(shí)所述轉(zhuǎn)子移動(dòng)的移動(dòng)方向； 磁極位置估算部(54)，其根據(jù)通過所述移動(dòng)方向檢測(cè)部(52)檢測(cè)出的所述轉(zhuǎn)子的所述移動(dòng)方向，估算所述轉(zhuǎn)子的所述磁極位置；以及 追加的電流指令發(fā)送部(56)，其發(fā)送電流指令，以便在勵(lì)磁相位施加電流，所述勵(lì)磁相位是根據(jù)通過所述磁極位置估算部估算的所述磁極位置來決定的勵(lì)磁相位， 所述磁極位置檢測(cè)部(50)通過重復(fù)動(dòng)作所述移動(dòng)方向檢測(cè)部(52)、所述磁極位置估算部(54 )以及所述追加的電流指令發(fā)送部(56 )，來檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的所述磁極位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的磁極位置檢測(cè)裝置(30)，其特征在于， 還具有:警告信號(hào)發(fā)送部(60)，當(dāng)通過所述判定部(40)判定為誤檢測(cè)時(shí)，發(fā)送警告信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02P6/16GK103427733SQ201310185859
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月21日
【發(fā)明者】園田直人, 青地正人 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社