CN105432015A - 电机驱动系统以及电机控制装置 - Google Patents

Abstract

实施方式中的电机控制装置具有：转矩电流控制部、励磁电流控制部以及估计部。转矩电流控制部根据基于检测电机的转矩或者加速度的传感器的检测结果的反馈信号与转矩电流指令之间的偏差来进行针对电机的转矩电流控制。励磁电流控制部根据叠加有高频电流指令的励磁电流指令来进行针对电机的励磁电流控制。估计部根据反馈信号与转矩电流指令之间的偏差以及高频电流指令来估计电机的位置或者速度。

Description

电机驱动系统以及电机控制装置

技术领域

所公开的实施方式涉及电机驱动系统以及电机控制装置。

背景技术

以往，在进行电机的驱动控制的情况下，公知有使用编码器等位置传感器来检测电机的位置、速度的方法(例如、参照专利文献1)和根据电机的电压、电流来求出电机的位置、速度的方法(例如、参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－095154号公报

专利文献2：日本特开2012－228128号公报

发明内容

发明要解决的问题

不过，使用编码器等位置传感器的方法很难提高耐振动以及耐冲击这样的环境耐受性。此外，根据电机的电压、电流求出电机的位置、速度的方法虽然能够提高环境耐受性，但是在能够应用的电机的种类以及速度控制范围方面存在很多约束。

实施方式中的一个方式是考虑到上述问题而创造出来的，其目的在于提供环境耐受性优异的新颖的电机驱动系统以及电机控制装置。

用于解决问题的手段

实施方式中的一个方式的电机驱动系统具有：电机、控制所述电机的电机控制装置、以及检测所述电机的转矩或者加速度的传感器。所述电机控制装置具有：转矩电流控制部、励磁电流控制部、以及估计部。所述转矩电流控制部根据基于所述传感器的检测结果的反馈信号与转矩电流指令之间的偏差来进行针对所述电机的转矩电流控制。所述励磁电流控制部根据叠加有高频电流指令的励磁电流指令来进行针对所述电机的励磁电流控制。所述估计部根据所述反馈信号与所述转矩电流指令之间的偏差以及所述高频电流指令来估计所述电机的位置或者速度。

发明效果

根据实施方式中的一个方式，能够提供环境耐受性优异的新颖的电机驱动系统以及电机控制装置。

附图说明

图1是示出应用了实施方式的电机驱动系统的机器人的一例的图。

图2是示出实施方式的电机驱动系统的结构例的图。

图3是示出转矩传感器的其他配置的图。

图4是示出将图2所示的轴间型的转矩传感器近似为扭簧时的传感器模型的图。

图5是示出图2所示的电机控制装置的控制部的结构例的图。

图6A是示出高频电流指令、高频成分以及相位误差之间的关系的图(其1)。

图6B是示出高频电流指令、高频成分以及相位误差之间的关系的图(其2)。

图7是示出其他实施方式的电机驱动系统的结构例的图。

图8是示出使用了直线电机的电机驱动系统的结构的图。

图9是示出图8所示的直线电机的控制部的结构例的图。

图10是示出使用了直线电机的其他电机驱动系统的结构的图。

图11是示出使用了直线电机的其他电机驱动系统的结构的图。

图12是示出使用了直线电机的其他电机驱动系统的结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本申请所公开的电机驱动系统以及电机控制装置的实施方式。另外，本发明并不限定于以下所示的实施方式。

图1是示出应用了实施方式的电机驱动系统的机器人100的一例的图。如图1所示，实施方式的机器人100具有：基台110、主体部111、第1臂部112、第2臂部113、以及腕部114。

主体部111被安装在固定设置于设置面G的基台110上，并且该主体部111借助旋转部120相对于基台110在所述水平方向上旋转自如。第1臂部112的基端部与主体部111连结，末端部与第2臂部113连结。腕部114设在第2臂部113的末端，腕部114的末端连结有与用途相应的末端执行器(未图示)。

第1臂部112、第2臂部113以及腕部114以分别经由旋转部120、第1～第4关节部121～124绕轴转动自如的方式连结。旋转部120以及第1～第4关节部121～124内置有致动器，所述致动器分别对作为动子的第1臂部112、第2臂部113以及腕部114进行驱动。

各个致动器包含3相交流电机2(以下、称为“电机2”)以及转矩传感器3，电机2以及转矩传感器3与电机控制装置4电连接。以下，对包含电机2、转矩传感器3以及电机控制装置4的电机驱动系统的具体例子进行说明。

图2是示出实施方式的电机驱动系统的结构例的图。如图2所示，实施方式的电机驱动系统1具有：电机2、转矩传感器3以及电机控制装置4。电机2例如是IPM(InteriorPermanentMagnet：内置式永久磁铁)电机或SPM(SurfacePermanentMagnet：表面式永久磁铁)电机等永久磁铁同步电动机。机械负载6经由转矩传感器3与所述电机2的输出轴8连结。

电机2不但可以是具有驱动功能的电机，还可以是具有发电性能的电动发电机(motorgenerator)或者发电机。例如，电机2可以是与风车的转子等连接的发电机。此外，机械负载6例如是图1所示的第1臂部112等。

转矩传感器3设在电机2的输出轴8和机械负载6之间，检测施加到电机2的输出轴8的转矩，输出与检测结果对应的转矩检测信号T_fb。另外，转矩传感器3可以经由减速机与电机2连结，此外，转矩传感器3也可以被一体地组装于电机2或减速机。

此外，转矩传感器3只要能检测电机2的转矩即可，也可以将电机2的输出轴8以外的部位作为测量部位。如图3所示，例如，转矩传感器3也可以测量传递到与电机2的转子22对置的电机2的定子21的反向转矩等。图3是示出转矩传感器3的其他配置的图。转矩传感器3连接在固定有机械负载6的部件30与电机2的壳体20之间。传递到定子21的反向转矩经由固定有定子21的壳体20传递到转矩传感器3，利用转矩传感器3检测传递到定子21的反向转矩。

此外，转矩传感器3的检测信号T_fb也可以利用考虑了转矩传感器3的机械特性的补偿值。例如，可以将转矩传感器3近似为扭簧进行补偿，由此，能够提高转矩的检测精度。

图4是示出将图2所示的轴间型的转矩传感器3近似为扭簧时的传感器模型的图，可以表示成如下的式(1)。此外，在图4以及式(1)中，T_m是电机2的转矩、T_ext是机械负载6的转矩、ω_L是机械负载6的机械角速度、ω_m是电机2的机械角速度、T_senser是转矩传感器3的检测转矩。此外，J_L是机械负载6的惯性、J_m是电机2的惯性、K_f是转矩传感器3的扭转刚性。

【算式1】

$T_{sensor}=\frac{J_L{K}_f}{J_m{J}_L{s}^2+K_{t^{.}}(J_L+J_m)}{T}_m=G\left(s\right)T_m\mathrm{...}\left(1\right)$

因此，如下式(2)所示，通过计算转矩传感器3的传递函数的逆模型，求出补偿后的检测转矩T_senser’，能够提高转矩的检测精度。例如，转矩传感器3可以具有补偿部，该补偿部根据检测转矩T_senser进行下式(2)的运算而输出补偿后的检测转矩T_senser’，转矩传感器3利用所述补偿部进行上述补偿而计算出补偿后的检测转矩T_senser’作为转矩检测信号T_fb。此外，补偿部也可以与输出检测转矩的部位分体构成。

【算式2】

${T_{sensor}}^{\′}=\frac{1}{G\left(s\right)}{T}_{sensor}\mathrm{...}\left(2\right)$

电机控制装置4具有：电力转换部11、电流检测部12、以及控制部13。所述电机控制装置4利用公知的PWM(PulseWidthModulation：脉宽调制)控制，将从直流电源5提供的直流电力转换成具有期望的频率及电压的3相交流电力，并输出至电机2。所述电机控制装置4也可以具有直流电源5。

电力转换部11连接在直流电源5与电机2之间，向电机2提供与从控制部13提供的PWM信号对应的电压以及电流。所述电力转换部11例如是6个开关元件以3相电桥方式连接而构成的3相逆变器电路。

此外，直流电源5是将交流电力转换成直流电力并输出的结构，例如，可以是组合了基于二极管的整流电路以及平滑用电容器的结构。在该情况下，交流电源连接到整流电路的输入侧。

电流检测部12检测从电力转换部11提供给电机2的电流(以下，记载为输出电流)。具体来说，电流检测部12检测电力转换部11与电机2的U相、V相以及W相之间分别流过的电流的瞬时值Iu、Iv、Iw(以下，记载为输出电流Iuvw)。此外，电流检测部12例如是利用作为磁电转换元件的霍尔元件来检测电流的电流传感器。

控制部13生成对构成电力转换部11的开关元件进行接通/断开控制的PWM信号并输出至电力转换部11。所述控制部13具有根据从转矩传感器3输出的转矩检测信号T_fb来估计电机2的位置以及速度的估计部15，其根据估计部15的估计结果生成输出至电力转换部11的PWM信号。

图5是示出电机控制装置4的控制部13的结构例的图。如图5所示，控制部13具有：估计部15、位置控制部16、速度控制部17、高频电流指令器18、以及电流控制部19。

图5所示的控制部13是对电机2进行位置控制的情况下的结构例，在对电机2进行速度控制的情况下，能够省略位置控制部16。此外，高频电流指令器18可以设置成与电机控制装置4分开的外部装置。

估计部15根据从转矩传感器3输出的转矩检测信号T_fb来估计电机2的位置和速度。由估计部15估计的电机2的位置是电机2的电角度θ_e和机械角度P_m。此外，由估计部15估计的电机2的速度是电机2的电角速度ω_e和机械角速度ω_m。

估计部15例如将估计出的电机2的电角度θ_e的信息作为估计电角度θ_e＾输出,此外,将估计出的电机2的机械角速度ω_m的信息作为估计机械角速度ω_m＾输出。后面会对所述估计部15进行详细描述。

位置控制部16具有减法器62以及APR(自动位置调整装置)63，根据位置指令P^*和估计机械角速度ω_m＾将速度指令ω^*输出至速度控制部17。减法器62对位置指令P^*和估计机械角度P_m＾进行比较，向APR63输出位置指令P^*与估计机械角度P_m＾之间的偏差。APR63以使得位置指令P^*与估计机械角度P_m＾之间的偏差成为0的方式生成速度指令ω^*并输出。

速度控制部17具有减法器65以及ASR(自动速度调整装置)66，根据速度指令ω^*和估计机械角速度ω_m＾将q轴电流指令Iq^*(转矩指令)输出至电流控制部19。减法器65对速度指令ω^*和估计机械角速度ω_m＾进行比较，向ASR66输出速度指令ω^*与估计机械角速度ω_m＾之间的偏差。ASR66以使得速度指令ω^*与估计机械角速度ω_m＾之间的偏差成为0的方式生成q轴电流指令Iq^*并输出。

高频电流指令器18生成高频电流指令Id_hfi并输出至电流控制部19。高频电流指令Id_hfi的频率被设定为比驱动电机2的电压的频率和期望的速度控制频带高，并且被设定为等于或小于电流控制频率。

电流控制部19具有：三相/dq坐标转换器70、加法器71、放大器72、减法器73、74、ACRd75、ACRq76、加法器77、78、以及dq/三相坐标转换器79。

三相/dq坐标转换器70对电流检测部12所检测的输出电流I_UVW进行三相/二相转换，进而转换成根据估计电角度θ_e＾而旋转的正交坐标的dq轴成分。由此，输出电流I_UVW被转换成dq轴旋转坐标系的作为q轴成分的q轴电流Iq_fb和作为d轴成分的d轴电流Id_fb。q轴电流Iq_fb与流过电机2的转矩电流相对应，d轴电流Id_fb与流过电机2的励磁电流相对应。

加法器71将高频电流指令Id_hfi与d轴电流指令Id^*(励磁电流指令的一例)相加，将相加生成的d轴电流指令Id^**输出至减法器73。例如，在恒定转矩区域驱动电机2的情况下，d轴电流指令Id^*被设定为0，在恒定输出区域驱动电机2的情况下，d轴电流指令Id^*被设定为与电机2的机械角速度ω_m对应的值。

减法器73求出d轴电流指令Id^**与d轴电流Id_fb之间的偏差Id_err，将所述偏差Id_err输出至ACRd75。ACRd75是进行针对电机2的励磁电流控制的励磁电流控制部的一例。ACRd75例如以使得d轴电流指令Id^**与d轴电流Id_fb之间的偏差Id_err成为0的方式进行PI(比例积分)控制，生成d轴电压指令Vd^*并输出至加法器77。

放大器72使得转矩检测指令T_fb成为1/K_t倍而生成反馈信号FB，将所述反馈信号FB输出至减法器74。通过使转矩检测信号T_fb成为1/K_t倍，转矩检测信号T_fb被转换成电流换算后的值。

减法器74求出q轴电流指令Iq^*与反馈信号FB之间的偏差Iq_err，将所述偏差Iq_err输出至ACRq76。ACRq76是进行针对电机2的转矩电流控制的转矩电流控制部的一例。所述ACRq76例如以使得q轴电流指令Iq^*与q轴电流Iq_fb之间的偏差Iq_err成为0的方式进行PI(比例积分)控制，生成q轴电压指令Vq^*并输出至加法器78。

在根据q轴电流指令Iq^*与q轴电流Iq_fb之间的偏差进行转矩电流控制的情况下，由于所估计的电角度θ_e的误差而在电机2中流过高频的转矩电流，施加到电机2的输出轴8上的转矩产生振动。由于高频电流指令Id_hfi增大后，所述转矩的振动变大，所以，在高频电流指令Id_hfi的大小上产生了约束。因此，容易受到电流检测部12的检测灵敏度和检测噪声等的影响，例如，无法提高用于估计电机2的位置、速度的PLL(PhaseLockedLoop：锁相环)的增益，很难提高响应性。

另一方面，实施方式中的ACRq76根据基于转矩检测信号T_fb的反馈信号FB与q轴电流指令Iq^*之间的偏差Iq_err进行转矩电流控制。因此，即使在由估计部15估计的电角度θ_e存在误差的情况下，也能够抑制高频转矩电流流过电机2。而且，通过抑制高频的转矩电流，能够抑制施加到电机2的输出轴8上的转矩的振动，在电机2的位置、速度的估计中，能够提高响应性。

此外，通过将ACRq76中的转矩电流控制的截止频率设定为等于或大于高频电流指令Id_hfi的频率，能够进一步抑制过渡时的转矩振动。

加法器77将d轴补偿电压Vd_ff与d轴电压指令Vd^*相加而生成d轴电压指令Vd^**，加法器78将q轴补偿电压Vq_ff与q轴电压指令Vq^*相加而生成q轴电压指令Vq^**。此外，d轴补偿电压Vd_ff以及q轴补偿电压Vq_ff对d轴和q轴之间的干扰以及感应电压进行补偿，例如，使用d轴电流Id_fb、q轴电流Iq_fb以及电机参数等来计算d轴补偿电压Vd_ff以及q轴补偿电压Vq_ff。

dq/三相坐标转换器79利用基于估计电角度θ_e＾的坐标转换将d轴电压指令Vd^**以及q轴电压指令Vq^**转换成3相电压指令V_UVW ^*。3相电压指令V_UVW ^*被输入到未图示的PWM信号生成部，利用PWM信号生成部生成与3相电压指令V_UVW ^*对应的PWM信号，输出至电力转换部11。

接着，对估计部15的结构进行具体说明。如图5所示，估计部15具有：放大器80、BPF(带通滤波器)81、乘法器82、LPF(低通滤波器)83、87、减法器84、PI控制器85、积分器86、89、以及机械角度演算部88。

放大器80使得偏差Iq_err成为－K_t倍，将偏差Iq_err转换成转矩换算后的值T_err。BPF81输入成为－K_t倍后的偏差Iq_err，提取偏差Iq_err中包含的高频成分T_hfi。在BPF81中，以使高频电流指令Id_hfi的频率被包含在BPF81的通频带中的方式设定滤波特性。

如上所述，在控制部13中，由于根据反馈信号FB与q轴电流指令Iq^*之间的偏差Iq_err进行转矩电流控制，所以抑制了由于高频电流指令Id_hfi而施加到电机2的输出轴8上的转矩的振动。因此，在转矩检测信号T_fb中，由高频电流指令Id_hfi引起的振动成分极小。

另一方面，由高频电流指令Id_hfi引起的振动成分出现在偏差Iq_err中。因此，估计部15提取出偏差Iq_err中含有的高频成分T_hfi。所述高频成分T_hfi是由高频电流指令Id_hfi产生的q轴成分,其大小与估计部15估计的电角度θ_e的误差相对应。

乘法器82将从BPF81输出的高频成分T_hfi和从高频电流指令器18输入的高频电流指令Id_hfi相乘。LPF83对乘法器82的相乘结果实施平均化处理，由此输出相位误差E_rr。

这里，对相位误差E_rr进行说明。在d轴电流指令Id^*中叠加有高频电流指令Id_hfi的情况下，如果在估计电角度θ_e＾中不存在误差的话，则不存在高频电流指令Id_hfi对q轴的影响，所以高频成分T_hfi是0。但是，如果相对于电角度θ_e而言，在估计电角度θ_e＾中存在误差，则高频电流指令Id_hfi会影响q轴，产生高频成分T_hfi。

图6A以及图6B是示出高频电流指令Id_hfi、高频成分T_hfi以及相位误差E_rr之间的关系的图。如图6A所示，在估计电角度θ_e＾延迟90度的情况下，高频电流指令Id_hfi与高频成分T_hfi成为相反相位，相位误差E_rr成为负值。此外，如图6B所示，在估计电角度θ_e＾超前90度的情况下，高频电流指令Id_hfi与高频成分T_hfi成为相同相位，相位误差E_rr成为正值。

另一方面，如果不存在估计电角度θ_e＾的误差的话，高频成分T_hfi成为0，所以相位误差E_rr成为0。因此，如图5所示，在实施方式的估计部15中，减法器84对从LPF83输出的相位误差E_rr与0进行比较，求出相位误差E_rr与0之间的偏差。PI控制器85以使得相位误差E_rr和0之间的偏差成为0的方式求出估计电角速度ω_e＾并输出。估计电角速度ω_e＾是电机2的电角速度ω_e的估计值。此外，PI控制器85作为PLL发挥作用。另外，PLL的结构不仅可以是PI控制，也可以构成为适当组合P(比例)、D(微分)、I(积分)、I2(2次积分)等控制。

积分器86对估计电角速度ω_e＾进行积分而求出估计电角度θ_e＾并输出。估计电角度θ_e＾是电机2的估计电角度θ_e的估计値。

LPF87从估计电角速度ω_e＾中去除噪声，输出至机械角度运算部88。机械角度运算部88用估计电角速度ω_e＾除以电机2的极数来求出估计机械角速度ω_m＾。积分器89对来自机械角度运算部88的估计机械角速度ω_m＾进行积分，输出估计机械角度P_m＾作为机械角度P_m的估计値。

这样，估计部15使用转矩检测信号T_fb来估计电机2的位置、速度。因此，能够提供环境耐受性优异的新颖的电机驱动系统1以及电机控制装置4。

此外，在电机2的速度低并且感应电压小的情况下，很难根据感应电压估计电机2的位置、速度，而在实施方式的电机控制装置4中，即使在不产生电机2的感应电压的情况下，也能够容易地估计电机2的位置、速度。

此外，由于是根据基于转矩检测信号T_fb的反馈信号FB与q轴电流指令Iq^*之间的偏差Iq_err来进行转矩电流控制，所以能够抑制在电机2中流过高频转矩电流。因此，能够增大高频电流指令Id_hfi而抑制电流检测部12的检测灵敏度和检测噪声等的影响。由此，能够提高用于估计电机2的位置、速度的PLL增益而提高响应性，所以能够抑制转矩波动和速度波动来实现动作性能的提高。

另外,在上述的例子中，在电机控制装置4中估计了电机2的位置以及速度，但是也可以估计电机2的位置以及速度中的至少一方。

此外，因为本实施方式的电机控制装置4对转矩进行直接反馈，所以还具备抑制转矩常数的失真和齿槽效应这样的转矩干扰的效果。因此，电机控制装置4能够进行高精度的转矩控制，能够高精度地对所连接的机械负载6进行驱动。

(其他实施方式)

这里，对电机驱动系统1的其他实施方式进行说明。图7是示出其他实施方式的电机驱动系统的说明图。另外，在下文中，主要记载与电机驱动系统1不同的要素，对于具有与电机驱动系统1相同功能的构成要素，省略记载或者标记相同标号而省略说明。

图7所示的电机驱动系统1A除了电机驱动系统1的结构，还具有检测电机2的位置的编码器7。此外，电机控制装置4A具有判定部14。

判定部14输入来自编码器7的位置检测信号θ_fb和从估计部15输出的估计机械角度P_m＾，在位置检测信号θ_fb与估计机械角度P_m＾之间的差为规定值以上的情况下，判定部14判定为编码器7异常。

在编码器7不存在异常的情况下，控制部13A将来自编码器7的位置检测信号θ_fb作为位置反馈信号对电机2进行控制。另一方面，在判定为编码器7存在异常的情况下，控制部13A使用估计部15所估计出的估计机械角度P_m＾和估计机械角速度ω_m＾来对电机2进行控制。

利用所述结构，在电机驱动系统1A中，即使在用于电机控制的编码器7中产生了故障，也能够进行基于转矩传感器3的电机控制，能够低成本地实现失效保护功能。

此外，如上所述，无论电机2的永久磁铁是内置型还是表面设置型，能够不限种类地应用本实施方式的电机驱动系统1、1A。因此，例如，也可以使用在转子的表面粘贴永久磁铁的高功率密度的SPM电机，这也有助于电机2的小型化。

另外，在上文中，虽然举例说明了将电机驱动系统1、1A应用于机器人100的例子，但是电机驱动系统1、1A能够应用于由电机2驱动的各种装置和系统。

此外，在上述实施方式中，作为电机2，将永久磁铁同步电动机等旋转型电机作为一例而进行了说明，但电机2不限于旋转型电机，也可以是直线电机。在该情况下，使用加速度传感器来代替转矩传感器3。

图8是示出使用了直线电机的电机驱动系统的结构的图。图8所示的电机驱动系统1B具有：电机控制装置4B、直线电机90、以及加速度传感器93。直线电机90具有定子91和动子92。定子91构成为排列有永久磁铁。动子92构成为排列有电枢线圈，并且安装有加速度传感器93。动子92沿着定子91的延伸方向移动。

电机控制装置4B具有电力转换部11以及控制部13B。电力转换部11经由电源线94将从控制部13A提供的PWM信号所对应的电压以及电流提供给直线电机90的动子92。由此，控制动子92的位置、速度。控制部13B经由信号线95取得从加速度传感器93输出的加速度检测信号A_fb，根据基于所述加速度检测信号A_fb估计出的直线电机90的位置以及速度而生成向电力转换部11输出的PWM信号。

图9是示出控制部13B的结构例的图。如图9所示，对于控制部13B来说，具有放大器72B、80B、88B以及BPF81B来代替图5所示的控制部13的放大器72、80、机械角度运算部88以及BPF81。放大器72B使得加速度检测信号A_fb成为M/K_t’倍而生成反馈信号FB，将所述反馈信号FB输出至减法器74。通过使加速度检测信号A_fb成为M/Kt’倍，加速度检测信号A_fb被转换成电流换算后的值。另外，M是动子92的质量。

放大器80B使偏差Iq_err成为－K_t’倍，将偏差Iq_err转换成加速度换算后的值A_err。BPF81B输入已成为－K_t’倍后的偏差Iq_err，提取偏差Iq_err中含有的高频成分A_hfi。在BPF81B中，以使得高频电流指令Id_hfi的频率被包含在BPF81B的通频带中的方式设定滤波特性。

放大器88B使得去除了噪声后的估计电角速度ω_e＾成为K1倍而转换成估计速度v＾。K1是电角速度ω_e和动子92之间的转换系数，例如被设定为与磁极间距等机械结构对应的值。此外，积分器89对估计速度v＾进行积分并输出估计位置P＾作为位置P的估计值。位置控制部16以使得估计位置P＾和位置指令P^*之间的偏差成为0的方式生成速度指令v^*，速度控制部17以使得速度指令v^*和估计速度v＾之间的偏差成为0的方式生成q轴电流指令Iq^*。

在图8所示的直线电机90中，虽然是在动子92中设置了线圈的结构，但是也可以在定子中设置线圈。图10是示出使用了直线电机的其他电机驱动系统的结构的图。在图10所示的电机驱动系统1C中，在直线电机90C的定子91C中排列有电枢线圈，在直线电机90C的动子92中排列有永久磁铁。而且，电机控制装置4B将与PWM信号对应的电压以及电流从电力转换部11提供给直线电机90C的定子91C，控制动子92C的位置、速度。

在图8以及图10所示的例子中，虽然直线电机90、90C的动子92、92C上安装了加速度传感器93，但是如图11所示的电机驱动系统1D，也可以在固定于动子的振动系统的负载96上安装加速度传感器93。图11是示出使用了直线电机的其他电机驱动系统的结构的图。在该情况下，也可以在负载96的振动抑制中，利用加速度传感器93的加速度检测信号A_fb。

此外，在能够利用反作用的情况下，如图12所示的电机驱动系统1E那样，也可以在定子91C上安装加速度传感器93。图12是示出使用了直线电机的其他电机驱动系统的结构的图。此外，在图11以及图12所示的电机驱动系统1D，1E中，虽然将在定子91C上排列有电枢线圈的结构作为一例进行了说明，但是也能够应用于在动子上排列有电枢线圈的图8所示结构的电机驱动系统中。

另外,在上述的例子中，在电机控制装置4B中估计了直线电机90的位置以及速度，但是也可以估计直线电机90的位置以及速度中的至少一方。

本领域技术人员能够容易地推导出进一步的效果以及变形例。因此，本发明的更广泛的方式并不限定于如上表述并且记载的特定的详细内容以及代表性的实施方式。因此，只要不脱离所附权利要求书及其等同物所定义的概括性的发明概念的思想或者范围就允许各种各样的变更。

标号说明

1、1A～1E…电机驱动系统

2…电机

3…转矩传感器

4、4A、4B…电机控制装置

6…机械负载

13、13A、13B…控制部

15…估计部

16…位置控制部

17…速度控制部

18…高频电流指令器

19…电流控制部

100…机器人

Claims (8)

1.一种电机驱动系统，其特征在于，

该电机驱动系统具有：电机、控制所述电机的电机控制装置、以及检测所述电机的转矩或者加速度的传感器，其中，

所述电机控制装置具有：

转矩电流控制部，其根据基于所述传感器的检测结果的反馈信号与转矩电流指令之间的偏差进行针对所述电机的转矩电流控制；

励磁电流控制部，其根据叠加有高频电流指令的励磁电流指令进行针对所述电机的励磁电流控制；以及

估计部，其根据所述反馈信号与所述转矩电流指令之间的偏差以及所述高频电流指令来估计所述电机的位置或者速度。

2.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其特征在于，

所述电机是旋转型电机，

所述传感器是转矩传感器。

3.根据权利要求2所述的电机驱动系统，其特征在于，

所述转矩传感器被配置在所述旋转型电机的输出轴与负载之间，或者被配置在所述旋转型电机与固定所述负载的部件之间。

4.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其特征在于，

所述电机是直线电机，

所述传感器是加速度传感器。

5.根据权利要求4所述的电机驱动系统，其特征在于，

所述加速度传感器被安装于所述直线电机的动子或者定子。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电机驱动系统，其特征在于，

所述估计部根据所述偏差中含有的高频成分与所述高频电流指令的相乘结果来估计所述电机的位置或者速度。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的电机驱动系统，其特征在于，

所述转矩电流控制的截止频率被设定为所述高频电流指令的频率以上。

8.一种电机控制装置，其特征在于，

该电机控制装置具有：

转矩电流控制部，其根据基于检测电机的转矩或者加速度的传感器的检测结果的反馈信号与转矩电流指令之间的偏差进行针对所述电机的转矩电流控制；

励磁电流控制部，其根据叠加有高频电流指令的励磁电流指令进行针对所述电机的励磁电流控制；以及

估计部，其根据所述反馈信号与所述转矩电流指令之间的偏差以及所述高频电流指令来估计所述电机的位置或者速度。