CN1593003A - 马达控制器 - Google Patents
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Abstract
马达100装备有磁通量检测器102,它从马达磁铁检测磁通量。位置信号转换器110使用由磁通量检测器102检测的值得到马达位置。速度控制器106使用所检测的马达位置以正弦波驱动来推动马达。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动具有磁铁的同步马达的马达控制器。同步马达包括用于检测马达位置的磁通量检测器。即使在启动或过渡(transition)时,本发明的马达控制器也以正弦波驱动来推动(throw)同步马达。
背景技术
下面参照图17和图18描述传统马达控制器。驱动同步马达涉及(a)检测马达磁极的位置,以及(b)响应于表示马达磁极的位置的磁极信号(CS信号)来控制施加于马达线圈的电流或电压。
图17示出三相马达的矩形波驱动。基于三相的磁极信号CS1、CS2和CS3的逻辑,120度的矩形波驱动施加于马达的相U、V和W。通常在该120度周期内供电。图18示出了三相马达的正弦波驱动。正弦波驱动使用(a)CS信号的逻辑的变化点和(b)由单独安装的高分辨率位置检测器如编码器产生的距离变化点的位置信息施加于马达的相U、V和W。在该正弦波驱动中,在180度周期内供电。
正弦波驱动由于能够以较少的振动高效地驱动马达而是理想的。然而,如上所述,CS信号简单地以矩形波驱动来推动马达,因此马达控制器需要用于获得位置信息以便以正弦波驱动来推动马达的位置检测器,如编码器。位置检测器应该单独安装,这从成本和尺寸的角度来看不利于马达控制器。在初始启动时,即使包括编码器的马达控制器也被迫以矩形波驱动马达,这是因为在从启动到CS信号的第一变化之间的时间段内不能检测绝对位置。在该时间段内,不能以正弦波驱动马达,并且矩形波驱动是唯一的选择。
日本专利申请未审查公开号H10-201284公开了马达的恒速驱动通过划分CS信号的逻辑变化点之间的间隔来允许正弦波驱动。这些间隔由计时器测量,并且这些间隔通过测量值来划分。然而,该方法不能处理马达速度中的大变化或者过渡周期,从而正弦波不能继续。
发明内容
本发明解决上述问题,并且旨在提供一种包括以下单元的马达控制器:
(a)马达;
(b)磁通量检测装置,用于直接或间接地检测马达的磁通量;
(c)位置检测装置,用于将所检测的磁通量的数量转换成马达位置;和
(d)控制装置,用于使用由位置检测装置检测的位置以正弦波驱动马达。
附图说明
图1示出根据本发明的第一示例性实施例的马达控制器的结构。
图2示出磁极信号的例子。
图3示出磁极信号和马达驱动波形的例子。
图4示出磁极信号的另一个例子。
图5示出根据本发明的第二示例性实施例的马达控制器的结构。
图6示出磁极信号的例子。
图7示出磁极信号的另一个例子。
图8示出根据本发明的第三示例性实施例的马达控制器的结构。
图9示出磁极信号的例子。
图10示出由磁通量映射装置校正的磁极信号的例子。
图11示出从位置信号转换器提供的位置信息的误差的例子。
图12示出根据本发明的第四示例性实施例的马达控制器的结构。
图13示出根据本发明的第五示例性实施例的马达控制器的结构。
图14示出由磁通量映射装置校正的磁极信号的例子。
图15示出从位置信号转换器提供的位置信息的误差的例子。
图16示出根据本发明的第六示例性实施例的马达控制器的结构。
图17示出了现有技术的磁极信号位置传感器的波形和矩形波驱动。
图18示出了现有技术的磁极信号位置传感器的波形和正弦波驱动。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的多个示例性实施例。
示例性实施例1
图1示出根据本发明的第一示例性实施例的马达控制器的结构。三相同步马达100装备有磁通量检测器102,它检测马达磁铁的磁通量,并且输出相互之间各自具有大约120度相差的三相正弦波磁极信号CS1、CS2和CS3。磁通量检测器102被固定至马达的定子线圈,使得磁极信号与马达100的线间感应电压(line-to-line induction voltage)同相。
磁极信号CS1、CS2和CS3提供给位置信号转换器110,以便得到马达的位置。转换器110将磁极信号的模拟值转换成数字值,并且执行反三角函数计算,从而得到马达的位置。反三角函数计算可以使用磁极信号CS1、CS2和CS3中的任一个来执行;然而,如图2所示,使用小于各个信号相互交叉处的一半幅度的区域将产生更准确的计算。更具体地说,通过在一半幅度的阈值切换磁极信号,然后使用磁极信号的符号转换成磁极信号的一个循环的位置来执行计算。该方法有利地减少在反三角函数计算中使用的表的数量。
来自位置信号转换器110的位置信息允许向三相(相U、V和W)提供如图3所示的正弦波驱动。如前所述,磁极信号与线间感应电压同相。因此,相U、V和W的相位如图所示与那些磁极信号的相位偏离30度,从而相U、V和W的电流波形可以与各相的感应电压的波形具有适当的相位关系。在电压驱动的情况下,响应于马达的速度或负载,提前(advance)电压的相位,以便使电流的相位可以与电压具有适当的相位关系。
微分器108将位置信息转换成马达速度。速度控制器106输出指令到PWM(脉冲宽度调制)控制器104,以便马达速度可以遵循所指示的速度。不仅在此所述的速度控制,而且位置控制或转矩控制也是可用的。PWM控制器104以遵循控制指令的PWM驱动来推动马达100。没有必要一定是PWM驱动,采用功率运算放大器的线性驱动也是可用的。
前述结构允许磁通量检测器检测磁通量的模拟量,从而可以从启动驱动马达的接通开始监测磁极位置。结果,从初始接通开始就可以以正弦波驱动马达。当马达的速度变化很大时,例如,过渡响应周期,可以保持以正弦波形驱动马达而不增加诸如编码器的位置检测器。
在本实施例中,示范了三相同步旋转马达,然而,也可以以正弦波驱动其他马达包括两相马达、步进马达或者线性马达。本实施例证实,马达的相数不总是与磁通量检测器的数目一致。例如,如图4所示,可以使用两相磁通量检测器。该检测器输出具有90度相差的正弦波。在两相的情况下,可以采用信号CS1或CS2之一执行反三角函数计算;然而,使用0.5的平方根乘以各个磁极信号相互交叉处的幅度所得的乘积所对应的区域将产生更准确的计算。换句话说,将幅度与0.5的平方根相乘所得的乘积用作切换磁极信号以进行计算的阈值。
磁通量检测器不总是直接检测马达的磁通量,而是它可以间接检测磁通量。换句话说,可以使用包括传感器磁铁和MR传感器的磁通量检测器。该检测器输出具有与马达的磁通量相同循环的正弦波。
示例性实施例2
根据第二实施例的马达控制器可以校正施加于三相磁极信号CS1、CS2和CS3的第三谐波分量的影响或者各个信号中的偏置(offset)的影响。
图5示出了根据本发明的第二实施例的马达控制器的结构。马达100装备有磁通量检测器102,它检测马达磁铁的磁通量,并且输出相互之间各自具有大约120度相差的三相正弦波磁极信号CS1、CS2和CS3。然而,磁极信号的实际波形经常分别包含三相中相互类似的偏置,如图6所示,或者这些信号的实际波形经常由于包含在信号中的第三谐波分量而发生失真,如图7所示。磁极信号以下面方式由中性点校正器200校正:
磁极信号CS1、CS2和CS3的理想形式为如下使用这些信号中的每一个的角度θ和幅度“A”表达的CS1r、CS2r和CS3r:
CS1r=A·sin(θ) 公式(1)
CS2r=A·sin(θ-2π/3) 公式(2)
CS3r=A·sin(θ+2π/3) 公式(3)
这三个信号的总和为0(零)。
CS1r+CS2r+CS3r=0 公式(4)
另一方面,包含偏置或者第三谐波分量的幅度“B”的实际磁极信号CS1、CS2和CS3以下面方程表达。
CS1=A·sin(θ)+B·sin(3·θ)+偏置 公式(5)
CS2=A·sin(θ-2π/3)+B·sin{3·(θ-2π/3)}+偏置 公式(6)
CS3=A·sin(θ+2π/3)+B·sin{3·(θ+2π/3)}+偏置 公式(7)
这些信号平均为:
CSave=(CS1+CS2+CS3)/3=B·sin(3·θ)+偏置 公式(8)
从实际磁极信号中减去该CSave可以将实际信号校正成其中消除了偏置或第三谐波分量的理想形式CS1r、CS2r和CS3r。中性点校正器200输出如此校正的磁极信号的理想形式。校正的磁极信号也可以直接根据下面方程而不使用CSave来求得:
CS1r=(2·CS1-CS2-CS3)/3 公式(9)
CS2r=(2·CS2-CS3-CS1)/3 公式(10)
CS3r=(2·CS3-CS1-CS2)/3 公式(11)
位置信号转换器110根据从中性点校正器200提供的校正磁极信号、以与第一实施例相同的方式、通过反三角函数计算来得到马达的位置,然后输出位置信息。根据该位置信息,使用微分器108、速度控制器106和PWM控制器104向马达提供正弦波驱动和速度控制。
即使由磁通量检测器检测出的三相磁极信号包含使信号的波形失真的偏置或第三谐波分量,前述结构也允许马达控制器容易地校正这些信号。结果,从初始接通开始就可以以正弦波驱动马达。当马达的速度变化很大时,例如,过渡响应周期,可以低成本地且容易地保持以正弦波形驱动马达而不增加诸如编码器的位置检测器。本实施例证实可以容易地校正包含偏置和谐波分量两者的信号。
示例性实施例3
根据第三实施例的马达控制器可以抑制磁极信号偏离于理想正弦波的影响,例如,这些信号之一包括偏置或者高阶谐波分量,或者三相磁极信号之间的相差中的每一个偏离120度。马达控制器因此可以确保所检测位置值的单调增加。
图8示出根据本发明的第三实施例的马达控制器的结构。马达100装备有磁通量检测器102,它检测马达磁铁的磁通量,并且输出相互之间各自具有大约120度相差的三相正弦波磁极信号CS1、CS2和CS3。这些信号的实际波形包含偏置或谐波分量,或者各自的幅度相互不同,如图9所示。磁通量映射装置300以下面方式校正磁极信号失真的影响:
理想信号CS1r、CS2r和CS3r的各自平方之和(CSgain)等于将幅度A的平方乘以1.5所得的乘积,如下面方程所示:
CSgain=CS1r2+CS2r2+CS3r2=1.5×A2 公式(12)
另一方面,实际磁极信号CS1、CS2和CS3由于幅度A、偏置、谐波分量和相位θ的变化而以下面方程表达。
CS1=A1·sin(θ+θ1)+偏置1 公式(13)
CS2=A2·sin(θ+θ2-2π/3)+偏置2 公式(14)
CS3=A3·sin(θ+θ3+2π/3)+偏置3 公式(15)
三个磁极信号中的每一个除以CSgain(三个磁极信号的各自平方之和)的平方根,从而校正这三个信号以在其三相中具有恒定幅度,如图10所示。换句话说,磁通量映射装置300计算三个磁极信号的各自平方之和,并且将三个磁极信号中的每一个除以其平方根。结果,装置300映射三个磁极信号的各自平方之和以使其不变,并且校正原始信号失真的影响。校正之后的幅度不一定与原始信号的幅度一致,并且可以设成任何值。
根据从映射装置300提供的校正信号,位置信号转换器110通过反三角函数计算得到马达的位置,并且输出位置信息。反三角函数计算可以采用信号CS1、CS2和CS3之一执行,然而,使用校正磁极信号相互交叉处的一半幅度之下的区域将产生更准确的计算。更具体地说,通过在一半幅度的阈值切换磁极信号,然后使用磁极信号的符号转换成磁极信号的一个循环的位置来执行计算。
在使用校正磁极信号相互交叉处的一半幅度之下的区域的情况下,在第二实施例中描述的中性点校正器200可以置于磁通量检测器102与磁通量映射装置300之间。即使通过在一半幅度的阈值切换磁极信号来执行计算,马达控制器也可以通过校正信号失真的影响来确保单调增加。该方法有利地减少在反三角函数计算中使用的表的数量。
这是类似于第一实施例的操作。图10示出由映射装置300映射的信号,并且图11示出从图10所示的信号转换的位置信息。同样地,即使原始信号包含失真,也可以抑制由于失真的影响,以便可以获得具有较小误差的位置信息。根据该位置信息,使用微分器108、速度控制器106和PWM控制器104向马达提供正弦波驱动和速度控制。
前述结构允许马达控制器容易地校正由磁通量检测器检测出的三相磁极信号。马达控制器因此可以确保所检测位置值的单调增加。结果,从初始接通开始就可以以正弦波驱动马达。当马达的速度变化很大时,例如,过渡响应周期,可以低成本地且容易地保持以正弦波驱动马达而不增加诸如编码器的位置检测器。在本第三实施例中,把磁极信号除以三相磁极信号的平方和的平方根,从而得到马达位置;然而,可以把磁极信号的平方除以三相磁极信号的平方和,从而得到马达位置。
示例性实施例4
根据第四实施例的马达控制器检测三相磁极信号中的仅仅任何两相的磁极信号,从而以正弦波驱动来推动马达。
图12示出根据本发明的第四实施例的马达控制器的结构。马达100装备有磁通量检测器102,它检测马达磁铁的磁通量,并且输出三相磁极信号CS1、CS2和CS3中的任何两个信号。正弦波磁极信号CS1、CS2和CS3相互之间各自具有大约120度相差;然而,它们通过下面三相/两相转换而转换成采用正弦波、具有90度相差的两相信号CSa和CSb。
其中,K=任何常数。
如在第二实施例中已经讨论的,信号CS1、CS2和CS3的总和为0(零)。因此,采用上面方程检测任何两个信号允许三相/两相转换。两相转换器400将三相磁极信号中采用模拟值的任何两个信号取入A/D转换器,并且将它们转换成具有90度相差的两相磁极正弦波信号CSa和CSb。
如果信号CS1、CS2和CS3大大偏离于理想正弦波,则前述方程可以修改成下面方程,从而可以使用两个磁极信号之和与之差。该方法可以分散偏差的影响。
根据由转换器400转换的信号CSa和CSb,位置信号转换器402通过反三角函数计算来得到马达位置,并且输出位置信息。采用信号CSa或信号CSb中的任一个来执行反三角函数计算。然而,也可以在小于将各个信号相互交叉处的幅度与0.5的平方根相乘所得的乘积的区域中使用它。该方法产生更准确的计算。更具体地说,使用将幅度与0.5的平方根相乘所得的乘积作为切换转换磁极信号以进行计算的阈值,并且使用转换信号CSa和CSb的符号来转换成磁极信号的一个循环的位置。该方法减少在这些计算中使用的表的数量。根据从位置信号转换器402提供的位置信息,使用微分器108、速度控制器106和PWM控制器104向马达提供正弦波驱动和速度控制。这类似于第一示例性实施例。
前述结构允许马达控制器采用从三相磁极信号中检测的任何两个磁极信号来检测马达位置。结果,从初始接通开始就可以以正弦波驱动马达。当马达的速度变化很大时,例如,过渡响应周期,可以低成本地且容易地保持以正弦波驱动马达而不增加诸如编码器的位置检测器。
示例性实施例5
根据本发明第五实施例的马达控制器允许通过检测三相磁极信号中的任何两相磁极信号而以正弦波驱动来推动马达。这类似于第四实施例。此外,第五实施例通过抑制由于三相信号与理想正弦波的偏离而产生的影响来确保所检测位置值的单调增加。
图13示出根据本发明的第五实施例的马达控制器的结构。马达100装备有磁通量检测器102,它检测马达磁铁的磁通量,并且输出相互之间各自具有大约120度相差的三相正弦波磁极信号CS1、CS2和CS3。信号的实际波形包含与第三实施例相同的偏置或谐波分量,因此产生失真,如图9所示。
两相转换器400将三相磁极信号CS1、CS2和CS3中的任何两个信号转换成具有90度相差的两相正弦波信号CSa和CSb。这类似于第四实施例。三相信号的失真导致信号CSa和CSb的波形中产生失真。磁通量映射装置500以下面方式校正失真的影响。
两相信号的理想形式使用磁极信号的角度θ和幅度A以下面方程表达:
CSar=A·cos(θ) 公式(18)
CSbr=A·sin(θ) 公式(19)
这两个信号的平方和是幅度“A”的平方,如下面方程所示:
CSgain=CSar2+CSbr2=A2 公式(20)
另一方面,在实际信号CSa和CSb中,除了相位偏差之外,还加有由于偏置或谐波分量而产生的各自幅度变化和偏差。各个磁极信号除以CSgain(两个信号CSar和CSbr的平方和)的平方根,从而校正信号CSa和CSb,以使其具有恒定幅度,如图14所示。换句话说,映射装置500求得两相磁极信号的平方和,并且将各个信号除以该和的平方根,从而映射两相信号,使得两相信号的平方和保持不变。结果,原始信号的失真得到校正。校正之后的幅度可以设成任何值。
根据由映射装置500校正的信号CSa和CSb,位置信号转换器402通过反三角函数计算来得到马达的位置,并且输出位置信息。这类似于第四实施例。如图14所示,通过在将幅度与0.5的平方根相乘所得的乘积这一阈值切换磁极信号来执行该计算。即使在切换时,由映射装置500校正失真也确保所检测位置值的单调增加。由图14中的映射装置500映射的信号转换成如图15所示的位置信息。同样地,即使原始信号包含失真,也可以抑制由于失真的影响,从而可以获得具有较小误差的位置信息。根据从位置信号转换器402提供的位置信息,使用微分器108、速度控制器106和PWM控制器104向马达提供正弦波驱动和速度控制。这类似于第一示例性实施例。
前述结构允许马达控制器抑制当控制器检测偏离于理想正弦波的三相磁极信号中的任何两个磁极信号时由于该偏差而产生的影响。因此,控制器可以确保所检测位置值的单调增加。结果,从初始接通开始就可以以正弦波驱动马达。当马达的速度变化很大时,例如,过渡响应周期,可以低成本地且容易地保持以正弦波驱动马达而不增加诸如编码器的位置检测器。在本第五实施例中,把磁极信号除以两相磁极信号的平方和之平方根;然而,可以把磁极信号的平方除以两相磁极信号的平方和。
示例性实施例6
前述实施例允许在从一个磁极信号到另一个磁极信号的循环内检测马达的位置。然而,马达的高速旋转有时不提供短得足以检测磁极信号的时间间隔。在这种情况下,位置检测以磁极信号的循环的整数倍偏离。即使用于检测磁极信号的时间间隔长,根据第六实施例的马达控制器也允许位置检测。
图16示出根据本发明的第六实施例的马达控制器的结构。马达100装备有磁通量检测器102,它检测马达磁铁的磁通量,并且输出相互之间各自具有大约120度相差的三相正弦波磁极信号CS1、CS2和CS3。
比较器600将三相磁极信号CS1、CS2和CS3中的任何两个信号转换成矩形波。计数器602,即上下计数器,接收比较器600所输出的两个矩形波,并且输出磁极信号循环的四倍倍增的值,即每个循环输出四个计数。位置信号转换器604使用通过向由磁通量检测器102检测的磁极信号CS1、CS2和CS3提供的反三角函数计算而得到的马达位置和由计数器602计数的值,得到马达的位置信号。每当计数器602的输出计数的数目增加四时,则位置信号转换器604识别一个循环的增加,并且输出位置信息。即使马达高速旋转,并且转换器604的信号检测循环长于磁极信号的一半循环,该方法也允许检测位置信号,而不让位置检测以磁极信号的循环的整数倍偏离。
来自位置信号转换器604的位置信息由微分器108转换成马达速度,并且速度控制器106输出指令到PWM(脉冲宽度调制)控制器104,以便马达速度可以遵循所指示的速度。不仅在此所述的速度控制,而且位置控制或转矩控制是也可用的。
即使当马达高速旋转,不提供小得足以检测磁极信号的时间间隔时,前述结构也允许马达控制器检测马达位置。
工业适用性
即使在启动或者过渡时,本发明的马达控制器也总是以正弦波驱动来推动同步马达,因此控制器适于以较小振动平静地驱动同步马达。
Claims (16)
1.一种马达控制器,包括:
(a)马达;
(b)磁通量检测装置,用于以直接方式和间接方式之一检测所述马达的磁通量;
(c)位置检测装置,用于根据由所述磁通量检测装置检测的磁通量的数量,检测所述马达的位置;以及
(d)控制装置,用于使用由所述位置检测装置检测的位置驱动所述马达。
2.一种马达控制器,包括:
(a)马达;
(b)磁通量检测装置,用于以直接方式和间接方式之一从所述马达检测三相的磁通量,该三相相互之间各自具有大约120度相差;
(c)位置检测装置,用于根据由所述磁通量检测装置检测的磁通量的数量,检测所述马达的位置,所述位置检测装置包括:
(c-1)磁通量合计装置,用于合计由所述磁通量检测装置检测的三相的磁通量的数量;
(c-2)磁通量中性点校正装置,用于从由所述磁通量检测装置检测的三相的各个磁通量数量中减去由所述磁通量合计装置合计的磁通量数量之和的平均值,以校正各个磁通量数量;
(c-3)位置转换装置,用于根据由所述磁通量中性点校正装置校正的磁通量数量,得到所述马达的位置;以及
(d)控制装置,用于使用由所述位置检测装置检测的位置驱动所述马达。
3.一种马达控制器,包括:
(a)马达;
(b)磁通量检测装置,用于以直接方式和间接方式之一从所述马达检测三相的磁通量,该三相相互之间各自具有大约120度相差;
(c)位置检测装置,用于根据由所述磁通量检测装置检测的磁通量的数量,检测所述马达的位置,所述位置检测装置包括:
(c-1)平方磁通量合计装置,用于合计由所述磁通量检测装置检测的三相的磁通量的平方量;
(c-2)磁通量映射装置,用于采用所述平方磁通量合计装置,将由所述磁通量检测装置检测的三相的各个磁通量数量校正成三相位置信号;
(c-3)位置转换装置,用于根据由所述磁通量映射装置校正的三相位置信号,得到所述马达的位置;以及
(d)控制装置,用于使用由所述位置检测装置检测的位置驱动所述马达。
4.如权利要求3所述的马达控制器,其中所述磁通量映射装置将由所述磁通量检测装置检测的三相的各个磁通量的数量除以来自所述平方磁通量合计装置的输出的平方根,从而将各个磁通量的数量校正成三相位置信号。
5.如权利要求3所述的马达控制器,其中所述磁通量映射装置将由所述磁通量检测装置检测的三相的各个磁通量的平方量除以来自所述平方磁通量合计装置的输出,从而将各个磁通量的数量校正成三相位置信号。
6.一种马达控制器,包括:
(a)马达;
(b)磁通量检测装置,用于以直接方式和间接方式之一从所述马达检测三相的磁通量,该三相相互之间各自具有大约120度相差;
(c)位置检测装置,用于根据由所述磁通量检测装置检测的磁通量的数量,检测所述马达的位置,所述位置检测装置包括:
(c-1)磁通量合计装置,用于合计由所述磁通量检测装置检测的三相的磁通量的数量;
(c-2)磁通量中性点校正装置,用于从由所述磁通量检测装置检测的三相的各个磁通量数量中减去由所述磁通量合计装置合计的磁通量数量之和的平均值,以校正各个磁通量数量;
(c-3)平方磁通量合计装置,用于合计由所述磁通量中性点校正装置校正的磁通量的平方量;
(c-4)磁通量映射装置,用于采用所述平方磁通量合计装置,将由所述磁通量检测装置检测的三相的各个磁通量数量校正成三相位置信号;
(c-5)位置转换装置,用于根据由所述磁通量映射装置校正的三相位置信号,得到所述马达的位置;以及
(d)控制装置,用于使用由所述位置检测装置检测的位置驱动所述马达。
7.如权利要求6所述的马达控制器,其中,所述位置转换装置使用不大于由所述磁通量映射装置校正的三相位置信号的各个幅度的一半的值,得到所述马达的位置。
8.一种马达控制器,包括:
(a)马达;
(b)磁通量检测装置,用于以直接方式和间接方式之一从所述马达检测两相的磁通量,该两相具有大约90度相差;
(c)位置转换装置,用于使用由所述磁通量检测装置检测的磁通量的数量,得到所述马达的位置;以及
(d)控制装置,用于使用由所述位置检测装置检测的位置驱动所述马达。
9.一种马达控制器,包括:
(a)马达;
(b)磁通量检测装置,用于以直接方式和间接方式之一从所述马达检测三相的磁通量,该三相相互之间各自具有大约120度相差;
(c)位置检测装置,用于将由所述磁通量检测装置检测的磁通量的数量转换成所述马达的位置,所述位置检测装置包括:
(c-1)两相转换装置,用于将由所述磁通量检测装置检测的至少两相的磁通量的数量转换成具有90度相差的两相正弦波磁极信号;
(c-2)位置转换装置,用于使用由所述两相转换装置转换的磁极信号,得到所述马达的位置;以及
(d)控制装置,用于使用由所述位置转换装置检测的位置驱动所述马达。
10.如权利要求9所述的马达控制器,其中所述两相转换装置采用磁通量的两个数量之和与之差,将由所述磁通量检测装置检测的任何两相的磁通量的数量转换成具有大约90度相差的两相正弦波磁极信号。
11.如权利要求8或9所述的马达控制器,其中所述位置转换装置包括:
平方磁通量合计装置,用于合计两相的磁极信号的各自平方值;以及
磁通量映射装置,用于使用所述平方磁通量合计装置将两相的磁极信号的各个值校正成两相位置信号,
其中,所述位置转换装置使用由所述磁通量映射装置校正的两相位置信号,得到所述马达的位置。
12.如权利要求11所述的马达控制器,其中所述磁通量映射装置将两相磁极信号的各个值除以来自所述平方磁通量合计装置的输出的平方根,以将两相磁极信号的各个值校正成两相位置信号。
13.如权利要求11所述的马达控制器,其中所述磁通量映射装置将两相磁极信号的各个平方值除以来自所述平方磁通量合计装置的输出,以将两相磁极信号的各个值校正成两相位置信号。
14.如权利要求11所述的马达控制器,其中所述位置转换装置使用不大于将由所述磁通量映射装置校正的两相信号的幅度与0.5的平方根相乘所得的乘积的一半的值,得到所述马达的位置。
15.一种马达控制器,包括:
(a)马达;
(b)磁通量检测装置,用于以直接方式和间接方式之一检测所述马达的磁通量;
(c)位置检测装置,用于将由所述磁通量检测装置检测的磁通量的数量转换成所述马达的位置;所述位置检测装置包括:
磁通量计数装置,用于对由所述磁通量检测装置检测的磁通量的循环进行计数,从而使用由磁通量计数装置计数的值和由所述磁通量检测装置检测的磁通量的数量,得到所述马达的位置,以及
(d)控制装置,用于使用由所述位置检测装置检测的位置驱动所述马达。
16.如权利要求15所述的马达控制器,其中所述磁通量检测装置以直接方式和间接方式之一从所述马达检测三相的磁通量,该三相相互之间各自具有大约120度相差,并且其中所述磁通量计数装置从至少两相对由所述磁通量检测装置检测的磁通量的循环进行计数。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101141091B (zh) * | 2006-09-05 | 2010-06-02 | 精工爱普生株式会社 | 无电刷发电机 |
CN102457155A (zh) * | 2010-10-21 | 2012-05-16 | 精工爱普生株式会社 | 直线电动机 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2872644B1 (fr) * | 2004-06-30 | 2006-10-06 | Valeo Equip Electr Moteur | Dispositif de commande d'une machine electrique tournante |
DE102006017146B4 (de) * | 2005-04-30 | 2017-01-05 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zur Bestimmung der Drehzahl eines EC-Motors |
EP1974227B1 (en) * | 2006-01-17 | 2012-09-05 | Raytheon Company | System and method for determining angular position and controlling rotor orientation |
RU2465715C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Моментный асинхронный электропривод |
JP6106353B2 (ja) * | 2012-12-17 | 2017-03-29 | キヤノンプレシジョン株式会社 | ブラシレスモータの駆動制御装置、モータユニットおよびこれを用いた機器 |
WO2016013084A1 (ja) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | サンケン電気株式会社 | Dcモータ駆動装置及びdcモータ駆動方法 |
DE102015211247A1 (de) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung eines Signals |
JP2020188575A (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 日本電産株式会社 | モータ |
JP7291104B2 (ja) * | 2020-06-18 | 2023-06-14 | オリエンタルモーター株式会社 | 3相ブラシレスモーター及び3相ブラシレスモーターの回転位置検出方法 |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4028598A (en) | 1968-11-01 | 1977-06-07 | U.S. Philips Corporation | Direct-current motor comprising an electronic commutator |
NL7908925A (nl) | 1979-12-12 | 1981-07-16 | Philips Nv | Electronisch commuterende motor. |
JPS57145559A (en) | 1981-02-27 | 1982-09-08 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Brushless motor |
JPS5958314A (ja) | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Toshiba Corp | デジタル回転検出器 |
JPS6096191A (ja) | 1983-10-27 | 1985-05-29 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | ブラシレスモ−タの駆動回路 |
JP2780263B2 (ja) * | 1988-02-23 | 1998-07-30 | 株式会社明電舎 | 誘導電動機のベクトル制御方法と装置 |
JPH02219498A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-09-03 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | インバータの電流制御装置 |
KR930007174B1 (ko) * | 1989-03-31 | 1993-07-31 | 가부시기가이샤 도시바 | 픽업 이송 장치 |
JPH0349071A (ja) | 1989-07-17 | 1991-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | 記録ディスク駆動装置のインデックス信号作成回路 |
JP2624382B2 (ja) * | 1991-01-21 | 1997-06-25 | 株式会社三協精機製作所 | ブラシレスモータの駆動回路 |
US5352962A (en) | 1993-04-19 | 1994-10-04 | Sug Lithography Systems, Inc. | Brushless polyphase reduced force variation motor |
WO1995008869A2 (de) | 1993-09-20 | 1995-03-30 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Schaltung zur steuerung mit mehreren sensoren |
JPH07337076A (ja) * | 1994-06-07 | 1995-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 3相ブラシレスサーボモータ |
JPH08182377A (ja) | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 同期電動機の自動位相補正回路 |
US6025691A (en) * | 1995-05-29 | 2000-02-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Synchronous motor control system and method of controlling synchronous motor |
US5932984A (en) * | 1995-09-04 | 1999-08-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving apparatus and optical apparatus |
US5767640A (en) | 1995-09-20 | 1998-06-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Brushless motor |
US5969489A (en) | 1996-07-31 | 1999-10-19 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Motor driving system for driving brushless motor |
JPH10201284A (ja) | 1997-01-08 | 1998-07-31 | Yamaha Motor Co Ltd | ブラシレスdcモータの制御装置 |
JP3351278B2 (ja) * | 1997-02-24 | 2002-11-25 | 株式会社日立製作所 | 電気車の制御方法およびそれを用いた制御装置 |
US6052636A (en) * | 1997-08-04 | 2000-04-18 | Caterpillar Inc. | Apparatus and method for positioning an excavator housing |
US6522130B1 (en) * | 1998-07-20 | 2003-02-18 | Uqm Technologies, Inc. | Accurate rotor position sensor and method using magnet and sensors mounted adjacent to the magnet and motor |
US6013999A (en) * | 1998-09-21 | 2000-01-11 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Stepper motor control that adjusts to motor loading |
DE59914974D1 (de) * | 1998-09-24 | 2009-04-23 | Levitronix Llc | Permanentmagnetisch erregter elektrischer Drehantrieb |
JP2000116199A (ja) * | 1998-10-01 | 2000-04-21 | Toshiba Corp | 電動機制御装置 |
DE10028337B4 (de) * | 1999-06-14 | 2006-05-11 | Teac Corp., Musashino | Geschwindigkeitssteuerung für einen Motor |
JP3408468B2 (ja) * | 1999-09-07 | 2003-05-19 | ファナック株式会社 | 同期電動機のロータ磁極位置検出方法 |
JP4483009B2 (ja) * | 2000-03-21 | 2010-06-16 | パナソニック株式会社 | モータ制御装置 |
JP3661572B2 (ja) * | 2000-07-18 | 2005-06-15 | 日産自動車株式会社 | インバーターの電流センサー診断装置 |
JP2002095298A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Toshiba Corp | 電動機制御装置 |
US6362586B1 (en) * | 2000-09-15 | 2002-03-26 | General Motors Corporation | Method and device for optimal torque control of a permanent magnet synchronous motor over an extended speed range |
US6407531B1 (en) * | 2001-01-09 | 2002-06-18 | Delphi Technologies, Inc. | Method and system for controlling a synchronous machine over full operating range |
JP4552353B2 (ja) * | 2001-05-11 | 2010-09-29 | ソニー株式会社 | サーボ・アクチュエータ並びにその位置検出装置 |
US6674258B2 (en) * | 2001-06-21 | 2004-01-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor driver and motor drive method |
JP3688673B2 (ja) * | 2002-10-01 | 2005-08-31 | 本田技研工業株式会社 | 永久磁石式回転電機の制御装置 |
-
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101141091B (zh) * | 2006-09-05 | 2010-06-02 | 精工爱普生株式会社 | 无电刷发电机 |
CN102457155A (zh) * | 2010-10-21 | 2012-05-16 | 精工爱普生株式会社 | 直线电动机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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