專利名稱：永磁電機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)(后面簡(jiǎn)稱為“永磁電機(jī)”)的控制裝置，該控制裝置產(chǎn)生基于旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)的轉(zhuǎn)子的磁極相位信號(hào)，并根據(jù)磁極相位信號(hào)來同步控制永磁電機(jī)，其中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)是通過探測(cè)永磁電機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)而得到的。
在這種情況下，磁極相位轉(zhuǎn)換器3利用通過把電機(jī)1的磁極對(duì)數(shù)值除以在旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2的一轉(zhuǎn)中重復(fù)數(shù)而得到的數(shù)值，作為轉(zhuǎn)換系數(shù)，把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)，并通過在把得到信號(hào)除以一轉(zhuǎn)(即360度)的轉(zhuǎn)角后取余數(shù)產(chǎn)生磁極相位信號(hào)θ。通過這種辦法，可同步地控制電機(jī)1。
然而，在產(chǎn)生上述磁極相位信號(hào)的傳統(tǒng)方法中，除非電機(jī)1的磁極對(duì)數(shù)值是從旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2輸出的信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍外，磁極的位置不能精確地探測(cè)到，這樣就不能同步地控制，關(guān)于這一點(diǎn)將參照?qǐng)D8和9來描述。
例如，當(dāng)電機(jī)1的磁極對(duì)數(shù)是4，同時(shí)由旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2輸出的在電機(jī)1一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為2時(shí)，如圖8A所示，旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ的值在電機(jī)實(shí)際一轉(zhuǎn)中以鋸齒狀變化兩次。相反，當(dāng)電機(jī)1的磁極對(duì)數(shù)值是4時(shí)，如圖8B所示，磁極相位信號(hào)在電機(jī)實(shí)際的一轉(zhuǎn)中以鋸齒狀變化4次。由于旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ的重復(fù)數(shù)為2，而磁極對(duì)數(shù)值為4，于是磁極相位轉(zhuǎn)換器3把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)4/2＝2，并輸出余數(shù)，該余數(shù)是通過連續(xù)除以360度獲得的，即在電機(jī)的一轉(zhuǎn)中磁極相位信號(hào)4次從零度增加到360度。接著，獲得了圖8B中所示的信號(hào)，使圖7中的系統(tǒng)能控制電機(jī)1的同步性。
另一方面，當(dāng)電機(jī)1的磁極對(duì)數(shù)值為3，同時(shí)旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2輸出的在電機(jī)1一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為2時(shí)，如圖9A所示，旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ的值以鋸齒狀變化兩次。而當(dāng)磁極相位轉(zhuǎn)換器3把磁極對(duì)數(shù)值(3)除以2的信號(hào)重復(fù)數(shù)(2)時(shí)，轉(zhuǎn)換系數(shù)變成3/2。當(dāng)磁極相位轉(zhuǎn)換器3把該3/2轉(zhuǎn)換系數(shù)乘以旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)相位時(shí)，并把通過減去360度而得到的余數(shù)值作為磁極相位信號(hào)而輸出，如圖9B所示，磁極相位變得不連續(xù)，當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角從零度增加到120度時(shí)，磁極相位從零度升到360度，而當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角從120度增加到180度時(shí)，磁極相位從零度增加到180度，接著當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)角從180度增加到360度時(shí)，進(jìn)行相同的變化。因此，圖7所示的系統(tǒng)不能同步地控制具有該磁極對(duì)數(shù)值的電機(jī)1。
本發(fā)明的第二目的是提供永磁電機(jī)的控制裝置，即使是加在控制裝置上的電源切斷了，該裝置也能使轉(zhuǎn)角信號(hào)和磁極相位信號(hào)可靠地恢復(fù)在電源被切斷前的數(shù)值。
在說明本發(fā)明原理后，下面將描述解決上述問題的手段。當(dāng)永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)在一轉(zhuǎn)中重復(fù)次數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，由于相位是不連續(xù)的，那么同步控制就有問題了。因此，這可通過以下辦法解決，使通過旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2探測(cè)的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ暫時(shí)與電機(jī)的一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角成正比，把它轉(zhuǎn)換成具有一個(gè)重復(fù)數(shù)的信號(hào)，然后把該轉(zhuǎn)換信號(hào)再轉(zhuǎn)換成等于磁極對(duì)數(shù)值的信號(hào)。
例如，假定當(dāng)電機(jī)1的磁極對(duì)數(shù)值是3，由旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2探測(cè)的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)在電機(jī)1的一轉(zhuǎn)中的重復(fù)數(shù)為2。此時(shí)，在

圖10A中所示的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ從旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2中輸出。當(dāng)旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ的值被電機(jī)一轉(zhuǎn)中重復(fù)數(shù)(2)相除時(shí)，如圖10B中實(shí)線所示，獲得的轉(zhuǎn)角信號(hào)在零度到180度的電機(jī)轉(zhuǎn)角之間線性增加，同時(shí)，如虛線所示，獲得的轉(zhuǎn)角信號(hào)在180度到360度的電機(jī)轉(zhuǎn)角之間線性增加。這樣，通過在180度和360度的電機(jī)轉(zhuǎn)角之間加上180度的值(即通過加入數(shù)字)，就可得到相應(yīng)于電機(jī)一轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角Φ線性增加的轉(zhuǎn)角φ’。通過把磁力線對(duì)數(shù)值乘以轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’，并把得到的值除以一轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角(即360度)，取余數(shù)，如圖10C所示，可得到具有在電機(jī)一轉(zhuǎn)中3個(gè)重復(fù)數(shù)的磁極相位信號(hào)θ。
這里存在一個(gè)問題，即加在控制裝置上的電源切斷時(shí)，一定要保存產(chǎn)生轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’時(shí)的數(shù)字增加信息，直到電源恢復(fù)。如圖11A所示，在永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值是3以及在電機(jī)一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)是2的情況下，當(dāng)電源在點(diǎn)a0切斷時(shí)，在距離a0點(diǎn)恰好180度處的b0點(diǎn)恢復(fù)，如果當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’時(shí)的數(shù)字增加信息丟失，那么信號(hào)將轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角與實(shí)際上轉(zhuǎn)角不同的偏差180度的信號(hào)，如圖11B中所示的b1’；在得到的轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’中，對(duì)應(yīng)于a0的a1變?yōu)榈扔趯?duì)應(yīng)于b0的b1，結(jié)果，如圖11C所示，比在磁極相位信號(hào)θ中值a2較大的b2值變成等于a2值。
關(guān)于這個(gè)問題，轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’的數(shù)字增加信息可即時(shí)地存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器內(nèi)，當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，可通過產(chǎn)生轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’來探測(cè)精確的磁極相位信號(hào)θ，該轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’與電源切斷前的相同。另外的解決辦法是，把磁極相位信號(hào)θ即時(shí)地存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器內(nèi)，同時(shí)，當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，確定與電源切斷前磁極相位信號(hào)θ的偏差是否超過固定值，進(jìn)而修正磁極相位信號(hào)θ。
然而，這些解決辦法限于這樣的情況，即當(dāng)電機(jī)在電源切斷過程中沒有旋轉(zhuǎn)；當(dāng)在電源切斷過程中，由于外部扭矩使電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)角信號(hào)φ的數(shù)字增加信息就變得沒有意義。如圖12和12B所示，在這種情況下，當(dāng)在電機(jī)一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)裝置的頻率，例如為2時(shí)，為了避免磁極相位的錯(cuò)誤探測(cè)，測(cè)量步進(jìn)電流對(duì)目前磁極相位信號(hào)θ0的響應(yīng)，同時(shí)測(cè)量下一個(gè)相位(θ0+180度)的步進(jìn)電流的響應(yīng)，同時(shí)通過把這些響應(yīng)進(jìn)行比較來確定是否要修正磁極相位。當(dāng)電流以規(guī)則方向的相位注入時(shí)，電機(jī)永磁體的磁場(chǎng)增加步進(jìn)相應(yīng)的速度，但是當(dāng)電流以相反方向相位注入時(shí)，步進(jìn)響應(yīng)緩慢，通過這樣的事實(shí)，可確定當(dāng)θ0的響應(yīng)較快時(shí)，沒有必要進(jìn)行修正，而當(dāng)(θ0+180度)相位的響應(yīng)較快時(shí)，需要進(jìn)行修正。
當(dāng)沒有正確地執(zhí)行磁極相位的補(bǔ)償于是磁極相位沒有精確地識(shí)別時(shí)，磁極的排斥力可使電機(jī)以過大的速度旋轉(zhuǎn)；或者當(dāng)電機(jī)沒有旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制裝置產(chǎn)生過大的電流和電壓。因此，當(dāng)在電壓切斷又恢復(fù)后，在電機(jī)的第一次啟動(dòng)探測(cè)到過大速度、過大的電流和過大電壓中的任何一個(gè)時(shí)，控制裝置必須立即停止，同時(shí)修正磁極相位。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種永磁電機(jī)的控制裝置，可產(chǎn)生基于旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)的磁極相位信號(hào)，并可根據(jù)該磁極相位信號(hào)控制永磁電機(jī)，其中磁極相位信號(hào)是通過對(duì)永磁電機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)的探測(cè)而獲得的，該控制裝置包括第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角信號(hào)，該轉(zhuǎn)角信號(hào)與每當(dāng)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一次的轉(zhuǎn)角成正比；以及第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)轉(zhuǎn)換成磁極相位信號(hào)，該磁極信號(hào)重復(fù)的次數(shù)與永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)相等。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在第一方面的永磁電機(jī)的控制裝置中，第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為n時(shí)，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)除以n，把轉(zhuǎn)角修正信號(hào)加到已獲得信號(hào)的預(yù)定區(qū)段上，然后把結(jié)果輸出；轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器單元，該單元包括非易失存儲(chǔ)器裝置，存儲(chǔ)器裝置可隨時(shí)存儲(chǔ)并保存在非易失存儲(chǔ)器中的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)；以及轉(zhuǎn)角修正單元，基于轉(zhuǎn)角存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)值，該轉(zhuǎn)角修正單元可確定出電源加在控制裝置上以及電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)不同的狀態(tài)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)角修正信號(hào)并修正轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)相同。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在第一方面的永磁電機(jī)的控制裝置中，第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括磁極相位轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)值為m時(shí)，該單元把轉(zhuǎn)角信號(hào)乘以m，得到的信號(hào)再除以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角，然后確定出余數(shù)，把磁極修正信號(hào)加到預(yù)定區(qū)段上，把結(jié)果作為磁極相位信號(hào)輸出；磁極相位存儲(chǔ)器單元，該單元包括非易失存儲(chǔ)器裝置，該存儲(chǔ)器裝置可隨時(shí)保存并更新在非易失存儲(chǔ)器裝置磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)；以及磁極相位修正單元，基于磁極相位存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)值，磁極相位修正單元確定出電源加在控制裝置上以及電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)不同的狀態(tài)，產(chǎn)生磁極修正信號(hào)并修正磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)相同。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，第一方面的永磁電機(jī)的控制裝置還包括磁極確定控制單元，該單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)是否要通過測(cè)量永磁電機(jī)的電流步進(jìn)響應(yīng)來修正，如改變相位并產(chǎn)生磁場(chǎng)；第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，其包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為n時(shí)，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)除以n，把轉(zhuǎn)角修正信號(hào)加到獲得信號(hào)的預(yù)定區(qū)段上，然后把結(jié)果輸出；以及轉(zhuǎn)角修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該轉(zhuǎn)角修正單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)角修正信號(hào)，并對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)相同。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，第一方面的永磁電機(jī)的控制裝置還包括磁極確定控制單元，該單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)是否要通過測(cè)量永磁電機(jī)的電流步進(jìn)響應(yīng)來修正，例如改變相位及產(chǎn)生磁場(chǎng)；第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括磁極相位信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)值為m時(shí)，該單元把轉(zhuǎn)角信號(hào)乘以m，得到的信號(hào)再除以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角，然后確定出余數(shù)，把磁極修正信號(hào)加到預(yù)定區(qū)段上，把結(jié)果作為磁極相位信號(hào)輸出；磁極相位修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該磁極相位修正單元產(chǎn)生磁極相位修正信號(hào)，并對(duì)磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)相同。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，第一方面的永磁電機(jī)的控制裝置還包括探測(cè)永磁電機(jī)速度變化的探測(cè)單元；以及電機(jī)控制異常探測(cè)單元，當(dāng)加在控制裝置上的電源切斷后恢復(fù)時(shí)，該單元輸出注入步進(jìn)電流的指令，并基于探測(cè)單元的探測(cè)結(jié)果確定在此時(shí)是否要修正轉(zhuǎn)角信號(hào)；第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為n時(shí)，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)除以n，把轉(zhuǎn)角修正信號(hào)加到獲得信號(hào)的預(yù)定區(qū)段上，然后把結(jié)果輸出；以及轉(zhuǎn)角修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該轉(zhuǎn)角修正單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)角修正信號(hào)，并對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)相同。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，第一方面的永磁電機(jī)的控制裝置還包括探測(cè)單元，該單元探測(cè)永磁電機(jī)的速度變化；以及電機(jī)異常探測(cè)單元，當(dāng)加在控制裝置上的電源切斷后恢復(fù)時(shí)，該單元輸出注入步進(jìn)電流的指令，并基于探測(cè)單元的探測(cè)結(jié)果確定在此時(shí)是否要修正轉(zhuǎn)角信號(hào)；第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括磁極相位信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)值為m時(shí)，該單元把轉(zhuǎn)角信號(hào)乘以m，得到的信號(hào)再除以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角，然后確定出余數(shù)，把磁極修正信號(hào)加到預(yù)定區(qū)段上，把結(jié)果作為磁極相位信號(hào)輸出；磁極相位修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該磁極相位修正單元產(chǎn)生磁極相位修正信號(hào)，并對(duì)磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)相同。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，第一方面的永磁電機(jī)的控制裝置還包括探測(cè)單元，該單元可探測(cè)永磁電機(jī)的電流，也可探測(cè)電壓；電機(jī)控制異常探測(cè)單元，當(dāng)加在控制裝置上的電源切斷后恢復(fù)時(shí)，基于探測(cè)單元的探測(cè)結(jié)果，該單元探測(cè)電機(jī)的控制異常，并輸出電機(jī)控制停止指令和轉(zhuǎn)角修正指令；第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為n時(shí)，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)除以n，把轉(zhuǎn)角修正信號(hào)加到獲得信號(hào)的預(yù)定區(qū)段上，然后把結(jié)果輸出；以及轉(zhuǎn)角修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該轉(zhuǎn)角修正單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)角修正信號(hào)，并對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)相同。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，第一方面的永磁電機(jī)的控制裝置還包括探測(cè)單元，該單元可探測(cè)永磁電機(jī)的電流，也可探測(cè)電壓；電機(jī)控制異常探測(cè)單元，當(dāng)加在控制裝置上的電源切斷后恢復(fù)時(shí)，基于探測(cè)單元的探測(cè)結(jié)果，該單元探測(cè)電機(jī)的控制異常，并輸出電機(jī)控制停止指令和轉(zhuǎn)角修正指令；第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括磁極相位信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)值為m時(shí)，該單元把轉(zhuǎn)角信號(hào)乘以m，得到的信號(hào)再除以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角，然后確定出余數(shù)，把磁極修正信號(hào)加到預(yù)定區(qū)段上，把結(jié)果作為磁極相位信號(hào)輸出；磁極相位修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該磁極相位修正單元產(chǎn)生磁極相位修正信號(hào)，并對(duì)磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)相同。
圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的永磁電機(jī)的控制裝置結(jié)構(gòu)的方框線圖；與圖7中標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。在圖1中，旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2與電機(jī)1連接，通過旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2獲得的轉(zhuǎn)動(dòng)相位信號(hào)φ通過轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’，轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換器5與轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8和轉(zhuǎn)角修正裝置7連接；在磁極相位轉(zhuǎn)換器6把信號(hào)轉(zhuǎn)換成磁極相位信號(hào)θ后，該信號(hào)就進(jìn)入到驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的電機(jī)控制器4中。
轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8即時(shí)存儲(chǔ)并更新轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’以及轉(zhuǎn)角數(shù)值Δφ’，轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8是非易失存儲(chǔ)器，當(dāng)電源中斷時(shí)，該轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8立即存儲(chǔ)當(dāng)前值；轉(zhuǎn)角修正裝置7根據(jù)轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8的存儲(chǔ)狀態(tài)來修正來自轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換器5的信號(hào)輸出。
下面描述第一實(shí)施例的操作。旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ輸出，旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ具有在電機(jī)1的一轉(zhuǎn)中重復(fù)數(shù)n，也就是說，旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ具有在每n·Φ的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)中的重復(fù)數(shù)。在電機(jī)1的一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ的重復(fù)數(shù)n是根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2本身轉(zhuǎn)動(dòng)位置的信號(hào)輸出格式以及電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)軸和輸出軸的連接狀態(tài)來確定的(即旋轉(zhuǎn)軸和輸出軸是否直接聯(lián)接，或者用于加速和減速的滑輪是否設(shè)置在它們中間等等)。
轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換器5把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’，轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’變成了一轉(zhuǎn)的360度的相位信號(hào)，類似于電機(jī)的轉(zhuǎn)角Φ。由于Φ和旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ之間的關(guān)系為旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ＝nΦ，于是可通過預(yù)先把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)確定成轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’＝φ/n，同時(shí)在轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’達(dá)到預(yù)定值Δφ’后，增加信號(hào)區(qū)段的數(shù)字，從而可計(jì)算出轉(zhuǎn)換值，于是在一轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’增加到360度。
轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’提供到磁極相位轉(zhuǎn)換器6上，在這里該轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’以相同頻率轉(zhuǎn)換成θ，作為電機(jī)1一轉(zhuǎn)中的磁極m，然后提供給電機(jī)控制器4。在這種情況下，可計(jì)算出θ＝m·φ’，同時(shí)在減去360度后得到了剩余值，于是轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’轉(zhuǎn)換成具有在一轉(zhuǎn)中m重復(fù)數(shù)的磁極相位信號(hào)。
在該實(shí)施例中，即使當(dāng)加在控制裝置上的電源中斷了，直到電源隨后恢復(fù)供應(yīng)，數(shù)值Δφ’始終被存儲(chǔ)并保存在帶有非易失性存儲(chǔ)器的轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8中；當(dāng)電源恢復(fù)供應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)角修正裝置7確定數(shù)值Δφ’是否保存在轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8中，當(dāng)數(shù)值Δφ’保存時(shí)，轉(zhuǎn)角修正裝置7產(chǎn)生數(shù)值Δφ’0，該數(shù)值提供給轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換器5，作為該數(shù)值的初始值。
如圖1中虛線所示，轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’被即時(shí)地存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8中并被更新，讓轉(zhuǎn)角修正裝置7把電源切斷時(shí)的值與電源恢復(fù)時(shí)的值進(jìn)行比較，并確定Δφ’0。
根據(jù)第一實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角信號(hào)，該轉(zhuǎn)角信號(hào)與永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的每一轉(zhuǎn)中的旋轉(zhuǎn)成正比，轉(zhuǎn)角信號(hào)被轉(zhuǎn)換成磁極相位信號(hào)，該相位信號(hào)具有與永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值相等的重復(fù)數(shù)；這樣，即使是永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，也可同步控制永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值相位信號(hào)。
另外，即使是加在控制裝置上的電源切斷了，數(shù)值Δφ’也會(huì)被存儲(chǔ)并保存，直到電源隨后恢復(fù)，同時(shí)根據(jù)Δφ’0對(duì)轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’進(jìn)行修正；于是，即使是在電源中斷過程中，轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’的數(shù)值也能在電源中斷前可靠地被存儲(chǔ)。
圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的永磁電機(jī)的控制裝置結(jié)構(gòu)的方框線圖；與圖1中標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件，對(duì)這些部件進(jìn)一步的描述也將省略。
第二實(shí)施例包括磁極相位信號(hào)存儲(chǔ)器裝置9和磁極相位修正裝置11。其中磁極相位信號(hào)存儲(chǔ)器裝置9為非易失存儲(chǔ)器裝置，在加在電機(jī)控制器4上的電源被切斷時(shí)，該存儲(chǔ)器將在電源被切斷時(shí)磁極相位轉(zhuǎn)換器6的磁極相位信號(hào)θ存儲(chǔ)，并把存儲(chǔ)的值保存起來，直到電源隨后恢復(fù)；當(dāng)電源恢復(fù)后，磁極相位修正裝置11把保存在磁極相位信號(hào)存儲(chǔ)器裝置9內(nèi)的磁極相位信號(hào)與在電源恢復(fù)時(shí)的磁極相位信號(hào)進(jìn)行比較，并確定出修正值Δθ0，這樣就使目前的磁極相位與在電源切斷前的相位相同，并把該數(shù)值作為在電源恢復(fù)時(shí)磁極相位轉(zhuǎn)換器6的初始值。
根據(jù)圖2所示的第二實(shí)施例，即使是永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，也可同步控制永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值。另外，即使是加在控制裝置上的電源切斷了，磁極相位信號(hào)也能在電源切斷前可靠地恢復(fù)其數(shù)值。
圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的永磁電機(jī)的控制裝置結(jié)構(gòu)的方框線圖；與圖1中標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件，對(duì)這些部件進(jìn)一步的描述也將省略。
在第三實(shí)施例中，磁極確定控制裝置10替代了圖1所示的轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器8而設(shè)置，同時(shí)轉(zhuǎn)角修正裝置7基于磁極確定控制裝置10的確定結(jié)果，通過轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換器5來修正轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’的輸出。
當(dāng)恢復(fù)電源后，磁極確定控制裝置10把電流探測(cè)器14的輸出信號(hào)提取出來，其中探測(cè)器14對(duì)電機(jī)的電流進(jìn)行探測(cè)，同時(shí)如圖12A和12B所示，磁極確定控制裝置10還測(cè)量對(duì)于當(dāng)前磁極相位信號(hào)θ0的步進(jìn)電流的響應(yīng)值，測(cè)量對(duì)于(θ0+180度)相位的步進(jìn)電流響應(yīng)值，對(duì)這兩個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行比較，于是確定磁極相位是否需要修正。也就是說，當(dāng)由旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)器2輸出的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)在電機(jī)1一轉(zhuǎn)中的重復(fù)數(shù)為2時(shí)，同時(shí)磁力線對(duì)數(shù)值為3時(shí)，轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’偏180度。此時(shí)，從磁極相位轉(zhuǎn)換器6中輸出的磁極相位信號(hào)θ也是不同的。
因此，當(dāng)根據(jù)步進(jìn)電流指令在規(guī)定方向上(相位θ)電流的注入，于是迅速地得到磁極相位信號(hào)θ的響應(yīng)時(shí)，不需要進(jìn)行修正，于是就可確定的是，不需要對(duì)轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’的轉(zhuǎn)角信號(hào)的輸出狀態(tài)進(jìn)行修正。當(dāng)根據(jù)步進(jìn)電流指令在反方向上(相位θ+180度)電流的注入，于是迅速地得到磁極相位信號(hào)θ的響應(yīng)時(shí)，需要進(jìn)行修正，于是就可確定的是，必須對(duì)轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’的輸出狀態(tài)進(jìn)行修正。轉(zhuǎn)角修正裝置7進(jìn)行這種判定，當(dāng)需要進(jìn)行修正時(shí)，通過使用轉(zhuǎn)角修正信號(hào)Δφ’對(duì)轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’進(jìn)行修正。
上面是針對(duì)這種情況進(jìn)行描述的，即轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’根據(jù)步進(jìn)電流的響應(yīng)進(jìn)行修正，但是如圖2中解釋的那樣，磁極相位信號(hào)θ也可同樣地進(jìn)行修正。當(dāng)修正磁極相位信號(hào)θ時(shí)，設(shè)置有磁極相位修正裝置11，如圖3中虛線的路徑所示，可通過磁極修正信號(hào)Δθ0，來修正從磁極相位轉(zhuǎn)換器6輸出的磁極相位信號(hào)θ。
根據(jù)圖3所示的第三實(shí)施例，即使是永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，也可同步控制永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值；另外，即使是加在控制裝置上的電源切斷了，轉(zhuǎn)角信號(hào)和磁極相位信號(hào)也能在電源被切斷前可靠地恢復(fù)其數(shù)值。
圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的永磁電機(jī)的控制裝置結(jié)構(gòu)的方框線圖；與圖3中標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件，對(duì)這些部件進(jìn)一步的描述也將省略。在上面描述的第一到第三實(shí)施例中，當(dāng)在電源被切斷和電源恢復(fù)時(shí)，如果轉(zhuǎn)角信號(hào)和磁極相位信號(hào)不能精確地被修正時(shí)，使磁極相位被錯(cuò)誤地識(shí)別，電機(jī)1將以非正常速度進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而這種速度很大程度上偏離了電機(jī)控制器4的速度指令數(shù)值。在這種情況下，電機(jī)控制器4立即停止，在重新啟動(dòng)電機(jī)控制器4之前，修正指令傳送到轉(zhuǎn)角修正裝置7和磁極相位修正裝置11。
第四實(shí)施例包括電機(jī)控制異常探測(cè)裝置12，該電機(jī)控制異常探測(cè)裝置12把步進(jìn)指令加在電機(jī)控制器4上，并基于微分器13的輸出信號(hào)來探測(cè)在電機(jī)1的控制狀態(tài)中是否有非正常情況，微分器13用來探測(cè)旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ的時(shí)間差。當(dāng)電機(jī)控制異常探測(cè)裝置12探測(cè)到在電機(jī)控制異常探測(cè)裝置12中的控制異常情況？時(shí)，轉(zhuǎn)角修正裝置7通過利用轉(zhuǎn)角修正信號(hào)Δφ’來修正轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’。另外，磁極相位修正裝置11可取代轉(zhuǎn)角修正裝置7而設(shè)置，如圖4的虛線所示，從磁極相位轉(zhuǎn)換器6輸出的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ可利用Δφ’來得到修正。
根據(jù)圖4所示的第四實(shí)施例，即使是永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，也可同步控制永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值；另外，即使是加在控制裝置上的電源切斷了，轉(zhuǎn)角信號(hào)和磁極相位信號(hào)也能在電源被切斷前可靠地恢復(fù)其數(shù)值。
圖5為本發(fā)明第五實(shí)施例的永磁電機(jī)的控制裝置結(jié)構(gòu)的方框線圖；與圖4中標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件，對(duì)這些部件進(jìn)一步的描述也將省略。在上面描述的第一到第三實(shí)施例中，當(dāng)在電源被切斷和電源恢復(fù)時(shí)，如果轉(zhuǎn)角信號(hào)和磁極相位信號(hào)不能精確地被修正時(shí)，使磁極相位被錯(cuò)誤地識(shí)別，當(dāng)電機(jī)1被驅(qū)動(dòng)時(shí)，電機(jī)將不能旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致有過多的電流進(jìn)入到電機(jī)控制器4中。
因此，在第五實(shí)施例中，電機(jī)控制異常探測(cè)裝置12從探測(cè)電機(jī)電流的14中獲得輸出信號(hào)，并且當(dāng)輸出信號(hào)超過參照值時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)角修正指令把電機(jī)控制停止指令發(fā)送到電機(jī)控制器4上。在這種情況下，轉(zhuǎn)角修正裝置7通過利用轉(zhuǎn)角修正信號(hào)Δφ’來修正轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’。
另外，磁極相位修正裝置11可取代轉(zhuǎn)角修正裝置7而設(shè)置，如圖5的虛線所示，從磁極相位轉(zhuǎn)換器6輸出的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)φ可利用轉(zhuǎn)角修正信號(hào)Δφ’來得到修正。
當(dāng)通過這種方式修正轉(zhuǎn)角信號(hào)φ’和磁極相位信號(hào)θ后，重新啟動(dòng)電機(jī)控制器4。
根據(jù)圖5所示的第五實(shí)施例，即使是永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，也可同步控制永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值；另外，即使是加在控制裝置上的電源切斷了，轉(zhuǎn)角信號(hào)和磁極相位信號(hào)也能在電源被切斷前可靠地恢復(fù)其數(shù)值。
圖6為本發(fā)明第六實(shí)施例的永磁電機(jī)的控制裝置結(jié)構(gòu)的方框線圖；與圖5中標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件，對(duì)這些部件進(jìn)一步的描述也將省略。在第六實(shí)施例中，電壓探測(cè)器15替代圖5中所示的電流探測(cè)器14而設(shè)置，基于電壓探測(cè)器15的輸出信號(hào)，電機(jī)控制異常探測(cè)裝置12根據(jù)轉(zhuǎn)角修正信號(hào)輸出電機(jī)控制停止指令。由于操作同樣與圖5中描述的相同，于是對(duì)其進(jìn)一步描述就省略了。
根據(jù)圖6所示的第六實(shí)施例，即使是永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，也可同步控制永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值；另外，即使是加在控制裝置上的電源切斷了，轉(zhuǎn)角信號(hào)和磁極相位信號(hào)也能在電源被切斷前可靠地恢復(fù)其數(shù)值。
從上面描述中可以清楚地看出，本發(fā)明提供了這樣一種永磁電機(jī)的控制裝置，即使是永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，該裝置也可同步控制永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值。
另外，另外，即使是加在控制裝置上的電源切斷了，轉(zhuǎn)角信號(hào)和磁極相位信號(hào)也能在電源被切斷前可靠地恢復(fù)其數(shù)值。
權(quán)利要求
1.一種永磁電機(jī)的控制裝置，該裝置可產(chǎn)生基于旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)的磁極相位信號(hào)，旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)通過對(duì)永磁電機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)的探測(cè)而獲得，并可根據(jù)該磁極相位信號(hào)控制永磁電機(jī)，該控制裝置包括第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角信號(hào)，該轉(zhuǎn)角信號(hào)與每當(dāng)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一次的轉(zhuǎn)角成正比；以及第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)轉(zhuǎn)換成磁極相位信號(hào)，該磁極相位信號(hào)重復(fù)的次數(shù)與永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)的控制裝置，其中，第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為n時(shí)，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)除以n，把轉(zhuǎn)角修正信號(hào)加到已獲得信號(hào)的預(yù)定區(qū)段上，然后把結(jié)果輸出；轉(zhuǎn)角信號(hào)存儲(chǔ)器單元，該單元包括非易失存儲(chǔ)器裝置，存儲(chǔ)器裝置可隨時(shí)存儲(chǔ)并更新在非易失存儲(chǔ)器中的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)；以及轉(zhuǎn)角修正單元，基于轉(zhuǎn)角存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)值，該轉(zhuǎn)角修正單元可確定出電源加在控制裝置上以及電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)不同的狀態(tài)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)角修正信號(hào)并修正轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)的控制裝置，其中，第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括磁極相位轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)值為m時(shí)，該單元把轉(zhuǎn)角信號(hào)乘以m，得到的信號(hào)再除以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角，然后確定出余數(shù)，把磁極修正信號(hào)加到預(yù)定區(qū)段上，把結(jié)果作為磁極相位信號(hào)輸出；磁極相位存儲(chǔ)器單元，該單元包括非易失存儲(chǔ)器裝置，該存儲(chǔ)器裝置可隨時(shí)保存并更新在非易失存儲(chǔ)器裝置磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)；以及磁極相位修正單元，基于磁極相位存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)值，磁極相位修正單元確定出電源加在控制裝置上以及電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)不同的狀態(tài)，產(chǎn)生磁極修正信號(hào)并修正磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)的控制裝置，還包括磁極確定控制單元，該單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)是否要通過測(cè)量永磁電機(jī)的電流步進(jìn)響應(yīng)來修正，例如改變相位并產(chǎn)生磁場(chǎng)；其中，第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為n時(shí)，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)除以n，把轉(zhuǎn)角修正信號(hào)加到獲得信號(hào)的預(yù)定區(qū)段上，然后把結(jié)果輸出；以及轉(zhuǎn)角修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該轉(zhuǎn)角修正單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)角修正信號(hào)，并對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)的控制裝置，還包括磁極確定控制單元，該單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)是否要通過測(cè)量永磁電機(jī)的電流步進(jìn)響應(yīng)來修正，例如改變相位及產(chǎn)生磁場(chǎng)；第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括磁極相位信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)值為m時(shí)，該單元把轉(zhuǎn)角信號(hào)乘以m，得到的信號(hào)再除以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角，然后確定出余數(shù)，把磁極修正信號(hào)加到預(yù)定區(qū)段上，把結(jié)果作為磁極相位信號(hào)輸出；磁極相位修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該磁極相位修正單元產(chǎn)生磁極相位修正信號(hào)，并對(duì)磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)的控制裝置，還包括探測(cè)永磁電機(jī)速度變化的探測(cè)單元；以及電機(jī)控制異常探測(cè)單元，當(dāng)加在控制裝置上的電源切斷后恢復(fù)時(shí)，該單元輸出注入步進(jìn)電流的指令，并基于探測(cè)單元的探測(cè)結(jié)果確定在此時(shí)是否要修正轉(zhuǎn)角信號(hào)；第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為n時(shí)，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)除以n，把轉(zhuǎn)角修正信號(hào)加到獲得信號(hào)的預(yù)定區(qū)段上，然后把結(jié)果輸出；以及轉(zhuǎn)角修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該轉(zhuǎn)角修正單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)角修正信號(hào)，并對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)的控制裝置，還包括探測(cè)單元，該單元探測(cè)永磁電機(jī)的速度變化；以及電機(jī)異常探測(cè)單元，當(dāng)加在控制裝置上的電源切斷后恢復(fù)時(shí)，該單元輸出注入步進(jìn)電流的指令，并基于探測(cè)單元的探測(cè)結(jié)果確定在此時(shí)是否要修正轉(zhuǎn)角信號(hào)；第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括磁極相位信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)值為m時(shí)，該單元把轉(zhuǎn)角信號(hào)乘以m，得到的信號(hào)再除以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角，然后確定出余數(shù)，把磁極修正信號(hào)加到預(yù)定區(qū)段上，把結(jié)果作為磁極相位信號(hào)輸出；磁極相位修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該磁極相位修正單元產(chǎn)生磁極相位修正信號(hào)，并對(duì)磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)的控制裝置，還包括探測(cè)單元，該單元即可探測(cè)永磁電機(jī)的電流也可探測(cè)電壓；電機(jī)控制異常探測(cè)單元，當(dāng)加在控制裝置上的電源切斷后恢復(fù)時(shí)，基于探測(cè)單元的探測(cè)結(jié)果，該單元探測(cè)電機(jī)的控制異常，并輸出電機(jī)控制停止指令和轉(zhuǎn)角修正指令；第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)為n時(shí)，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)除以n，把轉(zhuǎn)角修正信號(hào)加到獲得信號(hào)的預(yù)定區(qū)段上，然后把結(jié)果輸出；以及轉(zhuǎn)角修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該轉(zhuǎn)角修正單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)角修正信號(hào)，并對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)的控制裝置，還包括探測(cè)單元，該單元即可探測(cè)永磁電機(jī)的電流也可探測(cè)電壓；電機(jī)控制異常探測(cè)單元，當(dāng)加在控制裝置上的電源切斷后恢復(fù)時(shí)，基于探測(cè)單元的探測(cè)結(jié)果，該單元探測(cè)電機(jī)的控制異常，并輸出電機(jī)控制停止指令和轉(zhuǎn)角修正指令；第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括磁極相位信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)值為m時(shí)，該單元把轉(zhuǎn)角信號(hào)乘以m，得到的信號(hào)再除以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子一次旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角，然后確定出余數(shù)，把磁極修正信號(hào)加到預(yù)定區(qū)段上，把結(jié)果作為磁極相位信號(hào)輸出；磁極相位修正單元，當(dāng)磁極確定控制單元確定轉(zhuǎn)角信號(hào)應(yīng)該被修正時(shí)，該磁極相位修正單元產(chǎn)生磁極相位修正信號(hào)，并對(duì)磁極相位轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行修正，于是就使在電源加在控制裝置上和電源恢復(fù)時(shí)磁極相位信號(hào)相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁電機(jī)的控制裝置，即使是永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)值不是一轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)重復(fù)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，也可同步控制永磁電機(jī)。該控制裝置產(chǎn)生基于旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)的磁極相位信號(hào)，并根據(jù)磁極相位信號(hào)同步控制永磁電機(jī)，其中的旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)是通過探測(cè)永磁電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)來獲得的。控制裝置包括第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角信號(hào)，該轉(zhuǎn)角信號(hào)與每當(dāng)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一次的轉(zhuǎn)角成正比；以及還包括第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，該單元把旋轉(zhuǎn)相位信號(hào)轉(zhuǎn)換成磁極相位信號(hào)，該磁極信號(hào)重復(fù)的次數(shù)與永磁電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)相等。
文檔編號(hào)G01D5/245GK1460321SQ02800890
公開日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月27日
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