永磁体马达、位置估计装置和马达驱动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种永磁体马达，其包括：转子，所述转子包括旋转轴和在外围上的多个磁化转子磁体，所述转子磁体被磁化以交替地形成N极和S极；第一和第二环形爪极单元，其内周界面对转子磁体,第一和第二环形爪极单元包括沿着内周界的多个第一和第二爪极，第一和第二爪极彼此紧邻并且在旋转轴的向上轴向和向下轴向上交替地延伸，第一和第二爪极的底侧形成环形。第一开口部分形成在第一环形爪极单元的第一连结表面中，以便于连结到第二环形爪极单元，并且第二开口部分形成在第二环形爪极单元的第二连结表面中，以便于连结到第一环形爪极单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁体马达、位置估计装置和马达驱动控制装置。
技术介绍
按照惯例，不消耗磁场能量的永磁体马达被广泛地用作为高效马达(专利文件1)。该永磁体马达，特别是永磁体被嵌入转子内的内永磁体(IPM)马达，具有被称为凸极效应的性质(特性)，其中线圈电感根据转子的角度而变化。由于凸极性质，不仅能够使用由于永磁体的磁通量产生的磁力扭矩还能使用由于凸极性质产生的磁阻扭矩的IPM马达是高效的并且具有广泛的运用速度范围，因此，目前IPM马达的应用范围在扩大。此外，IPM马达也被用于无传感器角度估计，其中不使用旋转传感器而是通过使用凸极性质估计转子角度。[引用列表][专利文件][专利文件1]日本专利申请公开第2014-99996号
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而提出的。本专利技术的目的是扩大凸极性质。本专利技术提供一种永磁体马达，其包括：转子，其被配置为包括旋转轴和在外围上的多个磁化转子磁体，所述转子磁体被磁化以交替地形成N极和S极；第一环形爪极单元，其内周界面对转子磁体，所述第一环形爪极单元被配置为沿内周界包括多个第一爪极，第一爪极彼此紧邻并且在旋转轴的向上轴向和旋转轴的向下轴向上交替地延伸，第一爪极的底侧形成环形；第二环形爪极单元，其内周界面对转子磁体，所述第二环形爪极单元被配置为沿内周界包括多个第二爪极，第二爪极彼此紧邻并且在旋转轴的向上轴向和旋转轴的向下轴向上交替地延伸，第二爪极的底侧形成环形；第一开口部分，其形成在第一环形爪极单元的第一连结表面中，以便连结到第二环形爪极单元；以及第二开口部分，其形成在第二环形爪极单元的第二连结表面中，以便连结到第一环形爪极单元。本专利技术能够扩大凸极性质。附图说明图1是说明马达驱动控制装置的示图；图2是说明步进马达的结构的示例的示图；图3是说明步进马达的横截面的示例的示图；图4是说明马达的线圈电感与转子之间关系的示例的示图；图5是根据第一实施例说明步进马达的导体的示图；图6是根据第一实施例说明自感和互感的示图；图7是根据第一实施例说明步进马达中的相对导磁率分布的示图；图8是说明位置反馈控制单元的示图；图9是说明d轴电流控制单元的示图；图10是说明q轴电流控制单元的示图；图11是说明矢量旋转单元的运算概念的第一示图；图12是说明矢量旋转单元的运算概念的第二示图；图13是说明另一矢量旋转单元的运算概念的示图；图14是说明位置估计单元的示图；图15是说明q轴电流矢量的示例和估计位置误差th_err的信号波形的示图；图16是说明位置反馈控制单元的另一示例的示图；图17是根据第二实施例说明步进马达的导体的示图；图18是根据第二实施例说明自感和互感的示图；图19是说明步进马达的导体的示图；图20是根据第三实施例说明步进马达的导体的示图；图21是根据第三实施例说明自感和互感的示图；图22是根据第三实施例说明步进马达中的相对导磁率分布的示图；图23是根据第三实施例说明内磁轭中的相对导磁率分布的示图；图24是根据第四实施例说明步进马达的导体的示图；图25是根据第四实施例说明自感和互感的示图；图26是根据第四实施例说明内磁轭中的相对导磁率分布的示图；图27是说明第四实施例的第一改进示例的示图；图28是说明第四实施例的第二改进示例的示图；图29是根据第五实施例说明步进马达的内磁轭、自感和互感的示图；图30是根据第五实施例说明步进马达的内磁轭的示图；图31是根据第六实施例说明步进马达的导体的示图；图32是根据第六实施例说明自感和互感的示图；图33是根据第六实施例说明内磁轭中的相对导磁率分布的示图；图34是根据第七实施例说明步进马达的导体的示图；图35是根据第七实施例说明自感和互感的示图；以及图36是说明一些实施例的互感和齿槽转矩的示图；具体实施方式(第一实施例)在下文中，将参考附图描述第一实施例。图1是说明马达驱动控制装置100的示图。图1中所示的马达驱动控制装置100控制步进马达10的驱动。根据当前实施例的步进马达(STM)10通过例如分别给A相和B相的励磁线圈提供具有大约90度的相位差的交流电而促使由永磁体制成的转子旋转。此外，步进马达10(此后简称为“马达10”)具有凸极(salientpole)性质。凸极性质是马达线圈电感根据转子位置而变化的性质。在当前实施例中，马达10使用如下性质，即A相线圈的自感和B相线圈的自感是转子角度的函数并且正弦式地变化。此外，本专利技术的专利技术人已经注意到这一事实：当使得A相线圈和B相线圈之间的互感的凸极性质的程度与A相线圈和B相线圈的自感的凸极性质的程度大约相同时，用于执行转子的位置估计的估计位置误差以稳定方式发生。也就是说，在本专利技术的马达10中，A相线圈和B相线圈之间的互感的凸极性质的程度被设定为与A相线圈和B相线圈的自感的凸极性质的程度大约相同。马达10的细节将在后面描述。马达驱动控制装置100包括位置反馈控制单元101、d轴电流控制单元102、q轴电流控制单元103、位置估计单元104、加法器105、矢量旋转单元106和107、高频发生器108、放大单元109和110以及电流传感器111和112。应当注意，电流传感器111和112可以在马达驱动控制装置100的外部。马达驱动控制装置100为马达10提供用于驱动马达10的驱动电流，该驱动电流被叠加由高频发生单元108生成的高频分量。此外，通过使用位置估计单元104，马达驱动控制装置100根据由电流传感器111和112检测的高频分量的响应信号来估计马达10的转子的位置。因此，在当前实施例中，即使在例如提供给马达10的驱动电流极小的情况下，高频分量的响应信号也会被检测到，并且可以基于响应信号来估计转子的位置。因此，即使在例如马达10的旋转停止的情况下或转速低的情况下，根据当前实施例的马达驱动控制装置100也可以通过使用闭环控制而无需使用传感器诸如用于检测转子位置的编码器来估计转子位置。根据当前实施例的位置反馈控制单元101比较目标位置指令值“th_t”与指示估计的转子当前位置的位置信息“th_est”，并且根据比较结果输出驱动电流的幅值目标值“idt”和“iqt”。在当前实施例中，通过进行上述运算，驱动电流的幅值被控制，以使得目标位置指令值th_t和位置信息th_est相同，并且转子位置被控制。在目标位置指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体马达，其包含：转子，其被配置为包括旋转轴和在外围上的多个磁化转子磁体，其中所述转子磁体被磁化以交替地形成N极和S极；第一环形爪极单元，其内周界面对所述转子磁体，所述第一环形爪极单元被配置为沿所述内周界包括多个第一爪极，所述第一爪极彼此紧邻并且在所述旋转轴的向上轴向和所述旋转轴的向下轴向上交替地延伸，所述第一爪极的底侧形成环形；第二环形爪极单元，其内周界面对所述转子磁体，所述第二环形爪极单元被配置为沿所述内周界包括多个第二爪极，所述第二爪极彼此紧邻并且在所述旋转轴的向上轴向和所述旋转轴的向下轴向上交替地延伸，所述第二爪极的底侧形成环形；第一开口部分，其形成在所述第一环形爪极单元的第一连结表面中，以便于连结到所述第二环形爪极单元；以及第二开口部分，其形成在所述第二环形爪极单元的第二连结表面中，以便于连结到所述第一环形爪极单元。

【技术特征摘要】
2014.11.26 JP 2014-238934;2015.11.19 JP 2015-227011.一种永磁体马达，其包含：
转子，其被配置为包括旋转轴和在外围上的多个磁化转子磁体，其中所述
转子磁体被磁化以交替地形成N极和S极；
第一环形爪极单元，其内周界面对所述转子磁体，所述第一环形爪极单元
被配置为沿所述内周界包括多个第一爪极，所述第一爪极彼此紧邻并且在所述
旋转轴的向上轴向和所述旋转轴的向下轴向上交替地延伸，所述第一爪极的底
侧形成环形；
第二环形爪极单元，其内周界面对所述转子磁体，所述第二环形爪极单元
被配置为沿所述内周界包括多个第二爪极，所述第二爪极彼此紧邻并且在所述
旋转轴的向上轴向和所述旋转轴的向下轴向上交替地延伸，所述第二爪极的底
侧形成环形；
第一开口部分，其形成在所述第一环形爪极单元的第一连结表面中，以便
于连结到所述第二环形爪极单元；以及
第二开口部分，其形成在所述第二环形爪极单元的第二连结表面中，以便
于连结到所述第一环形爪极单元。
2.根据权利要求1所述的永磁体马达，
其中所述第一开口部分和所述第二开口部分以如下方式形成，即所述第一
开口部分的中心和所述第二开口部分的中心与向下延伸到所述第一连结表面的
所述爪极的中心在同一直线上。
3.根据权利要求1或2所述的永磁体马达，
其中形成多个所述第一开口部分和多个所述第二开口部分，
在所述开口部分之间形成多个磁路缩窄部分，
所述第一开口部分、所述第二开口部分和所述磁路缩窄部分以如下方式形
成，即在周向方向上，至少一个所述磁路缩窄部分的宽度等于或小于所述第一
开口部分和所述第二开口部分中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本崇，小池孝尚，铃木晴之，吉水英毅，山本典弘，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本;JP