电动机控制装置制造方法及图纸

本电动机控制装置是如下电动机控制装置：具有针对具备卷绕有3相的绕组的定子的电动机检测流过绕组的电流的电动机电流检测部，该电动机控制装置对所述电动机的动作进行控制。本电动机控制装置具备：数字控制部，其计算用于驱动电动机的电压指令值；PWM部，其通过脉宽调制来输出PWM开关动作信号；电力转换部，其按照PWM开关动作信号对绕组施加驱动电压；电流检测部，其检测通过驱动电压而流过绕组的电流；ΔΣAD转换部，其将检测出的电流量转换为数字信号；以及停止信号生成部，其输出使ΔΣAD转换部的动作停止的停止信号。而且，停止信号生成部在电压指令的最大值与最小值之差为预先决定的阈值以下的情况下，在规定的期间输出停止信号。

Motor control device

The motor control device is as follows: the motor control device of motor current detection current winding motor has a stator winding through the detection to have 3 phase windings of the motor, the control action of the motor device. The motor control device with digital control, the calculation for the voltage command value for driving a motor; PWM, the pulse width modulation output PWM switch signal; power conversion unit, in accordance with the PWM switch driving voltage applied to the winding action signal; current detection, the detection by the driving voltage and current flowing through the winding AD; delta sigma conversion, the conversion amount of current detected for digital signal; and a stop signal generating part of the output signal to stop the delta sigma AD conversion of stop action. Furthermore, the stop signal generating section outputs a stop signal during a predetermined period in the case of the difference between the maximum and minimum values of the voltage command to a predetermined threshold.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种向电动机的绕组施加通过PWM控制而生成的驱动电压来控制流动的电流、由此自如地控制电动机的电动机控制装置，特别涉及一种具备检测通过向绕组施加驱动电压而产生的电流值的功能的电动机控制装置。
技术介绍
在FA(FactoryAutomation：工厂自动化)中使用的伺服电动机中，以追随来自上级装置(上级控制器)的驱动指令(位置指令)的方式控制电动机的位置、速度、转矩。而且，作为其控制运算装置，广泛使用利用了微型处理器的数字控制。伺服电动机中使用的表面磁体构造的同步电动机(SurfacePermanentMagnetSynchronousMotor)所输出的转矩与电动机电流具有比例关系，因此，通过一边利用PWM控制一边以使电动机电流的电流值与电流指令值一致的方式进行控制，能够自如地控制从电动机输出的转矩。在为了控制电动机电流而一般使用的PWM(PulseWidthModulation：脉宽调制)控制方式中，需要检测流过电动机的绕组的电流(以下称为电动机电流)的电流值。而且，在数字控制的情况下，每隔固定的周期检测电动机电流的电流值，以使该电流值与电流指令值一致的方式使用PID控制(比例+积分+微分控制)等来进行控制。图5是作为以往例的包括逆变器的电动机控制装置90的结构图。该以往的电动机控制装置90在作为逆变器的电力转换部98与电动机30的绕组之间设置有电流检测电阻91，以检测电动机电流的电流值。然后，利用模拟数字(AD：Analog-Digital)转换部95对通过电动机电流流动而在电流检测电阻91的两端子间产生的电压进行数字转换，将该数字数据Di提供到数字控制部97。以往，根据这种结构，一般要检测电动机电流。最近，从不容易产生增益误差、偏移的角度出发，提出了如图5所示那样在AD转换部95中使用ΔΣ(DeltaSigma)AD转换器92(例如专利文献1)。这种AD转换部95例如除了ΔΣAD转换器92以外还包括光电耦合器、数字滤波器等。然而，在利用PWM控制来驱动电动机的结构中，存在该ΔΣAD转换器易于受到基于PWM控制的泄漏电流的影响的问题。即，在以往的结构中，通过电力转换元件(利用半导体的高速功率开关元件)的接通/断开(以下称为开关动作)来对施加于电动机的电压进行控制。因此，在开关动作的瞬间产生泄漏电流。通常，泄漏电流流向通过壳体、布线等而接地的位置。但是，此时存在经由分流电阻的泄漏电流，分流电阻的两端的电压根据泄漏电流而变化。然后，ΔΣ型AD转换器将该电压转换为1位数字信号。因此，AD转换抽取滤波后的电流检测值会包含原本没有流过电动机的不需要的电流成分。然后，在数字控制中，将不需要的电流成分作为干扰来处理，向电动机施加用于抵消干扰的电压，因此电动机中产生不需要的转矩。特别是，在流过电动机的电流小、各相的开关动作定时易于重叠的伺服锁定时、低速动作时，泄漏电流的影响相对变大。因此，例如存在以下问题：即使在本来应为电动机输出轴为静止状态的伺服锁定时，也产生因不需要的转矩而导致的电动机输出轴的微振动。专利文献1：日本特开平7-15972号公报
技术实现思路
本专利技术的电动机控制装置是如下电动机控制装置：具有针对具备卷绕有3相的绕组的定子的电动机检测流过绕组的电流的电动机电流检测部，该电动机控制装置对电动机的动作进行控制。本电动机控制装置具备数字控制部、PWM部、电力转换部、电动机电流检测部、ΔΣAD转换部、以及停止信号生成部。数字控制部根据来自上级装置的动作指令、来自位置检测传感器的位置信息以及作为流过绕组的电流的值的电动机电流检测值来进行位置、速度或者转矩运算，计算用于对电动机进行驱动的电压指令值。PWM部通过将电压指令值与三角波进行比较来进行脉宽调制，输出PWM开关动作信号。电力转换部按照PWM开关动作信号来使开关元件接通/断开，由此对绕组施加驱动电压。电动机电流检测部将由于驱动电压而流过绕组的电流转换为模拟电压。ΔΣAD转换部将模拟电压转换为数字信号。停止信号生成部输出使ΔΣAD转换部的动作停止的停止信号。而且，停止信号生成部为以下结构：在电压指令的最大值与最小值之差为预先决定的阈值以下的情况下，在产生由开关元件的接通/断开引起的泄漏电流的期间输出停止信号。根据本专利技术的电动机控制装置，能够通过该停止信号来降低由开关元件的接通/断开引起的泄漏电流的不良影响，因此电动机中产生的不需要的转矩变小，从而能够抑制微振动。附图说明图1是包含本专利技术的实施方式中的电动机控制装置的电动机控制系统的结构图。图2是用于说明该电动机控制装置中的电动机电流的检测中使用的ΔΣAD转换部的动作的动作波形图。图3是该电动机控制装置中的ΔΣAD转换部的结构图。图4是该电动机控制装置中的停止信号生成部的结构图。图5是以往例的电动机控制装置的结构图。具体实施方式下面，参照附图来说明本专利技术的实施方式。此外，本专利技术不限定于这些实施方式。(实施方式)图1是包含本专利技术的实施方式中的电动机控制装置的电动机控制系统的结构图，图2是用于说明电动机电流的检测中使用的ΔΣAD转换部的动作的动作波形图，图3是检测电动机电流的ΔΣAD转换部的结构图。如图1所示，本电动机控制系统100构成为：电动机控制装置10按照上级装置35的指令控制来对电动机30的动作进行控制。上级装置35例如是利用个人计算机等来构成的，通过指令等来对电动机控制装置10进行控制。上级装置35与电动机控制装置10经由控制总线等以能够通信的方式连接，来自上级装置35的指令被传输到电动机控制装置10，并且向上级装置35传输来自电动机控制装置10的信息。图1的电动机30优选是从效率、控制性的观点出发而被广泛使用的3相的无刷电动机。作为该3相的无刷电动机的电动机30具备将作为U相、V相、W相的各相的绕组卷绕在定子芯上的定子以及具有永磁体的转子。而且，将由电动机控制装置10生成的驱动电压Vd作为驱动电压VdU施加于U相的绕组、将该驱动电压Vd作为驱动电压VdV施加于V相的绕组、将该驱动电压Vd作为驱动电压VdW施加于W相的绕组，由此转子旋转。另外，为了检测转子的位置，在转子的附近配置有旋转编码器、线性标尺或霍尔CT等位置检测传感器31。位置检测传感器31将检测出的转子的位置的信息作为位置信息Sen输出到电动机控制装置10。此外，也可以不使用旋转编码器等装置而采用根据电流检测值来估计电动机的位置的方法。接下来，电动机控制装置10除了具备用于控制电动机30的旋转动作的数字控制部17、生成PWM信号的PWM部16、以及用于对电动机30的绕组进行通电驱动的电力转换部18以外，还具备电动机电流检测部11、AD转换部15以及停止信号生成部19，以检测电动机电流来进行处理。数字控制部17由DSP(DigitalSignalProcessor：数字信号处理器)、微型计算机的软件、或者ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit：专用集成电路)、FPGA(FieldProgrammableGateArray：现场可编程门阵列)的逻辑电路构成。即，数字控制部(下面，适当地简称为控制部)17构成为按照程序等表示处理过程的软件来执行各处理。另外，作为要处理的信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，具有针对具备卷绕有3相的绕组的定子的电动机检测流过所述绕组的电流的电动机电流检测部，该电动机控制装置对所述电动机的动作进行控制，该电动机控制装置的特征在于，具备：数字控制部，其根据来自上级装置的动作指令、来自位置检测传感器的电动机的位置信息以及作为流过所述绕组的电流的值的电动机电流检测值来进行转矩运算，计算用于对电动机进行驱动的电压指令值；PWM部，其通过将所述电压指令值与三角波进行比较来进行脉宽调制，输出PWM开关动作信号；电力转换部，其按照所述PWM开关动作信号来使开关元件接通断开，由此对所述绕组施加驱动电压；所述电动机电流检测部，其将由于所述驱动电压而流过所述绕组的电流转换为模拟电压；ΔΣAD转换部，其将所述模拟电压转换为数字信号；以及停止信号生成部，其输出使所述ΔΣAD转换部的动作停止的停止信号，其中，在所述电压指令的最大值与最小值之差为预先决定的阈值以下的情况下，所述停止信号生成部在产生由开关元件的接通断开引起的泄漏电流的期间输出所述停止信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 JP 2014-2003101.一种电动机控制装置，具有针对具备卷绕有3相的绕组的定子的电动机检测流过所述绕组的电流的电动机电流检测部，该电动机控制装置对所述电动机的动作进行控制，该电动机控制装置的特征在于，具备：数字控制部，其根据来自上级装置的动作指令、来自位置检测传感器的电动机的位置信息以及作为流过所述绕组的电流的值的电动机电流检测值来进行转矩运算，计算用于对电动机进行驱动的电压指令值；PWM部，其通过将所述电压指令值与三角波进行比较来进行脉宽调制，输出PWM开关动作信号；电力转换部，其按照所述PWM开关动作信号来使开关元件接通断开，由此对所述绕组施加驱动电压；所述电动机电流检测部，其将由于所述驱动电压而流过所述绕组的电流转换为模拟电压；ΔΣAD转换部，其将所述模拟电压转换为数字信号；以及停止信号生成部，其输出使所述ΔΣAD转换部的动作停止的停止信号，其中，在所述电压指令的最大值与最小值之差为预先决定的阈值以下的情况下，所述停止信号生成部在产生由开关元件的接通断开引起的泄漏电流的期间输出所述停止信号。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田隆宏，岸部太郎，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP