本电动机控制装置具有多个基于来自上级装置的动作指令来对一个轴进行控制的电动机控制单元，对两个轴以上的电动机进行同步控制。各个电动机控制单元具备：控制部，其进行电动机的动作控制；指令信号生成部，其生成指令信号；PWM信号生成部，其基于指令信号生成进行脉宽调制而得到的PWM控制信号；以及逆变器，其根据PWM控制信号使开关元件进行开关动作，由此生成驱动信号。另外，各个PWM信号生成部具备：重叠信号生成部，其生成用于重叠到指令信号上的重叠信号；载波信号生成部，其生成载波信号，该载波信号为三角波；加法运算部，其将指令信号与重叠信号相加；以及比较部，其将从加法运算部输出的重叠后指令信号与载波信号进行比较来生成PWM控制信号。而且，重叠信号是按由多个电动机控制单元控制的每个轴而不同的信号。
【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将用于进行PWM控制的电压施加到电动机的绕组来对多个轴进行同步控制的电动机控制装置、电动机控制方法以及电动机控制系统，特别是涉及一种具有按每个轴对逆变器的开关动作的定时进行控制的功能的电动机控制装置、电动机控制方法以及电动机控制系统。
技术介绍
在FA(FACTORYAUTOMATION：工厂自动化)所使用的伺服电动机中，对电动机的位置、速度、转矩进行控制，以使电动机的位置、速度、转矩追随来自上级装置(上级控制器)的驱动指令(位置指令)。而且，作为该控制运算装置，广泛使用着利用了微型计算机的数字控制。在一般用于对电动机的转矩进行控制的PWM(PULSEWIDTHMODULATION：脉宽调制)控制方式中，通过将流经电动机的各相(U相、V相、W相)的电流近似地控制为正弦波状，能够自由地控制从电动机输出的转矩。但是，在PWM控制方式中，通过逆变器的开关动作来控制对电动机施加的电压，因此在开关动作的瞬间产生逆变器的输出电压的大的电压变动、以安培为单位的泄漏电流。由于这些影响，在电源中瞬间流通大电流，电源自身的电位发生变动而产生传导噪声。CISPR(国际无线电干扰特别委员会)等对该噪声量做了限制，并要求降低。另外，在开关动作的定时从电源电缆、电动机电缆、布线图案等产生高频率的放射噪声的现象也被确认，这些也被视为问题。因此，以往提出了以下方法：通过将规定的波形的重叠信号重叠到驱动指令的信号上，来使放射噪声的频谱扩散，从而降低峰值强度(例如专利文献1)。图10是这种以往例的电力变换装置中的PWM信号生成部的结构图。在该以往的PWM信号生成部中，在U相、V相、W相各相中由重叠信号加法运算部104来将由指令信号生成部100生成的指令信号Sd与由重叠信号生成部102生成的交流的重叠信号Sm相加。然后，由比较器108将相加后的重叠后指令信号Sdm与由载波信号生成部106生成的载波信号Sc进行比较，来对PWM的占空比进行调制，由此生成PWM控制信号Pw来对逆变器110进行脉冲驱动。该以往的PWM信号生成部通过这种重叠重叠信号Sm的结构来使放射噪声的频谱扩散，从而抑制噪音。然而，如上所述的由逆变器中的开关动作引起的噪声特别是在各相的开关动作定时容易重合的无旋转时(伺服锁定时)、低速旋转时、低转矩动作时影响大。而且，在将交流的重叠信号重叠到指令信号上的以往的方法中，存在如下问题：在伺服锁定时、低速旋转时、低转矩动作时，U相～W相的开关动作定时重合，从而无法成为产生大噪声的现象的解决对策。在此，为了说明这种问题，首先说明在图10的结构中不将重叠信号Sm重叠到指令信号Sd的情况下的U相～W相的伺服锁定时的PWM控制信号。在伺服锁定时，以将指令信号Sd设为0、在U相～W相的相间不流通电流的方式进行控制，由此使电动机停止。在这种情况下，U相～W相的指令信号Sd都是0，并且也不重叠重叠信号Sm，因此重叠后指令信号Sdm也为0。在图11中示出这种情况下的PWM控制信号的生成的情形。在伺服锁定时，U相～W相的重叠后指令信号Sdm均为0，因此在图11中，统一记载为一个重叠后指令信号Sdm。如图11所示，可知将重叠后指令信号Sdm与载波信号Sc进行比较而生成的PWM控制信号Pw的U相～W相均成为相同的信号(占空比50％的矩形波)，U相～W相的逆变器110的开关动作定时重合。即，作为脉冲信号的PWM控制信号Pw的U相～W相的各个PWM控制信号Pw成为其脉冲的上升的定时(图11中的例如时刻tr)、以及下降的定时(例如时刻tf)一致的状态。而且，在这些定时，传导噪声、放射噪声的水平被相互增强。接着，说明将重叠信号Sm重叠到指令信号Sd上的情况下的、伺服锁定时的U相～W相的PWM控制信号Pw。U相～W相的指令信号Sd均为0，且重叠信号Sm在U相～W相中是共通的信号，因此重叠后指令信号Sdm在任何相中都为与重叠信号Sm相同的信号。在图12中示出这种情况下的PWM控制信号的生成的情形。与图11相同，U相～W相的重叠后指令信号Sdm被统一记载为一个。将重叠后指令信号Sdm与载波信号Sc进行比较而生成的各PWM控制信号Pw被调制了占空比，作为其效果，能够使频谱分散，从而降低放射噪声的峰值强度。但是，如根据图12可明确的那样，U相～W相的开关动作的定时例如像图12中的上升的定时tr、下降定时tf那样与图11同样地在各相间重合，导致在每个该瞬间产生大的传导噪声、放射噪声。特别是在对多个轴进行同步控制的情况下，本问题的影响变得更大。这是因为，一般来说，在同步控制时使全部轴的载波信号Sc同步，因此全部轴的U相～W相的PWM控制信号Pw为相同的波形，全部轴的U相～W相的逆变器的开关动作定时重合而产生大噪声。专利文献1：日本特开2011-211777号公报
技术实现思路
本专利技术所涉及的电动机控制装置具有多个电动机控制单元，所述电动机控制单元基于来自上级装置的动作指令来对一个轴进行控制，该电动机控制装置对两个轴以上的电动机进行同步控制。各个电动机控制单元具备：控制部，其进行电动机的动作控制；指令信号生成部，其基于控制部的动作控制来生成用于对电动机的动作进行指示的指令信号；PWM信号生成部，其基于指令信号来生成进行脉宽调制而得到的PWM控制信号；以及逆变器，其根据PWM控制信号使开关元件进行开关动作，由此生成对电动机进行驱动的驱动信号。各个PWM信号生成部具备：重叠信号生成部，其生成用于重叠到指令信号上的重叠信号；载波信号生成部，其生成载波信号，该载波信号为三角波；加法运算部，其将指令信号与重叠信号相加；以及比较部，其将从加法运算部输出的重叠后指令信号与载波信号进行比较来生成PWM控制信号。而且，重叠信号被构成为按由多个电动机控制单元控制的每个轴而不同的信号。另外，本专利技术所涉及的电动机控制系统的结构是具备：上述本专利技术的电动机控制装置；上级装置，其向电动机控制装置传送动作指令；以及两个轴以上的电动机，其由电动机控制装置进行控制。另外，本专利技术所涉及的电动机控制方法是电动机控制装置的电动机控制方法，该电动机控制装置具有多个电动机控制单元，利用多个电动机控制单元来对两个轴以上的电动机进行同步控制，所述电动机控制单元基于来自上级装置的动作指令来生成用于对电动机的动作进行指示的指令信号，基于指令信号生成进行脉宽调制而得到的PWM控制信号，并将根据PWM控制信号使逆变器的开关元件进行开关动作而生成的驱动电压施加到电动机，由此对一个轴进行控制。本电动机控制方法具备以下步骤：判定电动机是否为小于规定的驱动量的低驱动的状态；在判定为是低驱动的状态时，将重叠信号重叠到指令信号上，该重叠信号是在电动机控制单元间不同的信号；以及根据作为使重叠信号重叠在指令信号上而得到的信号的重叠后指令信号、以及在电动机控制单元间同步的三角波的载波信号来生成PWM控制信号。根据本专利技术，在对多个轴的电动机进行同步控制时，在伺服锁定时、低速旋转时、低转矩动作时的U相～W相以几乎相同的定时进行开关动作的情况下，能够使载波信号保持同步地按每个轴来错开PWM控制信号的开关动作的定时。因此，能够避免多个轴的U相～W相同时进行开关动作时的传导噪声、放射噪声的增加。另外，如果重叠交流信号，则还能够降低由占空比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动机控制装置，具有多个电动机控制单元，利用所述多个电动机控制单元来对两个轴以上的电动机进行同步控制，所述电动机控制单元基于来自上级装置的动作指令来对一个轴进行控制，所述电动机控制装置的特征在于，各个所述电动机控制单元具备：控制部，其进行所述电动机的动作控制；指令信号生成部，其基于所述控制部的动作控制来生成用于对所述电动机的动作进行指示的指令信号；PWM信号生成部，其基于所述指令信号生成进行脉宽调制而得到的PWM控制信号；以及逆变器，其根据所述PWM控制信号使开关元件进行开关动作，由此生成对所述电动机进行驱动的驱动电压，各个所述PWM信号生成部具备：重叠信号生成部，其生成用于重叠到所述指令信号上的重叠信号；载波信号生成部，其生成载波信号，该载波信号为三角波；加法运算部，其将所述指令信号与所述重叠信号相加；以及比较部，其将从所述加法运算部输出的重叠后指令信号与所述载波信号进行比较，来生成所述PWM控制信号，所述重叠信号是按由所述多个电动机控制单元控制的每个轴而不同的信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 JP 2014-2003081.一种电动机控制装置，具有多个电动机控制单元，利用所述多个电动机控制单元来对两个轴以上的电动机进行同步控制，所述电动机控制单元基于来自上级装置的动作指令来对一个轴进行控制，所述电动机控制装置的特征在于，各个所述电动机控制单元具备：控制部，其进行所述电动机的动作控制；指令信号生成部，其基于所述控制部的动作控制来生成用于对所述电动机的动作进行指示的指令信号；PWM信号生成部，其基于所述指令信号生成进行脉宽调制而得到的PWM控制信号；以及逆变器，其根据所述PWM控制信号使开关元件进行开关动作，由此生成对所述电动机进行驱动的驱动电压，各个所述PWM信号生成部具备：重叠信号生成部，其生成用于重叠到所述指令信号上的重叠信号；载波信号生成部，其生成载波信号，该载波信号为三角波；加法运算部，其将所述指令信号与所述重叠信号相加；以及比较部，其将从所述加法运算部输出的重叠后指令信号与所述载波信号进行比较，来生成所述PWM控制信号，所述重叠信号是按由所述多个电动机控制单元控制的每个轴而不同的信号。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述重叠信号是按每个所述轴而频率不同的交流信号、按每个所述轴而相位不同的交流信号、按每个所述轴而振幅不同的交流信号、按每个所述轴而直流电位不同的交流信号、以及按每个所述轴而不同的直流信号中的至少任一个信号。3.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，所述重叠信号是对频率、相位、振幅、直流电位中的至少一个进行了设定以使多个轴的开关动作的定时不重合的信号。4.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，所述重叠信号是对频率、相位、振幅、直流电位中的至少一个进行了设定以使多个轴的开关...
【专利技术属性】
技术研发人员：市川英章，岸部太郎，增田隆宏，大音久志，
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
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