同步电动机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供同步电动机的控制装置。提供一种能够抑制因个体偏差造成的旋转脉动，而不会使控制算法复杂化的同步电动机的控制技术。为此，在同步电动机的控制装置中，具备对于针对同步电动机的电流指令预先使所期待的脉动分量进行重叠的脉动发生器（１０）；和将平均值实质为零的校正信号重叠在电流指令上的校正电流发生器（１８）。由此，在简化控制构成的基础上，将用于抑制失真分量的校正信号重叠在电流指令值上。通过根据检测电流与指令电流的差分来决定此校正信号，来抑制转矩脉动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及同步电动机的控制技术，特别是涉及电动机驱动装置 以及电动机驱动用集成电路装置，例如涉及通过利用于硬盘驱动器(HDD)、光盘驱动器等主轴电机的旋转控制技术而有效的技术。
技术介绍
例如，在HDD装置的主轴电机的驱动方式中，强烈要求旋转脉 动的降低。若旋转脉动较大，就成为读取或写入错误的原因，另外， 在使记录密度提高上将成为较大的障碍。进而，为了使HDD装置发 生的噪声降低，旋转脉动也尽可能以少为好。另外，近年来，HDD向着低成本化发展、也迫使主轴驱动用电 机降低制造成本。其结果，制造精度的劣化、制造偏差增大、因其造 成的转矩脉动也成为问题。在这种状况之中，近年来取电动机的驱动电流波形为理想的正弦 波电流成为主流(例如专利文献1:日本专利7>开特开2005-102447号 公报)。如果假定电机的感应电压为理想的正弦波，则通过以正弦波电 流来驱动电动机，在原理上可以将旋转脉动抑制成零。但是，实际上，电机的感应电压失真，即便是正弦波驱动下脉动 分量也将发生。为了抑制它，在上述专利文献l中，对施加电压的波 形进行修正，并以与感应电压吻合的方式预先进行调整，来抑制脉动 的发生。除此以外，作为对旋转脉动其本身进行抑制的驱动方法，还提出 预先将脉动模式表格化，并对其进行校正的方式(例如专利文献2:日 本专利公开特开平11-103588号公报)，和用观测器对作为脉动之要因 的干扰转矩分量进行推定运算，并以抵消它的方式来施加控制的方式(例如专利文献3:日本专利公开特开2001-352789号公报)等。然而，在如上述那样的驱动方法中，通过将电动机的驱动波形设为正弦波状，在原理的上就能够使脉动分量成为零。但是，实际上，因电动机其本身的特性有时候将会发生脉动分量。作为其第1要因是在电动机内部发生的感应电压其本身失真的情况。这就是起因于电动机的定子或转子构造情况、或起因于线圏的缠绕方法(分布缠绕/集中缠绕)的情况，即便施加正弦波状的电压，失真分量也会发生，而引起旋转脉动。此时的脉动分量相对于驱动频率6次的频率分量发生的情况较多。作为第2要因是起因于制造上的偏差。若电动机的制造成本进一步削减进展，则制造精度降低，作为结果将会发生相间的偏差等。若存在三相绕组间的偏差则第2次谐波的脉动分量将会发生，而成为较大的旋转脉动。为了抑制这些2次或者6次的脉动分量，在上述专利文献l中， 特意使驱动电压的波形变形来对这一分量进行抑制。另外，在上述专 利文献2中也通过预先将脉动分量存储起来，并流过使该脉动抵消的 电流，来抑制旋转脉动。它们均需要预先调查发生怎样的失真。在这 些方法中，在用专用集成电路实现驱动器的情况下，对应电动机个体 的偏差变得困难。虽然还可以在驱动器其本身上设置学习功能，但在 此情况下集成电路的规模将会大幅增加，同时还需要搭载复杂的控制 处理。另外，若是如上述专利文献3那样，用观测器来观测干扰转矩并 进行抑制的方法，则还可以对应个体偏差。但是，这一方法也是控制 算法复杂，集成电路的规模将大幅增大化。
技术实现思路
因而，本专利技术的目的就是鉴于这些问题，提供一种能够抑制因个 体偏差造成的旋转脉动而不会使控制算法复杂化的同步电动机的控 制技术。本专利技术的上述以及其他目的和新特征根据本说明书的记述以及 附图将会变得明了。在本申请所公开的专利技术之中，若对其有代表性的专利技术的概要简单地进行说明则如下所述那样。本专利技术的特征是在同步电动机的控制装置中，具备对于针对同步电动机的电流指令预先使所期待的脉动分量进行重叠的部件；和将平 均值实质为零的校正信号重叠在电流指令上的部件。即、为了简化控 制构造，将基本构造设为上述专利文献l中的方式，并在其基础上将 用于抑制失真分量的校正信号重叠在电流指令值上。通过根据检测电 流与指令电流的差分来决定此校正信号，以抑制转矩脉动。具体而言，就是对驱动同步电动机的逆变器的直流侧的电流进行 检测，并将被期待为包含在该检测值的脉动分量预先重叠在电流指令 上，同时加上用于对因同步电动机的感应电压失真而产生的电流失真 进行抑制的、锯齿波状的另一校正电流，并对其大小进行调整，由此 就能够将驱动电流设为平滑的正弦波状的电流，对转矩脉动进行抑 制。在本申请所公开的专利技术之中，若对有代表性的专利技术所获得的效果 简单地进行说明则如下所述那样。根据本专利技术，就可以自动地抑制因电机的感应电压失真引起的转 矩脉动而不会使控制构造复杂化。不需要如以往方式那样，需要预先 取得脉动分量的波形信息(相位、振幅等)，另外还可以对应个体偏差。 另外，方式自身简单，在专用IC化的情况下非常有效。附图说明图l是表示本专利技术中的同步电动机的控制装置的第1实施方式即 电机驱动系统之结构的图。图2是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第1实施方式 即电机驱动系统中，电流指令与校正电流的动作波形之例((a)(b)(c)(d)) 的图。图3是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的笫2实施方式 即电机驱动系统中，控制器之结构的图。图4是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第3实施方式 即电机驱动系统中，感应电压与校正电流之例l((a)(b))的图。图5是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第3实施方式 即电机驱动系统中，感应电压与校正电流之例2((a)(b))的图。图6是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第3实施方式 即电机驱动系统中，控制器之结构的图。图7是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第3实施方式 即电机驱动系统中，Ia自动调整器之结构的图。图8是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第3实施方式 即电机驱动系统中，校正电流之动作波形((a)(b)(c)(d)(e))的图。图9是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第3实施方式 即电机驱动系统中，电流指令与检测电流之波形例的图。图10是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第4实施方 式即电机驱动系统中，控制器之结构的图。图ll是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第4实施方 式即电机驱动系统中，校正电流波形之例的图.图12是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第5实施方 式即电机驱动系统中，控制器之结构的图。图13是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第5实施方 式即电机驱动系统中，偏置调整器之结构的图。图14是表示在本专利技术中的同步电动机的控制装置的第5实施方 式即电机驱动系统中，偏置补偿值之波形的图。图15是表示本专利技术中的同步电动机的控制装置的第6实施方式 即电机驱动系统之结构的图。图16是表示本专利技术中的同步电动机的控制装置的第7实施方式 即电机驱动系统之结构的图。图17是表示本专利技术中的同步电动机的控制装置的第8实施方式即电机驱动系统之结构的图。图18是表示相对于本专利技术的比较技术(专利文献l)的电机驱动系统之结构的图。图19是表示在相对于本专利技术的比较技术(专利文献l)的电机驱动系统中，三角波载波与电流采样之关系((a)(b))的图。图20是表示在相对于本专利技术的比较技术(专利文献l)的电机驱动系统中，电压相位与检测电流之关系((a)(b)(c))的图。图21是表示在相对于本专利技术的比较技术(专利文献l)的电机驱动系统中，检测出的第5高次谐波的不连续性之例((a)(b)(c)(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电动机的控制装置，具有：　　　　同步电动机；　　　　逆变器，在上述同步电动机上施加经过脉宽调制的电压，并以正弦波状的交流来驱动上述同步电动机；　　　　电源，对上述逆变器供给电力；　　　　电流检测器，检测对上述逆变器所供给的电流；　　　　电流指令发生器，发生针对上述同步电动机的电流指令；以及　　　　控制器，基于上述电流检测器的电流检测值以及上述电流指令发生器的电流指令，来调整上述逆变器的输出的电压，　　　　所述控制装置的特征在于包括：　　　　对于上述电流指令预先使所期待的脉动分量进行重叠的部件；以及　　　　将平均值实质为零的校正信号重叠在上述电流指令上的部件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩路善尚，中津川润之介，鸿上康彦，黒泽稔，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，
类型：发明
国别省市：JP[日本]