控制器制造技术

一种控制器，在用探测同步电机的移动部分（转子或移动构件）的位置和速度的传感器探测磁极位置时，监视操作状态和执行适当处理。如果不是串联控制，电机的ＰＷＭ使得开始探测磁极位置的操作，这样基于位置的反馈探测操作异常。在串联控制包括两个位置探测器中，主、从动电机之一进入一个自由状态，另一个执行探测磁极位置的操作，从而基于位置的反馈探测操作异常。在串联控制包括一个位置探测器中，对于主、从动轴的电机的磁极位置间的相对位移要进行调整，并同时实施探测磁极的位置，从而基于位置反馈探测操作异常。可以探测出在探测磁极位置操作中出现的异常。同样在串联控制中，在探测磁极位置操作中正常地探测磁极位置可以防止机械的扭转和弯曲。

【技术实现步骤摘要】
控制器
本专利技术涉及一种同步电机的控制器，尤其涉及一种能够探测同步电机的移动构件的磁极位置的控制器(转子是指旋转同步电机的情况下，线性移动构件是指线性同步电机的情况下)。
技术介绍
在同步电机中，由于执行控制操作是通过探测移动构件的磁极的位置来确定所加电流的激励相位，所以需要探测移动构件的磁极位置。为了探测磁极位置，常常要用到精确的传感器如编码器、分解器以及霍尔元件来探测磁极位置。然而，探测磁极位置的精确传感器是十分昂贵的。此外，此类传感器需要进行传感器与电机磁极位置之间的布置，并且安装这种精确的传感器的工作也是十分困难的，从而导致了电机生产率的退化。因此，近来已经研制出一种探测磁极位置的探测方法，这种方法通过使用一种传感器如位置探测器和速度探测器来探测转子的位置和速度，而不使用精确传感器来探测磁极的位置。这种方法包括如下步骤：将直流电提供到给定的激励相位上；在提供直流电时探测移动部件的移动方向；估计电机的磁极位置；基于预测的磁极位置探测下一个激励相，并将直流电提供到该激励相。重复以上操作来探测电机的磁极位置(见JP2001-78487A)。根据利用同步线性电机的移动构件或转子的传感器来探测磁极位置的方法而不使用精确传感器探测磁极位置的方法，直流电流向预定的激励相，并且基于转子或移动构件的位移方向预测磁极的位置。然而，当提供直流电时，尽管转子应当在给定的范围内移动，但转子或移动构件的移动量很大，这偶尔会造成操作异常。-->特别是在串联控制中，即，只是电机的其中之一安装了用于探测位置和速度的传感器，一个轴(即要被驱动的对象)通过两个或更多的电机驱动，当利用安装在一个电机上的传感器探测磁极位置时，由两个或更多的电机驱动的轴(要被驱动的对象)要发生扭曲或弯曲，这是因为安装传感器的电机的磁极位置与其它电机的磁极位置不一致所造成。所以探测一个精确的磁极位置是很困难的。
技术实现思路
本专利技术提供一种在通过一个探测同步电机的移动构件(转子或线性移动元件)的传感器来探测磁极位置时，能够监视运行状态和探测操作异常的控制器，该控制器也能够在串联控制的情况下探测磁极的精确位置。本专利技术的控制器对一个具有移动构件和静止构件的同步电机进行控制，所述的移动构件和静止构件之一安装有磁极，另一个安装有激励线圈。控制器包括：电机控制部，用于驱动控制同步电机，并且通过在预定的激励相激发激励线圈，利用用于探测移动构件的位置或速度的传感器探测相对于激励线圈的磁极位置；数字控制部，用来通过向所述的电机控制部发布命令进行数字控制，其中，数字控制部将一个启动命令输出到电机控制部来启动所述电机控制部进行磁极位置的探测，所述的电机控制部响应启动命令启动磁极位置的探测，并且通知所述数字控制部磁极位置探测状态，并且所述的数字控制部基于所述电机控制部通知的探测状态，确定正常完成或探测异常。当确定探测异常时，数字控制部可以停止磁极位置的探测并发出警告。可以提供多个电机控制部分别驱动控制多个同步电机来共同驱动一个驱动元件。在这种情况下，数字控制部可以向多个电机控制部之一输出一个启动命令来启动磁极位置的探测，从而能够进行关联的同步电机的磁极位置的探测，并且向其它电机控制部发布命令来释放对关联的同-->步电机的激励来消除对上述那个输入启动命令的电机控制部进行磁极位置探测的干扰。可替代地，数字控制部可以向多个电机控制部发布用于启动磁极位置探测的启动命令以使相关联的同步电机的磁极位置探测同步进行。在这种情况下，控制器可以进一步包括一个存储装置，用于存储多个同步电机磁极位置之间相对位移，并且多个电机控制部可以利用存储在存储装置的磁极位置之间的相对位移来进行磁极位置探测。同步电机可以包括一个线性同步电机，其中，移动构件和静止构件之一可以安装磁极，另一个可以安装激励线圈。可替代地，同步电机可以包括一个安装有转子和定子旋转同步电机，转子作为安装磁极的移动构件，定子作为安装激励线圈的静止构件。附图说明图1是一个显示本专利技术实施例的方框图；图2是一个显示管理和监视探测磁极位置操作过程的流程图，这在实施例中是通过数字控制部进行的。具体实施方式图1是一个显示本专利技术实施例的方框图。根据这个实施例，在通过两个同步线性电机驱动作为驱动目标的一个平台的串联控制中，磁极的位置利用探测位置和速度的线性标度尺来探测的，该标度尺安装到每个同步线性电机上。本实施例包括一个数字控制部1，该数字控制部1包括：一个数字控制器；一个构成电机控制部的主控制部2m，用于在主轴的同步线性电机4m上执行驱动控制；一个构成电机控制部的从动控制器2s，用于在从动轴上的同步线性电机4s上执行驱动控制；一个主放大器3m以及一个从动放大器3s。主轴的同步线性马达4m包括一个定子5m和一个移动构件6m，其中，从动轴的同步线性电机4s包括一个定子5s和一个移动构件6s。定子5m或移动构件6m之一，和定子5s或移动构件6s之一分别安装有磁极，其余的安装有激励线圈。根据图1说明的实施例，定子5m和-->5s各自安装有磁极，并且移动构件6m和6s各自安装有激励线圈。此外，用于探测移动构件6m和6s的线性标度尺7m和7s分别固定在主轴和从动轴上。由线性标度尺7m和7s探测的位置和速度分别被反馈到主控制部2m和从动控制部2s上。另外，平台8作为被驱动对象被固定到移动构件6m和6s上。数字控制部1向主控制部2m和从动控制部2s输出移动命令。基于该移动命令，主控制部2m和从动控制部2s分别通过主放大器3m和从动放大器3s对同步线性电机4m和4s执行驱动控制，并且与固定在移动构件6m和6s上的平台8执行驱动控制实现同步。特别在本专利技术中，数字控制部1将用于磁极位置探测的磁极探测启动信号以及使PWM信号到达主放大器3m和从动放大器3s的能动信号输出到主控制部2m和从动控制部2s。主控制部2m和从动控制部2s将显示磁极位置探测在进行中的信号，将显示磁极位置探测完成的信号，甚至将从线性标度尺7m和7s反馈的位置反馈信息输出到数字控制部1。通过将磁极探测启动信号和能动信号输出到主控制部2m和从动控制部2s，数字控制部1控制由主控制部2m和从动控制部2s执行的探测磁极位置的过程。此外，基于主控制部2m和从动控制部2s送回的“探测在进行中”的信号以及位置反馈信号，数字控制部1在“磁极位置探测完成”信号被送回之前，监视探测磁极位置的操作，并且当确定操作异常时停止探测磁极位置的操作并且输出一个类似的警告。图2是一个显示管理和监视通过数字控制部1的处理器完成探测磁极位置操作过程的流程图。图2说明的例子可以应用于利用数字控制部1的各种系统，并且也可以设计为能够管理和监视磁极位置的探测，这种探测可以利用也可以不利用用于探测磁极位置的装置(传感器)，甚至在多个同步电机被相互连接的串联控制的情况下。一旦探测磁极位置的命令被输入数字控制部1，数字控制部1的处理-->器首先确定是否连接到数字控制部1的同步电机具有用于探测磁极位置的精确传感器(步骤100)。如果同步电机具有精确传感器，因为不需要进行探测磁极位置，从而终止处理过程。相反，如果同步电机没有安装探测磁极位置的精确传感器，处理器确定是否利用了多个同步电机驱动一个对象来执行驱动控制的串联控制(步骤101)。在图1显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制器，用于控制具有移动构件和静止构件的同步电机，所述的移动构件和静止构件之一安装有磁极，另一构件则安装有激励线圈，所述的控制器包括：　　　　电机控制部，用于驱动控制同步电机并且通过在预定的激励相激发激励线圈，利用用于探测移动构件的位置或速度的传感器探测相对于激励线圈的磁极位置；　　　　数字控制部，用来通过向所述的电机控制部发布命令进行数字控制，　　　　其中，所述的数字控制部将一个启动命令输出到所述的电机控制部来启动所述电机控制部进行磁极位置的探测，所述的电机控制部响应启动命令启动磁极位置的探测，并且通知所述数字控制部磁极位置探测状态，并且所述的数字控制部基于所述电机控制部通知的探测状态，确定正常完成或探测异常。

【技术特征摘要】
JP 2003-1-30 2003-217651.一种控制器，用于控制具有移动构件和静止构件的同步电机，所述的移动构件和静止构件之一安装有磁极，另一构件则安装有激励线圈，所述的控制器包括：电机控制部，用于驱动控制同步电机并且通过在预定的激励相激发激励线圈，利用用于探测移动构件的位置或速度的传感器探测相对于激励线圈的磁极位置；数字控制部，用来通过向所述的电机控制部发布命令进行数字控制，其中，所述的数字控制部将一个启动命令输出到所述的电机控制部来启动所述电机控制部进行磁极位置的探测，所述的电机控制部响应启动命令启动磁极位置的探测，并且通知所述数字控制部磁极位置探测状态，并且所述的数字控制部基于所述电机控制部通知的探测状态，确定正常完成或探测异常。2.根据权利要求1所述的控制器，其中当确定了探测异常时，所述数字控制部停止磁极位置的探测并发出一个警告。3.根据权利要求1所述的控制器，其中多个电机控制部用来分别驱动控制多个同步电机从而共同驱动一个驱动元件，并且所述的数字控制部可以向所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：置田肇，园田直人，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]