三相无刷伺服电动机制造技术

一种三相无刷伺服电动机，其特征是，磁铁单元在三相无刷伺服电动机中以转速旋转时，按照霍耳效应在三个霍耳装置中产生三相交流电信号。每个交流电信号中的直线上升部分和直线下降部分的倾角表示磁铁单元的转速，直线上升部分和直线下降部分从三相交流电信号抽出，产生间接表示转速的第一波形经加工的信号，第一波形经加工的信号经过微分产生直接表示转速的第二波形经加工的信号。因而，电动机转速可以保持在目标转速无需任何转速探测编码器。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三相无刷伺服电动机本专利技术一般涉及一种三相无刷伺服电动机，而更具体的涉及一种其中进行伺服控制以控制转速不易受干扰变化。在三相无刷伺服电动机中的转速(或转数)随扰动而改变。因此，传统三相无刷伺服电动机的转速总是用一个转速探测编码器来检测，并对施加在传统三相无刷伺服电动机上的电动机线圈电压进行控制以把转速调定到常值。图1是传统三相无刷电动机系统的立体图。如图1所示，传统三相无刷电动机10包括：一个三相无刷电动机11；一个转速探测编码器21，用以检测表示三相无刷电动机11中的特定转速的转速信号Sr；一个连接装置31，用以连接三相无刷电动机11与转速探测编码器21；一个频率到电压转换单元32，用以将由转速探测编码器21探测到的转速信号Sr的脉冲频率转换为转换后的转速信号Sc，该信号Sc表明不变电压值取决于特定转速的值；以及一个电动机驱动电路33用以将一个表示电动机线圈电压的电动机线圈电压信号Sv施加到三相无刷电动机11以将特定的转速控制到目标转速值，Sv的值按照由频率到电压转换单元32传输来的转换过的转速信号Sc和由三相无刷电动机11传输来的定时信号St来决定。三相无刷电动机11包括：一个轴12通过连接装置31连接到三相无刷电动机11与转速探测编码器21；一个包括N极和S极在外侧交错的若干磁铁呈扇形安排在轴12周围的磁铁单元13；三个电动机线圈14(14a、14b、14c)，围绕轴12，互相间电气角为120°，用以使磁铁单元13按照从电动机驱动电路33输出的电动机线圈电压信号Sv所-->引起的电磁效应绕轴12旋转；一个背轭15罩住磁铁单元13；以及三个霍耳装置16(16a、16b、16c)围绕轴12，互相间电气角为120°，用以按照由霍耳装置16和磁铁单元13间的互相作用所引起的霍耳效应感生出一个由相位互相错开电气角为120°的第一个交流电压信号、第二个交流电压信号和第三个交流电压信号所组成的三相交流电压信号，并向电动机驱动电路33输出所述三相交流电压信号作为定时信号St。转速探测编码器21包括：通过轴12随磁铁单元13一起转动的转盘22；转盘22中围绕轴12呈圆周安排的一组缝23；发光器件24，安排在转盘22上，用以发光以通过各缝23间歇地传出光线；受光装置25，安排在转盘22下，用以接收通过各缝23间歇地传出的光线并产生来自光束许多有规则间歇的脉冲的转速信号Sr，脉冲的频率表示由转速信号Sr表明的特定的转速。在上述结构中，当一个电动机线圈电压信号Sv从电动机驱动电路33施加到电动机线圈14时，磁铁单元13根据电磁效应以对应于由电动机线圈电压信号Sv所指示的电动机线圈电压的特定转速进行旋转。磁铁单元13的旋转通过轴12传输到转速探测编码器21，而转盘22以与磁铁单元13同样的特定转速旋转。因此，从发光器件24通过缝23发射到受光装置25的光以预先规定的时间间隔遮断，以规定的时间间隔产生许多通过缝23传输的光束，使在转速探测编码器21得到如图2(a)所示的转速信号Sr。在转速信号Sr中，以相应于特定转速的特定频率安排有许多脉冲。之后一个表示相应于磁铁单元13的特定转速的恒定电压的转换过的转速信号Sc由转速信号Sr产生在频率到电压转换单元32中，并输出到电动机驱动电路33。转换过的转速信号Sc如图2(b)所示。同样，在磁铁单元13以特定转速旋转时，按照与磁铁单元13交互作用引起的霍耳效应在每个霍耳元件中感应出一个电位差，每当磁铁单元13的N或S极经过霍耳元件16时所述电位差的电平就发生变化，而且在霍耳元件16中产生相位相差各120°电气角的三个交流电压作为三个交流电压信号Sav1、Sav2、Sav3，而且一个由这三个交流电压信号构成的三相交流电压信号施加到电动机驱-->动电路33作为定时设定信号St。定时设定信号St的波形图如图2(c)所示。之后，在电动机驱动电路33中，要施加到电动机线圈14的电动机线圈电压的定时按三相交流电压调整，而电动机线圈电压的电平按转换过的转速信号Sc调整。表示电动机线圈电压的电动机线圈电压Sv信号如图2(d)、2(e)、2(f)所示。如果转换过的转速信号Sc表示目标转速值，如图2(d)所示，则表示标准电动机线圈电压的电动机线圈电压信号Sv由电动机驱动电路33输出到电动机线圈14以使磁铁单元13以同样的特定转速旋转。然而，如果三相无刷电动机11中的转速因扰动而变化，则转换过的转速信号Sc不表示目标转速值。如果转换过的转速信号Sc表示高于目标转速值的特定转速，则需要将磁铁单元13的转速减低。因此，如图2(e)所示，表示低于标准的电动机线圈电压的电动机线圈电压信号Sv由电动机驱动电路33输出到电动机线圈14以使磁铁单元13以低于特定转速的转速旋转。相反，如果转换后的转速信号Sc表示低于目标转速值的特定转速，则需要将磁铁单元13的转速提高。因此，如图2(f)所示，表示高于标准的电动机线圈电压的电动机线圈电压Sv由电动机驱动电路33输出到电动机线圈14以使磁铁单元13以高于特定转速的转速旋转。因而，因为磁铁单元13的转速通过用转速探测编码器21、频率到电压转换单元32与电动机驱动电路33控制到目标转速值，故三相无刷电动机11中的转速可以保持在常值。然而，要控制磁铁单元13的转速，需要转速探测编码器21。因而，因为转速探测编码器21很贵，就有一个传统三相无刷电动机10不能廉价制造的问题。此外，因为转速探测编码器21很重，就有一个传统三相无刷电动机10转动惯量大的问题。而且，因为转速探测编码器21尺寸大，就有一个传统三相无刷电动机10不能制成小型的问题。本专利技术的一个目的是适当考虑这种传统的三相无刷伺服电动机的缺点，提供一种尺寸小，转动惯量小，以低价制造的三相无刷电动机。本专利技术的目的通过提供一种三相无刷电动机来达到，其中包括：以特定速度进行驱动操作的无刷电动机；用以将驱动信号施加到无刷电动机以使无刷电动机进行所述驱动操作的电动机驱动装置；-->用以按照无刷电动机的所述驱动操作产生由相位错开各120°电气角的第一交流电压信号、第二交流电压信号第三交流电压信号组成的三相交流信号的三相交流信号产生装置，该三相交流信号的一个特定的部分间接指示特定的速度；用以加工由三相交流信号产生装置所产生的三相交流信号以从三相交流信号的特定部分生成经加工的速度信号的波形处理装置，经加工的速度信号直接指示特定的速度；和用以控制电动机驱动装置以便根据波形加工装置所产生的经加工的速度信号调整施加到无刷电动机的驱动信号的速度控制装置，从而将无刷电动机所进行的驱动操作的特定速度调整到目标速度；在以上的结构中，当电动机驱动装置施加一个驱动信号到元刷电动机时，无刷电动机就在特定的速度进行驱动操作。在这种情况下，特定的速度非所希望地由扰动改变而偏离目标速度。因而需要在一个伺服控制装置中把特定的速度调节到目标速度。在伺服控制装置中，当无刷电动机进行驱动操作时，相位相差各120°电气角的三个交流信号在三相交流信号产生装置中在三个交流电压信号的一个特定的部分间接指示特定的速度条件下产生作为三个交流电压信号，例如，第一交流信号的一个特定的部分的倾角、第二交流信号的一个特定的部分的倾角、第三交流信号的一个特定的部分的倾角分别表示特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相无刷伺服电动机，包括：一种无刷电动机，用以执行特定速度的驱动操作；电动机驱动装置，用以将驱动信号施加到无刷电动机以使无刷电动机执行驱动操作；三相交流信号发生装置，用以根据无刷电动机的驱动操作产生相差各１２０°电气角的第一 个交流电压信号、第二个交流电压信号和第三个交流电压信号组成的三相交流信号，三相交流信号的特定部分间接表示特定的速度；波形加工装置，用以加工由三相交流信号发生装置所产生的三相交流信号，以从三相交流信号的特定部分产生经加工的速度信号，经加工 的速度信号直接表示特定的速度；以及速度控制装置，用以控制电动机驱动装置，以便按照由波形加工装置所产生的经加工的速度信号调整施加到无刷电动机的驱动信号从而把由无刷电动机所执行的驱动操作中的特定速度调整到目标速度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1998-6-8 159646/981．一种三相无刷伺服电动机，包括：一种无刷电动机，用以执行特定速度的驱动操作；电动机驱动装置，用以将驱动信号施加到无刷电动机以使无刷电动机执行驱动操作；三相交流信号发生装置，用以根据无刷电动机的驱动操作产生相差各120°电气角的第一个交流电压信号、第二个交流电压信号和第三个交流电压信号组成的三相交流信号，三相交流信号的特定部分间接表示特定的速度；波形加工装置，用以加工由三相交流信号发生装置所产生的三相交流信号，以从三相交流信号的特定部分产生经加工的速度信号，经加工的速度信号直接表示特定的速度；以及速度控制装置，用以控制电动机驱动装置，以便按照由波形加工装置所产生的经加工的速度信号调整施加到无刷电动机的驱动信号从而把由无刷电动机所执行的驱动操作中的特定速度调整到目标速度。2．根据权利要求1所述的三相无刷伺服电动机，其中组成由三相交流信号发生装置所产生的三相交流信号的每个交流信号对三相交流信号的每个周期分成六个加工时间单元的六个子信号，所述波形加工装置包括：算术逻辑执行装置，用以在每个加工时间单元执行如下判断：第一个判断，判断第一个交流信号的电平A是否高于第二个交流信号的电平B；第二个判断，判断第二个交流信号的电平B是否高于第三个交流信号的电平C，以及第三个判断，判断第三个交流信号的电平C是否高于第一个交流信号的电平A，如果符合A＞B和C＞A，而不符合B＞C，则抽出第一个交流信号的子信号，如果符合A＞B，而不符合B＞C或C＞A，则抽出第三个交流信号的子信号并倒相，如果符合A＞B和B＞C，而不符合C＞A，则抽出第二个交流信号的子信号，如果符合B＞C，而不符合A＞B或C＞A，则抽出第一个交流信号的子信号并倒相，如果符合B＞C和C＞A，而不符合A＞B，则抽出第三个交流信号的子信号，如果符合C＞A，而不符合A＞B或B＞C，则抽出第二个交流信号的子信号并倒相，并将抽出的和抽出并倒相的子信号以三相交流信号的每个周期抽出次序串联以产生第一个波形经加工的信号，抽出的和抽出并倒相的子信号对应于三相交流信号的特定部分，而抽出的和抽出并倒相的子信号的倾角表示特定的速度；以及微分装置，用以将由算术逻辑执行装置所产生的第一个波形经加工的信号微分以产生经加工的速度信号。3．根据权利要求1所述的一种三相无刷伺服电动机，其中组成由三相交流信号发生装置所产生的三相交流信号的每个交流信号对三相交流信号的每个周期分成六个加工时间单元的六个子信号，而波形加工装置包括：算术逻辑执行装置，用以在每个加工时间单元检验第一个交流信号的电平A，第二个交流信号的电平B和第三个交流信号的电平C之间的大小关系，如果C＞A＞B，则抽出第一个交流信号的子信号，如果A＞C＞B，则抽出第三个交流信号的子信号并倒相，如果A＞B＞C，则抽出第二个交流信号的子信号，如...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田穰二，田村一成，川又忠雄，脇山浩二，樋口和贵，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]