三相信号发生装置及三相信号发生方法制造方法及图纸

本发明专利技术的三相信号发生装置的一个方面包括：输出第一信号的第一磁传感器；输出相对于第一信号具有

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三相信号发生装置及三相信号发生方法


[0001]本专利技术涉及三相信号发生装置和三相信号发生方法
。

技术介绍

[0002]以往，作为能够准确控制旋转位置的电动机，已知具备光学编码器
、
旋转变压器等绝对角位置传感器的结构
。
但是，绝对角位置传感器是大型，且高成本的
。
因此，专利文献1公开了一种基于使用廉价且小型的3个磁传感器生成的三相信号来推定电动机的旋转位置的方法
。
现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本专利第
6233532
号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0004]根据上述专利文献1记载的位置推定方法，使用3个磁传感器生成旋转位置的推定所需的三相信号，但是期望一种能够以更廉价且小型的装置结构实现三相信号的生成的技术
。
用于解决技术问题的技术手段
[0005]本专利技术的三相信号发生装置的一个方面包括：第一磁传感器，该第一磁传感器与旋转的磁体相对，并输出表示磁场强度的第一信号；第二磁传感器，该第二磁传感器与所述磁体相对，并输出相对于所述第一信号具有
120
°
电气角的相位延迟的第二信号；以及信号处理部，该信号处理部用于处理所述第一信号和所述第二信号，所述信号处理部执行：第一处理，该第一处理通过对所述第一信号和所述第二信号进行数字转换，来获取所述第一信号的瞬时值和所述第二信号的瞬时值；第二处理，该第二处理通过从所述第一信号的瞬时值减去所述第二信号的瞬时值，来计算所述第一信号中包含的第一基波信号和所述第二信号中包含的第二基波信号的合成信号的瞬时值；第三处理，该第三处理基于所述合成信号的瞬时值和预先准备的所述合成信号的范数来计算所述合成信号的偏角；以及第四处理，该第四处理基于所述合成信号的偏角
、
所述合成信号的范数
、
预先准备的所述合成信号和所述第一基波信号之间的相位差，来计算与所述合成信号具有正交关系的第三基波信号的瞬时值
。
[0006]本专利技术的三相信号发生方法的一个方面是使用：第一磁传感器，该第一磁传感器与旋转的磁体相对，并输出表示磁场强度的第一信号；以及第二磁传感器，该第二磁传感器与所述磁体相对并输出相对于第一信号具有
120
°
电气角的相位延迟的第二信号，并且该三相信号发生方法包括：第一步骤，该第一步骤中通过对所述第一信号和所述第二信号进行数字转换，来获取所述第一信号的瞬时值和所述第二信号的瞬时值；第二步骤，该第二步骤中通过从所述第一信号的瞬时值减去所述第二信号的瞬时值，来计算所述第一信号中包含
是产生三相的基波信号的装置，该三相的基波信号用于表示根据电动机
100
的旋转位置
(
旋转角
)
而变化的磁场强度
。
在本实施方式中，三相的基波信号是指在电气角上彼此具有
120
°
相位差的3个基波信号
。
[0010]在本实施方式中，电动机
100
例如是内转子型三相无刷
DC
电动机
。
电动机
100
具有转轴
110
和传感器磁体
120。
转轴
110
是安装到电动机
100
的转子的旋转轴
。
电动机
100
的旋转位置是指转轴
110
的旋转位置
。
[0011]传感器磁体
120
是安装在转轴
110
上，并与转轴
110
同步旋转的圆盘状磁体
。
传感器磁体
120
具有
P
个
(P
为2以上的整数
)
磁极对
。
在本实施方式中，作为一个示例，传感器磁体
120
具有4个磁极对
。
另外，磁极对是指成对的
N
极和
S
极
。
也就是说，在本实施方式中，传感器磁体
120
具有4对
N
极和
S
极，并且合计具有8个磁极
。
[0012]三相信号发生装置1包括第一磁传感器
10、
第二磁传感器
20、
信号处理部
30。
尽管在图1中省略图示，但是电动机
100
上安装有电路基板，第一磁传感器
10、
第二磁传感器
20
和信号处理部
30
配置在电路基板上
。
传感器磁体
120
配置在不与电路基板发生干涉的位置处
。
传感器磁体
120
可以配置在电动机
100
的壳体的内部或壳体的外部
。
[0013]第一磁传感器
10
和第二磁传感器
20
配置在电路基板上且处于与传感器磁体
120
相对的状态
。
在本实施方式中，第一磁传感器
10
和第二磁传感器
20
沿着传感器磁体
120
的旋转方向
CW
以
30
°
间隔配置在电路基板上
。
例如，第一磁传感器
10
和第二磁传感器
20
分别是包括例如霍尔元件或线性霍尔
IC
等磁阻元件的模拟输出型的磁传感器
。
第一磁传感器
10
和第二磁传感器
20
分别输出表示根据转轴
110
的旋转位置即传感器磁体
120
的旋转位置而变化的磁场强度的模拟信号
。
[0014]从第一磁传感器
10
和第二磁传感器
20
输出的模拟信号的一个电气角周期相当于一个机械角周期的
1/P。
在本实施方式中，由于传感器磁体
120
的极对数
P
为“4”，因此各个模拟信号的一个电角周期相当于一个机械角周期的
1/4
，即相当于
90
°
的机械角
。
此外，从第二磁传感器
20
输出的模拟信号相对于从第一磁传感器
10
输出的模拟信号具有电气角
120
°
的相位延迟
。
[0015]以下，将从第一磁传感器
10
输出的模拟信号称为第一信号
Hu
′
，将从第二磁传感器
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种三相信号发生装置，其特征在于，包括：第一磁传感器，该第一磁传感器与旋转的磁体相对，并输出表示磁场强度的第一信号；第二磁传感器，该第二磁传感器与所述磁体相对，并输出相对于所述第一信号具有
120
°
电气角的相位延迟的第二信号；以及信号处理部，该信号处理部用于处理所述第一信号和所述第二信号，所述信号处理部执行：第一处理，该第一处理通过对所述第一信号和所述第二信号进行数字转换，来获取所述第一信号的瞬时值和所述第二信号的瞬时值；第二处理，该第二处理通过从所述第一信号的瞬时值减去所述第二信号的瞬时值，来计算所述第一信号中包含的第一基波信号和所述第二信号中包含的第二基波信号的合成信号的瞬时值；第三处理，该第三处理基于所述合成信号的瞬时值和预先准备的所述合成信号的范数来计算所述合成信号的偏角；以及第四处理，该第四处理基于所述合成信号的偏角
、
所述合成信号的范数
、
预先准备的所述合成信号和所述第一基波信号之间的相位差，来计算与所述合成信号具有正交关系的第三基波信号的瞬时值
。2.
如权利要求1所述的三相信号发生装置，其特征在于，在将所述合成信号的偏角设为将所述合成信号的瞬时值设为
Huv
，并且将所述合成信号的范数设为
||Huv||
的情况下，所述信号处理部在所述第三处理中，基于下式
(12)
计算所述合成信号的偏角并通过对计算出的偏角进行扩展处理，来获取包含在
‑
180
°
以上且小于
180
°
的范围内的偏角
θ
，
[
数学式
1]
其中，
3.
如权利要求2所述的三相信号发生装置，其特征在于，在将所述合成信号和所述第一基波信号之间的相位差设为并且将所述第三基波信号的瞬时值设为
Hw
的情况下，所述信号处理部在所述第二处理中，基于预先准备的使所述第一信号的振幅值和所述第二信号的振幅值相等的振幅校正值，来校正所述第一信号的瞬时值和所述第二信号的瞬时值中的至少一方，所述信号处理部在所述第四处理中，通过将所述合成信号的范数
||Huv||、
所述相位差所述偏角
θ
代入下式
(13)
，来计算所述第三基波信号的瞬时值，
[
数学式
2]
其中，
4.
如权利要求1至3中任一项所述的三相信号发生装置，其特征在于，所述信号处理部还执行：第五处理，该第五处理基于所述第一信号的瞬时值
、
所述第二信号的瞬时值
、
以及所述第三基波信号的瞬时值，来计算所述第一信号以及所述第二信号中包含的同相信号的瞬时值；第六处理，该第六处理通过从所述第一信号的瞬时值减去所述同相信号的瞬时值，来计算所述第一基波信号的瞬时值；以及第七处理，该第七处理通过从所述第二信号的瞬时值减去所述同相信号的瞬时值，来计算所述第二基波信号的瞬时值
。5.
如权利要求4所述的三相信号发生装置，其特征在于，在将所述第一信号的瞬时值设为
Hu
′
，将所述第二信号的瞬时值设为
Hv
′
，将所述第三基波信号的瞬时值设为
Hw
，并且将所述同相信号的瞬时值设为
N
的情况下，所述信号处理部在所述第五处理中，基于下式
(14)
和下式
(15)
计算所述同相信号的瞬时值，
[
数学式
3]Hw
’
＝
‑
(Hu
’
+Hv
’
)
···
(14)N
＝
‑
(Hw
’‑
Hw...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田淳，
申请(专利权)人：尼得科株式会社，
类型：发明
国别省市：