磁极位置检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于得到一种磁极位置检测装置，其即使将２个磁传感器以任意间隔配置，也可以正确地取得磁极位置，将沿电动机的磁极排列方向隔着规定间隔（Ｌ）配置的２个磁传感器的各传感器输出（ａ、ｂ）、以及２个传感器输出（ａ、ｂ）之间的相位差（φ）作为输入，在ｓｉｎφ＞δ的情况下，将ａ.ｓｉｎφ除以ｂ－ａ.ｃｏｓφ而求出ｔａｎθ，输出磁极位置θ＝ｔａｎ－１｛ａ.ｓｉｎφ／（ｂ－ａ.ｃｏｓφ）｝。另外，在ｓｉｎφ≤δ的情况下，由于ａ＝ｓｉｎθ，ｂ＝ｃｏｓ（θ＋φ），所以输出磁极位置θ＝｛ｓｉｎ－１（ａ）＋ｃｏｓ－１（ｂ）－φ｝／２。由于φ＝２π×Ｌ／（磁极间距或极数），所以通过将φ用作针对２个传感器输出（ａ、ｂ）的校正系数，从而在间隔（Ｌ）与理论值不同的情况下，可以消除磁极位置误差。即，可以以任意间隔配置２个磁传感器。

【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对电动机的可动部所位于的磁极位置进行检测的磁极位置检测 装置及方法。
技术介绍
对于电动机的磁极构造，在线性电动机中，是将多个一定长度(磁极间距)的磁铁 以极性交替变化的方式排列为直线状的构造，在旋转电动机(无刷电动机等)中，是将规定 数量的极性交替变化的磁极排列为环状而构成规定极数的构造。在线性电动机及旋转电动机(无刷电动机等)中，为了检测可动部所位于的磁极 位置处的磁性，沿电动机的磁极排列方向隔着一定间隔配置大于或等于2个的磁传感器， 其检测与磁极产生的磁束的距离对应的变化量。磁极位置检测装置是一种下述的装置，即，基于上述大于或等于2个的磁传感器 中的2个磁传感器的传感器输出之间的相位差，对可动部所位于的磁极位置进行运算检 测。在线性电动机中搭载有磁极位置检测装置，其用于得到可动部在磁铁排列方向上 移动时，位于磁极间距内的哪个位置(磁极位置)处的位置信息。即，线性电动机所使用的 磁极位置检测装置在装置内具有2个磁传感器。另一方面，在旋转电动机中成为下述结构， 即，大于或等于2个的磁传感器作为该电动机的构成部分的一部分，磁极位置检测装置设 置在该电动机的外部。另外，对于2个磁传感器的配置间隔，在现有技术中，以使传感器输出之间的相位 差成为90度的方式配置2个磁传感器(例如专利文献1、2等)。如果形成上述配置，以线性电动机的例子进行说明，则在2个磁传感器的配置间 隔L和磁极间距PIT之间，下述关系成立。权利要求一种磁极位置检测装置，其基于沿电动机的磁极排列方向隔着规定间隔配置的大于或等于2个磁传感器中，2个磁传感器的传感器输出之间的相位差，对可动部所位于的磁极位置进行运算检测，其特征在于，具有第1运算系统和第2运算系统，在将所述2个传感器输出中的超前相侧传感器输出设为a，将滞后相侧传感器输出设为b，将所述相位差设为φ时，第1运算系统对所述相位差的正弦值大于判定阈值的情况下的磁极位置θ，进行θ＝tan 1{(a·sinφ/(b a·cosφ)}的运算而进行检测，第2运算系统对所述相位差的正弦值小于判定阈值的情况下的磁极位置θ，进行θ＝{sin 1(a)+sin 1(b) φ}/2的运算而进行检测。2.根据权利要求1所述的磁极位置检测装置，其特征在于， 所述第1运算系统具有第1乘法器，其使所述2个传感器输出中的超前相侧传感器输出乘以所述相位差的正 弦值；第2乘法器，其使所述超前相侧传感器输出乘以所述相位差的余弦值；第1减法器， 其从所述2个传感器输出中的滞后相侧传感器输出中减去所述第2乘法器的输出值；除法 器，其将所述第1乘法器的输出值除以所述减法器的输出值；以及第1角度运算器，其求出 所述除法器输出的正切值的反正切值，并将该值作为所述磁极位置而输出， 所述第2运算系统具有第2角度运算器，其求出所述超前相侧传感器输出的反正弦值；第3角度运算器，其求 出所述滞后相侧传感器输出的反正弦值；第2减法器，其从第3角度运算器的输出值中减去 所述相位差；加法器，其将所述第2角度运算器的输出值和所述第2减法器的输出值相加； 以及第3乘法器，其将所述加法器的输出值乘以1/2而得到的值，作为所述磁极位置而输出。3.根据权利要求1或2所述的磁极位置检测装置，其特征在于，具有相位差运算部，其进行(2 π X所述2个磁传感器的配置间隔)/(磁极间距或极 数)的运算而求出所述相位差，对于所述配置间隔，在所述运算检测出的磁极位置存在误差的情况下，使用实际测定 的配置间隔或根据磁极位置误差波形的振幅值推定的配置间隔。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的磁极位置检测装置，其特征在于，在所述2个磁传感器中追加大于或等于1个磁传感器，通过多个磁传感器的组合而检 测所述磁极位置。5.一种磁极位置检测方法，其特征在于， 包括下述工序第1工序，在该工序中，针对沿电动机的磁极排列方向隔着规定间隔配置的大于或等 于2个磁传感器中的2个磁传感器的传感器输出之间的相位差，进行(2 π X所述2个磁传 感器的配置间隔)/(磁极间距或极数)的运算而求出该相位差；第2工序，在该工序中，判定所述相位差的正弦值和判定阈值之间的大小关系；第3工序，在该工序中，在所述第2工序中的判定结果为所述相位差的正弦值大于判定 阈值的情况下，对由下述分子和分母形成的正切值的反正切值进行运算检测而作为第1磁 极位置，其中，分子为，将所述2个磁传感器的传感器输出中的超前相侧传感器输出乘以所 述相位差的正弦值而得到的值，分母为，从所述2个磁传感器的传感器输出中的滞后相侧 传感器输出中，减去使所述超前相侧传感器输出乘以所述相位差的余弦值所得到的值而得 到的值；以及第4工序，在该工序中，在所述第2工序中的判定结果为所述相位差的正弦值小于判定 阈值的情况下，从所述超前相侧传感器输出的反正弦值和所述滞后相侧传感器输出的反正 弦值的和中，减去所述相位差而得到的值的一半的值进行运算检测，而作为第2磁极位置。6.根据权利要求5所述的磁极位置检测方法，其特征在于， 包括下述工序在所述运算检测出的磁极位置存在误差的情况下，对所述2个磁传感器的配置间隔进 行实际测定、或者根据磁极位置误差波形的振幅值进行推定的工序；以及将所述实际测定的配置间隔或所述推定的配置间隔应用于所述第1工序中的工序。全文摘要本专利技术的目的在于得到一种磁极位置检测装置，其即使将2个磁传感器以任意间隔配置，也可以正确地取得磁极位置，将沿电动机的磁极排列方向隔着规定间隔(L)配置的2个磁传感器的各传感器输出(a、b)、以及2个传感器输出(a、b)之间的相位差(φ)作为输入，在sinφ＞δ的情况下，将a·sinφ除以b-a·cosφ而求出tanθ，输出磁极位置θ＝tan-1{a·sinφ/(b-a·cosφ)}。另外，在sinφ≤δ的情况下，由于a＝sinθ，b＝cos(θ+φ)，所以输出磁极位置θ＝{sin-1(a)+cos-1(b)-φ}/2。由于φ＝2π×L/(磁极间距或极数)，所以通过将φ用作针对2个传感器输出(a、b)的校正系数，从而在间隔(L)与理论值不同的情况下，可以消除磁极位置误差。即，可以以任意间隔配置2个磁传感器。文档编号H02K29/08GK101990733SQ20088012857公开日2011年3月23日 申请日期2008年4月9日 优先权日2008年4月9日专利技术者佐野修也, 荒川丈昌 申请人:三菱电机株式会社本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁极位置检测装置，其基于沿电动机的磁极排列方向隔着规定间隔配置的大于或等于２个磁传感器中，２个磁传感器的传感器输出之间的相位差，对可动部所位于的磁极位置进行运算检测，其特征在于，具有第１运算系统和第２运算系统，在将所述２个传感器输出中的超前相侧传感器输出设为ａ，将滞后相侧传感器输出设为ｂ，将所述相位差设为φ时，第１运算系统对所述相位差的正弦值大于判定阈值的情况下的磁极位置θ，进行θ＝ｔａｎ↑［－１］｛（ａ.ｓｉｎφ／（ｂ－ａ.ｃｏｓφ）｝的运算而进行检测，第２运算系统对所述相位差的正弦值小于判定阈值的情况下的磁极位置θ，进行θ＝｛ｓｉｎ↑［－１］（ａ）＋ｓｉｎ↑［－１］（ｂ）－φ｝／２的运算而进行检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：荒川丈昌，佐野修也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]