[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及进行定位控制的电动机控制装置。

背景技术

在测量器、监视照相机、半导体的制造装置、检查装置等中，需要进行高精度的定位控制。另外，作为社会背景，有使用电池的产品增加的倾向，提高了对高效率运转和高精度的定位运转双方的需求。一般的定位控制装置具备：根据位置偏差，生成电动机的指令旋转速度的位置反馈循环；根据速度偏差，生成电动机的指令电流或指令电压的速度反馈循环。

在专利文献1中，记载了预先作成绝对位置定位控制用的修正数据，将该修正数据与目标位置相加，生成对伺服电动机的指令值的定位控制装置。通过在每个规定的角度对伺服电动机进行定位，用高分辨率编码器测量进行该定位时的绝对位置，根据该高分辨率编码器的位置数据和伺服电动机的编码器的位置数据得到误差角度数据，而作成修正数据。

专利文献1：特开2005-292898号公报

在定位控制中，通过使用了处理器的数字控制对电动机进行控制。在该情况下，在处理器的硬件结构的基础上，对数据分辨率(数据长度)和PWM控制电路中的信号波的分辨率存在上限，因此针对对电动机的输出转矩的分辨率也产生上限。其结果是无论怎样提高编码器等位置检测装置的分辨率，在现有的电动机控制装置中，也难以进行例如秒(″)级别的角度精度的定位。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于：提供一种能够进行高精度的定位控制的电动机控制装置。

为了达到上述目的，权利要求1的电动机控制装置的特征在于包括：检测无刷DC电动机的旋转位置的旋转位置检测单元；检测上述无刷DC电动机的电流的电流检测单元；使用控制相位角对由该电流检测单元检测出的电流进行旋转座标变换，求出作为磁通方向成分的d轴电流和作为与之正交的转矩方向成分的q轴电流的座标变换单元；根据指令d轴电流与由上述电流检测单元检测出的d轴电流的差，生成指令d轴电压，根据指令q轴电流与由上述电流检测单元检测出的q轴电流的差，生成指令q轴电压的电流控制单元；使用上述控制相位角对上述指令d轴电压和上述指令q轴电压进行旋转座标变换，生成3相指令电压的座标变换单元；根据上述3相指令电压，形成3相通电信号的通电信号形成单元；在定位运转中，将上述指令d轴电流保持为一定值，将上述指令q轴电流保持为0，与目标的停止旋转位置和由上述旋转位置检测单元检测出的旋转位置的差对应地控制上述控制相位角的位置控制单元(基于相位控制的定位控制：电流控制型)。

权利要求2记载的电动机控制装置的特征在于：在定位运转中，将上述指令d轴电压保持为一定值，将上述指令q轴电压保持为0，与上述目标的停止旋转位置和由上述旋转位置检测单元检测出的旋转位置的差对应地控制上述控制相位角的位置控制单元(基于相位控制的定位控制：电压控制型)。

权利要求3记载的电动机控制装置的特征在于：在定位运转中，将上述指令d轴电流保持为一定值，将上述指令q轴电流保持为0，将上述控制相位角保持为一定值，根据上述目标的停止旋转位置与由上述旋转位置检测单元检测出的旋转位置的差，求出各相的电压修正值，根据该电压修正值修正上述3相指令电压的位置控制单元(基于相电压修正的定位控制：电流控制型)。

权利要求4记载的电动机控制装置的特征在于：在定位运转中，将上述指令d轴电压保持为一定值，将上述指令q轴电压保持为0，将上述控制相位角保持为一定值，根据上述目标的停止旋转位置与由上述旋转位置检测单元检测出的旋转位置的差，求出各相的电压修正值，根据该电压修正值修正上述3相指令电压的位置控制单元(基于相电压修正的定位控制：电压控制型)。

根据本发明的电动机控制装置，在使d轴的电流/电压成分为一定，q轴的电流/电压成分为0的基础上，根据位置偏差直接控制控制相位，因此能够将位置分辨率提高到与控制相位具有的高分辨率同等的程度。另外，在使d轴的电流/电压成分为一定，q轴的电流/电压成分为0，并使控制相位一定的基础上，根据位置偏差修正并控制各相的电压，因此能够得到与该各相的电压修正状态对应的微小的旋转角，能够提高位置分辨率。

附图说明

图1是本发明的实施例1的基于相位控制的定位控制的系统结构图。

图2是基于速度控制的定位控制的系统结构图。

图3是定位控制的流程图。

图4是表示本发明的实施例2的与图1对应的图。

图5是与图2对应的图。

图6是表示本发明的实施例3的与图1对应的图。

图7是与图3对应的图。

图8是表示相位角与修正的相电压的对应关系的图。