[发明专利]永磁同步电动机的控制装置、控制方法、以及图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及永磁同步电动机的控制装置、控制方法、以及图像形成装置。

背景技术

一般而言，永磁同步电动机(PMSM：Permanent Magnet Synchronous Motor)具备具有绕线的定子和使用了永磁铁的转子，通过在绕线流通交流电流使旋转磁场产生，使转子与其同步地旋转。根据将交流电流作为d－q坐标系的矢量的成分进行控制的矢量控制，能够使其高效并顺畅地旋转。

近年，广泛地使用无传感器型的永磁同步电动机。无传感器型不具有用于检测磁极位置的磁传感器、编码器。因此，无传感器型的永磁同步电动机的矢量控制使用基于绕线的电流或者电压推定转子的磁极位置以及旋转速度的方法。但是，在旋转的开始时以及停止时那样旋转速度较小的情况下，不能够以规定的精度推定磁极位置以及旋转速度，所以在该情况下不推定磁极位置以及旋转速度而进行使规定的磁场产生的控制。

作为使转子停止的控制，有为了停止电流的供给从永磁同步电动机取出能量而使驱动电路的电流路径短路的短路制动控制、以及仅停止电流的供给的自由运转控制等。

但是，在通过这些控制使转子停止的情况下，由于负载或者惯性力的偏差等的影响，转子停止的位置并不固定。因此，在使转子停止之后重新开始旋转时，必须利用某种方法推定停止状态的磁极位置，而旋转的开始延迟推定所需要的时间。另外，不能够将无传感器型的永磁同步电动机使用于需要在停止时将负载定位在规定的停止位置的用途。

作为用于使无传感器型的永磁同步电动机的转子停止到所希望的位置的现有技术，有与线性同步电动机的控制有关的专利文献1所记载的技术。专利文献1公开了生成与从上位控制装置连续地给予的位置指令对应的连续地变化的d轴的电角，并以在d轴电枢流过电流并且在q轴电枢不流过电流的方式，控制在电枢流过的电流。

专利文献1：日本专利第5487105号公报

上述的专利文献1的技术用于驱动由直行的可动元件和遍及其移动范围的全长的定子构成的线性同步电动机，以给予时时刻刻指定移动中的可动元件的位置的位置指令为前提。

因此在该情况下，需要使指定可动元件的位置的位置指令连续地产生，为此的控制变得复杂。

在使永磁同步电动机的转子停止的情况下，优选该停止位置能够小幅度地细致地设定。换句话说，停止位置的设定中的选择项与例如机械角每隔60°的六个大致的位置相比，每隔1°的360个细致的位置更好。若为无级则更好。若能够细致地或者无级地设定，则能够以所需最小限度的时间使转子停止到所希望的位置。另外，在停止时定位负载的情况下，能够以较高的精度定位在所希望的位置。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题而完成的，目的在于提供能够使永磁同步电动机的转子停止到所希望的位置的控制装置以及控制方法。

本发明的实施方式所涉及的控制装置是使用了永磁铁的转子通过在绕线流过的电流所引起的旋转磁场而旋转的永磁同步电动机的控制装置，具有：驱动部，其在上述绕线流通电流来驱动上述转子；推定部，其基于在上述绕线流通的电流推定上述转子的磁极位置；以及控制部，其以生成基于推定出的上述磁极位置的上述旋转磁场的方式控制上述驱动部，并且若被输入停止指令则控制上述驱动部以使上述转子停止，作为使上述转子停止的控制，上述控制部基于推定出的最新的磁极位置决定生成使上述转子的磁极位置牵引至停止位置并使其停止的磁场矢量的电流，并控制上述驱动部在上述绕线持续流通决定的电流。

根据本发明，能够提供能够使永磁同步电动机的转子停止到所希望的位置的控制装置以及控制方法。

附图说明

图1是表示具备本发明的一实施方式所涉及的马达控制装置的图像形成装置的构成的概要的图。

图2是示意地表示无刷马达的构成的图。

图3是表示无刷马达的d－q轴模型的图。

图4是表示马达控制装置的功能构成的一个例子的图。

图5是表示马达驱动部以及电流检测部的构成的例子的图。

图6是表示停止时的驱动时序的例子的图。

图7是表示用于使转子停止的磁场矢量的设定的例子的图。

图8是表示与磁场矢量对应的电流矢量的例子的图。

图9是表示通过固定励磁控制停止为止的过程中的转子以及磁场矢量的状态的例子的图。

图10是表示马达控制装置中的速度控制部、存储部、电流控制部、以及输出坐标转换部的构成的例子的图。

图11是表示停止时的驱动时序的其它的例子的图。