专利名称：驱动具有多个线圈的电动机的电动机驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动具有多个线圈的电动机的电动机驱动系统。
背景技术：
在用逆变器装置(伺服放大器)驱动控制大容量的电动机的场合，需要大容量的逆变器装置。但是，因为存在构成逆变器装置的元件的制约，所以要构成控制大容量的电动 机的一个逆变器装置是困难的。因此，像在特开2005-86918号公报中公开的那样，一般代 之以使用并联的多个小容量的逆变器装置。图4是在如特开2005-86918号公报中所示那样的现有技术中的一个电动机驱动 系统的框图。图4所示的电动机驱动系统100主要包含有具有多个线圈的大容量的电动机 110 ；检测电动机110的转子的位置的电动机位置检测器120 ；和由互相连接的多个放大器 200a 200η组成的放大器组140。进而，各放大器200a 200η分别包含有逆变器210a 210η。如图所示，电动机110通过动力电缆400a 400η连接到各个放大器200a 200η。 进而，从电动机位置检测器120伸出的位置反馈电缆410在中途分支，连接全部的放大器 200a 200η。电动机驱动系统100还包含数值控制装置130。在数值控制装置130中，向轴控制 部310a 310η输入由主处理器300生成的电动机110的轴的位置指令。轴控制部310a 310η生成PWM(脉冲宽度调制)指令(电压指令)，通过串行总线控制电路320以及串行 通信电缆420供给一个放大器200a。因为放大器200a 200η互相连接。所以各放大器 200a 200η的逆变器210a 210η根据PWM指令驱动电动机110。但是，如图4所示，在驱动单一电动机110的场合，只能得到单一的转子位置检测 信号。因此，在现有技术中，为了将单一的转子位置检测信号供给全部放大器200a 200η 的每一个，需要把位置反馈电缆410分支到全部放大器200a 200η。这样的位置反馈电缆 410的配线作业复杂，由于要花费非常多的劳力以及时间，所以成本也高。另外，图5是现有技术中的另外的电动机驱动系统的框图。图5表示的电动机驱 动系统100，，轴控制部310a 310η的每一个被包含在了对应的放大器200a 200η中， 在这一点上，与图4表示的电动机驱动系统100不同。即使在图5表示的电动机驱动系统 100’中，因为也只能得到单一的转子位置检测信号，所以和上述同样，需要把位置反馈电缆 410分支到全部放大器200a 200η。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的是提供一种电动机驱动系统，其不需 要复杂的结构，而能够通过多个逆变器部驱动大容量的电动机。为实现上述目的，根据第一形式，提供一种电动机驱动系统，其用于驱动具有多个 线圈的电动机，具有输出位置指令的数值控制装置；使用所述位置指令输出PWM指令的多个轴控制部；根据该多个轴控制部的每一个的所述PWM指令使在所述线圈的每一个中流过 电流，同时在所述多个线圈的每一个上连接的多个电流供给部；检测所述电动机的转子位 置输出转子位置检测信号的电动机位置检测器；把从该电动机位置检测器输出的所述转子 位置检测信号供给所述多个电流供给部中的一个电流供给部的第一信号供给部；和把通过 该第一信号供给部供给的所述转子位置检测信号供给与所述一个电流供给部对应的轴控 制部的第二信号供给部，所述对应的轴控制部，根据从所述一个电流供给部通过所述第二 信号供给部供给所述对应的轴控制部的所述转子位置检测信号和所述位置指令输出所述 PWM指令，其余的轴控制部，根据从所述对应的轴控制部供给所述其余的轴控制部的所述转 子位置检测信号和所述位置指令输出所述PWM指令。
根据第二形式，在第一形式中，所述多个轴控制部的每一个被纳入到所述数值控 制装置中。根据第三形式，在第一形式中，所述多个轴控制部被纳入到对应的所述电流供给 部的每一个中。根据第四形式，在从第一到第三形式的任何一个形式中，还包含选择部，该选择部 选择所述多个轴控制部的每一个是使用供给所述一个电流供给部的所述转子位置检测信 号，还是使用供给其余的轴控制部的所述转子位置检测信号。根据例如使用附解的对于本发明的示例实施方式的详细说明，本发明的这些 以及其他的目的、特征和优点会更加明显。
图1是根据本发明的第一实施形式的电动机驱动系统的框图。图2是根据本发明的第一实施形式的电动机驱动系统的另一个框图。图3是根据本发明的第二实施形式的电动机驱动系统的框图。图4是现有技术中的一个电动机驱动系统的框图。图5是现有技术中的另一个电动机驱动系统的框图。
具体实施例方式参照
本发明的实施形式。在以下的附图中，给同样的构件附以同样的参 照符号。为容易理解，这些附图适当变更了比例尺。图1是根据本发明的第一实施形式的电动机驱动系统的框图。图1表示的电动机 驱动系统10，包含有具有多个线圈的大容量的电动机11 ；检测电动机11的转子的位置输 出转子位置检测信号的转子位置检测器12，例如转子记录器；和由互相连接的多个放大器 20a 20η组成的放大器组14。各放大器20a 20η分别包含逆变器21a 21η。使这些逆变器21a 21η分别 连接到电动机11的多个线圈上。放大器20a 20η与逆变器21a 21η —起、或者放大器 20a 20η的每一个单独地起使电流流过电动机11的多个线圈的电流供给部的作用。如图所示，从放大器20a 20η的每一个伸出的动力电缆40a 40η连接到电动 机11的每一个。进而，从电动机位置检测器12伸出的位置反馈电缆41仅连接到放大器组 14中的单一放大器20a。
电动机驱动系统10还包含数值控制装置13。在数值控制装置13中，向轴控制部31a 31η输入由主处理器30生成的电动机11的轴的位置指令。轴控制部31a 31η生 成PWM指令(电压指令)，通过串行通信电缆42供给一个放大器20a。因为放大器20a 20η互相连接，所以各放大器20a 20η的逆变器21a 21η根据PWM指令驱动电动机11。 这样，本发明的电动机驱动系统10是可以通过多个逆变器21a 21η驱动大容量的电动机 11的结构。如图1所示，轴控制部31a 31η的每一个包含有寄存器45。寄存器45可以分 别记录位置反馈、PWM指令以及电流反馈。假定这些位置反馈、PWM指令以及电流反馈在每 一规定周期被更新。这里，位置反馈是作为电动机位置检测器12的转子位置检测信号的电 动机11的转子的位置反馈值。在本发明中，位置反馈通过位置反馈电缆41、放大器20a以 及串行通信电缆42记录在寄存器45中。因为放大器20a与轴控制部31a对应，所以在本 发明中在寄存器45中仅记录用于轴控制部31a的位置反馈。另外，电流反馈是从各放大器 200a 200η供给的电流反馈值。另外，如从图1可知，轴控制部31a 31η的每一个包有位置控制部51a 51η、速 度控制部52a 52η以及电流控制部53a 53η。轴控制部31a的位置控制部51a，从通过 主处理器30生成的位置指令中减去在寄存器45中记录的位置反馈来求位置偏差。接着， 位置控制部51a在该位置偏差上乘以位置环增益来求速度指令值。速度控制部52a，从速度指令值中减去从寄存器45的位置反馈算出的速度反馈值 来求速度偏差。接着，速度控制部52a对于该速度偏差进行比例积分控制来求电流指令值。 其后，电流控制部53a根据从电流指令值中减去寄存器45的电流反馈的电流偏差生成PWM 指令，记录在寄存器45中。在寄存器45中记录的PWM指令通过串行通信电缆42供给放大 器 20a。其余的轴控制部31b 31η也是和上述的轴控制部31a大体同样的结构。但是， 如从图1可知，这些轴控制部31b 31η不使用专用的位置反馈，而使用和轴控制部31a的 位置反馈同一的位置反馈。亦即，轴控制部31b 31η读入轴控制部31a的寄存器45的位 置反馈，作为轴控制部31b 31η自身的位置反馈来使用。换言之，在本发明中，做成了把 单一的位置反馈共同化，在全部轴控制部31a 31η中使用。为该目的，轴控制部31b 31η也可以包含读入轴控制部31a的寄存器45的位置 反馈的读入单元和/或复制轴控制部31a的位置反馈的复制单元。或者，本发明的电动机驱 动系统10也可以包含把轴控制部31a的寄存器45的位置反馈供给其他的轴控制部31b 31η的位置反馈供给部，例如信号线49。另外，如图2所示，也可以在轴控制部31b 31η 中设置切换来自寄存器45中的放大器20b 20η的位置反馈和来自放大器20a的位置反 馈的开关60b 60η。因此，在本发明中，如果通过单一的位置反馈电缆41连接电动机位置检测器12和 放大器20a，则在全部轴控制部31a 31η中可以使用共同的位置反馈。因此，在本发明中， 可以排除分支用于连接电动机位置检测器12和其余的放大器20b 20η的位置反馈电缆、 或采用多个位置反馈电缆的必要性。因此，在本发明中，能够提供不必做成复杂的结构而通 过多个逆变器部可以驱动大容量的电动机的电动机驱动系统10。进而，在图1中，也可以把 从一个速度控制部输出的电流指令值供给其余的电流控制部。由此，可以省略其余的位置控制部和速度控制部，缩短处理时间。图3是根据本发明的第二实施形式的电动机驱动系统的框图。在图3中给和上述同样的构件附以同样的号码，为简洁的目的省略它们的说明。图3表示的电动机驱动系统 10’，将轴控制部31a 31η的每一个包含在了对应的放大器20a 20η中，这点与图1表 示的电动机驱动系统10不同。可知即使在该场合也可以得到和上述的电动机驱动系统大 体同样的效果。另外，在图3表示的实施形式中，假定使用数值控制装置13的主处理器30 生成的位置指令，被一次记录在寄存器46a 46η中。但是，在图3中，在轴控制部31a 31η的每一个中在寄存器45a 45η和电流控 制部53a 53η之间分别具有开关60a 60η。这些开关60a 60η切换在寄存器45a 45η中记录的位置反馈和从其他轴控制部31a 31η中读入的位置反馈。亦即，通过操作开 关60a 60η，可以选择使用的位置反馈。在图3中，位置反馈电缆41连接到放大器20a的轴控制部31a。因此，轴控制部 31a的开关60a被设定为轴控制部31a使用作为转子位置检测信号的位置反馈。其余的轴 控制部31b 31η的开关60b 60η被设定为使用轴控制部31a的寄存器45a的位置反馈。这里，在把图3表示的位置反馈电缆41从放大器20a例如换接到放大器20b的场 合，轴控制部31b的开关60b被设定为轴控制部31b使用作为转子位置检测信号的位置反 馈。进而，轴控制部31a的开关60a被设定为使用轴控制部31b的寄存器45b的位置反馈。 这样，开关60a 60η在需要来自其他的轴控制部的位置指令的场合以及在其相反的场合 特别有利。或者，开关60a 60η的切换动作，例如也可以根据电动机的条件来决定。在这样 的场合，在把电动机11更换为别的电动机例如更大容量的电动机时可以根据新的电动机 的条件自动地设定开关60a 60η。在第一形式中，只要通过单一的第一信号供给部例如位置反馈电缆把电动机位置 检测器连接到一个电流供给部就足够了。亦即没有必要使用多个第一信号供给部把多个电 流供给部的每一个连接到电动机检测器。因此，能够提供简单结构的电动机驱动系统。这 样，不需要复杂的结构，就能够通过多个电源供给部驱动大容量的电动机。在第二形式中，在所述多个轴控制部的每一个被纳入到数值控制装置中的场合， 能够把电动机驱动系统做成比较简单的结构。在第三形式中，在把多个控制部纳入到对应的电流供给部的每一个中的场合，能 够把电动机驱动系统做成比较简单的结构。在第四形式中，代替检测出的转子位置检测信号，在需要来自其他的轴控制部的 转子位置检测信号的场合，以及在其相反的场合，是有利的。另外，选择部例如可以用开关 实现。虽然用其例示实施方式表示和说明了本发明，但是，本领域的专业人员应该明白， 在不离开本发明的范围的情况下可以对其进行各种变更、省略和添加。
权利要求
一种电动机驱动系统(10，10’)，用于驱动具有多个线圈的电动机(11)，包含输出位置指令的数值控制装置(13)；使用所述位置指令输出PWM指令的多个轴控制部(31a～31n)；根据该多个轴控制部(31a～31n)的每一个的所述PWM指令使在所述线圈的每一个中流过电流、同时被连接在所述多个线圈的每一个上的多个电流供给部(20a～20n)，其特征在于，具有检测所述电动机(11)的转子位置输出转子位置检测信号的电动机位置检测器(12)；把从该电动机位置检测器(12)输出的所述转子位置检测信号供给所述多个电流供给部(20a～20n)中的一个电流供给部的第一信号供给部(41)；和把通过该第一信号供给部(41)供给的所述转子位置检测信号供给与所述一个电流供给部对应的轴控制部的第二信号供给部(42)，所述对应的轴控制部，根据从所述一个电流供给部通过所述第二信号供给部(42)供给所述对应的轴控制部的所述转子位置检测信号和所述位置指令输出所述PWM指令，其余的轴控制部，根据从所述对应的轴控制部供给所述其余的轴控制部的所述转子位置检测信号和所述位置指令输出所述PWM指令。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于，所述多个轴控制部(31a 31η)的每一个被纳入到所述数值控制装置(13)中。
3.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于，所述多个轴控制部(31a 31η)被纳入到对应的所述电流供给部(20a 20η)的每一 个中。
4.根据权利要求1到3中任何一项所述的电动机驱动系统，其特征在于，还包含选择部，该选择部选择所述多个轴控制部(31a 31η)的每一个是使用供给所 述一个电流供给部的所述转子位置检测信号，还是使用供给其余的轴控制部的所述转子位 置检测信号。
全文摘要
一种电动机驱动系统，具有使用位置指令输出PWM指令的多个轴控制部；根据多个轴控制部的各PWM指令使在各线圈中流过电流、同时在各线圈上连接的多个电流供给部；输出电动机的转子位置的信号的电动机位置检测器；把输出的信号供给多个电流供给部中的一个电流供给部的第一信号供给部；和把通过第一信号供给部供给的信号供给与一个电流供给部对应的轴控制部的第二信号供给部，对应的轴控制部，根据从一个电流供给部通过第二信号供给部供给对应的轴控制部的信号和位置指令输出PWM指令，其余的轴控制部，根据从对应的轴控制部供给其余的轴控制部的信号和位置指令输出PWM指令。由此，能够简化可用多个逆变器驱动的电动机驱动系统。
文档编号H02P27/06GK101826832SQ200910258328
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年3月2日
发明者丰泽雪雄, 前田和臣, 岩下平辅, 置田肇 申请人:发那科株式会社