电动机控制装置以及电动机控制方法
【专利摘要】本电动机控制装置具有针对具备卷绕有3相的绕组的定子的电动机检测流过绕组的电流的电动机电流检测部，该电动机控制装置对电动机的动作进行控制。本电动机控制装置具备：数字控制部，其输出PWM开关动作信号；电力转换部，其向绕组施加基于PWM开关动作信号的驱动电压；电动机电流检测部，其将流过绕组的电流转换为模拟电压；ΔΣ型模拟数字转换器，其将模拟电压转换为1位数字信号；模拟数字转换抽取滤波器，其根据1位数字信号生成电动机电流检测值；时钟生成部，其生成ΔΣ型模拟数字转换器和模拟数字转换抽取滤波器的时钟；以及停止信号生成部，其生成使时钟生成部的时钟停止规定的期间的时钟停止信号。而且，停止信号生成部基于PWM开关动作信号的定时来生成规定的脉宽的时钟停止信号，时钟生成部利用时钟停止信号，使时钟停止规定的脉宽的期间。
【专利说明】
电动机te.制装置以及电动机拉制方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种向电动机的绕组施加通过PffM控制而生成的驱动电压来控制流动的电流、由此自如地控制电动机的旋转的电动机控制装置以及电动机控制方法，特别涉及一种具备检测通过向绕组施加驱动电压而产生的电流值的功能的电动机控制装置以及该装置的电动机控制方法。
【背景技术】
[0002]在FA(Factory Automat1n:工厂自动化)中使用的伺服电动机中，以追随来自上级装置(上级控制器)的驱动指令(位置指令)的方式控制电动机的位置、速度、转矩。而且，作为其控制运算装置，广泛使用利用了微型处理器的数字控制。在为了控制电动机的转矩而一般使用的PWM(Pulse WidthModulat1n:脉宽调制)控制方式中，存在检测流过电动机的绕组的电流(以下称为电动机电流)的电流值来利用该电流值的方法。而且，在该方法的数字控制中，每隔固定的周期检测电动机电流的电流值，以使该电流值与电流指令值一致的方式使用PID控制(比例+积分+微分控制)等来进行控制。伺服电动机中使用的表面磁体构造的同步电动机(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)所输出的转矩与电动机电流具有比例关系，因此，通过一边利用PWM控制一边以使电动机电流的电流值与电流指令值一致的方式进行控制，能够自如地控制从电动机输出的转矩。
[0003]图8是作为以往例的包括逆变器的电动机控制装置90的结构图。该以往的电动机控制装置90在作为逆变器的电力转换部98与电动机30的绕组之间设置有电流检测电阻91，以检测电动机电流的电流值。然后，利用模拟数字(Analog-Digital)转换部95对通过电动机电流流动而在电流检测电阻91的两端子间产生的电压进行数字转换，将该数字数据Di提供到数字控制部97。以往，根据这种结构，一般要检测电动机电流。最近，从不容易产生增益误差、偏移的角度出发，提出了如图8所示那样在模拟数字转换部95中使用Δ Σ(DeltaSigma)模拟数字转换器92(例如专利文献I)。这种模拟数字转换部95例如除了 Δ Σ模拟数字转换器92以外还包括光电耦合器、数字滤波器等。
[0004]然而，在利用PWM控制来驱动电动机的结构中，存在该△Σ模拟数字转换器易于受到基于PffM控制的泄漏电流的影响的问题。
[0005]S卩，在PWM控制方式中，通过开关元件的开关动作来对施加于电动机的电压进行控制，因此在开关动作的瞬间产生泄漏电流。通常，泄漏电流流向通过壳体、布线等而接地的位置。但是，此时存在经由分流电阻的泄漏电流，分流电阻的两端的电压根据泄漏电流而变化。然后，A Σ型模拟数字转换器将该电压转换为I位数字信号。因此，模拟数字转换抽取滤波后的电流检测值会包含原本没有流过电动机的不需要的电流成分。
[0006]然后，在数字控制中，将不需要的电流成分作为干扰来处理，向电动机施加用于抵消干扰的电压，因此电动机中产生不需要的转矩。特别是，在流过电动机的电流小、各相的开关动作定时易于重叠的伺服锁定时、低速旋转时，泄漏电流的影响相对变大。因此，例如存在以下问题:即使在本来应为电动机输出轴为静止状态的伺服锁定时，也产生因不需要的转矩而导致的电动机输出轴的微振动。
[0007]专利文献I:日本特开平7-15972号公报
【发明内容】
[0008]本发明的电动机控制装置具有针对具备卷绕有3相的绕组的定子的电动机检测流过绕组的电流的电动机电流检测部，对电动机的动作进行控制。本电动机控制装置具备:数字控制部，其根据来自上级装置的动作指令、来自编码器的位置信息以及作为流过绕组的电流的值的电动机电流检测值，来输出PWM开关动作信号；电力转换部，其按照PWM开关动作信号来接通断开开关元件，由此向绕组施加驱动电压；电动机电流检测部，其将由于驱动电压而流过绕组的电流转换为模拟电压；A Σ型模拟数字转换器，其将模拟电压转换为I位的数字信号;模拟数字转换抽取滤波器(AD convers1n decimating f ilter)，其将I位的数字信号转换为多位的数字信号，来作为电动机电流检测值而输出；时钟生成部，其生成用于使A Σ型模拟数字转换器和模拟数字转换抽取滤波器进行动作的时钟；以及停止信号生成部，其生成使时钟生成部的时钟停止规定的期间的时钟停止信号。而且，是以下结构:停止信号生成部基于PWM开关动作信号的信号变化的定时来生成规定的脉宽的时钟停止信号，时钟生成部利用时钟停止信号，使动作时钟停止规定的脉宽的期间。
[0009]另外，本发明的电动机控制方法是电动机控制装置的电动机控制方法，该电动机控制装置具备:数字控制部，其根据来自上级装置的动作指令、来自编码器的位置信息以及作为流过绕组的电流的值的电动机电流检测值，来输出PWM开关动作信号；电力转换部，其按照PWM开关动作信号来接通断开开关元件，由此向绕组施加驱动电压；电动机电流检测部，其将由于驱动电压而流过绕组的电流转换为模拟电压；A Σ型模拟数字转换器，其将模拟电压转换为I位的数字信号;模拟数字转换抽取滤波器，其将I位的数字信号转换为多位的数字信号，来作为电动机电流检测值而输出；时钟生成部，其生成用于使A Σ型模拟数字转换器和模拟数字转换抽取滤波器进行动作的时钟；以及停止信号生成部，其生成使时钟生成部的时钟停止规定的期间的时钟停止信号，电动机控制装置针对具备卷绕有3相的绕组的定子的电动机，对电动机的动作进行控制。而且，本电动机控制方法基于PWM开关动作信号的信号变化的定时来生成规定的脉宽的时钟停止信号，利用时钟停止信号，使动作时钟停止规定的脉宽的期间。
[0010]因此，根据本电动机控制装置和电动机控制方法，能够降低由于PffM开关动作而产生的泄漏电流所引起的检测精度劣化，因此电动机中产生的不需要的转矩变小，能够抑制微振动。
【附图说明】
[0011]图1是包括本发明的实施方式I中的电动机控制装置的电动机控制系统的结构图。
[0012]图2是用于说明在该电动机控制装置中的电动机电流的检测中使用的模拟数字转换部的动作的动作波形图。
[0013]图3是该电动机控制装置中的模拟数字转换部的结构图。
[0014]图4是该电动机控制装置中的用于生成时钟停止信号Stp的其它结构例中的动作波形图。
[0015]图5是该电动机控制装置中的用于生成时钟停止信号Stp的另一结构例中的动作波形图。
[0016]图6是包括本发明的实施方式2中的电动机控制装置的电动机控制系统的结构图。
[0017]图7是表示包括该电动机控制装置的电动机控制系统的其它结构的结构图。
[0018]图8是以往例的电动机控制装置的结构图。
【具体实施方式】
[0019]下面，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，本发明不限定于这些实施方式。
[0020](实施方式I)
[0021]图1是包括本发明的实施方式I中的电动机控制装置的电动机控制系统的结构图，图2是用于说明在电动机电流的检测中使用的模拟数字转换部的动作的动作波形图。
[0022]如图1所示，本电动机控制系统1O构成为:电动机控制装置1按照上级装置3 5的指令控制来控制电动机30的动作。
[0023]上级装置35例如是利用个人计算机等构成的，通过指令等对电动机控制装置10进行控制。上级装置35与电动机控制装置10经由控制总线等以能够进行通信的方式连接，来自上级装置35的指令被传输到电动机控制装置10，并且来自电动机控制装置10的信息被传输到上级装置35。
[0024]图1的电动机30优选是从效率、控制性的观点出发而被广泛使用的3相的无刷电动机。作为该3相的无刷电动机的电动机30具备将作为U相、V相、W相的各相的绕组卷绕在定子芯上的定子以及具有永磁体的转子。而且，将由电动机控制装置10生成的驱动电压Vd作为驱动电压VdU施加于U相的绕组、将该驱动电压Vd作为驱动电压VdV施加于V相的绕组、将该驱动电压Vd作为驱动电压VdW施加于W相的绕组，由此转子旋转。另外，为了检测转子的旋转位置，在转子的附近配置有编码器31。编码器31将检测出的转子的位置的信息作为位置信息Sen输出到电动机控制装置1。
[0025]接着，电动机控制装置10除了具备用于对电动机30的旋转动作进行控制的数字控制部17以及用于对电动机30的绕组进行通电驱动的电力转换部18以外，还具备电动机电流检测部11、模拟数字转换部15以及停止信号生成部19，以检测电动机电流并对该电动机电流进行处理。
[0026]数字控制部17由DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)、微型计算机白勺软件、或者 ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit:专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)的逻辑电路构成。即，数字控制部(下面，适当地仅称为控制部)17构成为按照程序等表示处理过程的软件来执行各处理。另夕卜，作为要处理的信号，控制部17以由将规定的位数的数据进行排列而成的数据列构成的数字信号为主体来进行处理。
[0027]从上级装置35向控制部17传输用于指示位置、速度、转矩等的动作指令的信息等。另外，控制部17向上级装置35传输电动机控制装置10的信息等。控制部17具备传输这种信息的通信功能，并且对电动机30的旋转动作进行控制，以使电动机30进行规定的动作的方式进行例如速度、位置等的动作控制。
[0028]作为控制部17的更具体的处理的一例，控制部17基于反馈控制来执行如下的控制处理。控制部17利用来自上级装置35的指示位置的动作指令以及编码器31的位置信息Sen来进行位置控制运算，生成速度指令。接着，控制部17通过位置信息Sen的微分来计算与电动机30的实际速度对应的电动机速度值，根据电动机速度值和速度指令，通过速度控制运算来计算电流指令。接着，控制部17根据通过电动机电流检测部11和模拟数字转换部15而得到的U相的电动机电流检测值DiU和W相的电动机电流检测值DiW以及计算出的电流指令，通过电流控制运算来计算各相的电压指令。接着，根据计算出的电压指令进行PWM(脉宽调制)，由此输出U相的PWM信号PwU、V相的PWM信号PwV以及W相的PWM信号PwW来作为用于对电力转换部18进行开关驱动的PffM开关动作信号(以下适当称为PffM信号)Pw。
[0029]具体地说，控制部17如下那样生成进行PWM后得到的PWM信号Pw。首先，为了进行PffM，控制部17利用可逆计数器(up-down counter)来生成三角的波形的PffM三角波。然后，控制部17将PffM三角波与通过电流控制运算而计算出的电压指令进行比较，由此生成PffM信号Pw ο
[0030]在图2的上层示出了该?丽三角波、电压指令以及1^1信号?￥(?￥1]、?￥￥、？￥1)。如图2所示，在PWM三角波的电平依次增加的期间，在PWM三角波的电平变为电压指令的电平以上的时间点，P WM信号P w从高电平下降为低电平。然后，在P WM三角波的电平依次减少的期间，在pmi三角波的电平变为电压指令的电平以下的时间点，Pmi信号Pw从低电平上升为高电平。控制部17通过重复这种动作，按每相生成由与电压指令的电平相应的脉宽或者占空比的脉冲列构成的PWM信号Pw O这样生成的PffM信号Pw被提供到电力转换部18。
[0031]电力转换部18接受来自数字控制部17的PffM信号Pw来生成驱动电压Vd，作为U相的驱动电压VdU、V相的驱动电压VdV、W相的驱动电压VdW来将这些电压经由电动机线施加到电动机30的各个绕组。电力转换部18是所谓的逆变器，由IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor:绝缘栅双极型晶体管)和二极管等电力元件构成。即，电力转换部18使用如IGBT那样的开关元件，根据PffM信号Pw对从电源提供的电压进行开关动作、即接通/断开，由此生成驱动电压Vd。近来，经常使用通过内置有用于驱动电力元件的前置驱动电路的IPM(Intelligent Power Module:智能功率模块)而一体成型的电力转换部。
[0032]电动机电流检测部11检测在向绕组施加驱动电压Vd时流过该绕组的电动机电流的电流量，来作为电流检测信号Si而输出。具体地说，将流过U相的电动机线的电动机电流和流过W相的电动机线的电动机电流分别转换为电压，来作为U相的电流检测信号SiU和W相的电流检测信号SiW而输出。作为电动机电流检测部11，在电动机电流为小电流的情况下一般使用分流电阻，在电动机电流为大电流的情况下一般使用CT(Current Transfer:电流传输)。电动机电流检测部11所输出的电流检测信号Si被提供到模拟数字转换部15。
[0033]如图1所示，作为模拟数字转换部15，由被提供U相的电流检测信号SiU的第一模拟数字转换部15U以及被提供W相的电流检测信号SiW的第二模拟数字转换部15W构成。另外，模拟数字转换部15分别由△ Σ型模拟数字转换器12、模拟数字转换抽取滤波器14以及时钟生成部13构成，将被提供的模拟信号转换为数字信号后输出。特别是，在本实施方式中，使用如上所述的作为A Σ型的模拟-数字转换器的△ Σ型模拟数字转换器(以下适当仅称为模拟数字转换器)12。
[0034]图3是这种模拟数字转换部15以及下面详细说明的停止信号生成部19的结构图。
[0035]在图3的模拟数字转换部15中，首先，时钟生成部13具有时钟发生器130和逻辑与门131。时钟发生器130生成用于决定模拟数字转换器12的转换周期的原时钟Cka。另外，通过逻辑与门131取原时钟Cka与时钟停止信号Stp的逻辑与，来作为模拟数字转换时钟Ckc而输出。此外，下面说明时钟停止信号Stp的详情。另外，只要根据数字控制部17的电流控制所需的模拟数字转换分辨率以及滤波器的抽取所引起的延迟的容许量来决定原时钟Cka的频率即可，原时钟Cka的频率通常使用数十MHz的频率。
[0036]接着，模拟数字转换器12例如具有与阈值进行比较的比较器，将被提供的电流检测信号Si与该阈值进行大小比较。接着，模拟数字转换器12将该比较结果与二进制对应，由此转换为I位的数字信号。然后，模拟数字转换器12按模拟数字转换时钟Ckc将转换得到的该I位数字信号作为模拟数字转换信号dSi输出。即，从模拟数字转换器12输出的模拟数字转换信号dSi是由脉冲构成的信号，例如该信号的高和低的电平与I位数字信号的I和O的值对应。这样，Δ Σ型模拟数字转换器12将被输入的模拟电压转换为I位的数字信号。
[0037]接着，模拟数字转换抽取滤波器(以下适当称为抽取滤波器)14构成被称为sine滤波器的频率特性为sine函数的数字滤波器，由包括加法运算器的加法运算部140以及包括减法运算器的减法运算部141构成。加法运算部140按模拟数字转换时钟Ckc来利用加法运算器对作为从模拟数字转换器12输出的I位的数字信号的模拟数字转换信号dSi进行积分，生成多位的加法运算数据Dsi。该加法运算数据Dsi的位数与模拟数字转换部15的模拟数字转换分辨率对应。接着，模拟数字转换时钟分频器142生成将模拟数字转换时钟Ckc分频为1/N(N为2的η次方，η为整数)而得到的抽取时钟Ckn。即，从被称为所谓的过采样时钟(oversampling clock)的模拟数字转换时钟Ckc的高时钟频率(c1ckrate)分频为期望的低时钟频率的抽取时钟Ckn。减法运算部141按该抽取时钟Ckn进行动作，来对加法运算数据Dsi的上次值与本次值之差进行运算，由此得到成为sine函数的频率特性。利用这种由加法运算部140和减法运算部141构成的抽取滤波器14，来实现低通特性的滤波器，截止高频噪声，并且生成已转换为期望的分辨率的位数的滤波后的电动机电流检测值Di。
[0038]返回到图1，像这样由第一模拟数字转换部15U生成的电动机电流检测值DiU和由第二模拟数字转换部15W生成的电动机电流检测值D iW被提供到数字控制部17。数字控制部17使用被提供的电动机电流检测值DiU、DiW来进行电流控制运算，计算用于生成各个驱动电压Vd的电压指令。
[0039]另外，如上所述，电动机控制装置10使与电源连接的开关元件进行开关动作，由此生成以PWM脉冲模拟地形成用于对绕组进行驱动的驱动波形的驱动电压Vd。因此，在开关动作的瞬间产生泄漏电流，该泄漏电流作为噪声等而对模拟数字转换部15产生影响，其结果，电动机电流检测值DiU、DiW的精度有可能劣化。因此，在本实施方式中，为了抑制泄漏电流的影响，如图1所示那样还具备停止信号生成部19。在本实施方式中，该停止信号生成部19使模拟数字转换部15的动作停止规定的期间，由此抑制泄漏电流的影响。
[0040]如图1和图3所示，向停止信号生成部19提供各相的^^信号~(??1]、？^、?《1)。然后，停止信号生成部19利用被提供的PWM信号Pw的电平发生变化的边缘(edge)，来生成规定的定时和规定的脉宽的时钟停止信号Stp。该时钟停止信号Stp被分别提供到模拟数字转换部15，进而被提供到时钟生成部13的逻辑与门131的其中一个输入。通过这种结构，在时钟停止信号Stp表示时钟停止时，利用逻辑与门131，不从时钟生成部13输出原时钟Cka，反之在时钟停止信号Stp不表示时钟停止时，从时钟生成部13输出原时钟Cka来作为模拟数字转换时钟Ckc。
[0041]更具体地说，在图1?图3中，列举了在时钟停止信号Stp为低电平时表示时钟停止的一例。首先，如图1和图3所示，向停止信号生成部19提供U相的PffM信号PwU、V相的PffM信号PwV以及W相的P丽信号PwW。然后，停止信号生成部19如图2所示那样，根据U相的PWM信号PwU、V相的PffM信号PwV、W相的PffM信号PwW各自的开关动作定时，例如使用计时器、单触发电路等来生成在规定的期间内为低电平的U相、V相、W相的各停止判定用信号Sd。
[0042 ]在图3所示的停止信号生成部19的结构例中，将U相的PWM信号PwU输入到计时器191U来输出停止判定用信号SdU，将V相的PffM信号PwV输入到计时器191V来输出停止判定用信号SdV，将W相的HVM信号PwW输入到计时器191W来输出停止判定用信号SdW。另外，根据该结构，如图2所示，根据P丽信号Pw的下降和上升的定时，输出在作为规定的期间的时间Tsj的期间内信号为低电平的各个停止判定用信号Sd。
[0043]而且，接着，利用逻辑判定电路192，通过判定停止判定用信号SdU、停止判定用信号SdV以及停止判定用信号SdW的逻辑值来生成时钟停止信号Stp并输出该信号。更具体地说，在图2中示出了以下例子:逻辑判定电路192取这些停止判定用信号SdU、SdV以及SdW的逻辑或，生成如图2所示的时钟停止信号Stp并输出该信号。此外，时间Tsj只要被设定成比开关动作所引起的泄漏电流的持续时间(一般为数ys)长即可。
[0044]接着，在模拟数字转换部15的时钟生成部13中，根据来自停止信号生成部19的时钟停止信号Stp来控制原时钟Cka的输出的有无，作为包含时钟停止期间的模拟数字转换时钟Ckc而输出。作为具体的一例，如图2所示，在时钟停止信号Stp为低电平的情况下，模拟数字转换时钟Ckc和抽取时钟Ckn停止，模拟数字转换器12和抽取滤波器14的动作也停止。
[0045]以上，构成为在紧接着PWM开关动作之后的规定的期间内使模拟数字转换部15的动作停止，由此能够降低在该期间产生的泄漏电流所引起的电流检测信号Si的检测精度劣化。而且，由于能够得到抑制了不需要的成分的混入的电流检测信号Si，因此电动机中产生的不需要的转矩变小，能够抑制微振动。
[0046]此外，在以上的说明中，列举了通过取各停止判定用信号Sd的逻辑或来生成时钟停止信号Stp的一例，但是也可以如下那样生成时钟停止信号Stp。
[0047]图4是用于生成时钟停止信号Stp的其它结构例中的动作波形图，也可以构成为形成图4所示的时钟停止信号Stp的波形。即，如图4所示的时钟停止信号Stp构成为:逻辑判定电路192判定至少2相以上的停止判定用信号Sd为低电平的情况，在该情况下，时钟停止信号Stp变为低电平。
[0048]通过设为这种结构，也能够在紧接着PWM开关动作之后的规定的期间内使模拟数字转换部15的动作停止，从而能够降低在该期间产生的泄漏电流所引起的电流检测信号Si的检测精度劣化。并且，根据该结构，能够扩大时钟停止时间，从而能够增大检测精度劣化的降低量。
[0049]图5是用于生成时钟停止信号Stp的另一结构例中的动作波形图，也可以构成为形成图5所示的时钟停止信号Stp的波形。即，如图5所示的时钟停止信号Stp构成为:逻辑判定电路192通过取U相、V相、W相的停止判定用信号Sd的逻辑与来生成时钟停止信号Stp。
[0050]通过设为这种结构，也能够在紧接着PWM开关动作之后的规定的期间内使模拟数字转换部15的动作停止，从而能够降低在该期间产生的泄漏电流所引起的电流检测信号Si的检测精度劣化。并且，根据该结构，即使在电动机旋转过程中各相的开关动作发生偏差的情况下也能够降低泄漏电流所引起的检测精度劣化。
[0051 ](实施方式2)
[0052]图6是包括本发明的实施方式2中的电动机控制装置的电动机控制系统的结构图。与图1所示的实施方式I不同的是停止信号生成部59的用于生成时钟停止信号Stp的结构，下面进行说明。此外，对与图1相同的结构要素标注相同的标记，省略详细的说明。
[0053]首先，如在【背景技术】中说明的那样，在电动机30为停止状态的伺服锁定时、低速旋转时这样的低驱动时，泄漏电流的影响相对变大。因此，在本实施方式中，构成为根据驱动状态来控制如上所述的模拟数字转换部15的动作停止。
[0054]为了进行这种控制，在本实施方式中，除了从数字控制部17向停止信号生成部59提供U相的PffM信号PwU、V相的PffM信号PwV以及W相的PffM信号PwW以外，还从数字控制部17向停止信号生成部59提供表示当前控制中的速度的电动机速度值Spd。
[0055]停止信号生成部59监视来自数字控制部17的电动机速度值Spd，在电动机速度值变为预先决定的速度(速度阈值)以上的情况下，使时钟停止信号Stp为高电平，在电动机速度值小于速度阈值的情况下，输出基于在实施方式I中说明的停止判定信号的时钟停止信号Stp。这样，在本实施方式的图6的结构中，停止信号生成部59仅在判定为电动机30的速度小于速度阈值的情况下，判断为处于易于受到泄漏电流的影响的低驱动状态，执行利用时钟停止信号Stp的规定的期间的时钟停止的控制。另一方面，当电动机30的速度变为速度阈值以上时，停止信号生成部59解除这种时钟停止的控制。此外，速度阈值只要为PWM开关动作信号所引起的泄漏电流对电动机电流的影响变小的速度即可，为数百r/min。
[0056]图7是表示包括本发明的实施方式2中的电动机控制装置的电动机控制系统的其它结构的结构图。在图7中，示出了根据驱动状态来控制模拟数字转换部15的动作停止的其它结构例。与图6相比，图7所示的电动机控制装置10具备停止信号生成部69。
[0057]为了进行这种控制，在图7所示的电动机控制装置10中，除了从数字控制部17向停止信号生成部6 9提供U相的PffM信号PwU、V相的PffM信号PwV以及W相的PffM信号PwW以外，还向停止信号生成部69提供电动机电流检测值0丨(0川、0作)。
[0058]停止信号生成部69监视U相的电动机电流检测值DiU或W相的电动机电流检测值DiW的振幅值，在该振幅值变为预先决定的值(电流阈值)以上的情况下，使时钟停止信号Stp为高电平，在该振幅值小于电流阈值的情况下，基于在实施方式I中说明的停止判定信号来输出时钟停止信号Stp。这样，在本实施方式的图7的结构中，停止信号生成部69仅在判定为流过电动机30的绕组的电流小于电流阈值的情况下，判断为处于易于受到泄漏电流的影响的低驱动状态，执行利用时钟停止信号Stp的规定的期间的时钟停止的控制。另一方面，当流过绕组的电流超过速度阈值时，停止信号生成部69解除这种时钟停止的控制。此夕卜，关于电动机电流检测值Di，也可以根据U相的电动机电流检测值DiU和W相的电动机电流检测值DiW来导出V相的电动机电流检测值，利用基于旋转坐标变换而得到的直流值的大小来进行判定。总之，电流阈值只要为PWM开关动作信号所引起的泄漏电流对电动机电流的影响变小的电流值即可，为电动机额定电流值的10%?20%。
[0059]另外，也可以取代图6和图7的结构而构成为:在电动机速度值Spd、电动机电流检测值D i中的至少任一方为阈值(速度阈值、电流阈值)以上的情况下使时钟停止信号Stp为H电平，在小于阈值的情况下基于在实施方式I中说明的停止判定信号来输出时钟停止信号Stp0
[0060]此外，在以上的说明中，列举了利用逻辑电路等构成停止信号生成部19、59、69的结构例来进行了说明，但是例如也能够以基于软件的电动机控制方法来实现。即，也可以以下面的电动机控制方法来实现:基于PWM开关动作信号的信号变化的定时来生成规定的脉宽的时钟停止信号，利用时钟停止信号使时钟停止规定的脉宽的期间。
[0061]通过设为如以上那样的结构，能够降低泄漏电流的影响变大的伺服锁定时、低速旋转时的检测精度劣化。
[0062]产业上的可利用性
[0063]根据本发明，在利用△Σ型模拟数字转换器和模拟数字转换抽取滤波器来检测电动机电流的电动机控制装置中，按照根据PWM开关动作定时而生成的时钟停止信号来使模拟数字转换时钟停止，由此能够降低由于PWM开关动作而产生的泄漏电流所引起的检测精度劣化。因此，电动机中产生的不需要的转矩变小，能够抑制微振动，因此作为检测电动机电流来进行电动机控制的控制装置特别有效。
[0064]附图标记说明
[0065]10、90:电动机控制装置；11:电动机电流检测部；12: Δ Σ型模拟数字转换器；13:时钟生成部；14:模拟数字转换抽取滤波器；15、15U、15W、95:模拟数字转换部；17、97:数字控制部；18、98:电力转换部；19、59、69:停止信号生成部;30:电动机;31:编码器;35:上级装置；100:电动机控制系统；130:时钟发生器；131:逻辑与门；140:加法运算部；141:减法运算部；142:模拟数字转换时钟分频器;191U、191V、191W:计时器;192:逻辑判定电路。
【主权项】
1.一种电动机控制装置，具有针对具备卷绕有3相的绕组的定子的电动机检测流过所述绕组的电流的电动机电流检测部，对所述电动机的动作进行控制，该电动机控制装置的特征在于，具备: 数字控制部，其根据来自上级装置的动作指令、来自编码器的位置信息以及作为流过所述绕组的电流的值的电动机电流检测值，来输出PWM开关动作信号； 电力转换部，其按照所述PWM开关动作信号来接通断开开关元件，由此向所述绕组施加驱动电压； 所述电动机电流检测部，其将由于所述驱动电压而流过所述绕组的电流转换为模拟电压； A Σ型模拟数字转换器，其将所述模拟电压转换为I位的数字信号； 模拟数字转换抽取滤波器，其将所述I位的数字信号转换为多位的数字信号，来作为所述电动机电流检测值而输出； 时钟生成部，其生成用于使所述A Σ型模拟数字转换器和所述模拟数字转换抽取滤波器进行动作的时钟；以及 停止信号生成部，其生成使所述时钟生成部的时钟停止规定的期间的时钟停止信号，其中，所述停止信号生成部基于所述HVM开关动作信号的信号变化的定时来生成规定的脉宽的时钟停止信号， 所述时钟生成部利用所述时钟停止信号，使所述时钟停止所述规定的脉宽的期间。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于， 所述停止信号生成部按每相生成从所述PWM开关动作信号的信号变化的定时起到预先设定的时间为止的脉宽的停止判定用信号，在3相全部的所述停止判定用信号重叠时，输出所述时钟停止信号，来使所述时钟停止。3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于， 所述停止信号生成部按每相生成从所述PWM开关动作信号的信号变化的定时起到预先设定的时间为止的脉宽的停止判定用信号，在任意2相以上的所述停止判定用信号重叠的范围内，输出所述时钟停止信号，来使所述时钟停止。4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于， 所述停止信号生成部按每相生成从所述PWM开关动作信号的信号变化的定时起到预先设定的时间为止的脉宽的停止判定用信号，在存在任意I相以上的所述停止判定用信号的情况下，输出所述时钟停止信号，来使所述时钟停止。5.根据权利要求2?4中的任一项所述的电动机控制装置，其特征在于， 在所述电动机电流检测值和电动机速度值中的至少任一方变为预先设定的值以上时，所述停止信号生成部不管停止判定用信号如何都输出所述时钟。6.一种电动机控制装置的电动机控制方法，所述电动机控制装置具备: 数字控制部，其根据来自上级装置的动作指令、来自编码器的位置信息以及作为流过绕组的电流的值的电动机电流检测值，来输出PWM开关动作信号； 电力转换部，其按照所述PWM开关动作信号来接通断开开关元件，由此向所述绕组施加驱动电压； 电动机电流检测部，其将由于所述驱动电压而流过所述绕组的电流转换为模拟电压； A Σ型模拟数字转换器，其将所述模拟电压转换为I位的数字信号； 模拟数字转换抽取滤波器，其将所述I位的数字信号转换为多位的数字信号，来作为所述电动机电流检测值而输出； 时钟生成部，其生成用于使所述A Σ型模拟数字转换器和所述模拟数字转换抽取滤波器进行动作的时钟；以及 停止信号生成部，其生成使所述时钟生成部的时钟停止规定的期间的时钟停止信号， 所述电动机控制装置针对具备卷绕有3相的所述绕组的定子的电动机，对所述电动机的动作进行控制， 所述电动机控制方法的特征在于， 基于所述PffM开关动作信号的信号变化的定时来生成规定的脉宽的时钟停止信号， 利用所述时钟停止信号，使所述时钟停止所述规定的脉宽的期间。
【文档编号】H02P27/06GK106063122SQ201580011641
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年9月25日 公开号201580011641.X, CN 106063122 A, CN 106063122A, CN 201580011641, CN-A-106063122, CN106063122 A, CN106063122A, CN201580011641, CN201580011641.X, PCT/2015/4869, PCT/JP/15/004869, PCT/JP/15/04869, PCT/JP/2015/004869, PCT/JP/2015/04869, PCT/JP15/004869, PCT/JP15/04869, PCT/JP15004869, PCT/JP1504869, PCT/JP2015/004869, PCT/JP2015/04869, PCT/JP2015004869, PCT/JP201504869
【发明人】增田隆宏, 岸部太郎
【申请人】松下知识产权经营株式会社