专利名称：分解器的检测位置修正方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及分解器的检测位置修正方法及装置。
背景技术：
在特许第2541169号公报和特开平7-336979号公报中公开了现有的分解器的检测位置的修正技术。在这些现有的技术中，进行修正静态误差的静态误差修正，来修正分解器的检测位置，所述静态误差是作为在分解器的转子为静止状态时发生的距实际位置的误差。
特别是在特许第2541169号公报中记载的现有技术中，如权利要求书中指定的那样，将使电动机恒速旋转时的分解器的位置检测信号进行微分，从该微分信号，运算与旋转位置相对应的位置修正数据，并将运算结果存储起来。然后，在控制电动机时，从存储器读出与分解器的位置检测信号相对应的位置修正数据后进行修正，并将修正后的数据作为位置信号使用。在该现有技术中，事先不对成为修正对象的位置检测信号实行前述的静态误差的修正。因此，使电动机恒速旋转后求得的位置修正数据，就是用于修正静态误差的数据。这在专利公报的第2页第4栏的第18行～第21行中记载为“速度波动大的是在一次旋转中仅极对数出现的波动，但速度控制的频率特性比恒定旋转时的极对数波动足够小。”，此外，在专利公报的第2页第3栏的第48行和第49行中记载了“在多极分解器的情况下，在机械角的一次旋转中，可以使该修正仅重复极对的数量”，由所述记载可知，成为修正对象的误差(波动)是在一次旋转中仅极对数出现的波动，即静态误差。
此外，在特开平7-336979号公报中记载有从修正静态误差后得到的修正检测速度信号和修正检测位置信号，以信号处理的延迟和数据采样间的插补为目的，来预测位置、改善误差。
专利文献1特许第2541169号公报权利要求书第3栏的第48行和第49行、第4栏的第18行～第21行专利文献2日本特开平7-336979号以往，仅注重分解器的静态误差的影响，现有技术的修正对象仅是静态误差。这是因为以往使用分解器的电动机的每分钟转速大多低于5000min-1，在该程度的转速区域中，仅修正静态误差就不会产生特殊的问题。因此，在以往的业内人士的常识中，对于分解器，只进行静态误差的修正就可以了。例如，若电动机的转速是4,500min-1左右，误差就不特别成问题。但是，可以知道若分解器的转子的转速成为10,000min-1以上，虽然对分解器的输出修正静态误差，但是还会产生误差(动态误差)。例如，若分解器的转子的转速增加到20,000min-1、30,000min-1，则该动态误差就变大，位置检测精度就变得非常差。该问题由于不在高速旋转的位置检测中使用现有的分解器，故是没被发现的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可以进一步修正进行过静态误差修正的修正检测位置，以提高位置的检测精度的分解器的检测位置修正方法。
本发明的其他目的在于，提供一种除去包含高速旋转的分解器的转子的每一次旋转中所发生的分解器的极对数的2倍数量的波动的动态误差信号，可以提高分解器的检测精度的分解器的检测位置修正方法及装置。
本发明的其他目的在于，提供一种可以简单且准确地进行随分解器的转子的转速变化而变动的动态误差的修正的分解器的检测位置修正方法及装置。
本发明以进行修正静态误差的静态误差修正后、修正分解器的检测位置的分解器的检测位置修正方法为改良对象，所述静态误差作为在分解器的转子为静止状态时所发生的距实际位置的误差。在本发明中，对于利用静态误差修正修正检测位置后得到的修正检测位置，进一步进行修正动态误差的动态误差修正，所述动态误差是作为在转子正在旋转时所发生的距实际位置的误差。在此，所述的动态误差是指，虽然修正了静态误差，但却伴随着转子的旋转而产生且变动的误差。如本发明所述，若对已进行了静态误差修正的修正检测位置进一步修正动态误差，就可以也修正随着分解器的转子的速度变化而变动的动态误差，因此，可以比现有技术提高分解器的位置的检测精度。特别是，根据本发明，即使在分解器的转子的转速变为高速的情况下，也可以提高分解器的位置检测精度。
具体地说，无论在分解器的转子的速度是低速，还是在分解器的转子进行高速旋转(例如10,000min-1以上)等情况下，动态误差都包含分解器旋转时转子的每一次旋转中的极对数的2倍数量的波动。因此，若进行从修正检测位置信号中除去动态误差信号的动态误差修正，所述动态误差信号包含转子的每一次旋转中的分解器的极对数的2倍数量的波动，就可以准确地除去已修正了静态误差的修正检测位置信号中所包含的动态误差。
动态误差修正的具体方法是任意的。例如，也可以如下所述地实施动态误差修正。首先，根据转速，预先测定随着转子的旋转位置变化而改变的动态误差信号的相位变化。此外，根据转速，预先测定随着转子的转速变化而改变的动态误差信号的振幅的峰值变化。然后，将与转子的转速相应的动态误差信号的相位变化和动态误差信号的振幅的峰值相乘，求出推断动态误差。之后，可以从修正检测位置信号中扣除推断动态误差。若采用这样的方法，就可以根据预先测定的相位变化和动态误差信号的振幅的峰值变化及转子的转速，简单地求出推断动态误差。此外，由于可以仅从修正检测位置信号中扣除该推断动态误差，故可以简单且准确地进行动态误差的修正。
本发明的分解器的检测位置修正装置具有动态误差修正电路，该电路为了进一步修正从输出修正作为在分解器的转子为静止状态时发生的距实际位置的误差的静态误差后得到的修正检测位置信号的位置检测电路所输出的修正检测位置信号，而进行从修正检测位置信号中除去动态误差的修正，所述动态误差是作为在分解器的转子正在旋转时发生的距实际位置的误差。
动态误差修正电路可以构成为进行从修正检测位置信号中去掉包含转子的每一次旋转中的分解器的极对数的2倍数量的波动的动态误差的修正。更具体地说，动态误差修正电路可以由以下机构构成相位数据存储机构，其存储根据转速预先测定随转子的旋转位置的变化而改变的动态误差信号的相位变化后得到的动态误差相位数据；峰值数据存储机构，其存储根据转速预先测定随转子的转速变化而改变的动态误差信号的振幅的峰值变化后得到的动态误差振幅峰值数据；微分电路，其在将位置检测电路的输出进行微分后得到转速；乘法机构，其根据微分电路的输出，将从相位数据存储机构读出的相位变化和从峰值存储机构读出的所述振幅的峰值相乘，求出推断动态误差；和减法电路，其从修正检测位置信号中减去所述推断动态误差。若采用这样的构成，则可以简单地构成动态误差修正电路。
如本发明所述，若对已进行了静态误差修正的修正检测位置进一步修正动态误差，则也可以修正随着分解器的转子的速度变化而变动的误差，因此，可以比现有技术还提高分解器的位置的检测精度。
图1是表示实施本发明的方法的本发明的分解器的检测位置修正装置的实施方式的一例的构成的框图。
图2是表示预先测定的动态误差信号的振幅的峰值与速度的关系的一例的图。
图3是表示根据转速预先测定动态误差信号的相位变化而得到的动态误差相位数据的一例的图。
图4是表示图1的动态误差修正电路的一例的框图。
图中1-分解器，3-励磁电路，5-位置检测电路，7-基准振荡器，9-动态误差修正电路，11-微分电路，13-动态误差推断电路，15-相位数据存储机构，17-峰值存储机构，19-乘法机构，21-减法电路。
具体实施例方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式的一例。图1是表示实施本发明的分解器的检测位置修正方法的分解器的检测位置修正装置的实施方式的一例的构成的框图。
在图1中，标记符号1的部件是具备未图示的转子和励磁线圈的分解器。虽然图中没有示出，但分解器1例如安装在电动机等旋转机器的旋转轴上，输出表示旋转机器的旋转轴的旋转位置的模拟信号。该装置为了根据从分解器1输出的示出转子位置的检测信号，不仅修正静态误差，而且修正除了动态误差外的误差，而备有励磁电路3、位置检测电路5、向这些励磁电路3及位置检测电路5供给基准信号S的基准信号振荡器7以及动态误差修正电路9。
作为从励磁电路3输出的励磁信号S11，若向分解器1的定子线圈输入sinωt的模拟励磁信号，则从分解器1输出sinθo·sinωt的信号，作为位置信号的模拟信号S21；输出cosθo·sinωt的信号，作为模拟信号S22。将这些信号输入到位置检测电路5中。来自该分解器1的输出信号中包含着所谓的静态误差。将该静态误差定义为在分解器的转子为静止状态时发生的距实际位置的误差。由于静态误差在定子和转子的电磁钢板的磁特性和线圈的阻抗中有微小的不平衡，因此，是在转子的静止状态中发生的误差。该静态误差在转子按机械角360°旋转一次之间作为极对数部分的数量的波动而发生。位置检测电路5构成为进行从分解器1的输出中去掉该静态误差的修正，作为修正检测位置信号θo进行输出。静态误差的修正方法是任意的，例如，可以使用背景技术中记载的公知的修正方法等。
在修正了从位置检测电路5输出的静态误差的修正检测位置信号θo中，包含着伴随分解器1的转子的旋转而变化(通常增加)的动态误差即动态误差信号。动态误差修正电路9进行从修正检测位置信号θo中去掉该动态误差的成分(动态误差信号)的修正。该动态误差对应于转子的速度变化，其相位和振幅的峰值进行变化。动态误差信号的振幅的峰值如图2所示，示出了随着转子的转速即速度增加而增大的倾向。
此外，动态误差的成分(动态误差信号)如图3所示，随着转子的位置变化，相对于基准位置(没有误差的位置)的相位进行变化。动态误差与静态误差不同，其包含分解器1的旋转时转子每旋转一次的极对数的2倍数量的波动。图3示出了某一速度中的相对于转子的位置的动态误差的相位变化的基准值。若图3的基准值乘以图2中示出的该速度中的动态误差的振幅的峰值，就成为推断动态误差信号。
与修正检测位置信号θo中包含的动态误差的成分(动态误差信号)的波形有关，例如，将修正检测位置信号θo的微分信号加在模拟的FV变换器上作为速度变动，通过用示波器观察，可以从其变动部分知道振幅的峰值。然后，若用高速傅立叶变换(FFT)频率分析该变动部分，则可以知道频率成分。这样，就可以测定图2中示出的峰值和如图3中示出的2倍极对数的波动的动态误差的相位变化的波形。再有，在进行该测定的情况下，在使分解器旋转到高速区域之后，从电动机断开分解器，以惯性使分解器1的转子的转速减速，就可以正确地测定每个速度的动态误差的振幅的峰值。
动态误差修正电路9备有将修正检测位置信号θo进行微分的微分电路11和推断动态误差的动态误差推断电路13。动态误差修正电路9根据预先测定的数据，利用运算推断与分解器1的转子的转速相对应的动态误差，来作为推断动态误差，通过从修正检测位置信号θo中扣除该推断动态误差，来修正动态误差。
图4是表示动态误差修正电路9的构成的一例的图。该动态误差推断电路13由相位数据存储机构15、峰值存储机构17、乘法机构19、减法电路21构成。相位数据存储机构15将随着分解器1的转子的转速变化而改变的动态误差信号的相位变化，作为与根据转子的位置变化预先测定得到的如图3中示出的波形有关的动态误差相位数据进行存储。此外，峰值存储机构17将随着转子的转速变化而改变的动态误差信号的振幅的峰值变化，作为根据转速预先测定得到的动态误差振幅峰值数据θH(表示图2所示的特性的数据)进行存储。相位数据存储机构15和峰值存储机构17根据表示从位置检测电路5输出的修正检测位置信号θo和从修正位置微分电路11输出的转子的转速θo’的信号，分别将从该相位数据存储机构15读出的相位变化和从峰值存储机构17读出的动态误差的振幅的峰值，输出到乘法机构19中。乘法机构19将从相位数据存储机构15读出的动态误差相位数据θL和从峰值存储机构17读出的动态误差的振幅的峰值θH相乘，输出推断动态误差θE。减法电路21从修正检测位置信号θo中减去推断动态误差θE，去掉动态误差，作为修正后的位置数据输出。
实际上，在所述实施方式中，在将转子的转速设为10,000min-1以上且进行了试验时确认到，大体上从修正后的位置数据中除去了动态误差。由此，就能够将分解器适用于考虑了现有分解器的适用范围外的高速运转的旋转电机中。再有，本发明也可以适用于与现有技术同样的在低速旋转中使用的分解器的输出的修正。
再有，本发明的适用不限定于分解器的结构活励磁方式，当然也可以适用于各种各样的结构或类型的分解器的输出的修正。
(产业上的可利用性)根据本发明，能够修正随着分解器的转速增加而增加的动态误差，可以实现从低速到高速的误差少的位置检测。
权利要求
1.一种分解器的检测位置修正方法，其中进行修正作为在分解器的转子为静止状态时发生的距实际位置的误差的静态误差的静态误差修正后，修正所述分解器的检测位置，其特征在于，对于利用所述静态误差修正修正所述检测位置后得到的修正检测位置，进一步进行修正动态误差的动态误差修正，所述动态误差是作为在所述转子正在旋转时发生的距实际位置的误差。
2.一种分解器的检测位置修正方法，进一步修正进行了修正静态误差的静态误差修正后得到的修正检测位置信号，所述静态误差作为在高速旋转的分解器的转子为静止状态时发生的距实际位置的误差，其特征在于，进行从所述修正检测位置信号中去掉动态误差信号的动态误差修正，所述动态误差信号包含所述转子的每一次旋转中的所述分解器的极对数的2倍数量的波动。
3.根据权利要求1所述的分解器的检测位置修正方法，其特征在于，在所述动态误差修正中，根据所述转速，预先测定随着所述转子的旋转位置的变化而改变的所述动态误差信号的相位变化，根据所述转速，预先测定随着所述转子的转速变化而改变的所述动态误差信号的振幅的峰值变化，将与所述转子的所述转速相应的所述相位变化和所述动态误差信号的振幅的峰值相乘，求出推断动态误差，从所述修正检测位置信号中扣除所述推断动态误差。
4.一种分解器的检测位置修正装置，其中进一步修正从修正位置检测电路输出的所述修正检测位置信号，所述修正位置检测电路输出修正作为在分解器的转子为静止状态时发生的距实际位置的误差的静态误差后得到的修正检测位置信号，其特征在于，还具有动态误差修正电路，其进行从所述修正检测位置信号去掉动态误差的修正，所述动态误差是作为在所述转子正在旋转时发生的距实际位置的误差。
5.一种分解器的检测位置修正装置，其中进一步修正从位置检测电路输出的修正检测位置信号，所述位置检测电路输出修正作为在高速旋转的分解器的转子为静止状态时发生的距实际位置的误差的静态误差后得到的所述修正检测位置信号，其特征在于，还具有动态误差修正电路，其进行从所述修正检测位置信号中去掉动态误差的修正，所述动态误差包含所述转子的每一次旋转中的所述分解器的极对数的2倍数量的波动。
6.根据权利要求5所述的分解器的检测位置修正装置，其特征在于，所述动态误差修正电路备有相位数据存储机构，其存储根据所述转速预先测定随所述转子的旋转位置的变化而改变的所述动态误差信号的相位变化后得到的动态误差相位数据；峰值存储机构，其存储根据所述转速预先测定随所述转子的转速变化而改变的所述动态误差信号的振幅的峰值变化后得到的动态误差振幅峰值数据；微分电路，其将所述位置检测电路的输出进行微分后得到所述转速；乘法机构，其根据所述微分电路的输出，将从所述相位数据存储装置读出的所述相位变化和从所述峰值存储装置读出的所述振幅的峰值相乘，求出推断动态误差；和减法电路，从所述修正检测位置信号中减去所述推断动态误差。
全文摘要
本发明提供一种可以进一步修正已进行了静态误差修正的修正检测位置、且提高位置的检测精度的分解器的检测位置修正装置。位置检测电路(5)输出修正了静态误差后的修正检测位置信号。微分电路(11)将修正检测位置信号进行微分，得到分解器的转速。相位数据存储机构(15)和峰值存储机构(17)根据从微分电路(11)输出的表示转速的信号，向乘法机构(19)输出从相位数据存储机构(15)读出的动态误差信号的相位变化和从峰值存储机构(17)读出的动态误差的振幅的峰值。乘法机构(19)运算推断动态误差，由减法机构(21)从修正检测位置信号中去掉推断动态误差。
文档编号G01D5/245GK1576850SQ20041006405
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月14日 优先权日2003年7月17日
发明者石塚良, 牧内一浩, 宫岛彻 申请人:山洋电气株式会社