角度位置检测装置的制造方法_3

文档序号:9731850阅读:来源:国知局
置检测装置502, 使用图5来说明添加了 A相的平均值运算部503和B相的平均值运算部504作为平均值运算部 514的理由和效果。
[0146] 此外,下述说明为基于上述的1.的方式的内容。
[0147]也就是说,从旋转变压器101输出的A相的信号5al与B相的信号5a2相互之间具有 微小的相位偏离。此时,如在上述的1.的方式中详细说明的那样,在使用实施方式1所说明 的不具有平均值运算部114的角度位置检测装置102的情况下,按输出采样指令信号的每个 采样,RD转换部105的输出值发生变动。如图5所示,以点线示出RD转换部的输出值5c 1。
[0148] 在检测旋转变压器101的角度位置时要求快的响应性、高精度的用途中,这种现象 会成为障碍。
[0149] 因此,如图6所示,使用具有平均值运算部514即A相的平均值运算部503和B相的平 均值运算部504的角度位置检测装置502。此时,平均RD转换部300的输出值的变动被消除。 如图5所示,以实线示出变动被消除后成为平坦的波形的平均RD转换部的输出值5c2。
[0150] 在一次采样的前后,检测出旋转变压器101的角度位置的值被平均值运算部514即 A相的平均值运算部503和B相的平均值运算部504分别平均化。被平均值运算部514即A相的 平均值运算部503和B相的平均值运算部504平均化后的值作为旋转变压器101的角度位置 被输出。如果使用平均化后的输出值,则能够进行响应性良好且精度高的旋转变压器101的 角度检测。
[0151] 另外,在上述的说明中,第一AD转换值的存储部511只存储一次采样量的第一AD转 换值,从而随时更新为新的第一 AD转换值来进行存储。
[0152]此外,关于第一 AD转换值的存储部511所存储的第一 AD转换值,并不限于存储一次 采样量,也可以存储预先决定的多次采样量。
[0153]如果第一 AD转换值的存储部511所存储的第一 AD转换值是一次采样量,则在第一 AD转换值的平均部512中的运算变快,因此响应性提高。另一方面,在第一 AD转换值的存储 部511所存储的第一 AD转换值是多次采样量的情况下,在第一 AD转换值的平均部512中计算 出的平均值的精度提高。
[0154] 另外,图6所示的旋转变压器101的角度位置检测装置502与图1所示的旋转变压器 101的角度位置检测装置102相比,稍微产生响应性的劣化。但是,图6所示的旋转变压器101 的角度位置检测装置502与图24所示的以往的旋转变压器101的角度位置检测装置1102相 比,具有1.5倍左右高速的响应性。
[0155] 另外,在位于A相的信号和B相的信号的大小即绝对值成为最大的相位与绝对值成 为最小的相位的大致中间的相位,旋转变压器101所输出的A相的信号和B相的信号的信号 振幅成为最大值的0.7倍左右的大小。然而,通过如上述那样对检测出旋转变压器101的角 度位置的输出值进行平均化,本实施方式2中的角度位置检测装置502的SN比提高。由此,本 发明的效果综合来说能够确保充分的优势性。
[0156] 3.平均值运算部位于旋转变压器数字转换部的内部的情况:
[0157] 图8是用于说明本发明的实施方式2中的旋转变压器的角度检测装置的其它具体 例的框图。图9是作为在本发明的实施方式2中进行比较的比较例的RD转换部的框图。图10 是本发明的实施方式2中的RD转换部的框图。图11是用于说明本发明的实施方式2中的其它 平均值运算部的框图。
[0158] 如图8所示,本方式中的角度位置检测装置702具备平均旋转变压器数字转换部 300,该平均旋转变压器数字转换部300具有旋转变压器数字转换部705和平均值运算部 714〇
[0159]旋转变压器数字转换部705在被输入了第一 AD转换值和第二AD转换值时,基于被 输入的第一 AD转换值和被输入的第二AD转换值并根据旋转变压器101的旋转角Θ计算旋转 变压器101的角度位置Φ。在该情况下,旋转变压器数字转换部705具有跟踪环707,该跟踪 环707根据被输入的第一 AD转换值和被输入的第二AD转换值来计算偏差信号??η(θ-φ),并 将计算出的偏差信号8?η(θ-φ )收敛为零来计算旋转变压器101的角度位置φ。旋转变压器 数字转换部705根据计算出的角度位置Φ来输出角度数据。
[0160] 如图11所示,平均值运算部714具有偏差信号存储部711和偏差信号平均部712。
[0161] 如图8、图11所示,偏差信号存储部711存储根据在第三相位或者第四相位从采样 指令信号生成部107输出的采样指令而由跟踪环707计算出的偏差信号。偏差信号存储部 711取代已存储的偏差信号而存储新的偏差信号,其中,以根据在紧接在第三相位之后产生 的第四相位或者紧接在第四相位之后产生的第三相位从采样指令信号生成部107输出的采 样指令而由跟踪环707新计算出的偏差信号作为新的偏差信号。
[0162] 偏差信号平均部712被输入新的偏差信号,其中,以根据在紧接在第三相位之后产 生的第四相位或者紧接在第四相位之后产生的第三相位从采样指令信号生成部107输出的 采样指令而由跟踪环707计算出的偏差信号作为新的偏差信号。偏差信号平均部712被输入 过去的偏差信号,其中,以在第三相位以前或者第四相位以前在偏差信号存储部711中存储 的偏差信号作为过去的偏差信号。偏差信号平均部712计算过去的偏差信号与新的偏差信 号的平均值,并输出所计算出的平均值。
[0163] 使用附图来进一步详细地说明。
[0164] 如图8所示,旋转变压器的角度位置检测装置702与实施方式1所说明的角度位置 检测装置102相比,在RD转换部105被置换为平均RD转换部300这一点上不同。更加准确地 说,在以下的点上不同:在实施方式1所说明的角度位置检测装置102的内部,在RD转换部 105的内部追加了平均值运算部714。
[0165] 使用图9、图10来说明平均RD转换部300。
[0166] 图9所示的RD转换部1815是比较例,作为旋转变压器101的角度位置检测装置而被 广泛使用。RD转换部1815被称为跟踪环。
[0167] 从第一 AD转换器对RD转换部1815输入A相的信号(sin0)。被输入到RD转换部1815 的A相的信号被输入到第一乘法部1801。在第一乘法部1801中,A相的信号与从余弦波表 1805输出的余弦波信号(cosciO相乘。与余弦波信号相乘后的A相的信号被从第一乘法部 1801输出到差分部1803。
[0168] 另一方面,从第二AD转换器对RD转换部1815输入B相的信号(c〇S0)。被输入到RD转 换部1815的B相的信号被输入第二乘法部1802。在第二乘法部1802中,B相的信号与从正弦 波表1806输出的正弦波信号(sin Φ )相乘。与正弦波信号相乘后的B相的信号被从第二乘法 部1802输出到差分部1803。
[0169] 在差分部1803中,运算第一乘法部1801的输出值与第二乘法部1802的输出值之 差,作为运算出的结果,计算出误差信号(??η(θ-φ))。计算出的误差信号被输入到比例积 分控制器(Proportional-Integral Controller) 1804。以下,有时也将比例积分控制器称 为"PI控制器"。
[0170] 在PI控制器1804中进行积分处理、增益乘法处理等。作为进行了积分处理、增益乘 法处理等的结果,由PI控制器1804输出旋转变压器101的角度位置Φ。
[0171]从PI控制器1804输出的旋转变压器101的角度位置Φ被输入到余弦波表1805和正 弦波表1806。旋转变压器101的角度位置Φ的值中的余弦波信号(cosciO的值被输入到余弦 波表1805。另外,旋转变压器101的角度位置Φ的值中的正弦波信号(??ηΦ)的值被输入到 正弦波表1806。
[0172]通过这样的跟踪环的处理,RD转换部1815进行根据被输入的A相的信号和B相的信 号来计算旋转变压器101的角度位置的转换处理。
[0173] 如图10所示,本实施方式2中的平均RD转换部300除了具有构成跟踪环707的RD转 换部705之外,还具有平均值运算部714。
[0174] 在图10所示的平均RD转换部300中,差分部1803所输出的误差信号(8?η(θ-φ ))被 输入到平均值运算部714。平均值运算部714对被输入的误差信号施加平均化处理。平均化 后的误差信号被从平均值运算部714输出到PI控制器1804。
[0175] 使用图11来说明平均值运算部714。此外,平均值运算部714具有与在1.的方式中 说明的平均值运算部114同样的功能。
[0176] 平均值运算部714将被输入的信号存储在偏差信号存储部711中。在本实施方式2 中,偏差信号存储部711只存储一次采样量的作为被输入信号的偏差信号。
[0177] 在该一次采样之后,向平均值运算部714输入作为新的信号的偏差信号。此时,偏 差信号存储部711将在一次采样前所存储的偏差信号作为过去的偏差信号输出到偏差信号 平均部712。偏差信号存储部711存储新的偏差信号,其中,以作为新输入信号的偏差信号作 为所述新的偏差信号。
[0178] 另一方面,偏差信号平均部712使用从差分部1803输入的新的偏差信号和从偏差 信号存储部711输入的过去的偏差信号来计算平均值。偏差信号平均部712输出所计算出的 平均值。
[0179] 角度位置检测装置702通过平均值运算部714的作用能够得到与在2.的方式中说 明的A相的平均值运算部503和B相的平均值运算部504同样的效果。
[0180] 关于具有上述的平均RD转换部300的旋转变压器的角度位置检测装置702,以下使 用图5来说明添加平均值运算部714的理由和效果。
[0181 ]此外,下述说明为基于上述的1.的方式的内容。
[0182]也就是说,从旋转变压器101输出的A相的信号5al与B相的信号5a2相互之间具有 微小的相位偏离。此时,如在上述的1.的方式中详细说明的那样,在使用实施方式1所说明 的不具有平均值运算部114的角度位置检测装置102的情况下,按输出采样指令信号的每个 采样,RD转换部105的输出值发生变动。如图5所示,以点线示出RD转换部的输出值5c 1。
[0183] 在检测旋转变压器101的角度位置时要求快的响应性、高精度的用途中,这种现象 会成为障碍。
[0184] 因此,如图8所示,使用具有平均值运算部714的角度位置检测装置702。此时,平均 RD转换部300的输出值的变动被消除。如图5所示,以实线示出变动被消除后成为平坦的波 形的平均RD转换部的输出值5c2。
[0185] 在一次采样的前后,检测出旋转变压器101的角度位置的值被平均值运算部714平 均化。被平均值运算部714平均化后的值作为旋转变压器101的角度位置被输出。如果使用 平均化后的输出值,则能够进行响应性良好且精度高的旋转变压器101的角度检测。
[0186] 另外,在上述的说明中,偏差信号存储部711只存储一次采样量的偏差信号,从而 随时更新为新的偏差信号来进行存储。
[0187] 此外,关于偏差信号存储部711所存储的偏差信号,并不限于存储一次采样量,也 可以存储预先决定的多次采样量。
[0188] 如果偏差信号存储部711所存储的偏差信号是一次采样量,则在偏差信号平均部 712中的运算变快,因此响应性提高。另一方面,在偏差信号存储部711所存储的偏差信号是 多次采样量的情况下,在偏差信号平均部712中计算出的平均值的精度提高。
[0189] 另外,图8所示的旋转变压器101的角度位置检测装置702与图1所示的旋转变压器 101的角度位置检测装置102相比,稍微产生响应性的劣化。但是,图8所示的旋转变压器101 的角度位置检测装置702与图24所示的以往的旋转变压器101的角度位置检测装置1102相 比,具有1.5倍左右高速的响应性。
[0190]另外,在位于A相的信号和B相的信号的大小即绝对值成为最大的相位与绝对值成 为最小的相位的大致中间的相位,旋转变压器101所输出的A相的信号和B相的信号的振幅 成为最大值的0.7倍左右的大小。然而,通过如上述那样对检测出旋转变压器101的角度位 置的输出值进行平均化,本实施方式2中的角度位置检测装置702的SN比提高。由此,本发明 的效果综合来说能够确保充分的优势性。
[0191](实施方式3)
[0192] 图12是用于说明本发明的实施方式3中的旋转变压器的角度检测装置的框图。图 13是本发明的实施方式3中的采样指令信号生成部的框图。图14是表示本发明的实施方式3 中的各信号的波形图。图15是表示本发明的实施方式3中的矢量长度差的变化的波形图。
[0193] 相对于实施方式1所说明的角度位置检测装置,实施方式3所示的角度位置检测装 置追加有矢量长度运算部。
[0194] 以下,使用图12至图15来进行说明。
[0195] 此外,对与上述的实施方式1所示的结构相同的结构标注相同的附图标记,并引用 说明。
[0196] 如图12所示,本发明的实施方式3中的角度位置检测装置602为在实施方式1所说 明的角度位置检测装置102中还具备矢量长度运算部106。
[0197] 矢量长度运算部106被输入根据在第三相位或者第四相位从采样指令信号生成部 607输出的采样指令而由第一模拟数字转换器103输出的第一 AD转换值和由第二模拟数字 转换器104输出的第二AD转换值。矢量长度运算部106基于被输入的第一 AD转换值和第二AD 转换值来计算表示矢量的大小的矢量长度,并输出所计算出的矢量长度。
[0198]如图13所示,特别地,采样指令信号生成部607具有矢量长度存储部611和定时调 整部612。
[0199]如图12、图13所示,矢量长度存储部611存储第一矢量长度,其中,以根据在第三相 位或者第四相位从采样指令信号生成部607输出的采样指令而由矢量长度运算部106输出 的矢量长度作为所述第一矢量长度。
[0200] 矢量长度存储部611取代已存储的第一矢量长度而存储新的第一矢量长度,其中, 以根据在紧接在第三相位之后产生的第四相位或者紧接在第四相位之后产生的第三相位 从采样指令信号生成部607输出的采样指令而由矢量长度运算部106新输出的矢量长度作 为新的第一矢量长度。
[0201] 定时调整部612被输入第二矢量长度,其中,以根据在紧接在第三相位之后产生的 第四相位或者紧接在第四相位之后产生的第三相位从采样指令信号生成部607输出的采样 指令而由矢量长度运算部106输出的矢量长度作为第二矢量长度。
[0202] 定时调整部612被输入在第三相位以前或者第四相位以前在矢量长度存储部611 中存储的第一矢量长度,并对输出采样指令信号的定时进行调整以使得第一矢量长度与第 二矢量长度之差为零。
[0203] 如果设为这样的结构,则能够调整输出采样指令信号的定时。由此,本实施方式3 中的角度位置检测装置602能够容易地实现高精度的角度位置检测。
[0204] 使用附图来进一步详细地说明。
[0205]如图12所示,旋转变压器101的角度位置检测装置602与实施方式1所说明的角度 位置检测装置102相比,在添加了矢量长度运算部106这一点上不同。同时,采样指令信号生 成部607也具有特有的功能。
[0206]向矢量长度运算部106输入第一 AD转换器103的输出和第二AD转换器104的输出。 矢量长度运算部106基于被输入的第一 AD转换器103的输出和第二AD转换器104的输出来计 算矢量长度。矢量长度运算部106输出所计算出的矢量长度。
[0207] 采样指令信号生成部607基于输入的基准信号生成部108的信号来对第一 AD转换 器103和第二AD转换器104输出采样指令信号。采样指令信号生成部607具有基于从矢量长 度运算部106输出的矢量长度来调整采样指令信号的相位的功能。
[0208] 使用图13来说明采样指令信号生成部607。
[0209] 采样指令信号生成部607将被输入的信号存储在矢量长度存储部611中。在本实施 方式3中,矢量长度存储部611只存储一次采样量的作为被输入信号的第一矢量长度。
[0210] 在该一次采样之后,向定时调整部612输入作为新的信号的第二矢量长度。此时, 矢量长度存储部611将在一次采样前存储的第一矢量长度输出到定时调整部612。矢量长度 存储部611存储新输入的信号作为新的第一矢量长度。
[0211] 另一方面,定时调整部612对输出采样指令信号的定时进行调整以使得从矢量长 度运算部106输入的第二矢量长度与从矢量长度存储部611输入的第一矢量长度之间的差 为零。
[0212]以下,对如以上那样构成的电动机113的控制装置中的旋转变压器101的角度位置 检测装置的动作、作用进行说明。
[0213]图14示出从旋转变压器101输出的A相的信号7al和B相的信号7a2。如上述的那样, A相的信号7al和B相的信号7a2是在旋转变压器101内部对励磁信号(sin cot)进行了振幅调 制而得的信号。A相的信号7al和B相的信号7a2以相互之间具有90度的相位差的状态被进行 振幅调制。
[0214]当将旋转变压器
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