角度位置检测装置的制造方法_4

文档序号:9731850阅读:来源:国知局
101的角度位置设为Θ时,以AsinQsin ω t表示A相的信号7al,以 Acos9sin ω t表不B相的信号7a2。在此,A表不信号的振幅。
[0215] A相的信号7al和B相的信号7a2相互之间具有90度的相位差地被进行振幅调制。由 此,若将该两个信号考虑为矢量,则表示矢量的长度的矢量长度通过下式的平方根来表示。
[0218]即,矢量长度为IAsincotI。
[0219]如果旋转变压器101的角度位置Θ变化,则A相的信号7al和B相的信号7a2的振幅成 为与图14所示的振幅不同的振幅。然而,上述的矢量长度与旋转变压器101的角度位置Θ无 关,始终为固定的振幅。而且,该矢量长度成为与基准信号、A相的信号7al以及B相的信号 7a2同步的信号。
[0220]因而,即使在旋转变压器101正在旋转的状态下,角度位置检测装置602也能够容 易且准确地检测矢量长度。由于能够容易且准确地检测矢量长度,因此角度位置检测装置 602能够决定从采样指令信号生成部607输出采样指令信号的最佳的定时。
[0221] 以下,列举具体例来说明使用这样的矢量长度来调整输出采样指令信号的定时的 过程。
[0222] 图14示出矢量长度的值7b和基准信号7c。矢量长度的值7b是从矢量长度运算部 106输出的。基准信号7c是从基准信号生成部108输出的。
[0223] 如图14所示,在基准信号7c的1个周期内,采样指令信号生成部607以等间隔输出 四次采样指令信号。这与90度的相位差相当。在初始状态下,采样指令信号生成部607在时 亥叶1^2^344输出采样指令信号。在该情况下,时刻11的矢量长度和时刻12的矢量长度是 相互之间差异大的值。同样地,时刻t3的矢量长度和时刻t4的矢量长度是相互之间差异大 的值。另外,时刻^^24344从以下时刻发生了偏离,该时刻相当于位于4相的信号的大小 和B相的信号的大小成为最大的相位与成为最小的相位的大致中间的相位。
[0224] 在由励磁信号生成部109基于基准信号7c生成励磁信号(sin cot)之后,该励磁信 号(sincot)经由缓冲电路111而被输入到旋转变压器101。
[0225] 因而,基准信号7c、A相的信号7al以及B相的信号7a2的相位之间的关系如以下所 述那样。即,(1)根据基准信号7c生成励磁信号。(2)生成的励磁信号经由旋转变压器101而 被传递到第一 AD转换器103和第二AD转换器104。(3)基于所传递的励磁信号,A相的信号7al 和B相的信号7a2被转换为数字值。基准信号7c、A相的信号7al以及B相的信号7a2受到在这 些(1)至(3)的传递过程中产生的相位滞后、延迟等的影响。
[0226] 并且,被配置在上述的传递路径的各构成要素的特性也有可能受到温度变化、经 时变化的影响。由此,需要对采样指令信号进行定时调整。
[0227] 如图14所示,采样指令信号生成部607对所输出的采样指令信号的定时进行调整 以使得矢量长度的大小在采样指令信号的输出定时相等。具体地说,采样指令信号生成部 607对于矢量长度运算部106所输出的矢量长度的大小的值计算在一次采样前所保持的值 与最新的值之差。采样指令信号生成部607对采样指令信号的定时进行调整以使得上述的 差为零。
[0228] 通过这样的处理来调整输出采样指令信号的定时的结果为,在图14所示的时刻 七5、丨647、丨8输出采样指令信号。在该情况下,时刻丨5的矢量长度和时刻丨6的矢量长度是相 互之间大致相同的值。时刻t7的矢量长度和时刻t8的矢量长度也是相互之间大致相同的 值。
[0229] 另外,输出采样指令信号的时间的间隔与90度的相位差相当。由此,时刻t5、t6、 t7、t8自然成为相当于位于A相的信号的大小和B相的信号的大小成为最大的相位与成为最 小的相位的大致中间的相位的时刻。
[0230] 此外,采样指令信号具有从位于大致中间的相位偏离的相位偏离量Aec3S-S 面,如图15所示,矢量长度的大小的值与直到一次采样前为止所存储的矢量长度的大小的 值之差成为经过原点零的正弦波函数的曲线15。由此,能够通过在相位偏离量ΔΘ比较小的 区域内形成负的反馈环,来自动地调整输出采样指令信号的定时以使得相位偏离量A Θ成 为零。
[0231] 另外,通过形成负的反馈环,能够在进行初始的调整之后一边执行检测角度位置 的动作一边继续自动地调整输出采样指令信号的定时。由此,对于被配置在传递路径的各 构成要素等由于温度变化等因素而导致相位偏离的情况也能够应对。
[0232] 这样,采样指令信号生成部607使用矢量长度运算部106来调整输出采样指令信号 的定时。矢量长度运算部106使用根据输出采样指令信号的定时而输出的第一 AD转换器103 的输出值和第二AD转换器104的输出值来计算矢量的大小。采样指令信号生成部607存储在 一次采样前输出的矢量长度运算部106的输出值。采样指令信号生成部607对从矢量长度运 算部106输出的一次采样前后的输出值进行比较,来调整输出采样指令信号的定时以使得 一次采样前后的输出值的差为零。其结果,采样指令信号生成部607能够在位于A相的信号 的大小和B相的信号的大小成为最大的相位与成为最小的相位的大致中间的相位输出采样 指令信号。由此,例如通过图12所示的结构,本实施方式3中的角度位置检测装置602能够始 终稳定地以高精度进行旋转变压器101的角度检测。
[0233] 而且,能够在1个周期的励磁信号中获取四次矢量长度来进行上述的处理。由此, 本实施方式3中的角度位置检测装置602能够在比以往更短的期间内进行输出采样指令信 号的定时的调整。
[0234] 此外,在上述的说明中,使用平方根运算来进行矢量长度的计算。然而,矢量长度 的计算不必拘束于平方根运算。例如,考虑到处理时间等,在矢量长度的计算中也可以省略 平方根运算。
[0235] (实施方式4)
[0236] 图16是用于说明本发明的实施方式4中的旋转变压器的角度检测装置的框图。图 17是用于说明本发明的实施方式4中的励磁信号生成部的框图。图18是用于说明本发明的 实施方式4中的其它励磁信号生成部的框图。图19是用于说明本发明的实施方式4中的其它 旋转变压器的角度检测装置的框图。图20是用于说明本发明的实施方式4中的其它励磁信 号生成部的框图。图21是表示本发明的实施方式4中的各信号的波形图。图22是表示本发明 的实施方式4中的其它的各信号的波形图。图23是表示本发明的实施方式4中的矢量长度的 值23的变化的波形图。
[0237] 相对于实施方式1所说明的角度位置检测装置,实施方式4所示的角度位置检测装 置还具备矢量长度运算部和励磁信号生成部。
[0238] 以下,使用图16至图23来进行说明。
[0239] 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。
[0240]如图16所示,相对于实施方式1所说明的角度位置检测装置102,本发明的实施方 式4中的角度位置检测装置902还具备矢量长度运算部106和励磁信号生成部909。
[0241] 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 107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。
[0242] 如图17所示,励磁信号生成部909具有矢量长度存储部911和相位调整部912。
[0243]如图16、图17所示,矢量长度存储部911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107输出的采样指令而由矢量长度运算部106输出 的矢量长度为第一矢量长度。
[0244]矢量长度存储部911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107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。
[0245]相位调整部912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107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。
[0246]相位调整部912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911 中存储的第一矢量长度,来调整用于旋转变压器101励磁的励磁信号的相位以使得第一矢 量长度与第二矢量长度之差为零。
[0247] 根据这样的结构,相对地调整输出采样指令信号的定时。由此,本实施方式4中的 角度位置检测装置能够容易地实现高精度的角度位置检测。
[0248] 并且,如图18所示,本发明的实施方式4中的角度位置检测装置902也可以是以下 的结构。
[0249] 励磁信号生成部909还具备矩形波脉冲生成部1002和振幅调整部1003。
[0250]矩形波脉冲生成部1002基于相位调整部912的调整结果来输出第一矩形波脉冲。
[0251] 振幅调整部1003被输入第一矩形波脉冲,并根据被输入的第一矩形波脉冲来输出 第二矩形波脉冲,该第二矩形波脉冲调整用于旋转变压器101励磁的励磁信号的振幅。
[0252] 另外,根据这样的结构,从旋转变压器输出的信号的振幅、即第一 AD转换器的输入 信号的振幅和第二AD转换器的输入信号的振幅被调整为适当值。由此,本实施方式4中的角 度位置检测装置能够容易地实现高精度的角度位置检测。
[0253]另外,本发明的实施方式4中的角度位置检测装置902也可以是还具备正弦波转换 部1004的结构。
[0254]正弦波转换部1004被输入第二矩形波脉冲,将被输入的第二矩形波脉冲转换为具 有与第二矩形波脉冲所具有的频率相同的频率的正弦波,并输出进行转换所得到的正弦 波。
[0255] 另外,如果设为这样的结构,则能够容易地实现励磁信号所具有的相位的调整。
[0256] 特别地,正弦波转换部1004也可以是低通滤波器。如果设为这样的结构,则能够容 易地实现正弦波转换处理。
[0257] 另外,如图19所示,相对于实施方式1所说明的角度位置检测装置102,本发明的实 施方式4中的其它角度位置检测装置902还具备基准信号生成部108、矢量长度运算部106以 及励磁信号生成部909。
[0258] 基准信号生成部108生成提供给旋转变压器101的基准信号,并输出所生成的基准 信号。
[0259] 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 107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。
[0260]如图20所不,励磁信号生成部909具有矢量长度存储部1011、矢量长度差运算部 1001以及矩形波脉冲生成部1002。
[0261]如图19、图20所示,矢量长度存储部1011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107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一矢量长度。
[0262]矢量长度存储部1011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107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。
[0263]矢量长度差运算部1001被输入第一采样指令,其中,以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 采样指令作为第一采样指令。
[0264]矢量长度差运算部1001被输入第二矢量长度,其中,以根据第一米样指令而由矢 量长度运算部106输出的矢量长度作为第二矢量长度。
[0265]矢量长度差运算部1001被输入在矢量长度存储部1011中存储的第一矢量长度,来 计算在第一矢量长度与第二矢量长度之间产生的差、即矢量长度差信号,并输出所计算出 的矢量长度差信号。
[0266]矩形波脉冲生成部1002被输入从矢量长度差运算部1001输出的矢量长度差信号 和从基准信号生成部108输出的基准信号。
[0267]矩形波脉冲生成部1002根据矢量长度差信号和基准信号来生成矩形波脉冲以使 得第一矢量长度与第二矢量长度之差为零,并输出所生成的矩形波脉冲。
[0268] 并且,本发明的实施方式4中的角度位置检测装置902也可以是还具备振幅调整部 1003的结构。
[0269] 振幅调整部1003被输入第一矩形波脉冲,并根据被输入的第一矩形波脉冲来输出 第二矩形波脉冲,该第二矩形波脉冲调整用于旋转变压器励磁的励磁信号的振幅。
[0270]另外,本发明的实施方式4中的角度位置检测装置902也可以是还具备正弦波转换 部1004的结构。
[0271] 正弦波转换部1004被输入第二矩形波脉冲,将被输入的第二矩形波脉冲转换为具 有与第二矩形波脉冲所具有的频率相同的频率的正弦波,并输出进行转换所得到的正弦 波。
[0272] 特别地,正弦波转换部1004也可以是低通滤波器。
[0273 ]使用附图来进一步详细地说明。
[0274] 如图19所示,旋转变压器101的角度位置检测装置902与实施方式1所说明的角度 位置检测装置相比,励磁信号生成部909具有特征性功能。
[0275] 向励磁信号生成部909输入从矢量长度运算部106输出的矢量长度的值和从基准 信号生成部108输出的基准信号。励磁信号生成部909基于被输入的各信号等来生成励磁信 号。励磁信号生成部909输出所生成的励磁信号。
[0276]如图20所不,向矢量长度差运算部1001输入从矢量长度运算部106输出的矢量长 度的信号和从采样指令信号生成部107输出的采样指令信号。矢量长度差运算部1001计算 矢量长度的值与直到一次采样前为止所存储的值之差。矢量长度差运算部1001输出所计算 出的结果。
[0277] 矩形波脉冲生成部1002基于基准信号来输出矩形波脉冲。矩形波脉冲生成部1002 具有以下功能:以反映从矢量长度差运算部1001输出的矢量长度差的值的方式来调整矩形 波脉冲生成部1002所输出的矩形波脉冲的相位。
[0278] 振幅调整部1003对从矩形波脉冲生成部1002输出的矩形波脉冲的振幅进行调整, 并输出调整后的结果。
[0279]正弦波转换部1004将从振幅调整部1003输出的矩形波脉冲转换为同一频率的正 弦波,并输出进行转换所得到的结果。该进行转换所得到的结果为励磁信号生成部909所输 出的励磁信号。
[0280]此外,正弦波转换部1004能够使用具有陡峭的低通的截止特性的开关电容滤波 器。如果使用开关电容滤波器作为正弦波转换部1004,则能够容易地实现正弦波转换部 1004〇
[0281]以下,对如以上那样构成的电动机的控制装置中的旋转变压器101的角度位置检 测装置902的动作、作用进行说明。
[0282]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。另外,图14还示 出从矢量长度运算部106输出的矢量长度的值7b和从基准信号生成部108输出的基准信号 7c。与上述的本发明的实施方式3同样地,在本发明的实施方式4中的旋转变压器101的角度 位置检测装置902中这些信号也是共通的。
[0283]如图14所示,在基准信号7c的1个周期内,采样指令信号生成部107以等间隔输出 四次采样指令信号。这与90度的相位差相当。在初始状态下,采样指令信号生成部107在时 亥叶1^2^344输出采样指令信号。在该情况下,时刻11的矢量长度和时刻12的矢量长度是 相互之间差异大的值。同样地,时刻t3的矢量长度和时刻t4的矢量长度是相互之间差异大 的值。另外,时刻^^24344从以下时刻发生了偏离,该时刻相当于位于4相的信号的大小 和B相的信号的大小成为最大的相位与成为最小的相位的大致中间的相位。
[0284] 在由励磁信号生成部909基于基准信号7c生成励磁信号(sin cot)之后,该励磁信 号(sincot)经由缓冲电路111而被输入到旋转变压器101。
[0285] 因而,基准信号7c、A相的信号7al以及B相的信号7a2的相位之间的关系如以下所 述那样。即,(1)根据基准信号7c生成励磁信号。(2)生成的励磁信号经由旋转变压器101而 被传递到第一 AD转换器103和第二AD转换器104。(3)基于所传递的励磁信号,A相的信号7al 和B相的信号7a2受到在这些(1)至(3)的传递过程中产生的相位滞后、延迟等的影响。
[0286] 并且,被配置在上述的传递路径的各构成要素的特性也有可能受到温度变化、经 时变化的影响。由此,与实施方式3同样,需要对采样指令信号进行定时调整。
[0287] 使用图21至图23来说明定时调整过程的详细内容。
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