專利名稱：磁極位置檢測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)部所位于的磁極位置進(jìn)行檢測(cè)的磁極位置檢測(cè) 裝置及方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于電動(dòng)機(jī)的磁極構(gòu)造，在線性電動(dòng)機(jī)中，是將多個(gè)一定長(zhǎng)度(磁極間距)的磁鐵 以極性交替變化的方式排列為直線狀的構(gòu)造，在旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)(無(wú)刷電動(dòng)機(jī)等)中，是將規(guī)定 數(shù)量的極性交替變化的磁極排列為環(huán)狀而構(gòu)成規(guī)定極數(shù)的構(gòu)造。在線性電動(dòng)機(jī)及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)(無(wú)刷電動(dòng)機(jī)等)中，為了檢測(cè)可動(dòng)部所位于的磁極 位置處的磁性，沿電動(dòng)機(jī)的磁極排列方向隔著一定間隔配置大于或等于2個(gè)的磁傳感器， 其檢測(cè)與磁極產(chǎn)生的磁束的距離對(duì)應(yīng)的變化量。磁極位置檢測(cè)裝置是一種下述的裝置，即，基于上述大于或等于2個(gè)的磁傳感器 中的2個(gè)磁傳感器的傳感器輸出之間的相位差，對(duì)可動(dòng)部所位于的磁極位置進(jìn)行運(yùn)算檢 測(cè)。在線性電動(dòng)機(jī)中搭載有磁極位置檢測(cè)裝置，其用于得到可動(dòng)部在磁鐵排列方向上 移動(dòng)時(shí)，位于磁極間距內(nèi)的哪個(gè)位置(磁極位置)處的位置信息。即，線性電動(dòng)機(jī)所使用的 磁極位置檢測(cè)裝置在裝置內(nèi)具有2個(gè)磁傳感器。另一方面，在旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)中成為下述結(jié)構(gòu)， 即，大于或等于2個(gè)的磁傳感器作為該電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成部分的一部分，磁極位置檢測(cè)裝置設(shè) 置在該電動(dòng)機(jī)的外部。另外，對(duì)于2個(gè)磁傳感器的配置間隔，在現(xiàn)有技術(shù)中，以使傳感器輸出之間的相位 差成為90度的方式配置2個(gè)磁傳感器(例如專利文獻(xiàn)1、2等)。如果形成上述配置，以線性電動(dòng)機(jī)的例子進(jìn)行說(shuō)明，則在2個(gè)磁傳感器的配置間 隔L和磁極間距PIT之間，下述關(guān)系成立。
權(quán)利要求
一種磁極位置檢測(cè)裝置，其基于沿電動(dòng)機(jī)的磁極排列方向隔著規(guī)定間隔配置的大于或等于2個(gè)磁傳感器中，2個(gè)磁傳感器的傳感器輸出之間的相位差，對(duì)可動(dòng)部所位于的磁極位置進(jìn)行運(yùn)算檢測(cè)，其特征在于，具有第1運(yùn)算系統(tǒng)和第2運(yùn)算系統(tǒng)，在將所述2個(gè)傳感器輸出中的超前相側(cè)傳感器輸出設(shè)為a，將滯后相側(cè)傳感器輸出設(shè)為b，將所述相位差設(shè)為φ時(shí)，第1運(yùn)算系統(tǒng)對(duì)所述相位差的正弦值大于判定閾值的情況下的磁極位置θ，進(jìn)行θ＝tan 1{(a·sinφ/(b a·cosφ)}的運(yùn)算而進(jìn)行檢測(cè)，第2運(yùn)算系統(tǒng)對(duì)所述相位差的正弦值小于判定閾值的情況下的磁極位置θ，進(jìn)行θ＝{sin 1(a)+sin 1(b) φ}/2的運(yùn)算而進(jìn)行檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁極位置檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述第1運(yùn)算系統(tǒng)具有第1乘法器，其使所述2個(gè)傳感器輸出中的超前相側(cè)傳感器輸出乘以所述相位差的正 弦值；第2乘法器，其使所述超前相側(cè)傳感器輸出乘以所述相位差的余弦值；第1減法器， 其從所述2個(gè)傳感器輸出中的滯后相側(cè)傳感器輸出中減去所述第2乘法器的輸出值；除法 器，其將所述第1乘法器的輸出值除以所述減法器的輸出值；以及第1角度運(yùn)算器，其求出 所述除法器輸出的正切值的反正切值，并將該值作為所述磁極位置而輸出， 所述第2運(yùn)算系統(tǒng)具有第2角度運(yùn)算器，其求出所述超前相側(cè)傳感器輸出的反正弦值；第3角度運(yùn)算器，其求 出所述滯后相側(cè)傳感器輸出的反正弦值；第2減法器，其從第3角度運(yùn)算器的輸出值中減去 所述相位差；加法器，其將所述第2角度運(yùn)算器的輸出值和所述第2減法器的輸出值相加； 以及第3乘法器，其將所述加法器的輸出值乘以1/2而得到的值，作為所述磁極位置而輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁極位置檢測(cè)裝置，其特征在于，具有相位差運(yùn)算部，其進(jìn)行(2 π X所述2個(gè)磁傳感器的配置間隔)/(磁極間距或極 數(shù))的運(yùn)算而求出所述相位差，對(duì)于所述配置間隔，在所述運(yùn)算檢測(cè)出的磁極位置存在誤差的情況下，使用實(shí)際測(cè)定 的配置間隔或根據(jù)磁極位置誤差波形的振幅值推定的配置間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的磁極位置檢測(cè)裝置，其特征在于，在所述2個(gè)磁傳感器中追加大于或等于1個(gè)磁傳感器，通過(guò)多個(gè)磁傳感器的組合而檢 測(cè)所述磁極位置。
5.一種磁極位置檢測(cè)方法，其特征在于， 包括下述工序第1工序，在該工序中，針對(duì)沿電動(dòng)機(jī)的磁極排列方向隔著規(guī)定間隔配置的大于或等 于2個(gè)磁傳感器中的2個(gè)磁傳感器的傳感器輸出之間的相位差，進(jìn)行(2 π X所述2個(gè)磁傳 感器的配置間隔)/(磁極間距或極數(shù))的運(yùn)算而求出該相位差；第2工序，在該工序中，判定所述相位差的正弦值和判定閾值之間的大小關(guān)系；第3工序，在該工序中，在所述第2工序中的判定結(jié)果為所述相位差的正弦值大于判定 閾值的情況下，對(duì)由下述分子和分母形成的正切值的反正切值進(jìn)行運(yùn)算檢測(cè)而作為第1磁 極位置，其中，分子為，將所述2個(gè)磁傳感器的傳感器輸出中的超前相側(cè)傳感器輸出乘以所 述相位差的正弦值而得到的值，分母為，從所述2個(gè)磁傳感器的傳感器輸出中的滯后相側(cè) 傳感器輸出中，減去使所述超前相側(cè)傳感器輸出乘以所述相位差的余弦值所得到的值而得 到的值；以及第4工序，在該工序中，在所述第2工序中的判定結(jié)果為所述相位差的正弦值小于判定 閾值的情況下，從所述超前相側(cè)傳感器輸出的反正弦值和所述滯后相側(cè)傳感器輸出的反正 弦值的和中，減去所述相位差而得到的值的一半的值進(jìn)行運(yùn)算檢測(cè)，而作為第2磁極位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁極位置檢測(cè)方法，其特征在于， 包括下述工序在所述運(yùn)算檢測(cè)出的磁極位置存在誤差的情況下，對(duì)所述2個(gè)磁傳感器的配置間隔進(jìn) 行實(shí)際測(cè)定、或者根據(jù)磁極位置誤差波形的振幅值進(jìn)行推定的工序；以及將所述實(shí)際測(cè)定的配置間隔或所述推定的配置間隔應(yīng)用于所述第1工序中的工序。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于得到一種磁極位置檢測(cè)裝置，其即使將2個(gè)磁傳感器以任意間隔配置，也可以正確地取得磁極位置，將沿電動(dòng)機(jī)的磁極排列方向隔著規(guī)定間隔(L)配置的2個(gè)磁傳感器的各傳感器輸出(a、b)、以及2個(gè)傳感器輸出(a、b)之間的相位差(φ)作為輸入，在sinφ＞δ的情況下，將a·sinφ除以b-a·cosφ而求出tanθ，輸出磁極位置θ＝tan-1{a·sinφ/(b-a·cosφ)}。另外，在sinφ≤δ的情況下，由于a＝sinθ，b＝cos(θ+φ)，所以輸出磁極位置θ＝{sin-1(a)+cos-1(b)-φ}/2。由于φ＝2π×L/(磁極間距或極數(shù))，所以通過(guò)將φ用作針對(duì)2個(gè)傳感器輸出(a、b)的校正系數(shù)，從而在間隔(L)與理論值不同的情況下，可以消除磁極位置誤差。即，可以以任意間隔配置2個(gè)磁傳感器。
文檔編號(hào)H02K29/08GK101990733SQ20088012857
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者佐野修也, 荒川丈昌 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社