[發(fā)明專利]具有ΔΣ調(diào)制型AD變換器的電動機(jī)控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310135901.7
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103378796A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佐佐木拓;巖下平輔
• 申請（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會社
• 主分類號: H02P25/00
• 分類號: H02P25/00;H02P27/00;H03M1/12
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;郭鳳麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有ΔΣ調(diào)制型AD變換器的電動機(jī)控制裝置，特別涉及具有用于檢測在電動機(jī)的各線圈內(nèi)流動的電流的ΔΣ調(diào)制型AD變換器的電動機(jī)控制裝置。

背景技術(shù)

在驅(qū)動機(jī)床、鍛壓機(jī)械、注塑成型機(jī)、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、或者產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人內(nèi)的電動機(jī)的電動機(jī)控制裝置中，對于在每一驅(qū)動軸設(shè)置的電動機(jī)，指令控制電動機(jī)的速度、轉(zhuǎn)矩、或者轉(zhuǎn)子的位置。在這樣的電動機(jī)控制裝置中，檢測在電動機(jī)的各線圈內(nèi)流動的電流，對其進(jìn)行AD（模擬數(shù)字的）變換，根據(jù)得到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)執(zhí)行電動機(jī)驅(qū)動控制或者在電動機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的異常電流檢測。

圖3是表示一般的電動機(jī)控制裝置的框圖。一般，驅(qū)動控制三相交流的電動機(jī)2的電動機(jī)控制裝置101具有：向電動機(jī)2供給驅(qū)動電力的電力變換部51；檢測從電力變換部51流入電動機(jī)2的各線圈的電流值的電流檢測部52；把電流檢測部52檢出到的電流值A(chǔ)D（模擬數(shù)字）變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的ΔΣ調(diào)制型AD變換器53；和使用從ΔΣ調(diào)制型AD變換器53輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，對于電力變換部51指令驅(qū)動指令使其輸出用于驅(qū)動電動機(jī)2的驅(qū)動電力的指令生成部54。這里，電力變換部51例如是逆變電路和/或變換電路。另外在三相交流電動機(jī)的3相線圈中兩相中設(shè)置電流檢測部52。在這樣的電動機(jī)控制裝置101中，指令生成部54取入對流入電動機(jī)2的各線圈的電流進(jìn)行AD變換得到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后生成驅(qū)動指令。另外，在電動機(jī)控制裝置101中，根據(jù)對流入電動機(jī)2的各線圈的電流進(jìn)行AD變換得到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，監(jiān)視是否在電動機(jī)2的各線圈中產(chǎn)生異常電流。

在電動機(jī)控制裝置中，近年來廣泛使用上述的ΔΣ調(diào)制型的AD變換方式。圖4是表示一般的ΔΣ調(diào)制型AD變換器的框圖。ΔΣ調(diào)制型AD變換器53，大體劃分由調(diào)制器（ΔΣ調(diào)制電路）61和數(shù)字低通濾波器62構(gòu)成。它們一般把數(shù)MHz～數(shù)十MHz程度的稱為調(diào)制時鐘的系統(tǒng)時鐘作為基準(zhǔn)進(jìn)行動作。調(diào)制器61把輸入的模擬信號變換為高速低位的位流信號。用數(shù)字低通濾波器62除去此時產(chǎn)生的大的量子化噪音，作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出。作為ΔΣ調(diào)制型AD變換器53的輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，一般以一定的間隔間除后的周期輸出調(diào)制時鐘。該間除率一般稱為抽除率。

在電動機(jī)控制裝置101中，為了高精度地控制電動機(jī)2的速度、轉(zhuǎn)矩、或者轉(zhuǎn)子的位置，要求電動機(jī)控制裝置101內(nèi)的ΔΣ調(diào)制型AD變換器53高分辨率而且高精度地把在電動機(jī)2的各線圈內(nèi)流動的驅(qū)動電流的電流值數(shù)字化。在圖3表示的電動機(jī)控制裝置101中，指令生成部54以一定的控制周期取入用ΔΣ調(diào)制型AD變換器53對在電動機(jī)2的線圈中流動的電流值進(jìn)行AD變換后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，在電流控制中使用。為了得到這樣的高分辨率而且高精度的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，ΔΣ調(diào)制型AD變換器53的采樣周期一般設(shè)定為數(shù)十μ秒～數(shù)百μ秒程度。

另一方面，通常，在電動機(jī)控制裝置101中設(shè)置保護(hù)電路，用于在電動機(jī)2的線圈中流動某種過大的異常電流時檢測異常電流，保護(hù)電動機(jī)2以及電動機(jī)控制裝置101不受異常電流的影響。因為要求迅速地檢測這樣的異常電流，所以要求電動機(jī)控制裝置101內(nèi)的ΔΣ調(diào)制型變換器53把在電動機(jī)的各線圈內(nèi)流動的驅(qū)動電流的電流值盡可能高速地數(shù)字化。例如為了迅速檢測異常電流的發(fā)生，要求ΔΣ調(diào)制型AD變換器53的采樣周期一般在數(shù)μ秒以下，但是得到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)未必是高分辨率、高精度的。

在使用ΔΣ調(diào)制型AD變換器變換在電動機(jī)的各線圈內(nèi)流動的電流的檢測值來控制電動機(jī)的電動機(jī)控制裝置中，提出了在日本特開2008－147809號公報中記載那樣的以提高電流的檢測精度為目的的電動機(jī)控制裝置。根據(jù)日本特開2008－147809號公報中記載的發(fā)明，為了提高在ΔΣ調(diào)制型AD變換器內(nèi)的前級設(shè)置的調(diào)制器部分的調(diào)制時鐘的精度而追加安裝PLL電路，來提高電流的檢測精度。

另外，根據(jù)日本特許第3348036號公報中記載的發(fā)明，提出了能夠進(jìn)行忠實度高的電力放大的ΔΣ調(diào)制型DA（數(shù)字模擬的）變換器。