[发明专利]磁极位置检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对电动机的可动部所位于的磁极位置进行检测的磁极位置检测装置及方法。

背景技术

对于电动机的磁极构造，在线性电动机中，是将多个一定长度(磁极间距)的磁铁以极性交替变化的方式排列为直线状的构造，在旋转电动机(无刷电动机等)中，是将规定数量的极性交替变化的磁极排列为环状而构成规定极数的构造。

在线性电动机及旋转电动机(无刷电动机等)中，为了检测可动部所位于的磁极位置处的磁性，沿电动机的磁极排列方向隔着一定间隔配置大于或等于2个的磁传感器，其检测与磁极产生的磁束的距离对应的变化量。

磁极位置检测装置是一种下述的装置，即，基于上述大于或等于2个的磁传感器中的2个磁传感器的传感器输出之间的相位差，对可动部所位于的磁极位置进行运算检测。

在线性电动机中搭载有磁极位置检测装置，其用于得到可动部在磁铁排列方向上移动时，位于磁极间距内的哪个位置(磁极位置)处的位置信息。即，线性电动机所使用的磁极位置检测装置在装置内具有2个磁传感器。另一方面，在旋转电动机中成为下述结构，即，大于或等于2个的磁传感器作为该电动机的构成部分的一部分，磁极位置检测装置设置在该电动机的外部。

另外，对于2个磁传感器的配置间隔，在现有技术中，以使传感器输出之间的相位差成为90度的方式配置2个磁传感器(例如专利文献1、2等)。

如果形成上述配置，以线性电动机的例子进行说明，则在2个磁传感器的配置间隔L和磁极间距PIT之间，下述关系成立。

L＝PIT/4…(1)

此外，如果将配置间隔L在旋转电动机中以电角表示，则为L＝180°/极数。

由于各磁传感器的输出波形形成正弦波状，所以在以满足该式(1)的限制条件的方式配置了2个磁传感器的情况下，如果将超前相位侧的传感器输出设为a，将滞后相位侧的传感器输出设为b，则传感器输出a可以视为正弦波，传感器输出b可以视为余弦波。磁极位置可以通过对传感器输出a、b的正切值进行运算而求出。

即，如果将磁极位置设为θ，则由于tanθ＝a/b，所以磁极位置θ可以作为

θ＝tan^-1(a/b)…(2)

而求出。

在此情况下的处理部件、即现有的磁极位置检测装置由除法器和tan^-1角度运算器构成，其中，该除法器求出a/b，该tan^-1角度运算器根据除法器所求出的正切值tanθ而求出反正切值。

专利文献1：日本特开昭60-180468号公报(图3)

专利文献2：日本特开2001-78392公报(图1)

发明内容

但是，在现有的磁极位置检测装置中，2个磁传感器的配置间隔无法任意确定，根据式(1)的限制条件可以理解，在线性电动机中，存在根据磁极间距进行确定的限制，在旋转电动机中，存在根据极数进行确定的限制。

因此，在磁传感器的安装位置存在误差的情况下，需要进行麻烦的校正处理。此外，在搭载于线性电动机上的磁极位置检测装置中，由于该装置的大小由磁极间距确定，所以难以小型化。另外，在磁极间距不同的线性电动机之间无法将磁极位置检测装置共用化。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种磁极位置检测装置及方法，其即使将2个磁传感器以任意间隔配置，也可以正确地取得磁极位置。

为了达到上述目的，本发明所涉及的磁极位置检测装置，基于沿电动机的磁极排列方向隔着规定间隔配置的大于或等于2个磁传感器中，2个磁传感器的传感器输出之间的相位差，对可动部所位于的磁极位置进行运算检测，该磁极位置检测装置的特征在于，具有第1运算系统和第2运算系统，在将所述2个传感器输出中的超前相侧传感器输出设为a，将滞后相侧传感器输出设为b，将所述相位差设为φ时，第1运算系统对所述相位差的正弦值大于判定阈值的情况下的磁极位置θ，进行θ＝＝tan^-1{(a·sinφ/(b-a·cosφ)}的运算而进行检测，第2运算系统对所述相位差的正弦值小于判定阈值的情况下的磁极位置θ，进行θ＝{sin^-1(a)+sin^-1(b)-φ}/2的运算而进行检测。

发明的效果

根据本发明，可以实现下述效果，即，得到一种即使将2个磁传感器以任意间隔配置也可以正确地取得磁极位置的磁极位置检测装置。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的磁极位置检测装置的结构的框图。