專利名稱：旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置及電動(dòng)機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)所謂無(wú)刷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，及包括該旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的電動(dòng)機(jī)裝置。
近來(lái)，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)被使用在各種電子裝置中，例如標(biāo)準(zhǔn)型重播專用存儲(chǔ)盤(pán)，便攜式磁帶錄象機(jī)及類(lèi)似裝置中。
無(wú)刷電動(dòng)機(jī)使用電子開(kāi)關(guān)對(duì)每相切換一導(dǎo)通時(shí)間并驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，雖然DC電動(dòng)機(jī)也對(duì)每相切換導(dǎo)通時(shí)間。必須對(duì)該導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行切換，以使得它在最大功率因數(shù)下進(jìn)行工作。但是，在永磁鐵類(lèi)型的同步電動(dòng)機(jī)的情況下，其定時(shí)是由安裝在轉(zhuǎn)子中的永磁鐵(轉(zhuǎn)子磁鐵)的磁極位置來(lái)簡(jiǎn)單地確定的。為此原因，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)需要檢測(cè)磁極位置(旋轉(zhuǎn)位置)并對(duì)每相切換導(dǎo)通定時(shí)。為此，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)具有旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件，例元霍耳元件，磁阻效應(yīng)元件及類(lèi)似元件。并且，通過(guò)該旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，并由此基于該檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行每相導(dǎo)通定時(shí)的切換。
但是，如果安裝了上述的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件，成本將變得昂貴，并需要用傳輸導(dǎo)線使檢測(cè)信號(hào)從旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件傳送到旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。這就產(chǎn)生了使電動(dòng)機(jī)本身變大的問(wèn)題。
為此原因，就開(kāi)發(fā)出能用無(wú)傳感器驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置。該旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)每相中產(chǎn)生的反電勢(shì)電壓，并將檢測(cè)到的輸出信號(hào)傳送到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
亦即是在電動(dòng)機(jī)中，除了導(dǎo)電相之外的相作為發(fā)電機(jī)，這就產(chǎn)生反電勢(shì)電壓。因此，通過(guò)檢測(cè)反電勢(shì)電壓可以檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路基于檢測(cè)的反電勢(shì)電壓輸出來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，并且對(duì)每相切換相應(yīng)于檢測(cè)結(jié)果的導(dǎo)通定時(shí)。因此，電動(dòng)機(jī)能檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置及切換每相的導(dǎo)通定時(shí)，而不用安裝旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件、如霍耳元件等。于是，可以省掉諸如霍耳元件等的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件，這可使電動(dòng)機(jī)本身變小及它的成本變低。
順便地說(shuō)，在不具有傳統(tǒng)傳感器的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)中，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)刻或在低速旋轉(zhuǎn)的情況下，反電勢(shì)未產(chǎn)生出來(lái)，或即使產(chǎn)生了，其幅值很小。于是，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)刻或在低速旋轉(zhuǎn)的情況下，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置不能檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。此外，在對(duì)每相切換導(dǎo)通定時(shí)的時(shí)刻引起的脈沖噪聲及類(lèi)似噪音被大量地加到反電勢(shì)電壓上。這就產(chǎn)生了妨礙精確旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的問(wèn)題。
為此原因，使用反電勢(shì)電壓來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)不能使用在必需精確檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置的伺服控制中。此外，在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)用于伺服控制的情況下，必須安裝旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件，以便精確地檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置。最后，就產(chǎn)生了電動(dòng)機(jī)本身作得較大的缺點(diǎn)及另外一些不足。
從以下對(duì)附圖中所描繪的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明將會(huì)闡明本發(fā)明進(jìn)一步的目的及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的概要結(jié)構(gòu)電路框圖；圖2是解釋與第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置相連接的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的解體透視圖3是解釋無(wú)刷電動(dòng)機(jī)極齒之間間隔及轉(zhuǎn)子磁極間隔的圖；圖4是解釋旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的工作及第一實(shí)施例的編碼脈沖發(fā)生操作的波形圖；圖5是解釋附加于使無(wú)刷電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)及驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傳感信號(hào)阻抗變化的概圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置主要部分的電路框圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置主要部分的電路框圖；圖8是解釋來(lái)自第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的Z脈沖輸出定時(shí)的波形圖；圖9是解釋第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的變型例的概圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置主要部分的電路框圖；圖11是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的主要部分的電路框圖；圖12是該第一變型例中用于檢測(cè)校正數(shù)據(jù)以校正計(jì)數(shù)器的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)的校正裝置的概念圖；圖13是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置第二變型例的主要部分的電路框圖；圖14是用于該第二變型例的校正數(shù)據(jù)的校正曲線的曲線圖；圖15是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的電路框圖；圖16是解釋第五實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置操作的流程圖17是表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)裝置的電路框圖；圖18是表示電動(dòng)機(jī)繞組磁軛相交鏈的磁通B與磁軛的導(dǎo)磁率μ關(guān)第的圖；圖19是解釋在驅(qū)動(dòng)信號(hào)過(guò)零點(diǎn)定時(shí)上采樣傳感信號(hào)的方法的圖；圖20是表示作為根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)裝置的電路框圖；圖21是解釋在電動(dòng)機(jī)各相中驅(qū)動(dòng)電流變成彼此相等的點(diǎn)的圖；圖22是表示將偏置信號(hào)附加在驅(qū)動(dòng)信號(hào)上的部分的概要結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖23是表示兩相結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)各相中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)及傳感信號(hào)的圖；圖24是表示加上偏置信號(hào)的兩相結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的各相中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)及傳感信號(hào)的圖；圖25是表示由驅(qū)動(dòng)信號(hào)上附加偏置信號(hào)獲得的信號(hào)的圖。
以下將參照附圖來(lái)解釋根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例及使用該旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的電動(dòng)機(jī)裝置。
圖1表示作為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的概要結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有例如振蕩器2及傳感信號(hào)發(fā)生電路3。振蕩器2輸出一個(gè)為恒電流的正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，及一個(gè)為恒定電流的與該正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)相差90度相位的余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便將它們傳到兩相無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的各相中。傳感信號(hào)發(fā)生電路3輸出具有的頻率為每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率的若干倍的傳感信號(hào)。振蕩器2及傳感信號(hào)發(fā)生電路3安裝在所謂數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)中。
旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有差分放大器4S及4C，加法器5S及5C，放大器6S及6C。差分放大器4S及4C用于放大及輸出各驅(qū)信號(hào)與反饋的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的差，由此在恒電流下驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1。加法器5S及5C將將來(lái)自傳感信號(hào)發(fā)生電路3的傳感信號(hào)加到來(lái)自各差分放大器4S及4C的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)上。放大器6S及6C以預(yù)定增益放大加有傳感信號(hào)的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
該旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7及低通濾波器(LPF)8。驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7檢測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流值，這些電流值是當(dāng)前輸送給無(wú)刷電機(jī)1的各相的，并通過(guò)電阻以電壓形式檢測(cè)的。低通濾波器(LPF)8濾去驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中高頻的傳感信號(hào)，并將其反饋到每個(gè)差分放大器4S及4C。
該旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有帶通濾波器(BPF)9，解調(diào)電路10及限制器11。帶通濾波器(BPF)9分離出驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的高頻傳感信號(hào)。解調(diào)電路10對(duì)由BPF9分離出的傳感信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的解調(diào)處理，并將它作為無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)。限制器基于每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)切換脈沖，并將其輸出。
然后，通過(guò)將旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)從解調(diào)電路10傳送給伺服閉鎖電路等，并相對(duì)于旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位可構(gòu)成電動(dòng)機(jī)裝置。
無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1是通稱的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，如圖2中所示，它由第一定子21，第二定子22及轉(zhuǎn)子磁鐵23組成，轉(zhuǎn)子磁鐵23相對(duì)第一及第二定子21及22可旋轉(zhuǎn)地布置。
第一定子21由上磁軛24，下磁軛26及線圈25組成。上磁軛24為圓柱形的形狀。下磁軛26為圓柱形的形狀并且具有的外徑稍微小于上磁軛24的內(nèi)徑。線圈架25被保持在當(dāng)下磁軛26與上磁軛24對(duì)合時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)容積中。
在上磁軛24中，設(shè)有一支承孔24b，用于將轉(zhuǎn)子鐵心23的旋轉(zhuǎn)軸23a支承在上磁軛的頂面24a的近中心位置上。在上磁軛24的頂面24a上設(shè)置了例如十二個(gè)極齒24e，它們?yōu)橄嗤g隔的等腰三角形，并由此包圍著支承孔24b。極齒24e各自垂直于頂面24a地向下伸。詳細(xì)地說(shuō)，極齒24e這樣構(gòu)成，即頂面24a被沖切，并由此形成十二個(gè)切口片，它們?yōu)榈妊切尾⒁韵嗤g隔布置成一個(gè)圓，并使各個(gè)切口片垂直于頂面24a地向下彎曲。各個(gè)極齒24e在這樣的彎曲狀態(tài)時(shí)適合插入到線圈架25的圓柱部分25b中，并如后述地，與該圓柱部分25b的內(nèi)壁相毗鄰。此外，各個(gè)極齒24e布置的間隔等于轉(zhuǎn)子磁鐵23的磁化間隔(例如間隔λ)。
在上磁軛24中，設(shè)有一個(gè)具有一高度的側(cè)面部分24C，以使得在上磁軛24與下磁軛26對(duì)合時(shí)能使線圈架25放置在上磁軛24及下磁軛26之間。在側(cè)面部分24c中設(shè)有槽口24d，用于導(dǎo)入在第一定子21外側(cè)的線圈架25上設(shè)置的凸塊25a。
線圈架25由圓柱形狀的圓柱部分25b，上端盤(pán)25c及下端盤(pán)25d構(gòu)成。圓柱部分25b具有一直徑，在其中轉(zhuǎn)子磁鐵23可旋轉(zhuǎn)地插放。上端盤(pán)25c及下端盤(pán)25d各具有的直徑略小于下磁軛26的內(nèi)徑。在上端盤(pán)25c及下端盤(pán)25d中各設(shè)有與圓柱部分25b的內(nèi)徑接近相等的孔部分。并且，上端盤(pán)25c設(shè)置在圓柱部分25b的一端面上，使得上端盤(pán)25c的孔部分與圓柱部分25b的孔彼此相一致。下端盤(pán)25d設(shè)置在圓柱部分25b的另一端面上，并使得下端盤(pán)25d的孔部分與圓柱部分25b的孔彼此相一致。
用于第一相的線圈25e被繞在具有上述構(gòu)型的線圈架25的圓柱部分25b的外圓周上。并且，在下端盤(pán)25d上設(shè)有一凸塊25a，用以引導(dǎo)繞在第一定子21外側(cè)的圓柱部分25b外圍上的線圈25e的一個(gè)端部。
如上所述，下磁軛26為圓柱形狀并具有較小于上磁軛24內(nèi)徑的外徑。在下磁軛26底面26a的近中心位置上設(shè)有孔部分26b，在其直徑中轉(zhuǎn)子磁鐵23可轉(zhuǎn)動(dòng)地插放。在孔部分26b的外圍上設(shè)置了例如十二個(gè)極齒26c，它們?yōu)榈妊切危⒕呦嗤拈g隔，由此圍繞著孔部分26b，它們各垂直于底面26a地向上伸。詳細(xì)地說(shuō)，極齒26c這樣構(gòu)成，即與底面26a的孔部分26b相鄰的區(qū)域被沖切，由此形成十二個(gè)切口片，它們?yōu)榈妊切?，并使得各個(gè)切口片垂直地沿孔部分26b向上伸。各個(gè)極齒26c在這樣的彎曲狀態(tài)時(shí)適合插入到線圈架25的圓柱部分25b中，并與該圓柱部分25b的內(nèi)壁相毗鄰。此外，各個(gè)極齒以與上極24中各極齒24e相同的間隔λ地布置。相應(yīng)地，各極齒26c之間的間隔等于轉(zhuǎn)子磁鐵23的磁化間隔。另外，各極齒26c被設(shè)置在這樣的位置上即使得上磁軛24的各極齒24e處于各極齒26c的中間，這就是，當(dāng)上磁軛24與下磁軛26相對(duì)合時(shí)，上磁軛26的各極齒26c與下磁軛26的各極齒26c相穿插。
在下磁軛26的底面26a中以相同的間隔設(shè)有例如十個(gè)連接孔26d，并由此圍繞著孔部分26b并如下所述地借助穿過(guò)連接孔26d的連接銷(xiāo)來(lái)固定第一定子21及第二定子22。此外，下磁軛26具有外圓周26e，它略小于上磁軛24的外圓周24c。在外圓周26e中設(shè)有一個(gè)槽口部分26f，用于引導(dǎo)在第一定子21外側(cè)的線圈架25的下端盤(pán)25d上設(shè)有的凸塊25a。
在具有由上述各部分24，25及26構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的第一定子21中，下磁軛26的槽口部分26f的位置與線圈架25的凸塊25a的位置對(duì)齊，及線圈架25被放置在下磁軛26上，并使得下磁軛26的各極齒26c插入在線圈架25的圓柱部分25b中。并且，線圈架25的凸塊25a的位置與上磁軛24的槽口24d的位置相對(duì)齊，及然后使上磁軛24與下磁軛26相對(duì)齊，并使得上磁軛24的各極齒24e被插入到線圈架25的圓柱部分25b中。相應(yīng)地，在線圈架25的圓柱部分25b中，上磁軛24的各級(jí)齒24e與下磁軛26的各極齒26c彼此交替地穿插。線圈架25被放置在彼此相對(duì)合的上磁軛24及下磁軛26之間。第一定子21以此方式被形成。
第二定子22具有與上述第一定子21相逆的結(jié)構(gòu)，及由上磁軛27、下磁軛29及線圈架28構(gòu)成。上磁軛27為圓柱形的形狀。下磁軛29為圓柱形的形狀并具有的內(nèi)徑略大于上磁軛27的外徑。在當(dāng)下磁軛29與上磁軛27相對(duì)合時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)容積中保持線圈架28。
如上所述，上磁軛27為圓柱形狀并具有校小于下磁軛29內(nèi)徑的外徑。在上磁軛27頂面27a的近中心位置上設(shè)有孔部分27b，在其直徑中轉(zhuǎn)子磁鐵23可轉(zhuǎn)動(dòng)地播放。在孔部分27b的外圍上設(shè)置了例如十二個(gè)極齒27c，它們?yōu)榈妊切?，并具有相同的間隔，由此圍繞著孔部分27b，它們各垂直于頂面27a地向上伸。詳細(xì)地說(shuō)，極齒27c這樣地構(gòu)成，即與頂面27a的孔部分27b相鄰的區(qū)域被沖切，由此形成十二個(gè)切口片，它們?yōu)榈妊切?，并使得各個(gè)切口片垂直地沿孔部分27b向下伸。各個(gè)極齒27c在這樣的彎曲狀態(tài)時(shí)適合插入到線圈架28的圓柱部分28b，并與該圓柱部分28b的內(nèi)壁相毗鄰。此外，各個(gè)極齒27c以與轉(zhuǎn)子磁極23的磁化間隔相同的間隔λ地布置。
在上磁軛27的頂面27a中以相同間隔設(shè)有例如十個(gè)連接孔27d，并由此圍繞著孔部分27b，并借助穿過(guò)連接孔27d的連接銷(xiāo)來(lái)固定第一定子21及第二定子22。此外上磁軛27具有外圓周27e，它略小于下磁軛29的外圓周29c。在外圓周27e中設(shè)有一個(gè)槽口部分27f，用于引導(dǎo)在第二定子22外側(cè)的線圈架28的上端盤(pán)28c上設(shè)有的凸塊28a。
線圈架28由圓柱形狀的圓柱部分28b，上端盤(pán)28c及下端盤(pán)28d構(gòu)成。圓柱部分28b具有一直徑，在其中轉(zhuǎn)子磁鐵23可旋轉(zhuǎn)地插放。上端盤(pán)28c及下端盤(pán)28d各具有其直徑略小于上磁軛27的內(nèi)徑。在上端盤(pán)28c及下端盤(pán)28d中各設(shè)有與圓柱部分28b的內(nèi)徑接近相等的孔部分。并且，上端盤(pán)28c設(shè)置在圓柱部分28b的一端面上，使得上端盤(pán)28c的孔部分與圓柱部分28b的孔彼此相一致。下端盤(pán)28d設(shè)置在圓柱部分28b的另一端面上，并使得下端盤(pán)28d的孔部分與圓柱部分28b的孔彼此相一致。
用于第二相的線圈28e被繞在具有上述構(gòu)型的線圈架28的圓柱部分28b的外圓周上。并且，在下端盤(pán)28d上設(shè)有一凸塊28a，用以引導(dǎo)繞在第二定子22外側(cè)的、圓柱部分25b外圍上的線圈28e的一個(gè)端部。
在下磁軛29中，在下磁軛29的底面29a的近中心位置上設(shè)有一支承孔29b，用于可旋轉(zhuǎn)地支承轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸23a。此外，在下磁軛29的底面29a中，設(shè)置了例如十二個(gè)極齒29e，它們?yōu)橄嗤g隔的等腰三角形，并由此包圍著支承孔29b。極齒29e各自垂直于底面29a地向上伸。詳細(xì)地說(shuō)，極齒29e是這樣構(gòu)成的，即底面29被沖切，并由此形成十二個(gè)切口片，它們?yōu)榈妊切尾⒁韵嗤拈g隔布置成一個(gè)圓，并使各個(gè)切口片垂直于底面29a地向上彎曲。各個(gè)極齒29e在這樣的彎曲狀態(tài)時(shí)適合插入到線圈架28的圓柱部分28b中，如后所述，并與該圓柱部分28b的內(nèi)壁相毗鄰。此外，各個(gè)極齒29e布置的間隔是等于轉(zhuǎn)子磁鐵23的磁化間隔的間隔λ。此外，各個(gè)極齒29e這樣地放置在位置上，即上磁軛27的各個(gè)極齒27c位于各極齒29e的中間，這就是，當(dāng)上磁軛27與下磁軛相對(duì)合時(shí)，上磁軛27的各極齒27c與下磁軛29的各極齒29e相穿插。
在下磁軛29中，設(shè)有一個(gè)具有一高度的側(cè)面部分29c，以使得當(dāng)上磁軛27與下磁軛29對(duì)合時(shí)能使線圈架28放置在上磁軛27及下磁軛29之間。在側(cè)面部分29c中設(shè)有槽口部分29d，用于導(dǎo)入在第二定子外側(cè)的、線圈架28上設(shè)有的凸塊28a。
在具有由上述各部分27，28及29構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的第二定子22中，下磁軛29的槽口部分29d的位置與線圈架28的凸塊28a的位置對(duì)齊，并使線圈架28放置在下磁軛29上，以使得下磁軛29的各極齒29e插入在線圈架28的圓柱部分28b中。并且，線圈架28的凸塊28a的位置與上磁軛27的槽口部分27f的位置對(duì)齊，及然后使上磁軛27與下磁軛29相對(duì)齊，并使得上磁軛27的各極齒27c被插入到線圈架28的圓柱部分28b中。相應(yīng)地，在線圈架28的圓柱部分28b中，上磁軛27的各極齒27c與下磁軛29的各極齒29e彼此交替地穿插。以及，線圈架28被放置在彼此相對(duì)合的上磁軛27及下磁軛29之間，第二定子22以此方式被形成。
在轉(zhuǎn)子磁鐵23中，它的外圓周23b被交替地磁化成S極及N極，如圖3中所示。每個(gè)S極及N極的磁化長(zhǎng)度為λ/2。當(dāng)將極S和一個(gè)與所述極S相鄰的極N相結(jié)合時(shí)，極化長(zhǎng)度變?yōu)棣?。如上所述，分別設(shè)置在第一定子21的上磁軛24及下磁軛26中的各極齒24e及26c之間的位置間隔，及分別設(shè)置在第二定子22的上磁軛27及下磁軛29中的各極齒27c及29e之間的位置間隔為等于轉(zhuǎn)子磁鐵23極化長(zhǎng)度的λ。
如上所述，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1具有第一及第二定子21及22和轉(zhuǎn)子磁鐵23，并如下述地組裝。這就是，首先，轉(zhuǎn)子磁鐵23的一個(gè)轉(zhuǎn)軸23a穿過(guò)線圈架28的圓柱部分28b被插入到設(shè)在第二定子22下磁軛29中的支承孔29b中。接著，將第一及第二定子21和22彼此對(duì)齊，以使得轉(zhuǎn)子磁鐵23的另一轉(zhuǎn)軸23a穿過(guò)處于上述狀態(tài)的第一定子21的線圈架25的圓柱部分25b被插入到上磁軛24中所設(shè)的支承孔24b中。并且，當(dāng)?shù)谝患暗诙ㄗ?1和22彼此相對(duì)齊時(shí)，借助于連接銷(xiāo)穿過(guò)設(shè)在第一定子21的下磁軛26上的連接孔26d及穿過(guò)設(shè)在第二定子22上磁軛27中的連接孔27d使各定子21及22相固定。無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1就以此方式被組裝起來(lái)。
對(duì)每個(gè)定子21及22進(jìn)行完善的抗磁化處理，以使得在一個(gè)定子上產(chǎn)生的磁性不會(huì)泄漏到另一定子中。此外，在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的上述組裝狀態(tài)中，由將線圈25e繞在第一定子21的線圈架25中所產(chǎn)生的第一相及由將線圈28e繞在第二定子22的線圈架28中所產(chǎn)生的第二相彼此隔開(kāi)λ/4。
以下來(lái)解釋根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的操作。首先，在圖1中，當(dāng)確定要轉(zhuǎn)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1時(shí)，振蕩器2產(chǎn)生出正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)及余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它們彼此相位相差90度，及將它們分別送到差分放大器4S及4C的非反相輸入端(+)。
由于如前所述地，在各定子21及22中的各磁軛24，26，27及28設(shè)置了各個(gè)十二極齒，驅(qū)動(dòng)電流一個(gè)周期中的旋轉(zhuǎn)角λ為極齒間距，即λ＝2π/12(弧度)。此外，在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1以2400rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)，在此時(shí)的速度ω為ω＝2π(2400/60)＝80π(rad/sec)。相應(yīng)地，在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1以2400rpm旋轉(zhuǎn)及被驅(qū)動(dòng)時(shí)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率f為f＝ω/λ＝80π(2π/12)＝480(Hz)。將具有上述頻率480Hz的正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)及余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送到各個(gè)差分放大器4S及4C的非反相輸入端。
雖然以后還要解釋，當(dāng)前傳送給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被反饋到各差分放大器4S及4C的反相輸入端(-)。為此原因，每個(gè)差分放大器4S及4C檢測(cè)反饋的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)信號(hào)及正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)或余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的差，并將它輸出到每個(gè)加法器5S及5C。
另一方面，傳感信號(hào)發(fā)生電路3產(chǎn)生具有的頻率為每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率數(shù)倍的傳感信號(hào)，例如其頻率為10KHz，并且它相對(duì)每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有足夠小的幅值，將它傳送到每個(gè)加法器5S及5C。雖然傳感信號(hào)的頻率根據(jù)電動(dòng)機(jī)是不同的，但最好是將一個(gè)線圈的容性分量的高頻區(qū)域的頻率作為上限傳送。
加法器5S將高頻的傳感信號(hào)與正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)相加，并經(jīng)由放大器6S將其傳送到無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1。以及，加法器5C將高頻的傳感信號(hào)與余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)相加，并使它經(jīng)由放大器6C傳送給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1。這就是，將所謂的從動(dòng)分量作為偏置加到每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)上，所得信號(hào)被輸送給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1。
實(shí)際上，如圖3中所示，被加上傳感信號(hào)的正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)被傳送到第一定子21。被加上傳感信號(hào)的余弦驅(qū)動(dòng)信號(hào)被傳送到第二定子22。因此，每個(gè)定子21及22中的極齒24e，26c，27c及29e變成了一個(gè)電磁鐵，它根據(jù)傳送驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值改變成S極或N極。在圖3中，[S/N或N/S]表示每個(gè)極齒24e，26c，27c及29e中的極性變化，這是根據(jù)每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值改變的。
如上所述，發(fā)送到第一定子21及第二定子22的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)是彼此相差90度的。由將線圈繞在第一定子21的線圈架25上產(chǎn)生的第一相及由將線圈28e繞在第二定子22的線圈架28上產(chǎn)生的第二相彼此相距λ/4。為此原因，通過(guò)發(fā)送各驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生的第一相磁場(chǎng)及第二相磁場(chǎng)的合成磁場(chǎng)變?yōu)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)。然后轉(zhuǎn)子磁鐵23被驅(qū)動(dòng)及旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樗桓鱾€(gè)極齒24e，26c，27c，及29e的極性變化產(chǎn)生的磁吸力拉動(dòng)。
在傳送給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的電流值將以通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7的電阻7a上電壓值的形成被檢測(cè)并反饋到LPF8。LPF8從加有傳感信號(hào)的每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中提取適當(dāng)?shù)男盘?hào)，并將該信號(hào)反饋到每個(gè)差分放大器4S及4C的反相輸入端(-)，作為當(dāng)前傳送給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。每個(gè)差分放大器4S及4C檢測(cè)如上述反饋的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)信號(hào)及正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)或余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的差值，并將其傳送給每個(gè)加法器5S及5C。每個(gè)加法器5S及5C將傳感信號(hào)與每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相加，并將它傳送到無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1。旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置通過(guò)使用鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)(PLL結(jié)構(gòu))在恒定電流下驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1。
以下將解釋轉(zhuǎn)子磁鐵23及通過(guò)各極齒24e，26c，27c及29e作用在轉(zhuǎn)子磁鐵23上的傳感信號(hào)之間的關(guān)系。順便提及，這些關(guān)系在各磁軛24，26，27及29中是相同的。因此僅解釋轉(zhuǎn)子磁鐵23及通過(guò)下磁軛26作用在轉(zhuǎn)子磁鐵23上的傳感信號(hào)之間的關(guān)系，對(duì)其它的解釋則可省略。
首先，加上正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的并傳送到無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1第一相的傳感信號(hào)，如圖4(a)所示，通過(guò)由轉(zhuǎn)子磁鐵23及具有梳齒26的下磁軛26(梳齒磁軛26)之間產(chǎn)生的如圖5(a)及5(b)中的虛線所示的磁路，并在轉(zhuǎn)子磁鐵23及梳齒磁軛26之間形成一個(gè)路徑。當(dāng)該轉(zhuǎn)子磁鐵23在此狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁路中磁阻根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鐵23的旋轉(zhuǎn)而變化，如圖5(a)及5(b)中所示，并由此使電阻抗周期性地變化。并且，傳感信號(hào)的電流值將根據(jù)該阻抗的變化增加或減少。
如上所述，每個(gè)傳送給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流值以通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7中電阻7a的電壓值形式被檢測(cè)，反饋到LPF8，并傳送到BPF9。BPF9從來(lái)自驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中濾去正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)及余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并由此僅分離出附加在各驅(qū)動(dòng)信號(hào)上的各傳感信號(hào)，如圖4(b)中所示，及將它們分別送到解調(diào)電路10。解調(diào)電路10檢測(cè)、解調(diào)及輸出每個(gè)傳感信號(hào)的包絡(luò)線，如圖4(c)及4(d)中所示。
從上述的解釋中可顯然看到，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置通過(guò)對(duì)各傳感信號(hào)的檢測(cè)可以檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁鐵23的旋轉(zhuǎn)位置，其中各傳感信號(hào)的電流值根據(jù)由轉(zhuǎn)子磁鐵23的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的阻抗的變化而變化。在每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中，由于反電勢(shì)電壓的偏置作用電壓幅值發(fā)生變化。但是根據(jù)該實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置執(zhí)行恒電流驅(qū)動(dòng)，并附加地在常通濾波器9上提取傳感信號(hào)。因此可以不受到驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化影響地檢測(cè)傳感信號(hào)及可以精確地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)。并且，當(dāng)試圖使用反電勢(shì)電壓來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)磁鐵的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)及低速旋轉(zhuǎn)的情況下，反電勢(shì)電壓沒(méi)有產(chǎn)生，或即使產(chǎn)生了，其幅值小，由此不能檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)位置。但是，上述的傳感信號(hào)可與無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)地進(jìn)行檢測(cè)。因此，可以精確及可靠地檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁鐵23的旋轉(zhuǎn)位置，甚至在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)及甚至在低速轉(zhuǎn)動(dòng)情況下也是如此。并且，可以旋轉(zhuǎn)及驅(qū)動(dòng)作為無(wú)傳感器的伺服電動(dòng)機(jī)的所謂步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，且不用安裝旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件。此外，可以全面地對(duì)最大轉(zhuǎn)速的下降、高保持電流及會(huì)損壞步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的其它類(lèi)似情況進(jìn)行校正。
如果使用反電勢(shì)電壓，在對(duì)每相切換導(dǎo)通定時(shí)的時(shí)刻產(chǎn)生出的反沖噪音或類(lèi)似干擾將附加在反電勢(shì)電壓上，其結(jié)果是阻礙了精確的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)。然后，在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)用于需要精確位置檢測(cè)的伺服控制過(guò)程的情況下，為了進(jìn)行精確的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)，必然最終設(shè)置旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件，結(jié)果產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)本身作得大的缺點(diǎn)。但是，根據(jù)本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置能進(jìn)行精確的旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)，甚至當(dāng)如上所述地在驅(qū)動(dòng)信號(hào)中引起幅值變化時(shí)也是如此。其結(jié)果是，可以將無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1用于伺服控制過(guò)程，而不要安裝旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件，并由此充分地有利于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1變小，及通過(guò)減小另件數(shù)和安裝區(qū)域可使其成本降低。
并且，該旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置可提供完善的、新的無(wú)刷電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方法來(lái)替代檢測(cè)反電勢(shì)的傳統(tǒng)無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。
順便地說(shuō)，在上述第一實(shí)施例中解釋了根據(jù)本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置是恒電流驅(qū)動(dòng)型。但是，允許可為恒電壓驅(qū)動(dòng)型?；蛘撸试S使用恒電流驅(qū)動(dòng)型結(jié)合恒電壓驅(qū)動(dòng)型。在任何驅(qū)動(dòng)類(lèi)型中，該無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)位置均可如上地檢測(cè)，即通過(guò)附加傳感信號(hào)、驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1及檢測(cè)適當(dāng)?shù)膫鞲行盘?hào)。此外，還解釋了通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7檢測(cè)當(dāng)前驅(qū)動(dòng)信號(hào)。但是，應(yīng)允許從設(shè)在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的電壓輸出端子中提取當(dāng)前驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
以下將解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置。根據(jù)該第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置產(chǎn)生及輸出一種編碼脈沖，它是基于來(lái)自解調(diào)電路10的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)指示無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1極數(shù)的脈沖。
這就是，如圖6中所示，根據(jù)該第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有在解調(diào)電路10后面設(shè)有編碼脈沖發(fā)生電路30的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有與根據(jù)第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置相同的結(jié)構(gòu)，不同的是附加了如圖6中所示的編碼脈沖發(fā)生電路30。為此原因，在解釋根據(jù)該第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置時(shí)，僅解釋該編碼脈沖發(fā)生電路30，而對(duì)其它部分的解釋則被省略了。此外，在編碼脈沖發(fā)生電路30中，具有用于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1第一及第二相的兩個(gè)電路。但是，其區(qū)別僅是，由解調(diào)電路10發(fā)送用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)或發(fā)送用于第二相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)，而電路結(jié)構(gòu)則是相同的。接著，在以下的說(shuō)明中僅解釋對(duì)其發(fā)送用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的編碼脈沖發(fā)生電路30，而不解釋對(duì)其發(fā)送用于第二相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的編碼脈沖發(fā)生電路。
首先，該編碼脈沖發(fā)生電路30包括一個(gè)閾值發(fā)生電路33，一個(gè)幅值電平校正部分31及一個(gè)比較器32。閾值發(fā)生電路33輸出預(yù)定電平的閾值信號(hào)。幅值電平校正部分31進(jìn)行預(yù)定幅值電平的校正并將核正信號(hào)輸出給來(lái)自解調(diào)電路10的用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)。比較器32將由幅值電平校正部分31進(jìn)行幅值電平校正的、用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)與來(lái)自閾值發(fā)生電路33的閾值信號(hào)進(jìn)行比較，并產(chǎn)生及輸出一個(gè)用于第一相的編碼脈沖。
在具有上述結(jié)構(gòu)的編碼脈沖發(fā)生電路30中，來(lái)自解調(diào)電路10的如圖4(C)中所示的用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)被送到幅值電平校正部分31。當(dāng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)子磁鐵與驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率同步地旋轉(zhuǎn)時(shí)，用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)將變?yōu)橹芷跒棣?2，如圖4(C)中所示。但是，在轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)停止或同步失調(diào)或其它情況下，上述λ/2的周期性能發(fā)生混亂，則輸出具有周期為λ的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)。此外，例如，當(dāng)對(duì)在同步旋轉(zhuǎn)時(shí)刻獲得的具有周期為λ/2的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并基于預(yù)定電平的閾值仍保持它的原始狀態(tài)及然后產(chǎn)生編碼脈沖時(shí)，用于第一相的編碼脈沖及用于第二相的編碼脈沖在一種狀態(tài)下被檢測(cè)出來(lái)，即它們相位彼此相差180度，由此對(duì)判斷旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生困難。為此原因，幅值電平校正部分31以這樣的方式執(zhí)行幅度電平的校正處理，即將在同步旋轉(zhuǎn)時(shí)刻獲得的周期為λ/2的第一相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)和在同步情況下獲得的具有周期λ的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)變?yōu)榫哂谐Ｒ?guī)周期λ的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)并將它傳送到比較器32。
預(yù)定電平的閾值信號(hào)從閾值發(fā)生電路33傳送到比較器32。比較器32將具有常規(guī)周期λ的校正位置檢測(cè)信號(hào)與預(yù)定電平的閾值信號(hào)相比校，并產(chǎn)生如圖4(d)中所示的具有周期λ的第一相編碼脈沖，及通過(guò)輸出端子34將其輸出。
對(duì)于第二相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行上述的幅值電平的校正處理及比較處理，由此產(chǎn)生并輸出如圖4(e)中所示的具有周期λ的第二相編碼脈沖。
相對(duì)于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)每個(gè)極數(shù)獲得了旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的大量波形。因此，可以通過(guò)對(duì)每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行預(yù)定幅值電平校正及通過(guò)將閾值信號(hào)與該電平相比較來(lái)獲得以報(bào)數(shù)作為分辨率的具有周期λ的每個(gè)編碼脈沖。其結(jié)果是，通過(guò)檢測(cè)各編碼脈沖之間的相位關(guān)系可以判斷在常規(guī)方向及相反方向上的旋轉(zhuǎn)方向，并也可以通過(guò)對(duì)任一編碼脈沖計(jì)數(shù)來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)(旋轉(zhuǎn)速度)及通過(guò)與低速齒輪機(jī)構(gòu)相結(jié)合來(lái)確定任何定位。
以下將對(duì)根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)該第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置適用于根據(jù)來(lái)自解調(diào)電路10的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)輸出指示無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1“0”度旋轉(zhuǎn)位置的脈沖(Z脈沖)。
這就是，根據(jù)第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有在解調(diào)電路后級(jí)上設(shè)有如圖6中所示的編碼脈沖發(fā)生電路及如圖7中所示的Z脈沖發(fā)生電路43。根據(jù)該第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有與根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置相同的結(jié)構(gòu)，不同的是附加了如圖7中所示的Z脈沖發(fā)生電路。為此原因，在解釋根據(jù)該第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置時(shí)，僅解釋Z脈沖發(fā)生電路，則省略了對(duì)其它部分的解釋。
Z脈沖發(fā)生電路43包括噪音去除電路(LPF)37，A/D轉(zhuǎn)換器38，存儲(chǔ)器39，最大值檢測(cè)電路40及一致性檢測(cè)電路41。用于第一相的旋轉(zhuǎn)，位置檢測(cè)信號(hào)從解調(diào)電路10傳送給LPF37。A/D轉(zhuǎn)換器38將來(lái)自噪音去除電路37的用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并輸出它。存儲(chǔ)器39存儲(chǔ)已轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的相對(duì)于極數(shù)的第一相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)。最大值檢測(cè)電路40檢測(cè)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器39中的第一相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)中的最大值。以及，一致性檢測(cè)電路41將檢測(cè)的最大值與來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器38的當(dāng)前第一相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)相比較，并在這兩者彼此相一致的時(shí)刻上產(chǎn)生及輸出Z脈沖。
在具有上述結(jié)構(gòu)的Z脈沖電路43中，來(lái)自解調(diào)電路10的第一相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)通過(guò)輸入端子36被傳送到LPF37。LPF37去除第一相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)中的噪音分量，例如尖峰噪音等，并將它傳送給A/D轉(zhuǎn)換器38。A/D轉(zhuǎn)換器38檢測(cè)其中已濾去噪音的第一相旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)的數(shù)字值，并將其作為第一相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送給存儲(chǔ)器39。然后存儲(chǔ)器39存儲(chǔ)持續(xù)傳送的相對(duì)報(bào)數(shù)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)。在此情況下，因?yàn)樵诘谝幌嘀性O(shè)置了上述十二個(gè)極齒，相對(duì)于十二個(gè)單元的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器39中。最大值檢測(cè)電路40檢測(cè)存儲(chǔ)器39中十二個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)中具有最大值的數(shù)據(jù)，并將它作為最大值檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到一致性檢測(cè)電路41。然后將來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器38的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送給一致性檢測(cè)電路41。一致性檢測(cè)電路41將來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器38的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)的值與來(lái)自最大值檢測(cè)電路40的最大值檢測(cè)數(shù)據(jù)的值相比較，并在這兩個(gè)值被此相一致的時(shí)刻輸出指示無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1“0”位置的Z脈沖，及經(jīng)由輸出端42輸出。
如圖8中所示，在旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)中，獲得了電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一周時(shí)相對(duì)極對(duì)數(shù)的多個(gè)波形。但是這多個(gè)波形不總是有相同幅值。由于固定磁軛的形狀誤差及轉(zhuǎn)子磁鐵的偏心度等，故具有相應(yīng)的幅值誤差。這種幅值誤差的出現(xiàn)被稱為電動(dòng)機(jī)的“個(gè)性”。在圖8中所示電動(dòng)機(jī)的情況下，相應(yīng)于第四極的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)在幅值上比其它旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)突出。為此原因，就可能將相對(duì)于一圈的預(yù)定位置定義的“0”，及產(chǎn)生在此旋轉(zhuǎn)定時(shí)點(diǎn)“0”時(shí)產(chǎn)生的Z脈沖，如前所述，它是通過(guò)檢測(cè)十二個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的最大值產(chǎn)生的(在圖8中的情況下，在第四極上的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的最大值)，并當(dāng)最大值幅值與當(dāng)前旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的幅值相一致的時(shí)刻輸出該脈沖。
來(lái)自編碼編沖發(fā)生電路30的編碼脈沖，如對(duì)圖6所解釋的，具有相對(duì)于極數(shù)的分辨率。為此原因，可以通過(guò)根據(jù)Z脈沖及對(duì)編碼的計(jì)數(shù)來(lái)規(guī)定電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)位置。在此情況，一旦編碼脈沖計(jì)數(shù)器在Z脈沖的檢測(cè)定時(shí)上復(fù)位，Z脈沖的輸出定時(shí)就不會(huì)變化。此后，就可以精確掌握當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)位置。
順便地說(shuō)，根據(jù)第一相編碼脈沖與第二相編碼脈沖之間的相位關(guān)系可以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。從檢測(cè)到一個(gè)Z脈沖的時(shí)刻到下一個(gè)Z脈沖被檢測(cè)的時(shí)刻的檢測(cè)定時(shí)的位移對(duì)此沒(méi)有影響。
在第三實(shí)施例的說(shuō)明中，適于根據(jù)由解調(diào)電路10傳送的第一相旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生和輸出Z脈沖。但是也可以根據(jù)第二相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生和輸出Z脈沖。此外，在最大值檢測(cè)電路40中，適于在相對(duì)于十二個(gè)極數(shù)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)中檢測(cè)最大值。但是，甚至在檢測(cè)相對(duì)于十二個(gè)極數(shù)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)中檢測(cè)其最小值的情況下，在一致性檢測(cè)電路41中通過(guò)檢測(cè)最小值檢測(cè)數(shù)據(jù)及當(dāng)前旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)之間的一致性及產(chǎn)生Z脈沖，可以獲得與上述情況相似的效果。
作為第三實(shí)施例的一個(gè)變型例，可以設(shè)置如圖9中所示的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)寄存器45及一個(gè)實(shí)際測(cè)量值寄存器46來(lái)取代存儲(chǔ)器39及最大值檢測(cè)電路40。這就是，各個(gè)寄存器45及46具有12個(gè)8位的存儲(chǔ)區(qū)域(相對(duì)于極數(shù)的數(shù)目)。在標(biāo)準(zhǔn)寄存器45中堆存了如圖8中所示的十二個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)(V1至V2)，它們是當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)獲得的。在實(shí)際測(cè)量寄存器46中依次地堆存著作為實(shí)際測(cè)量值的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)(VNEW至VOLD11)，它們是在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)獲得的。
堆棧的標(biāo)準(zhǔn)值在先被堆存在標(biāo)準(zhǔn)值寄存45中。在這種情況下，例如，在一個(gè)第四磁極中的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)是最大值(V4 MAX)。此外，每個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)值的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)的堆棧方向總是一個(gè)方向，而與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)。一旦標(biāo)準(zhǔn)值被存儲(chǔ)在所以的存儲(chǔ)區(qū)域中，在這之后，它們僅僅被重復(fù)的讀出并且不再被寫(xiě)入。與這相反，利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)能夠連續(xù)地被獲得的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)被順序地堆棧在實(shí)際測(cè)量的寄存器46中，每當(dāng)新的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)被傳送時(shí)該數(shù)據(jù)被順序地移位。此外，通過(guò)檢測(cè)由第一相來(lái)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)和由第二相來(lái)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)之間的相位關(guān)系能夠檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)正的旋轉(zhuǎn)方向或一個(gè)負(fù)的旋轉(zhuǎn)方向。在電動(dòng)機(jī)沿著正方向被旋轉(zhuǎn)的情況下，數(shù)據(jù)在如圖9中的一個(gè)箭頭A的方向上順序地被堆棧和被讀出，并且在電動(dòng)機(jī)沿著負(fù)方向被旋轉(zhuǎn)的情況下，數(shù)據(jù)在如圖9中的一個(gè)箭頭B的方向上順序地被堆棧和被讀出。在這種方法中，堆棧的方向適合于根據(jù)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向被轉(zhuǎn)換。然而，當(dāng)檢測(cè)到Z脈沖的輸出定時(shí)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向被固定在一個(gè)方向上所以實(shí)際的測(cè)量值寄存器46的堆棧方向被固定在一個(gè)方向上。
在標(biāo)準(zhǔn)值寄存器45中堆棧的標(biāo)準(zhǔn)值與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)相同步地被順序地讀出并且被傳送給重合檢測(cè)電路41。此外，每當(dāng)一個(gè)新的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)(V NEW)被傳送時(shí)，實(shí)際測(cè)量值寄存器46把在先被堆棧的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)(V OLD11，V OLD10，V OLD9…)移位并且將其傳送給重合檢測(cè)電路41。重合檢測(cè)電路41把由標(biāo)準(zhǔn)值寄存器45傳送的標(biāo)準(zhǔn)值與由實(shí)際測(cè)量值寄存器46順序傳送的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)相比較，并且在當(dāng)該值和該數(shù)據(jù)之間的一個(gè)相對(duì)關(guān)系變?yōu)樽畲髸r(shí)的一個(gè)時(shí)刻輸出Z脈沖。實(shí)際上，在這種情況下，在當(dāng)具有與第四磁極(V 4 MAX)的標(biāo)準(zhǔn)值相同的值的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)被傳送時(shí)的一個(gè)時(shí)刻Z脈沖被輸出。
因此，能夠自由地確定無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)位置。因而，能夠得到一個(gè)與第三實(shí)施例類(lèi)似的效果。順便說(shuō)一下，同樣在這種情況下，一旦在Z脈沖的檢測(cè)時(shí)編碼器脈沖的計(jì)數(shù)器被復(fù)位，在Z脈沖的輸出定時(shí)沒(méi)有被變化的條件下，在這之后能夠準(zhǔn)確地抓住目前的旋轉(zhuǎn)位置。此外，允許使用具有這種變型的第三實(shí)施例來(lái)產(chǎn)生Z脈沖。在這種情況下，能夠在一個(gè)更準(zhǔn)確的定時(shí)上產(chǎn)生Z脈沖。
在此，作為一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)，已經(jīng)公知了一種旋轉(zhuǎn)角傳感器(分辨器)，該傳感器通過(guò)在一個(gè)90度的角上把兩個(gè)定子線圈圍繞著一個(gè)轉(zhuǎn)子線圈放置，并把具有一個(gè)預(yù)定頻率的A.C電壓傳送給轉(zhuǎn)子線圈來(lái)檢測(cè)由與一個(gè)轉(zhuǎn)子的角位移相對(duì)應(yīng)的定子線圈得到的感應(yīng)電壓的幅值輸出，作為一個(gè)機(jī)械旋圍角。此外，一個(gè)分辨器/數(shù)字變換器(R/D變換器)也已公知了，該變換器根據(jù)一個(gè)預(yù)定的算法把從分辨器來(lái)的模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。
根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置在相對(duì)于磁極數(shù)的分辨率中具有一個(gè)限制。然而，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置能夠獲得等于或大于磁極數(shù)的分辨率。
也就是說(shuō)，如在圖10中所示，在根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置中，其本身的結(jié)構(gòu)是一個(gè)類(lèi)似于R/D變換器的結(jié)構(gòu)。然而，該裝置適合于輸入由在圖1中所示的解調(diào)電路10來(lái)的各個(gè)傳感信號(hào)來(lái)代替由分辨器來(lái)的模擬信號(hào)，并且輸入由傳感信號(hào)產(chǎn)生電路3來(lái)的傳感信號(hào)來(lái)代替作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
在根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置中，用于第一相(sinθ·sin(ωt＋ )的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)從解調(diào)電路10通過(guò)一個(gè)輸入端47傳送給上述裝置，如在圖10中所示，用于第二相(cosθ·cos(ωt＋ )的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)從解調(diào)電路10通過(guò)一個(gè)輸入端48傳送給上述裝置，并且傳感信號(hào)(sinωt)從傳感信號(hào)產(chǎn)生電路3通過(guò)一個(gè)輸入端49被傳送給該裝置。用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)被傳送給一個(gè)第一乘法電路51，一個(gè)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)( )從一個(gè)在后面將解釋的計(jì)數(shù)器58傳送給該乘法電路51。用于第二相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)被傳送給一個(gè)第二乘法電路52，該位置檢測(cè)數(shù)據(jù)被傳送給該乘法電路51。傳感信號(hào)(ref)作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)被傳送給一個(gè)同步整流電路54。
第一乘法電路51把用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)乘以被限定為一個(gè)余弦波形的位置檢測(cè)數(shù)據(jù)(cos )，并且把這個(gè)放大信號(hào)傳送給一個(gè)放大器53。此外，第二乘法電路52把用于第二相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)乘以被限定為一個(gè)正弦波形的位置檢測(cè)數(shù)據(jù)(sin )，并且把這個(gè)放大信號(hào)傳送給一個(gè)放大器53。放大器53把從第一乘法電路51來(lái)的放大信號(hào)設(shè)置為正(+)，和把從第二乘法電路52來(lái)的放大信號(hào)設(shè)置為負(fù)(-)，并且使它們兩彼此相乘，然后把這個(gè)放大信號(hào)(sinω(sinθ·cosφ-cosθ·sinφ)=sinω·sin(θ-φ))]]>傳送給同步整流電路54。傳感信號(hào)(sinωt)從傳感信號(hào)產(chǎn)生電路3通過(guò)輸入端49被傳送給同步整流電路54作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。同步整流電路54對(duì)放大信號(hào)和作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的兩個(gè)波形進(jìn)行整流，并將這兩個(gè)波形整流的信號(hào)(sin(θ- ))傳送給一個(gè)積分電路55。該積分電路55對(duì)這兩個(gè)波形整流信號(hào)進(jìn)行積分，并將該積分信號(hào)sin(θ－ )通過(guò)一個(gè)加法器56傳送給一個(gè)電壓控制振蕩器(VCO)57。該VCO57對(duì)具有一個(gè)與積分信號(hào)對(duì)應(yīng)頻率的脈沖進(jìn)行振蕩，并把它傳送給計(jì)數(shù)器58。該計(jì)數(shù)器58利用一個(gè)預(yù)定的數(shù)對(duì)該脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后產(chǎn)生和輸出表示在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的磁極之間的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)( )。旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)在外部被輸出，同時(shí)也被傳送給第一和第二乘法電路51紅52，并且如上所述被分別設(shè)置為cosθ和sinθ，以及分別與用于第一相的傳感信號(hào)和用于第二相的傳感信號(hào)相乘。順便說(shuō)一下，這個(gè)回路適合于通過(guò)下面的方式來(lái)操作即，積分信號(hào)變?yōu)棣龋?＝0在由這種合適的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置輸出的用于第一相的傳感信號(hào)和用于第二相的傳感信號(hào)之間的相位關(guān)系是與在由與一個(gè)轉(zhuǎn)子的角位移相對(duì)應(yīng)的定子線圈得到的感應(yīng)電壓的幅值輸出之間的相位關(guān)系相同。因此，利用R/D變換器能夠進(jìn)行每個(gè)傳感信號(hào)的數(shù)字變換。從該R/D變換器來(lái)的位置檢測(cè)輸出代表在電動(dòng)機(jī)的磁極之間的旋轉(zhuǎn)位置。其結(jié)果是，能夠使用于電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的分辨率等于或小于在磁極之間的一個(gè)間隙，因此改進(jìn)了分辨率特性。
在圖10中，允許通過(guò)一個(gè)輸入端50輸入Z脈沖，利用加法器56把這個(gè)Z脈沖和從積分電路55來(lái)的積分信號(hào)相加，并且根據(jù)這個(gè)相加的信號(hào)使VCO57振蕩和驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，由于從Z脈沖已知了標(biāo)準(zhǔn)位置，所以在等于或小于兩個(gè)磁極之間的間隙的分辨率上能夠更精確地檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置。
順便說(shuō)一下，當(dāng)進(jìn)行這種R/D變換時(shí)，希望通過(guò)下面的方式來(lái)預(yù)先調(diào)整無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1和類(lèi)似電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，即在每個(gè)磁極之間的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)(阻抗波形)中是均勻的并且每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)被轉(zhuǎn)換為用于一個(gè)相位角(位置)的理想正弦波的函數(shù)。
上述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的分辨率取決于從解調(diào)電路10來(lái)的各個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)(阻抗輸出)的一個(gè)誤差、一個(gè)S/D的比和每個(gè)積分電路51和52的cos 和sin 的精確度。為此，常規(guī)的R/D變換器在電動(dòng)機(jī)的一個(gè)連接邊上調(diào)整一個(gè)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。然而，這種調(diào)整是非常困難的。
在下面解釋的根據(jù)第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的第一變型例目的在于通過(guò)對(duì)每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的誤差和每個(gè)乘法電路51和52精確度進(jìn)行電的校正來(lái)省略在電動(dòng)機(jī)側(cè)上導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的困難的調(diào)整和類(lèi)似的調(diào)整，由此改進(jìn)檢測(cè)的精確度。
也就是說(shuō)，如在圖11中所示，根據(jù)該第一變型例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有這樣一種結(jié)構(gòu)，即一個(gè)第一校正電路59和一個(gè)第二校正電路60分別被設(shè)置在一個(gè)第一乘法電路51的前級(jí)和一個(gè)第二乘法電路52的前級(jí)。第一校正電路產(chǎn)生一個(gè)第一校正數(shù)據(jù)以便對(duì)從解調(diào)電路10來(lái)的用于第一相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行校正。第二校正電路產(chǎn)生一個(gè)第二校正數(shù)據(jù)以便對(duì)從解調(diào)電路10來(lái)的用于第二相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行校正。
相應(yīng)于與該適合的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置連接的電動(dòng)機(jī)預(yù)先被測(cè)量的第一校正數(shù)據(jù)和第二校正數(shù)據(jù)被分別地存儲(chǔ)在第一校正電路59和第二校正電路60中。實(shí)際上，如在下面所述的來(lái)測(cè)量各個(gè)校正信號(hào)。也就是說(shuō)，如在圖l2中所示，一個(gè)與一個(gè)校準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)62連接的所謂旋轉(zhuǎn)編碼器61的轉(zhuǎn)軸通過(guò)一個(gè)連接管63與一個(gè)作為一個(gè)目標(biāo)的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)l的轉(zhuǎn)軸連接，然后對(duì)于一個(gè)微小角該校準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)62一步一步精確地被轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，在圖10中所示的R/D變換器與校準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)62一起被操作，該R/D變換器被設(shè)置在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1中。通過(guò) ＝θ來(lái)固定一個(gè)環(huán)路，并且第一校正數(shù)據(jù)(Δc( ))和第二校正數(shù)據(jù)(Δs( ))順序地被測(cè)量。用這種方法預(yù)先被準(zhǔn)備的各個(gè)校正數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在各個(gè)校正電路59和60中。當(dāng)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)( )從計(jì)數(shù)器58被輸出時(shí)，第一校正電路59根據(jù)第一校正數(shù)據(jù)(Δc( ))來(lái)校正該數(shù)據(jù)，并且將其傳送給第一乘法電路51。當(dāng)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)( )從計(jì)數(shù)器58被輸出時(shí)，第二校正電路60根據(jù)第二校正數(shù)據(jù)(ΔS( ))來(lái)校正該數(shù)據(jù)，并且將其傳送給第二乘法電路52。第一乘法電路51把用于第一相的由輸入端47輸入的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)與第一校正數(shù)據(jù)相乘，并且將其結(jié)果傳送給乘法器53。同樣，第二乘法電路52把用于第二相的由輸入端48輸入的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)與第二校正數(shù)據(jù)相乘，并且將其結(jié)果傳送給乘法器53。同樣，如上所述，每個(gè)校正數(shù)據(jù)是一個(gè)相對(duì)于所連接的電動(dòng)機(jī)預(yù)先被測(cè)量的值。因此它能夠最適合地校正用于每相的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)。結(jié)果，與從解調(diào)電路10來(lái)的各個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)(阻抗輸出)的誤差、S/D的比和每個(gè)積分電路51和52的cos 和Sin 的精確度無(wú)關(guān)，并且不調(diào)整電動(dòng)機(jī)的連接邊上的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，它能夠獲得具有高精確度和分辨率的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)。
下面將解釋說(shuō)明根據(jù)第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的第二個(gè)變型例。雖然在第一變型例的解釋說(shuō)明中，每個(gè)第一和第二校正數(shù)據(jù)預(yù)先不準(zhǔn)備以便于對(duì)每相中的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行校正，在根據(jù)第二變型例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置中，公用的校正數(shù)據(jù)被用于對(duì)每相中的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行校正。
也就是說(shuō)，如在圖13中所示，根據(jù)該第二變型例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置具有這樣一種結(jié)構(gòu)，即一個(gè)校正電路64分別被設(shè)置在一個(gè)第一乘法電路51的前級(jí)和一個(gè)第二乘法電路52的前級(jí)。從一個(gè)計(jì)數(shù)器58來(lái)的用于校正旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)的公用校正數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在校正電路64中。
在校正電路64中利用在圖l2中解釋的旋轉(zhuǎn)編碼器61預(yù)先存儲(chǔ)一個(gè)公用校正數(shù)據(jù)(Δ )，該數(shù)據(jù)(Δ )是一個(gè)根據(jù)代表在由如在圖14中所示的一個(gè)計(jì)數(shù)器58輸出的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)( )和通過(guò)適當(dāng)?shù)匦Ｕ鲜鲂D(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)( )所獲得的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)( ′)之間關(guān)系的校正曲線來(lái)確定的值。當(dāng)從計(jì)數(shù)器58輸出旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)( )時(shí)，校正電路64根據(jù)公用校正數(shù)據(jù)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，并由此產(chǎn)生校正旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)數(shù)據(jù)(φ+Δφ=φ′]]>)和把該數(shù)據(jù)傳送給乘法電路51和52。其結(jié)果是能夠獲得類(lèi)似于第一變型例的效果。
順便說(shuō)一下，在各個(gè)變型例的解釋中，通過(guò)利用旋轉(zhuǎn)編碼器61和校準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)來(lái)產(chǎn)生校正數(shù)據(jù)。然而，例如，通過(guò)具有小精確編碼功能，如包括在從一個(gè)用于圖象的光盤(pán)重放的力象數(shù)據(jù)中的圖象同步數(shù)據(jù)，包括在從一個(gè)用于音樂(lè)的標(biāo)準(zhǔn)型重放專用盤(pán)重放的音頻數(shù)據(jù)中的伴同步數(shù)據(jù)，和類(lèi)似的數(shù)據(jù)的裝置，能夠產(chǎn)生校正數(shù)據(jù)。在這種情況下，在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1被轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)它被實(shí)時(shí)地測(cè)量。
下面將解釋根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置。根據(jù)第五實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置在前面所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置上安裝一個(gè)如在圖5中所示的齒槽效應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路68以便于進(jìn)行一個(gè)電動(dòng)機(jī)的無(wú)齒槽效應(yīng)、無(wú)抖動(dòng)和恒定轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)。
在圖15中，齒槽效應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路68具有一個(gè)校正電路67、一個(gè)存儲(chǔ)器66和一個(gè)控制電路65。校正電路67對(duì)從振蕩器2來(lái)的正弦驅(qū)動(dòng)信號(hào)和余弦驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行一個(gè)預(yù)定的校正處理并把處理后的信號(hào)傳送給對(duì)應(yīng)的差分放大電路4S和4C。存儲(chǔ)器66存儲(chǔ)一個(gè)最佳的驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形，該圖形是每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)能夠進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的無(wú)齒槽效應(yīng)、無(wú)抖動(dòng)和恒定轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)的一種圖形。控制電路65根據(jù)從解調(diào)電路10來(lái)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)、從LPF8來(lái)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)信號(hào)和從一個(gè)被加到電動(dòng)機(jī)上的電子裝置來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來(lái)檢測(cè)對(duì)于一種狀態(tài)為最佳的每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的圖形并將它存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器66中，此外在實(shí)際驅(qū)動(dòng)中從該存儲(chǔ)器中讀出該最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且通過(guò)校正電路來(lái)控制每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
在正常旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之前，具有上述結(jié)構(gòu)的齒槽效應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路68變?yōu)橐环N檢測(cè)最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形的圖形檢測(cè)方式。該圖形檢測(cè)方式的操作在圖16的一個(gè)流程圖中被示出。例如，當(dāng)一個(gè)主電源被接通時(shí)，在圖16中所示的流程圖啟動(dòng)并且進(jìn)入到步驟S1。
在步驟S1，控制電路65控制校正電路67，以致于由振蕩器2輸出的每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸出同時(shí)維持每個(gè)原始狀態(tài)(作為一個(gè)原始驅(qū)動(dòng)信號(hào))并且進(jìn)入到步驟S2。在步驟S2，由于電動(dòng)機(jī)通過(guò)原始的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)，所以控制電路65根據(jù)從一個(gè)裝在電動(dòng)機(jī)上的電子裝置來(lái)的并由一個(gè)輸入端71輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來(lái)檢測(cè)一個(gè)抖動(dòng)值(或?qū)τ谝粋€(gè)齒槽效應(yīng)的絕對(duì)值是允許的值)，并且一旦把該值存儲(chǔ)在一個(gè)設(shè)置在控制電路65中的RAM中作為一個(gè)初始值，就進(jìn)入到步驟S3。
實(shí)際上，作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，在被設(shè)置為電動(dòng)機(jī)的一個(gè)負(fù)載的電子裝置是一個(gè)圖象裝置，例如，一個(gè)音頻帶記錄器、一個(gè)光音頻盤(pán)和類(lèi)似物的情況下，能夠利用包括在一個(gè)圖象信號(hào)中的一個(gè)水平同步信號(hào)或一個(gè)垂直同步信號(hào)，和在電子裝置是一個(gè)音樂(lè)重放專用光盤(pán)的情況下，能夠利用一個(gè)幀同步信號(hào)或一個(gè)RF信號(hào)。同樣，從一個(gè)所謂的旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)的編碼信號(hào)也是允許的。
在步驟S3，控制電路65根據(jù)通過(guò)一個(gè)輸入端69輸入的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)一個(gè)旋轉(zhuǎn)角，并且控制校正電路67以便于把具有一個(gè)與旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的預(yù)定微級(jí)的校正信號(hào)(ΔI(θ))與每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)(I(θ))相加，也就是，(I(θ)→I(θ)＋ΔI(θ))。然后，控制電路6 5根據(jù)通過(guò)一個(gè)輸入端6 9在對(duì)于一轉(zhuǎn)的K個(gè)點(diǎn)(k是1到n)上輸入的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)通過(guò)加入該校正信號(hào)和通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所得到的抖動(dòng)值，并且一旦把該抖動(dòng)值存儲(chǔ)到RAM中，就進(jìn)入到步驟S4，也就是，(I(k)→In(K)＋ΔI(k)In(K)是在K點(diǎn)上的一個(gè)額定的電流值)。
在步驟S4，控制電路65讀出存儲(chǔ)在RAM中的一個(gè)原始抖動(dòng)值和把該值與上述通過(guò)加入校正信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所獲得的抖動(dòng)值相比較，并且判斷在抖動(dòng)值中是否有一個(gè)變化。如果是YES，控制電路進(jìn)入到步驟S5。如果是NO，它表示在目前驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的值是適合的，由此控制電路65進(jìn)入到步驟S7。然后，控制電路65把從LPF8來(lái)的通過(guò)一個(gè)輸入端70輸入的目前驅(qū)動(dòng)信號(hào)的值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器66中，并且進(jìn)入到步驟S8。
在步驟S5，控制電路65比較各個(gè)抖動(dòng)值，并且判斷在校正之后的抖動(dòng)值是否變得小于在校正之前的抖動(dòng)值。如果是NO，控制電路65進(jìn)入到步驟S6。如果是YES，那么由于具有一種通過(guò)加入校正信號(hào)能夠使抖動(dòng)值變得更小的可能性，所以控制電路65返回的步驟S3。從步驟S3到步驟S5的程序被重復(fù)直到判斷為NO為止。
在步驟S5，如果判斷NO，它表示通過(guò)加入校正信號(hào)抖動(dòng)值被增加了和表示在一個(gè)校正之前的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的值比目前驅(qū)動(dòng)信號(hào)的值更適合。為此，在步驟S6，控制電路65在一個(gè)校正之前檢測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的值，并且進(jìn)入到步驟S7。在步驟S7，控制電路65把在上述一個(gè)校正之前的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，然后進(jìn)入到步驟S8。在步驟S8，控制電路65判斷所有測(cè)量是否已被完成。如果是YES，控制電路65實(shí)際上完成了圖形檢測(cè)方式，如果是NO，進(jìn)入到步驟S9。在步驟S9，由于所有測(cè)量沒(méi)有被完成，控制電路65把校正信號(hào)的值(ΔI(k))改變成一個(gè)新的校正信號(hào)值(ΔI′(k))，然后返回到步驟S3。在這之后，控制電路65重復(fù)各個(gè)程序直到在步驟S8上判斷為YES為止。
因此，處于最佳狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器66中，并由此產(chǎn)生最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形。當(dāng)在存儲(chǔ)器66中產(chǎn)生最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形時(shí)，控制電路65在正常旋轉(zhuǎn)控制時(shí)讀出最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形，并且控制校正電路67，以致于根據(jù)最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形適當(dāng)?shù)匦Ｕ龔恼袷幤?來(lái)的每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在存儲(chǔ)器66中存儲(chǔ)的最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形是預(yù)先被測(cè)量的數(shù)據(jù)以便作為該狀態(tài)的最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)。為此，通過(guò)根據(jù)最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形來(lái)校正每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)能夠進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的無(wú)齒槽效應(yīng)、無(wú)抖動(dòng)和恒定轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)。此外，甚至一種廉價(jià)的電動(dòng)機(jī)能夠進(jìn)行這樣一種無(wú)轉(zhuǎn)矩鉗住控制。其結(jié)果是，例如，它能夠改進(jìn)一種便攜式播放機(jī)、一種光盤(pán)播放機(jī)或類(lèi)似物的精確度，在這些播放機(jī)中使用了這樣的廉價(jià)的電動(dòng)機(jī)，并且能夠使它們的費(fèi)用更便宜。
順便說(shuō)一下，在電動(dòng)機(jī)的正常旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)不需要檢測(cè)這樣一個(gè)最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形。并且在圖形檢測(cè)方式中，在電動(dòng)機(jī)被轉(zhuǎn)動(dòng)和從幾轉(zhuǎn)被驅(qū)動(dòng)到幾十轉(zhuǎn)的同時(shí)能夠完成該檢測(cè)，并且它不占用很長(zhǎng)時(shí)間。此外，校正信號(hào)的值例如，是一個(gè)具有在k＝1到n時(shí)一個(gè)周期的正弦波的值、一個(gè)在與一個(gè)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)對(duì)應(yīng)的角上增加或減少的值、或是一個(gè)與諧波對(duì)應(yīng)的承數(shù)。因此實(shí)際上能夠給出一些估算，并由此能夠使它們更快的地收斂。
這里如果校正信號(hào)的電平不是微小的，那么可能會(huì)在抖動(dòng)量中感應(yīng)出速度偏差。然而如果校正信號(hào)的電平是太微小了，那么收斂被延遲。為此，需要進(jìn)行一個(gè)用于校正信號(hào)的所謂的加權(quán)設(shè)備和適當(dāng)?shù)馗淖冞@個(gè)加權(quán)設(shè)置系數(shù)。例如，通過(guò)利用一個(gè)在計(jì)算d(抖動(dòng)值)/d(ΔI(k))的所謂線性網(wǎng)絡(luò)方法中的Newton方法并把它限定為系數(shù)，或通過(guò)利用在一個(gè)中性網(wǎng)絡(luò)中的剝皮(bark)擴(kuò)展方法(BP方法)來(lái)進(jìn)行加權(quán)設(shè)置。如果能夠檢測(cè)到使抖動(dòng)值和類(lèi)似值為最小的一個(gè)電流分布，那么能夠應(yīng)用任一種方法。
順便說(shuō)一下，在第五實(shí)施例中將解釋測(cè)量抖動(dòng)值或齒槽效應(yīng)的絕對(duì)值。然而，在一個(gè)能夠檢測(cè)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的拾感器裝置中設(shè)置合適的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的情況下，通過(guò)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和然后產(chǎn)生最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形能夠獲得類(lèi)似于上述情況的效果。
在步驟S9，每一次循環(huán)校正信號(hào)的值被校正。然而，可允許按順序?qū)λM(jìn)行校正(以1到n的順序改變r(jià))。
在電動(dòng)機(jī)被正常地轉(zhuǎn)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)之前檢測(cè)最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形。然而，可允許預(yù)先檢測(cè)與電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的最佳驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖形，把它存儲(chǔ)在ROM中，并安置在一個(gè)產(chǎn)品中，并且在參照與在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)應(yīng)的這個(gè)ROM表的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)該電動(dòng)機(jī)。在這種情況下，需要該抖動(dòng)值是恒定的并且與轉(zhuǎn)動(dòng)速度不成正經(jīng)。然而，即使該抖動(dòng)值被變化，通過(guò)在轉(zhuǎn)動(dòng)速度上進(jìn)行上述的最佳化，可允許以一個(gè)表格基準(zhǔn)的形式插入。
下面將解釋一個(gè)電動(dòng)機(jī)裝置作為根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例。在該第六實(shí)施例中，如在圖17中，從一個(gè)解調(diào)電路10來(lái)的傳感信號(hào)的包絡(luò)線被傳送給一個(gè)傳感器電壓校正電路12，由此根據(jù)一個(gè)從振蕩器2來(lái)的正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)校正該傳感信號(hào)的電壓。
在圖17中，通過(guò)每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7S和7c來(lái)檢測(cè)在電動(dòng)機(jī)1的每相(一個(gè)正弦波和一個(gè)余弦波)中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。也就是說(shuō)，通過(guò)一個(gè)放大器6S傳送給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的傳感信號(hào)被加入到正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)上的一個(gè)電流值通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7S的一個(gè)電阻器7aS被檢測(cè)作為一個(gè)電壓值。通過(guò)一個(gè)放大器6C傳送給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1的傳感信號(hào)被加入到余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)上的一個(gè)電流值通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7C的一個(gè)電阻器7aC被檢測(cè)作為一個(gè)電壓值。包括通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7S的一個(gè)電阻器7aS來(lái)檢測(cè)的正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)在內(nèi)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)一個(gè)LPF(低通濾波器)8S被反饋給一個(gè)差分放大器4S的一個(gè)反向輸入端(-)。包括通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7C的一個(gè)電阻器7aC來(lái)檢測(cè)的余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)在內(nèi)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)一個(gè)LPF(低通濾波器)8C被反饋給一個(gè)差分放大器4C的一個(gè)反向輸入端(-)。此外，通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7S的一個(gè)電阻器7aS來(lái)檢測(cè)的信號(hào)被傳送給一個(gè)BPF(帶通濾波器)9S和具有一個(gè)高頻的傳感信號(hào)被分離并且被傳送給一個(gè)解調(diào)電路10S，使包絡(luò)線被檢測(cè)。這個(gè)包絡(luò)線被傳送該一個(gè)傳感器電壓校正電路12S。正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)從LPF8S傳送該傳感器電壓校正電路12S，然后根據(jù)正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)校正傳感器電壓。從傳感器電壓校正電路12S來(lái)的輸出被傳送給一個(gè)用于電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)鎖定的電路。然而，在這個(gè)例子中，通過(guò)把輸出傳送給一個(gè)相位差檢測(cè)電路13S來(lái)檢測(cè)在從振蕩器2來(lái)的正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)和輸出之間的相位差，并且這個(gè)檢測(cè)的相位差信號(hào)被傳送給放大器6S的一個(gè)增益控制端，通過(guò)控制放大器6S的這個(gè)增益來(lái)進(jìn)行一個(gè)旋轉(zhuǎn)相位控制。類(lèi)似地，在利用驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路7C的電阻器7aC檢測(cè)的信號(hào)的情況下，通過(guò)BPF9C分離出傳感信號(hào)，并將它傳送給一個(gè)解調(diào)電路10C，使包絡(luò)線被檢測(cè)并被傳送給一個(gè)傳感器電壓校正電路12C。余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)從LPF8C傳送給傳感器電壓校正電路12C。根據(jù)這個(gè)余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)校正傳感器電壓。對(duì)于從傳感器電壓校正電路12C來(lái)的一個(gè)輸出，利用一個(gè)相位差檢測(cè)電路13C來(lái)檢測(cè)在輸出和余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差。這個(gè)檢測(cè)的相位差信號(hào)被傳送給放大器6C的一個(gè)增益控制端。
下面將解釋借助于每個(gè)傳感器電壓校正電路12S和12C校正傳感信號(hào)的包絡(luò)線電壓。由于一個(gè)磁軛的磁阻根據(jù)在電動(dòng)機(jī)的線圈中流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)變化，所以進(jìn)行這個(gè)校正是為了校正由根據(jù)磁阻的變化所檢測(cè)的傳感信號(hào)的電平變化所引起的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的誤差。也就是，在圖18中的曲線a表示一個(gè)在電動(dòng)機(jī)的線圈磁軛上交鏈的磁通量B，和曲線b表示一個(gè)線圈磁軛的磁導(dǎo)率μ。在圖18中的水平軸代表施加到線圈磁軛上的磁場(chǎng)H。如在圖18中的曲線a中所示，在電動(dòng)機(jī)的線圈磁軛上互連的磁通量B是由轉(zhuǎn)子磁鐵產(chǎn)生的一個(gè)外磁場(chǎng)Bmag和由在線圈中流動(dòng)的電流，例如ia產(chǎn)生的磁場(chǎng)Bcoil的總和。已知電流i越大，磁導(dǎo)率μ越小，由此使磁阻變得越大。因此，在加到驅(qū)動(dòng)信號(hào)上的傳感信號(hào)從解調(diào)電路10S和10C中被分離的狀態(tài)下，根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)的傳感信號(hào)的電平被變化。結(jié)果，需要校正這個(gè)變化量。通過(guò)利用一個(gè)函數(shù)計(jì)算或一個(gè)表變換能夠進(jìn)行這種校正。
順便說(shuō)一下，在圖17中所示的其它部分與在圖1中所示的部分類(lèi)似。由此，與在圖1中所示的各個(gè)部分對(duì)應(yīng)的部分給出相同的參考符號(hào)，并且省略了對(duì)它們的解釋。
順便說(shuō)一下，具有一種過(guò)零方法作為一種電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)伺服方法。也就是，在驅(qū)動(dòng)電流變?yōu)榱愕囊粋€(gè)點(diǎn)上對(duì)一個(gè)傳感器輸出的包絡(luò)線取樣。根據(jù)該取樣，當(dāng)預(yù)先測(cè)量的驅(qū)動(dòng)電流是0時(shí)，通過(guò)利用一個(gè)表或一個(gè)近似的函數(shù)來(lái)參照在一個(gè)傳感器電壓值和一個(gè)相位角之間的關(guān)系。計(jì)算轉(zhuǎn)子的相位角。然后根據(jù)該計(jì)算值來(lái)確定一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流值和一個(gè)頻率。
圖19是一個(gè)解釋在驅(qū)動(dòng)信號(hào)過(guò)零點(diǎn)時(shí)對(duì)傳感信號(hào)取樣的一種方法的圖。圖19A示出了一個(gè)從振蕩器2來(lái)的正弦波信號(hào)Iocosωt。在圖19B中所示的傳感信號(hào)的包絡(luò)線是在該正弦波信號(hào)Iocosωt的過(guò)零點(diǎn)Zp的一個(gè)計(jì)時(shí)的時(shí)間tz上被取樣的。一個(gè)取樣保持信號(hào)被獲得，如在圖19C所示。該取樣保持信號(hào)是一個(gè)電壓信號(hào)(例如，限定為VA)。該信號(hào)與一個(gè)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓相比較，并且計(jì)算它們的差值ΔV(例如，ΔV＝VR－VA)。通過(guò)把該差值乘以一個(gè)預(yù)定的系數(shù)k來(lái)計(jì)算驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值的變化量Δi，如在圖19D中所示。在這種情況下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流是0時(shí)，傳感器電壓的校正是一個(gè)固定的狀態(tài)。因此，不需要校正，或一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算的校正是足夠的。
作為校正上述傳感器電壓的一個(gè)基本操作，假設(shè)傳感器電壓總是根據(jù)在每相中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流值來(lái)校正。然而，作為一個(gè)更簡(jiǎn)單的方法，通過(guò)把驅(qū)動(dòng)信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)設(shè)置到一個(gè)傳感器電壓包絡(luò)線的取樣點(diǎn)能夠省略該校正，如上面所述。此外，作為另一個(gè)方法，下面的方法被考慮。也就是，在各相(正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)和余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào))中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流值彼此相等的點(diǎn)被檢測(cè)，并且傳感器電壓在該點(diǎn)上被取樣。
圖20和21是解釋在個(gè)相中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流值彼此相等的一個(gè)點(diǎn)上對(duì)傳感器電壓取樣的一種方法的圖，如上面所述。
圖20是一個(gè)表示作為根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的一個(gè)電動(dòng)機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖20中，正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)和余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)從振蕩器2傳送給一個(gè)比較器14。圖21是一個(gè)解釋該比較器14操作的視圖。對(duì)于在圖21A中所示的一個(gè)正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)a和在圖21B中所示的一個(gè)余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)b，當(dāng)在各個(gè)相中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)a和b的電流值相互重合的一個(gè)定時(shí)，也就是當(dāng)它們具有相同的值時(shí)的一個(gè)時(shí)間Tc被檢測(cè)，然后取樣的脈沖被輸出。從比較器14輸出的取樣脈沖分別地傳送給取樣/保持(S/H)電路15S，15C，16S和16C。
取樣/保持(S/H)電路15S從一個(gè)解調(diào)器10S取樣和保持一個(gè)傳感信號(hào)的包絡(luò)線，并把它傳送給一個(gè)傳感器電壓校正電路12S。取樣/保持(S/H)電路15C從一個(gè)解調(diào)器10C取樣和保持一個(gè)傳感信號(hào)的包絡(luò)線，并把它傳送給一個(gè)傳感器電壓校正電路12C。取樣/保持(S/H)電路16S從一個(gè)振蕩器2取樣和保持一個(gè)正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并把它傳送給一個(gè)傳感器電壓校正電路12S并且控制一個(gè)校正量。從傳感器電壓校正電路12S來(lái)的信號(hào)被傳送給一個(gè)放大器6S的一個(gè)增益控制端。取樣/保持(S/H)電路16C從一個(gè)振蕩器2取樣和保持一個(gè)余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并把它傳送給一個(gè)傳感器電壓校正電路12C并且控制一個(gè)校正量。從傳感器電壓校正電路12C來(lái)的信號(hào)被傳送給一個(gè)放大器6S的一個(gè)增益控制端。其它的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于在圖1和圖17中所示的結(jié)構(gòu)。與它們對(duì)應(yīng)的部分給出相同的參考符號(hào)，并且省略了對(duì)它們的解釋。
根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)實(shí)施例，在各個(gè)相中的驅(qū)動(dòng)電流值例如是等于c，因此，利用相同的電流值能夠容易地進(jìn)行一個(gè)傳感器電流校正，并且由于取樣定時(shí)是相同的，所以由抖動(dòng)引起的誤差也幾乎沒(méi)有。此外，能夠利用這樣一種區(qū)域以致于在各個(gè)相中的驅(qū)動(dòng)電流不是0并且一個(gè)傳感器的靈敏度是高的(一個(gè)磁鐵的磁導(dǎo)率μ變化大的區(qū)域)。因此，一個(gè)傳感器輸出可足夠地被獲得，S/N比是極好的，并且伺服狀態(tài)是穩(wěn)定的。
當(dāng)由于一個(gè)故障和類(lèi)似的情況使電動(dòng)機(jī)的伺服狀態(tài)不正常時(shí)，為了在其故障被解決時(shí)迅速地恢復(fù)，需要把在各個(gè)相中的驅(qū)動(dòng)電流設(shè)置到0，只把傳感信號(hào)傳送給電動(dòng)機(jī)的線圈，檢測(cè)在不正常時(shí)旋轉(zhuǎn)的相位角并且加入相位上與速度同步的驅(qū)動(dòng)電流。在伺服電動(dòng)機(jī)或類(lèi)似電動(dòng)機(jī)的情況下，在一個(gè)伺服混亂的時(shí)間上立即停止電動(dòng)機(jī)。然而，在一個(gè)主電動(dòng)機(jī)或類(lèi)似電動(dòng)機(jī)的情況下，即使當(dāng)一個(gè)鎖定被擾亂時(shí)，需要在連續(xù)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)恢復(fù)。即使在這種情況下上述的方法也是有效的。
下面將解釋一個(gè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)。
在一個(gè)具有等于或大于三相結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的情況下，能夠檢測(cè)一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。然而，在具有兩相結(jié)構(gòu)的情況下，顯然不能夠檢測(cè)旋轉(zhuǎn)方向。原因是從每相獲得的傳感信號(hào)彼此相差180度的相位，并且即使旋轉(zhuǎn)方向被改變，相位差也是相同的。因此，考慮到通過(guò)把偏置信號(hào)加入到驅(qū)動(dòng)信號(hào)中和通過(guò)當(dāng)偏置信號(hào)被加入時(shí)檢測(cè)從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分離出的傳感信號(hào)之間的相位差來(lái)判斷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
圖22是一個(gè)的表示為了在一個(gè)具有兩相結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)中檢測(cè)一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向而加入偏置的一個(gè)結(jié)構(gòu)的主要部分的方框圖。在圖22中，例如，通過(guò)在利用一個(gè)計(jì)時(shí)器17的預(yù)定計(jì)時(shí)上觸發(fā)一個(gè)偏置脈沖產(chǎn)生電路18來(lái)產(chǎn)生一個(gè)偏置脈沖，并且將偏置脈沖傳送給加法器19S和19C。從振蕩器2來(lái)的正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)被傳送給加法器19S，和從振蕩器2來(lái)的余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)被傳送給加法器19C。偏置信號(hào)被加入到這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)中，并且分別地被傳送給差分放大器4S和4C。其它的結(jié)構(gòu)與圖1，17或20中所示的結(jié)構(gòu)是類(lèi)似的并且沒(méi)有被示出。對(duì)它們的解釋也被省略了。
如在圖23中所示，在沒(méi)有加入偏置脈沖的情況下，一個(gè)傳感信號(hào)被加入到在圖23A中所示的一個(gè)正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)上并傳送給電動(dòng)機(jī)線圈。傳感信號(hào)被加入到如圖23B所示檢測(cè)的傳感信號(hào)上和加入到在圖23C中的余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)上，并且被傳送給電動(dòng)機(jī)線圈。該信號(hào)與檢測(cè)的傳感信號(hào)相位相差180度，如圖23D所示。因此，即使旋轉(zhuǎn)方向被改變，一個(gè)相位關(guān)系被表示在相同的狀態(tài)下。與這個(gè)相反，如在圖24中所示，在一個(gè)預(yù)定的偏置d被加入到驅(qū)動(dòng)信號(hào)上的情況下，對(duì)在圖24A中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)的在圖24B中所示的傳感信號(hào)與對(duì)在圖24C中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)的在圖24D中所示的傳感信號(hào)在相位上相差90度。因此，例如當(dāng)電動(dòng)機(jī)以正常的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，相位差是+90度，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，相位差是-90度(或270度)。結(jié)果，它們能夠被區(qū)分。
圖25示出了一個(gè)從圖22中的加法器19S(或從加法器19C)獲得的一個(gè)偏置被加入到一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)上的例子。一個(gè)偏置脈沖被加入到在時(shí)間t1和t2之間及時(shí)間t3和t4之間的一個(gè)正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)上。當(dāng)需要得到旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，它允許周期地加入這個(gè)偏置脈沖或單獨(dú)地加入這個(gè)偏置脈沖。
順便說(shuō)一下，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例。例如，在上述各個(gè)實(shí)施例的解釋中，適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置被應(yīng)用于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1。然而，它也允許把該裝置應(yīng)用到一個(gè)所謂的有刷電動(dòng)機(jī)上。另外，當(dāng)然可以進(jìn)行各種各樣變型和改進(jìn)，它們均屬于本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置能夠提供一種完全新的無(wú)傳感器驅(qū)動(dòng)方法和在起動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)時(shí)或甚至在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠準(zhǔn)確和無(wú)誤地檢測(cè)一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置。此外，由于能夠準(zhǔn)確和無(wú)誤地檢測(cè)一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，所以一個(gè)電動(dòng)機(jī)能夠被用于一個(gè)伺服控制而不需要安置一個(gè)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件。結(jié)果，通過(guò)減少部件數(shù)量和使一個(gè)安置的區(qū)域更小能夠使一個(gè)電動(dòng)機(jī)更小和價(jià)格更便宜。
此外，由于利用了一種完全地解決了反電動(dòng)勢(shì)電壓方法的缺陷的無(wú)傳感器方法，所以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電動(dòng)機(jī)裝置能夠與基準(zhǔn)點(diǎn)同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置包括一個(gè)周期信號(hào)輸出裝置，用于輸出相互具有一個(gè)預(yù)定角異相的周期信號(hào)，以便傳送給一個(gè)具有多相的電動(dòng)機(jī)的各個(gè)相；一個(gè)傳感信號(hào)輸出裝置，用于輸出具有比所述周期信號(hào)的頻率更高頻率的傳感信號(hào)；一個(gè)加法裝置，用于把從所述傳感信號(hào)輸出裝置來(lái)的傳感信號(hào)加入到從所述周期信號(hào)輸出裝置來(lái)的周期信號(hào)上并且把它傳送給所述電動(dòng)機(jī)的每個(gè)相作為一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)傳送給每個(gè)所述相的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和從每個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中分離出每個(gè)傳感信號(hào)，并且把每個(gè)分離出的傳感信號(hào)輸出作為一個(gè)代表所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述周期信號(hào)是一個(gè)正弦波的恒定電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置檢測(cè)信號(hào)輸出裝置，用于根據(jù)在所述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)獲得的所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的電平來(lái)確定所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置，和用于在這個(gè)確定的記時(shí)上輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的位置檢測(cè)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括一個(gè)分辨器/數(shù)字變換器，用于根據(jù)從所述傳感信號(hào)輸出裝置來(lái)的傳感信號(hào)對(duì)從所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置來(lái)的每個(gè)傳感信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化并將其輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括一個(gè)存儲(chǔ)裝置，用于在所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)負(fù)載的抖動(dòng)分量或相對(duì)于抖動(dòng)分量的信息變?yōu)樽钚r(shí)存儲(chǔ)正弦波信號(hào)的一個(gè)值作為用于所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)最佳驅(qū)動(dòng)圖形，和一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)在所述存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的所述最佳驅(qū)動(dòng)圖形旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置檢測(cè)傳送給所述電動(dòng)機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一個(gè)過(guò)零點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)計(jì)時(shí)上對(duì)從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的分離出的傳感信號(hào)進(jìn)行取樣并且檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置根據(jù)從所述正弦波信號(hào)輸出裝置來(lái)的正弦波信號(hào)對(duì)從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分離出的傳感信號(hào)的電壓進(jìn)行校正。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置檢測(cè)在所述電動(dòng)機(jī)的各個(gè)相中的電流值彼此相等的一個(gè)點(diǎn)，在這個(gè)檢測(cè)的計(jì)時(shí)上對(duì)從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分離出的傳感信號(hào)進(jìn)行取樣并且根據(jù)從所述正弦波信號(hào)輸出裝置來(lái)的正弦波信號(hào)對(duì)取樣的值進(jìn)行校正。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置在所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)伺服狀態(tài)被擾亂時(shí)把從所述正弦波信號(hào)輸出裝置來(lái)的正弦波信號(hào)設(shè)置到0，并且僅把從所述傳感信號(hào)輸出裝置來(lái)的傳感信號(hào)作為所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送給所述電動(dòng)機(jī)的每個(gè)相。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置瞬態(tài)地把一個(gè)偏置信號(hào)加入到所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)上，當(dāng)該偏置信號(hào)被加入時(shí)檢測(cè)在從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分離出的傳感信號(hào)之間的一個(gè)相位差，并由此來(lái)判斷一個(gè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
11.一種電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置包括一個(gè)正弦波信號(hào)輸出裝置，用于輸出相互具有一個(gè)預(yù)定角異相的正弦波信號(hào)，以便傳送給一個(gè)具有多相的電動(dòng)機(jī)的各個(gè)相；一個(gè)傳感信號(hào)輸出裝置，用于輸出具有比所述正弦波信號(hào)的頻率更高頻率的傳感信號(hào)；一個(gè)加法裝置，用于把從所述傳感信號(hào)輸出裝置來(lái)的傳感信號(hào)加入到從所述正弦波信號(hào)輸出裝置來(lái)的正弦波信號(hào)上并且把它傳送給所述電動(dòng)機(jī)的每個(gè)相作為一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)傳送給每個(gè)所述相的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和從每個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中分離出每個(gè)傳感信號(hào)，并且把每個(gè)分離出的傳感信號(hào)輸出作為一個(gè)代表所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)；和一個(gè)裝置，用于對(duì)應(yīng)于從所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置來(lái)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行一個(gè)旋轉(zhuǎn)相位控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述正弦波信號(hào)是一個(gè)恒定電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置進(jìn)一步包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置檢測(cè)信號(hào)輸出裝置，用于根據(jù)在所述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)獲得的所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)的電平來(lái)確定所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置，和用于在這個(gè)確定的記時(shí)上輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的位置檢測(cè)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置進(jìn)一步包括一個(gè)分辨器/數(shù)字變換器，用于根據(jù)從所述傳感信號(hào)輸出裝置來(lái)的傳感信號(hào)對(duì)從所述旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置來(lái)的每個(gè)傳感信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化并將其輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置進(jìn)一步包括一個(gè)存儲(chǔ)裝置，用于在所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)負(fù)載的抖動(dòng)分量或相對(duì)于抖動(dòng)分量的信息變?yōu)樽钚r(shí)存儲(chǔ)正弦波信號(hào)的值作為用于所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)最佳驅(qū)動(dòng)圖形，和一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)在所述存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的所述最佳驅(qū)動(dòng)圖形旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置檢測(cè)傳送給所述電動(dòng)機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一個(gè)過(guò)零點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)計(jì)時(shí)上對(duì)從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的分離出的傳感信號(hào)進(jìn)行取樣并且檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置根據(jù)從所述正弦波信號(hào)輸出裝置來(lái)的正弦波信號(hào)對(duì)從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分離出的傳感信號(hào)的電壓進(jìn)行校正。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置檢測(cè)在所述電動(dòng)機(jī)的各個(gè)相中的電流值彼此相等的一個(gè)點(diǎn)，在這個(gè)檢測(cè)的計(jì)時(shí)上對(duì)從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分離出的傳感信號(hào)進(jìn)行取樣并且根據(jù)從所述正弦波信號(hào)輸出裝置來(lái)的正弦波信號(hào)對(duì)取樣的值進(jìn)行校正。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置在所述電動(dòng)機(jī)的一個(gè)伺服狀態(tài)被擾亂時(shí)把從所述正弦波信號(hào)輸出裝置來(lái)的正弦波信號(hào)設(shè)置到0，并且僅把從所述傳感信號(hào)輸出裝置來(lái)的傳感信號(hào)作為所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送給所述電動(dòng)機(jī)的每個(gè)相。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)機(jī)裝置，其特征是所述電動(dòng)機(jī)裝置瞬態(tài)地把一個(gè)偏置信號(hào)加入到所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)上，當(dāng)該偏置信號(hào)被加入時(shí)檢測(cè)在從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分離出的傳感信號(hào)之間的一個(gè)相位差，并由此來(lái)判斷一個(gè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
全文摘要
無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)電路和電動(dòng)機(jī)裝置不利用反電動(dòng)勢(shì)電壓。通過(guò)加法器分別地把具有高頻率的傳感信號(hào)加入到正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)和余弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)上旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。通過(guò)帶通濾波器從在電動(dòng)機(jī)中流動(dòng)的信號(hào)中分離出傳感信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行調(diào)制，并且把它限定為旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)信號(hào)。在從帶通濾波器來(lái)的傳感信號(hào)中，其電流值對(duì)應(yīng)于由電動(dòng)機(jī)的磁鐵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的阻抗的變化而變化。檢測(cè)電流值的變化，能夠檢測(cè)旋轉(zhuǎn)磁鐵的旋轉(zhuǎn)位置。
文檔編號(hào)H02P6/16GK1146096SQ96110469
公開(kāi)日1997年3月26日 申請(qǐng)日期1996年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月8日
發(fā)明者京藤康正 申請(qǐng)人:索尼公司