CN103378795A - 具有δς调制型ad变换器的电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

一种具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置（1）具有：向电动机（2）供给驱动电力的电力变换部（11）；检测从电力变换部（11）向电动机（2）流动的电流值的电流检测部（12）；ΔΣ调制型AD变换器（13），其把调制时钟作为系统时钟使用，把上述电流值变换为数字数据，在接收基准信号时开始调制时钟的时钟数的计数，在计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出其间包含基准信号的接收时的规定的时间区间中的数字数据；和指令生成部（14），其使用ΔΣ调制型AD变换器（13）输出的数字数据，生成对于电力变换部（11）指令应该输出的驱动电力的驱动指令。

Description

具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置

技术领域

本发明涉及具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置，特别涉及具有用于检测在电动机的各线圈内流动的电流的ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置。

背景技术

在驱动机床、锻压机械、注塑成型机、产业机械、或者产业用机器人内的电动机的电动机控制装置中，对于在每一驱动轴上设置的电动机，指令控制电动机的速度、转矩、或者转子的位置。在这样的电动机控制装置中，精度良好地检测在电动机的各线圈内流动的电流十分重要。检测出的电动机的各线圈的电流值通过AD（模拟数字）变换器变换为数字数据，用于电动机驱动控制。作为在一般的电动机控制装置内使用的AD变换器的变换方式，具有逐次比较型或者ΔΣ调制型等，但是近年来ΔΣ调制型AD变换器正在成为主流。

图8是表示使用ΔΣ调制型AD变换器的一般的电动机控制装置的框图。一般，驱动控制三相交流的电动机2的电动机控制装置101具有：向电动机2供给驱动电力的电力变换部51；检测从电力变换部51流入电动机2的各线圈的电流值的电流检测部52；把电流检测部52检出的电流值AD（模拟数字）变换为数字数据的ΔΣ调制型AD变换器53；和使用从ΔΣ调制型AD变换器53输出的数字数据对于电力变换部51指令驱动指令以便输出用于驱动电动机2的驱动电力的指令生成部54。这里，电力变换部5例如是逆变器电路和/或变换器电路。另外，电流检测部52在三相交流电动机的3相线圈中的两相中设置。在这样的电动机控制装置101中，指令生成部54取入对流入电动机2的各线圈的电流进行AD变换得到的数字数据然后生成驱动指令。

图9是表示一般的ΔΣ调制型AD变换器的框图。ΔΣ调制型AD变换器53，大体由调制器（ΔΣ调制电路）61和数字低通滤波器62构成，它们一般把数MHz～数十MHz程度的被称为调制时钟的系统时钟作为基准来进行动作。调制器61把输入的模拟数据变换为高速低位的位流信号。用数字低通滤波器62除去此时产生的大的量化噪音，作为数字数据输出。作为ΔΣ调制型AD变换器53的输出的数字数据，一般按照以一定的间隔间除调制时钟的周期输出。该间除率，一般称为抽除率。

在电动机控制装置101内的ΔΣ调制型AD变换器53中，以一定的间隔间除调制时钟的周期，即输出数字数据的周期，未必与电动机控制装置101内的指令生成部54的控制周期即数字数据的取入周期（一般数kHz～数十kHz）同步。因此，有时在指令生成部54想要取入数字数据的定时ΔΣ调制型AD变换器53不输出数字数据，有时指令生成部54无法在适合电流控制的定时取得数字数据。为应对这种情况，有时使用能够在调制时钟的每一周期，连续地输出数字数据的数字低通滤波器。如此，指令生成部54能够不考虑与调制时钟的同步地，在每一控制周期想要取入数字数据的定时取入在前面最近的调制时钟输出的数字数据。

一般，在电动机控制装置中，明确地确定在指令生成部中在驱动指令的生成中使用的数字数据是在电流检测部52检测的电流值中对于哪个瞬间的电流值进行AD变换后的数字数据十分重要。图10是说明具有一般的ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置中的AD变换以及数字数据取得的定时的原理说明图。ΔΣ调制型AD变换器53，在原理上，对于某“时间区间”的模拟数据进行AD变换，将该“时间区间”规定为对调制时钟的周期乘以间除率（抽除率）得到的值。因此，在ΔΣ调制型AD变换器53中，例如与逐次比较型AD变换器不同，难以严格地掌握得到的数字数据是把一系列的模拟数据中哪个瞬间进行AD变换后的数字数据。因此，在ΔΣ调制型AD变换器53中，如图10所示，一般把上述的“输出的数字数据的时间区间B”的中点看做是“进行了AD变换的时刻”。具体说，与ΔΣ调制型AD变换器53连接的指令生成部54，在从作为“输出的数字数据的时间区间B的中点”的时刻C经过了上述的“输出的数字数据的时间区间B”的一半的时间D的时刻A的定时，从ΔΣ调制型AD变换器53取入数字数据。如上所述，因为把“输出的数字数据的时间区间B”，规定为调制时钟的周期乘以间除率（抽除率）得到的值，所以将时间D规定为时间区间B的一半。即指令生成部54在决定“应该对电流值（模拟数据）进行AD变换的时刻C”时，在从该时刻C的时刻开始经过了“时间D即调制时钟的周期乘以间除率得到的值的一半的时间”的时刻，从ΔΣ调制型AD变换器53取入数字数据。这里，通过指令生成部54掌握该时间D的经过，但是作为ΔΣ调制型AD变换器53的系统时钟的调制时钟和指令生成部54的系统时钟未必同步，另外，这些时钟周期由于各种原因变动。因此，在现有技术中，始终基于调制时钟不变动是理想的这样的假设，在指令生成部54侧推定时间D。因此，在具有ΔΣ调制型AD变换器53的电动机控制装置101中，调制时钟的周期越变动，电动机的控制精度越恶化。

在使用ΔΣ调制型AD变换器变换在电动机的各线圈中流动的电流控制电动机的电动机控制装置中，提出了几种以提高电流的检测精度为目的的方案。例如根据日本特开2008－147809号公报中记载的发明，为了提高在ΔΣ调制型AD变换器内的前级设置的调制器部分的调制时钟的精度，追加安装PLL电路，使电流的检测精度提高。

但是实际上，调制的周期由于各种原因变动。在ΔΣ调制型AD变换器53中，当作为系统时钟使用的调制时钟的周期变动时，与此相伴上述的“输出的数字数据的时间区间B”的长度也有很大的变动。图11是说明具有一般的ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置中的AD变换以及数字数据取得的定时的偏差的图。在图11中，a表示因为调制时钟的周期短所以“输出的数字数据的时间区间B”的长度比规定的时间缩短的情况，b表示调制时钟没有变动“输出的数字数据的时间区间”的长度与规定的时间相同的情况，c表示因为调制时钟的周期长所以“输出的数字数据的时间区间”的长度比预定的时间长的情况。当调制时钟的周期变动，与此相伴上述的“输出的数字数据的时间区间”的长度分别像B1、B2以及B3那样变动时，作为“输出的数字数据的时间区间B的中点”的时刻，像C1、C2以及C3那样变动。此时，调制时钟不变动的情况（b），“指令生成部54从ΔΣ调制型AD变换器取入数字数据的时刻”和“输出的数字数据的时间区间B的中点C2”一致，但是调制时钟的周期短的情况（a）以及调制时钟的周期长的情况（c），在根据“指令生成部54从ΔΣ调制型AD变换器取入数字数据的时刻”决定的“应该对电流值（模拟数据）进行AD变换的时刻C”和作为“输出的数字数据的时间区间B的中点”的时刻C之间产生偏差，这样，根据现有的方法，当调制时钟的周期变动时，不能高精度地驱动控制电动机。

另外，指令生成部54与调制时钟不同步地动作。当产生这样的偏差时，无法确认通过AD变换得到的数字数据是否是对那个时刻的电流值进行AD变换后的数字数据，难于实现高精度的电动机驱动控制。

另外，在电力变换部51是使用半导体开关元件的逆变器电路等的电力变换装置的情况下，为避免通过该半导体开关元件的开关动作等的噪音的影响，希望严格规定AD变换的定时，但是如上述，因为当调制时钟的周期变动时“输出的数字数据的时间区间B”的长度变动，难以减低半导体开关元件的开关动作等引起的噪音的影响。

另外，根据日本特开2008－147809号公报中记载的发明，因为在ΔΣ调制型AD变换器中，将调制时钟经由“绝缘单元”还向后级的数字低通滤波器传送，所以调制时钟的变动对于数字低通滤波器的处理施加影响，无法期待充分提高电动机控制。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置，其能够高精度地驱动控制电动机，而且能够避免通过向电动机供给驱动电力的电力变换部内的半导体开关元件的开关动作等引起的噪音的影响。

为了实现上述目的，电动机控制装置具有：电力变换部，其向电动机供给驱动电力；电流检测部，其检测从电力变换部向电动机流动的电流值；ΔΣ调制型AD变换器，其把调制时钟作为系统时钟使用，把上述电流检测部检测出的电流值变换为数字数据，在接收基准信号时开始调制时钟的时钟数的计数，在计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出其间包含上述基准信号的接收时刻的预定的时间区间中的上述数字数据；和指令生成部，其使用ΔΣ调制型AD变换器输出的数字数据，生成对于电力变换部指令应该输出的驱动电力的驱动指令。

电动机控制装置还具有基准信号生成部，其生成并输出上述基准信号，来作为规定从电流检测部检测的电流值中取得指令生成部生成希望的驱动指令所需要的电流值的定时的信号。

ΔΣ调制型AD变换器具有：调制器，其把调制时钟作为系统时钟使用，对于从电流检测部输入的电流值进行ΔΣ调制，输出位流信号；和数字低通滤波器，其在计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出除去了其间包含基准信号的接收时刻的预定的时间区间中的位流信号的量化噪音后的数字数据。

这里，ΔΣ调制型AD变换器具有在接收基准信号时开始调制时钟的时钟数的计数的计数器。

把上述预定的计数值设定为与上述预定的时间区间对应的调制时钟的时钟数的一半的值。

根据在上述计数得到的时钟数达到上述预定的计数值的时刻的前后执行的开关元件的两次开关动作的时间间隔设定上述时间区间的长度。

根据指令生成部为了生成对电力变换部指令的驱动指令而使用的向电动机施加电压指令的大小设定上述时间区间的长度。

另外，电动机控制装置具有检测电动机的旋转速度的速度检测部，根据通过速度检测部检出的电动机的旋转速度设定上述时间区间的长度。

电动机控制装置是控制驱动进行切削加工的机床的进给轴的电动机的控制装置，以在机床的切削加工中和非切削加工中不同的方式，设定时间区间的长度。

在此，电力变换部可以是通过在内部设置的开关元件的开关动作，把输入的电力变换为希望的电力后输出的电力变换装置。此时，指令生成部使用在三角波比较方式的PWM开关控制中使用的三角波载波信号和从ΔΣ调制型AD变换器输出的数字数据，作为上述驱动指令，生成并输出控制开关元件的开关动作的PWM开关信号。此外，此时，基准信号是与三角波载波信号成为峰值的定时同步的信号。

把上述预定的计数值设定为与上述预定的时间区间对应的调制时钟的时钟数的一半的值，上述时间区间的长度比上述计数得到的时钟数达到上述预定的计数值的时刻的前后执行的上述开关元件的两次开关动作的时间间隔短，并且根据上述三角波载波信号的载波频率进行设定。

附图说明

通过参照以下的附图，能够更加明确地理解本发明。

图1是表示实施例的具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置的框图。

图2是表示在实施例的电动机控制装置内设置的ΔΣ调制型AD变换器的框图。

图3是表示在实施例的电动机控制装置内设置的ΔΣ调制型AD变换器的框图。

图4是说明实施例的具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置中的AD变换以及数字数据的取得的定时的原理说明图。

图5是说明实施例的基准信号生成部生成的基准信号的图。

图6是说明实施例的“输出的数字数据的时间区间”的设定的图（其一）。

图7是说明实施例的“输出的数字数据的时间区间”的设定的图（其二）。

图8是表示使用ΔΣ调制型AD变换器的一般的电动机控制装置的框图。

图9是表示一般的ΔΣ调制型AD变换器的框图。

图10是说明具有一般的ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置的AD变换以及数字数据取得的定时的原理说明图。

图11是说明具有一般的ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置中的AD变换以及数字数据取得的定时的偏移的图。

具体实施方式

下面参照附图，说明具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置。但是，希望理解本发明不限于附图或者以下说明的实施方式。

图1是表示实施例的具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置的框图。另外，图2以及图3是表示在实施例的电动机控制装置内设置的ΔΣ调制型AD变换器的框图。

实施例的电动机控制装置1，如图1所示，具有电力变换部11、电流检测部12、ΔΣ调制型AD变换器13、指令生成部14、和基准信号生成部15。另外，电动机控制装置1内的ΔΣ调制型AD变换器13具有调制器21和数字低通滤波器22。

电力变换部11根据来自指令生成部14的驱动指令，向电动机2供给驱动电力。例如，电力变换部11由电力变换装置构成，该电力变换装置通过使用PWM控制对在其内部设置的开关元件进行开关动作，由此把输入的电力变换为希望的电力后进行输出。在图1表示的电力变换部11由逆变电路组成的情况下，向由逆变电路组成的电力变换部11输入直流电力，通过在电力变换部11的内部设置的开关元件的开关动作，变换成希望的交流电力后输出。另外例如，在图1表示的电力变换部11由互相通过DC链路部连接的变换电路以及逆变电路组成的情况下，向由变换电路以及逆变电路组成的电力变换部11输入交流电力，通过在电力变换部11的内部设置的开关元件的开关动作，在暂时变换为直流电力后变换为希望的交流电力输出。

电流检测部12检测从电力变换部11向电动机2流动的电流值。另外，电流检测部52，只要考虑三相平衡在三相交流电动机的3相线圈中的两相中设置即可，把检测出的模拟数据的电流值向ΔΣ调制型AD变换器13输出。

ΔΣ调制型AD变换器13，把调制时钟作为系统时钟使用，把电流检测部12检测出的电流值（模拟数据）变换为数字数据。对每一个电流检测部12设置ΔΣ调制型AD变换器13，将在后面详细叙述其动作以及结构。

基准信号生成部15，生成规定从电流检测部12检测出的电流值中取得用于指令生成部14生成希望的驱动指令所需要的电流值的定时的信号。关于其将在后面叙述该动作。

指令生成部14使用ΔΣ调制型AD变换器13输出的数字数据，生成对于电力变换部11指令应该输出的驱动电力的驱动指令。如上所述，在实施例中，电力变换部11由电力变换装置构成，该电力变换装置对在内部设置的开关元件进行PWM控制，由此把输入电力变换为希望的电力后输出。因此，在实施例中，指令生成部14比较三角波载波信号和根据从ΔΣ调制型AD变换器13输出的数字数据计算出的向电动机的施加电压指令，根据该三角波载波信号和向电动机的施加电压指令的比较结果，生成并输出控制开关元件的PWM开关动作的PWM开关信号。结果，由电力变换装置组成的电力变换部11，根据作为从指令生成部14接收到的驱动指令的PWM开关信号，对在内部设置的半导体开关元件的开关动作进行PWM控制，把输入电力变换为希望的电力后输出。

下面参照图4说明实施例中的ΔΣ调制型AD变换器13和指令生成部14的动作。图4是说明实施例的具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置中的AD变换以及数字数据取得的定时的原理说明图。

在实施例中，ΔΣ调制型AD变换器13始终进行把电流检测部12检测出的电流值AD变换为数字数据的处理本身，但是该数字数据的输出仅限在预定的时间区间中。即，ΔΣ调制型AD变换器13，在接收基准信号时开始调制时钟的时钟数的计数，在计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出其间包含基准信号的接收时刻的预定的时间区间中的数字数据。这里，把上述预定的计数值，设定为与上述预定的时间区间对应的调制时钟的时钟数的一半的值。

如上所述，ΔΣ调制型AD变换器13，原理上，始终进行把电流检测部12检测出的电流值AD变换为数字数据的处理本身，但是该数字数据的输出，仅限于通过对调制时钟的时钟数进行计数规定的“时间区间”。因此，在ΔΣ调制型AD变换器13中，当作为系统时钟使用的调制时钟的周期变动时，与此相伴，“通过ΔΣ调制型AD变换器13输出的数字数据的时间区间”的长度变动。以下把“通过ΔΣ调制型AD变换器13输出的数字数据的时间区间”简称为“输出的数字数据的时间区间”。在图4中，a表示因为调制时钟的周期短所以“输出的数字数据的时间区间”的长度比预定的时间缩短的情况，b表示调制时钟没有变动“输出的数字数据的时间区间”的长度与预定的时间相同的情况，c表示因为调制时钟的周期长所以“输出的数字数据的时间区间”的长度比预定的时间增长的情况。考虑调制时钟的周期变动，与此相伴上述的“输出的数字数据的时间区间”的长度分别像B1、B2以及B3那样变动的情况。

在实施例中，ΔΣ调制型AD变换器13，在接收基准信号时开始调制时钟的时钟数的计数，在计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出其间包含基准信号的接收时刻的预定的时间区间中的作为AD变换值的数字数据，但是把“基于从电流检测部检测出的电流值中取得为指令生成部生成希望的驱动指令所需要的电流值的定时的信号”作为基准信号使用。该基准信号由基准信号生成部15生成，即，在实施例中，不管调制时钟的周期如何变动，如图4所示，把“从电流检测部检测出的电流值中取得为指令生成部生成希望的驱动指令所需要的电流值的定时”作为“应该对电流值进行AD变换的时刻C”使用。然后，ΔΣ调制型AD变换器13，在接收到该预定的基准信号时，开始调制时钟的时钟数的计数，在计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出其间包含基准信号的接收时刻的预定的时间区间中的作为AD变换值的数字数据。即，把该“应该对电流值进行AD变换的时刻C”作为基准开始调制时钟的时钟数的计数，在计数得到的时钟数达到与“输出的数字数据的时间区间”对应的调制时钟的时钟数的一半的值的时刻，输出其间包含基准信号的接收时刻的“输出的数字数据的时间区间”中的作为AD变换值的数字数据。

在实施例中，通过上述那样构成ΔΣ调制型AD变换器13，不管调制时钟的周期如何变动，都能够输出必定会把应该对电流值进行AD变换的时刻作为中心的该时刻的前后的时间区间的数字数据。上述“输出的数字数据的时间区间”，虽然根据调制时钟的周期进行变动，但是例如如图4所示，对于调制时钟的周期是a、b以及c的情况，“输出的数字数据的时间区间”虽然分别成为B1、B2以及B3那样不同，但是对于“应该对电流值进行AD变换的时刻C”，不管调制时钟的周期如何总使用相同的时刻。即，在实施例中，在“应该对电流值进行AD变换的时刻C”成为“输出的数字数据的时间区间的中点”那样的作为经过“输出的数字数据的时间区间（B1、B2以及B3）”的一半的时间后的时刻A1、A2以及A3的定时，分别输出AD变换后的数字数据。

如上所述，“应该对电流值进行AD变换的时刻C”意味为从电流检测部12检测出的电流值中取得指令生成部14生成希望的驱动指令所需要的电流值的定时，但是，基准信号生成部15生成并输出基准信号来作为规定该定时的信号。取得为了生成希望的驱动指令所需要的电流值的定时，由指令生成部14决定，所以基准信号生成部15从指令生成部14接收取得电流值的指令，对于ΔΣ调制型AD变换器13输出基准信号。结果，ΔΣ调制型AD变换器13，因为在接收基准信号后经过预定的时间后输出数字数据，所以指令生成部14能够如希望的那样取得该数字数据。

以上说明的ΔΣ调制型AD变换器13，如图2所示，具有：把调制时钟作为系统时钟使用，对于从电流检测部12输入的模拟数据的电流值进行ΔΣ调制输出位流信号的调制器21、和在接收基准信号时开始计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出其间包含基准信号的接收时刻的预定的时间区间中的除去了位流信号的量化噪音的数字数据的数字低通滤波器22。数字低通滤波器22具有用于暂时保存数字数据的存储器（未图示）。另外，数字低通滤波器22具有在接收预定的基准信号时开始调制时钟的时钟数的计数的计数器的功能，但是作为其变形，如图3所示，也可以把数字低通滤波器22、和在接收预定的基准信号时开始调制时钟的时钟数的计数的计数器23独立地设置。

下面说明“输出的数字数据的时间区间”的设定。

如上所述，电力变换部11由电力变换装置构成，该电力变换装置对于在内部设置的开关元件进行PWM控制以使开关元件进行开关动作，由此把输入的电力变换为希望的电力后输出。与此对应，指令生成部14比较三角波载波信号和根据从ΔΣ调制型AD变换器13输出的数字数据计算出的向电动机的施加电压指令，根据该三角波载波信号和向电动机的施加电压指令的比较结果，作为在PWM开关控制中使用的驱动指令，生成并输出控制开关元件的开关动作的PWM开关信号。在实施例中，基准信号生成部15，输出与三角波载波信号成为峰值的定时同步的信号，来作为预定的基准信号。图5是说明实施例中的基准信号生成部生成的基准信号的图。如图5所示，进行三角波比较方式的PWM开关控制的指令生成部14，比较三角波载波信号和根据从ΔΣ调制型AD变换器13取得的数字数据生成的电压指令，根据该比较结果，生成在三角波载波信号和电压指令的交点（图中用记号○表示。）的时刻进行半导体开关元件的开关动作那样的PWM开关信号。因此，在实施例中，基准信号生成部15生成并输出与三角波载波信号成为峰值的定时同步的预定的基准信号。由此，能够高效率地尽可能在时间上不与半导体开关元件的开关的定时重合地设定“输出的数字数据的时间区间”。具体地说，以尽可能比上述计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻（即“输出的数字数据的时间区间”的边界）的前后执行的半导体开关元件的两次开关动作的时间间隔短的方式，设定上述“输出的数字数据的时间区间”的长度即可。由此，能够减低半导体开关元件的开关动作等引起的噪音的影响。

图6是说明实施例中的“输出的数字数据的时间区间”的设定的图（其一）。在电动机控制装置1中，在电动机2加速时、减速时以及高速高输出时增大向电动机2的施加电压。因此，如图6所示，根据从ΔΣ调制型AD变换器13取得的数字数据生成的电压指令，对于三角波载波信号，在接近该三角波载波信号的峰值的时刻交叉。因此，在电动机2加速时、减速时以及高速高输出时等向电动机2的施加电压变大的情况下，以和半导体开关元件的开关的定时在时间上不重合的方式，比图5的情况短地设定“输出的数字数据的时间区间”。这样，因为向电动机的施加电压和电动机的旋转速度存在相关关系，所以，可以根据为了电力变换部向电动机供给驱动电力，指令生成部对于电力变换部指令的作为驱动指令的电动机施加电压的大小，或者根据在电动机2内设置的速度检测部（未图示）检测出的电动机的旋转速度，可变地设定“输出的数字数据的时间区间”。另外，在作为用于控制对进行切削加工的机床的进给轴的进行驱动的电动机的控制装置，使用实施例的电动机控制装置1的情况下，优选在机床的切削加工中和非切削加工中不同地设定“输出的数字数据的时间区间”的长度。即，在机床的切削加工和非切削加工中，因为对于电动机的施加电压不同，所以可以根据机床的切削加工和非切削加工的切换，实时可变设定“输出的数字数据的时间区间”的长度。

图7是说明实施例中的“输出的数字数据的时间区间”的设定的图（其二）。当三角波载波频率升高时，因为半导体开关元件的开关动作的时间间隔必然缩短，所以为了对此进行应对，可以根据三角波载波信号的载波频率可变设定“输出的数字数据的时间区间”。即，在三角波载波信号的载波频率高时与此对应缩短“输出的数字数据的时间区间”，减低半导体开关元件的开关的噪音的影响，反之，在三角波载波信号的载波频率低时与此对应延长“输出的数字数据的时间区间”，取得多个采样点，提高AD变换的精度。

此外，如参照图6以及图7说明的那样，缩短设定“输出的数字数据的时间区间”，意味着减少通过数字低通滤波器22的采样点，即降低AD变换的精度，但是从一般的观点说，具有能够减低半导体开关元件的开关的噪音的影响的优点。

此外，作为电动机控制装置，作为实施例说明了驱动控制电动机2的逆变电路，但是本发明，在电动机控制装置中，也可以采用把交流电源变换为直流电源的变换电路的交流侧的电流检测。例如，在把变换电路作为使用半导体开关元件的PWM变换器的情况下，需要在PWM控制中使用该变换器电路的交流侧的电流值，在此时的电流值的AD变换中也可以应用。

本发明可以在检测在电动机的线圈中流动的电流值并在电动机的驱动控制中使用该电流值的电动机控制装置中应用。例如，在驱动机床、锻压机械、注塑成形机、产业机械、或者驱动产业用机器人内的电动机的电动机控制装置中，对于针对每一驱动轴设置的电动机，指令控制电动机的速度、转矩、或者转子的位置。在这样的电动机控制装置中，高精度地检测在电动机的各线圈中流动的电流是重要的，本发明也能够在这样的情况下应用。

根据本发明，能够实现能够高精度地驱动控制电动机，而且能够避免通过向电动机供给驱动电力的电力变换部内的半导体开关元件的开关等引起的噪音的影响的具有ΔΣ调制型AD变换器的电动机控制装置。

另外，与在ΔΣ调制型AD变换器的处理中使用的调制时钟的周期的变动无关，明确地规定了想要对模拟数据的电流值进行AD变换的时刻和该输出的数字数据的时间区间的中点的关系。因此，当从生成驱动指令的指令生成部看时，从ΔΣ调制型AD变换器取入的数字数据正确地对应于以想要进行AD变换的时刻作为中心的前后的时间区间的电流值进行了变换后的结果。因此，因为能够更加正确地取得用于生成驱动指令的电流值的数字数据，所以能够提高电动机的控制精度。另外，不必特别追加硬件部件。

另外，如上述，在使用在电力变换部中使用半导体开关元件的逆变电路等的电力变换装置的情况下，减低该半导体开关元件的开关等引起的噪音的影响，对于提高电动机的控制精度是重要的。通过采用如下的结构，即根据在三角波比较方式中的PWM开关控制中使用的三角波载波信号成为峰值的定时同步的信号制作基准信号，输出把该基准信号作为基准输出的数字数据的时间区间的一半的时间经过后输出AD变换后的数字数据，能够容易地减低通过半导体开关元件的开关等引起的噪声的影响。

另外，根据日本特开2008－147809号公报中记载的发明，当调制时钟变动时，对于电动机的控制精度施加大的影响，但是根据本发明，即使调制时钟有若干变动，从ΔΣ调制型AD变换器取入的数字数据，因为与把想要进行AD变换的时刻为中心的前后的时间区间的电流值进行变换后的结果正确地对应，所以能够更加正确地取得用于生成驱动指令的电流值的数字数据，能够提高电动机的控制精度。

Claims (11)

1.一种电动机控制装置（1），其特征在于，具有：

电力变换部（11），其向电动机（2）供给驱动电力；

电流检测部（12），其检测从上述电力变换部（11）向电动机（2）流动的电流值；

ΔΣ调制型AD变换器（13），其把调制时钟作为系统时钟使用，把上述电流检测部（12）检测出的电流值变换为数字数据，在接收基准信号时开始上述调制时钟的时钟数的计数，在上述计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出其间包含上述基准信号的接收时刻的预定的时间区间中的上述数字数据；和

指令生成部（14），其使用上述ΔΣ调制型AD变换器（13）输出的数字数据，生成对于上述电力变换部（11）指令应该输出的驱动电力的驱动指令。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

还具有基准信号生成部（15），其生成并输出上述基准信号，来作为规定从上述电流检测部（12）检测的电流值中取得上述指令生成部（14）生成希望的上述驱动指令所需要的电流值的定时的信号。

3.根据权利要求1或2所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

上述ΔΣ调制型AD变换器（13）具有：

调制器（21），其把调制时钟作为系统时钟使用，对于从上述电流检测部（12）输入的上述电流值进行ΔΣ调制，输出位流信号，和

数字低通滤波器（22），其在上述计数得到的时钟数达到预定的计数值的时刻，输出除去了其间包含上述基准信号的接收时刻的预定的时间区间中的上述位流信号的量化噪音后的上述数字数据。

4.根据权利要求1～3中任何一项所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

上述ΔΣ调制型AD变换器（13）具有在接收上述基准信号时开始上述调制时钟的时钟数的计数的计数器（23）。

5.根据权利要求1～4的任意一项所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

把上述预定的计数值设定为与上述预定的时间区间对应的调制时钟的时钟数的一半的值。

6.根据权利要求5所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

根据在上述计数得到的时钟数达到上述预定的计数值的时刻的前后执行的开关元件的两次开关动作的时间间隔设定上述时间区间的长度。

7.根据权利要求6所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

根据上述指令生成部（14）为了生成对上述电力变换部（11）指令的上述驱动指令而使用的向电动机（2）的施加电压指令的大小设定上述时间区间的长度。

8.根据权利要求6所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

上述电动机控制装置（1）具有检测电动机（2）的旋转速度的速度检测部，

根据通过上述速度检测部检出的电动机（2）的旋转速度设定上述时间区间的长度。

9.根据权利要求6所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

上述电动机控制装置（1）是控制驱动进行切削加工的机床的进给轴的电动机（2）的控制装置，

以在上述机床的切削加工中和非切削加工中不同的方式，设定上述时间区间的长度。

10.根据权利要求5～9的任意一项所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

上述电力变换部（11）是通过在内部设置的开关元件的开关动作，把输入的电力变换为希望的电力后输出的电力变换装置，

指令生成部（14）使用在三角波比较方式的PWM开关控制中使用的三角波载波信号和从上述ΔΣ调制型AD变换器输出的数字数据，作为上述驱动指令，生成并输出控制上述开关元件的开关动作的PWM开关信号，

上述基准信号是与上述三角波载波信号成为峰值的定时同步的信号。

11.根据权利要求10所述的电动机控制装置（1），其特征在于，

把上述预定的计数值，设定为与上述预定的时间区间对应的调制时钟的时钟数的一半的值，

上述时间区间的长度比上述计数得到的时钟数达到上述预定的计数值的时刻的前后执行的上述开关元件的两次开关动作的时间间隔短，并且根据上述三角波载波信号的载波频率进行设定。

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