CN1460321A - 永磁电机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁电机的控制装置，即使是永磁电机的磁极对数值不是一转中旋转相位信号重复数的整数倍时，也可同步控制永磁电机。该控制装置产生基于旋转相位信号的磁极相位信号，并根据磁极相位信号同步控制永磁电机，其中的旋转相位信号是通过探测永磁电机输出轴的旋转来获得的。控制装置包括第一信号转换单元，该单元把旋转相位信号转换成转角信号，该转角信号与每当永磁电机的转子旋转一次的转角成正比；以及还包括第二信号转换单元，该单元把旋转相位信号转换成磁极相位信号，该磁极信号重复的次数与永磁电机的磁极对数相等。

Description

永磁电机的控制装置

技术领域

本发明涉及永磁同步电机(后面简称为“永磁电机”)的控制装置，该控制装置产生基于旋转相位信号的转子的磁极相位信号，并根据磁极相位信号来同步控制永磁电机，其中旋转相位信号是通过探测永磁电机的输出轴的旋转而得到的。

背景技术

图7为永磁电机的控制装置结构的方框图，其驱动例如电梯。在图7中，旋转位置探测器2与电机1连接。旋转位置探测器2探测电机1的旋转位置，并把旋转相位信号φ输出，在该信号中，永磁电机具有在电机一转中重复两次的信号数，旋转相位信号φ加在磁极相位转换器3上。磁极相位转换器3把旋转相位信号φ转换成磁极相位信号θ，该信号θ具有对应于磁极对数值的旋转数，并把该信号θ加到电机控制器4上。电机控制器4控制定子的电流，于是就能产生与磁极相位信号同步的磁场。

在这种情况下，磁极相位转换器3利用通过把电机1的磁极对数值除以在旋转位置探测器2的一转中重复数而得到的数值，作为转换系数，把旋转相位信号φ乘以转换系数，并通过在把得到信号除以一转(即360度)的转角后取余数产生磁极相位信号θ。通过这种办法，可同步地控制电机1。

然而，在产生上述磁极相位信号的传统方法中，除非电机1的磁极对数值是从旋转位置探测器2输出的信号重复数的整数倍外，磁极的位置不能精确地探测到，这样就不能同步地控制，关于这一点将参照图8和9来描述。

例如，当电机1的磁极对数是4，同时由旋转位置探测器2输出的在电机1一转中旋转相位信号重复数为2时，如图8A所示，旋转位置探测器2的旋转相位信号φ的值在电机实际一转中以锯齿状变化两次。相反，当电机1的磁极对数值是4时，如图8B所示，磁极相位信号在电机实际的一转中以锯齿状变化4次。由于旋转相位信号φ的重复数为2，而磁极对数值为4，于是磁极相位转换器3把旋转相位信号φ乘以转换系数4/2＝2，并输出余数，该余数是通过连续除以360度获得的，即在电机的一转中磁极相位信号4次从零度增加到360度。接着，获得了图8B中所示的信号，使图7中的系统能控制电机1的同步性。

另一方面，当电机1的磁极对数值为3，同时旋转位置探测器2输出的在电机1一转中旋转相位信号重复数为2时，如图9A所示，旋转位置探测器2的旋转相位信号φ的值以锯齿状变化两次。而当磁极相位转换器3把磁极对数值(3)除以2的信号重复数(2)时，转换系数变成3/2。当磁极相位转换器3把该3/2转换系数乘以旋转位置探测相位时，并把通过减去360度而得到的余数值作为磁极相位信号而输出，如图9B所示，磁极相位变得不连续，当电机的旋转角从零度增加到120度时，磁极相位从零度升到360度，而当电机的旋转角从120度增加到180度时，磁极相位从零度增加到180度，接着当电机的转角从180度增加到360度时，进行相同的变化。因此，图7所示的系统不能同步地控制具有该磁极对数值的电机1。

发明内容

本发明可解决上面的问题，本发明的第一目的是提供永磁电机的控制装置，即使是永磁电机的磁极对数值不是在一转中旋转相位信号重复数的整数倍，该装置也可同步控制永磁电机。

本发明的第二目的是提供永磁电机的控制装置，即使是加在控制装置上的电源切断了，该装置也能使转角信号和磁极相位信号可靠地恢复在电源被切断前的数值。

在说明本发明原理后，下面将描述解决上述问题的手段。当永磁电机的磁极对数值不是旋转相位信号在一转中重复次数的整数倍时，由于相位是不连续的，那么同步控制就有问题了。因此，这可通过以下办法解决，使通过旋转位置探测器2探测的旋转相位信号φ暂时与电机的一转中的转角成正比，把它转换成具有一个重复数的信号，然后把该转换信号再转换成等于磁极对数值的信号。

例如，假定当电机1的磁极对数值是3，由旋转位置探测器2探测的旋转相位信号在电机1的一转中的重复数为2。此时，在图10A中所示的旋转相位信号φ从旋转位置探测器2中输出。当旋转相位信号φ的值被电机一转中重复数(2)相除时，如图10B中实线所示，获得的转角信号在零度到180度的电机转角之间线性增加，同时，如虚线所示，获得的转角信号在180度到360度的电机转角之间线性增加。这样，通过在180度和360度的电机转角之间加上180度的值(即通过加入数字)，就可得到相应于电机一转的转角Φ线性增加的转角φ’。通过把磁力线对数值乘以转角信号φ’，并把得到的值除以一转的转角(即360度)，取余数，如图10C所示，可得到具有在电机一转中3个重复数的磁极相位信号θ。

这里存在一个问题，即加在控制装置上的电源切断时，一定要保存产生转角信号φ’时的数字增加信息，直到电源恢复。如图11A所示，在永磁电机的磁极对数值是3以及在电机一转中旋转相位信号重复数是2的情况下，当电源在点a0切断时，在距离a0点恰好180度处的b0点恢复，如果当电源恢复时产生转角信号φ’时的数字增加信息丢失，那么信号将转换成转角与实际上转角不同的偏差180度的信号，如图11B中所示的b1’；在得到的转角信号φ’中，对应于a0的a1变为等于对应于b0的b1，结果，如图11C所示，比在磁极相位信号θ中值a2较大的b2值变成等于a2值。

关于这个问题，转角信号φ’的数字增加信息可即时地存储在非易失存储器内，当电源恢复时，可通过产生转角信号φ’来探测精确的磁极相位信号θ，该转角信号φ’与电源切断前的相同。另外的解决办法是，把磁极相位信号θ即时地存储在非易失存储器内，同时，当电源恢复时，确定与电源切断前磁极相位信号θ的偏差是否超过固定值，进而修正磁极相位信号θ。

然而，这些解决办法限于这样的情况，即当电机在电源切断过程中没有旋转；当在电源切断过程中，由于外部扭矩使电机旋转时，存储转角信号φ的数字增加信息就变得没有意义。如图12和12B所示，在这种情况下，当在电机一转中旋转位置探测装置的频率，例如为2时，为了避免磁极相位的错误探测，测量步进电流对目前磁极相位信号θ₀的响应，同时测量下一个相位(θ₀+180度)的步进电流的响应，同时通过把这些响应进行比较来确定是否要修正磁极相位。当电流以规则方向的相位注入时，电机永磁体的磁场增加步进相应的速度，但是当电流以相反方向相位注入时，步进响应缓慢，通过这样的事实，可确定当θ₀的响应较快时，没有必要进行修正，而当(θ₀+180度)相位的响应较快时，需要进行修正。

当没有正确地执行磁极相位的补偿于是磁极相位没有精确地识别时，磁极的排斥力可使电机以过大的速度旋转；或者当电机没有旋转时，控制装置产生过大的电流和电压。因此，当在电压切断又恢复后，在电机的第一次启动探测到过大速度、过大的电流和过大电压中的任何一个时，控制装置必须立即停止，同时修正磁极相位。

根据本发明的第一方面，一种永磁电机的控制装置，可产生基于旋转相位信号的磁极相位信号，并可根据该磁极相位信号控制永磁电机，其中磁极相位信号是通过对永磁电机输出轴旋转的探测而获得的，该控制装置包括：第一信号转换单元，该单元把旋转相位信号转换成转角信号，该转角信号与每当永磁电机的转子旋转一次的转角成正比；以及第二信号转换单元，该单元把旋转相位信号转换成磁极相位信号，该磁极信号重复的次数与永磁电机的磁极对数相等。

根据本发明的第二方面，在第一方面的永磁电机的控制装置中，第一信号转换单元包括：转角转换单元，当在永磁电机的转子一次旋转中旋转相位信号重复数为n时，该单元把旋转相位信号除以n，把转角修正信号加到已获得信号的预定区段上，然后把结果输出；转角信号存储器单元，该单元包括非易失存储器装置，存储器装置可随时存储并保存在非易失存储器中的转角转换单元的输出信号；以及转角修正单元，基于转角存储器单元的存储值，该转角修正单元可确定出电源加在控制装置上以及电源恢复时转角信号不同的状态，产生转角修正信号并修正转角转换单元的输出，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时转角信号相同。

根据本发明的第三方面，在第一方面的永磁电机的控制装置中，第二信号转换单元包括：磁极相位转换单元，当磁极对数值为m时，该单元把转角信号乘以m，得到的信号再除以在永磁电机转子一次旋转中的转角，然后确定出余数，把磁极修正信号加到预定区段上，把结果作为磁极相位信号输出；磁极相位存储器单元，该单元包括非易失存储器装置，该存储器装置可随时保存并更新在非易失存储器装置磁极相位转换单元的输出信号；以及磁极相位修正单元，基于磁极相位存储器单元的存储值，磁极相位修正单元确定出电源加在控制装置上以及电源恢复时磁极相位信号不同的状态，产生磁极修正信号并修正磁极相位转换单元的输出，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时磁极相位信号相同。

根据本发明的第四方面，第一方面的永磁电机的控制装置还包括磁极确定控制单元，该单元确定转角信号是否要通过测量永磁电机的电流步进响应来修正，如改变相位并产生磁场；第一信号转换单元，其包括转角转换单元，当在永磁电机的转子一次旋转中旋转相位信号重复数为n时，该单元把旋转相位信号除以n，把转角修正信号加到获得信号的预定区段上，然后把结果输出；以及转角修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该转角修正单元产生转角修正信号，并对转角转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时转角信号相同。

根据本发明第五方面，第一方面的永磁电机的控制装置还包括磁极确定控制单元，该单元确定转角信号是否要通过测量永磁电机的电流步进响应来修正，例如改变相位及产生磁场；第二信号转换单元包括：磁极相位信号转换单元，当磁极对数值为m时，该单元把转角信号乘以m，得到的信号再除以在永磁电机转子一次旋转中的转角，然后确定出余数，把磁极修正信号加到预定区段上，把结果作为磁极相位信号输出；磁极相位修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该磁极相位修正单元产生磁极相位修正信号，并对磁极相位转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时磁极相位信号相同。

根据本发明的第六方面，第一方面的永磁电机的控制装置还包括：探测永磁电机速度变化的探测单元；以及电机控制异常探测单元，当加在控制装置上的电源切断后恢复时，该单元输出注入步进电流的指令，并基于探测单元的探测结果确定在此时是否要修正转角信号；第一信号转换单元包括：转角转换单元，当在永磁电机的转子一次旋转中旋转相位信号重复数为n时，该单元把旋转相位信号除以n，把转角修正信号加到获得信号的预定区段上，然后把结果输出；以及转角修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该转角修正单元产生转角修正信号，并对转角转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时转角信号相同。

根据本发明的第七方面，第一方面的永磁电机的控制装置还包括：探测单元，该单元探测永磁电机的速度变化；以及电机异常探测单元，当加在控制装置上的电源切断后恢复时，该单元输出注入步进电流的指令，并基于探测单元的探测结果确定在此时是否要修正转角信号；第二信号转换单元包括：磁极相位信号转换单元，当磁极对数值为m时，该单元把转角信号乘以m，得到的信号再除以在永磁电机转子一次旋转中的转角，然后确定出余数，把磁极修正信号加到预定区段上，把结果作为磁极相位信号输出；磁极相位修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该磁极相位修正单元产生磁极相位修正信号，并对磁极相位转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时磁极相位信号相同。

根据本发明的第八方面，第一方面的永磁电机的控制装置还包括：探测单元，该单元可探测永磁电机的电流，也可探测电压；电机控制异常探测单元，当加在控制装置上的电源切断后恢复时，基于探测单元的探测结果，该单元探测电机的控制异常，并输出电机控制停止指令和转角修正指令；第一信号转换单元包括：转角转换单元，当在永磁电机的转子一次旋转中旋转相位信号重复数为n时，该单元把旋转相位信号除以n，把转角修正信号加到获得信号的预定区段上，然后把结果输出；以及转角修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该转角修正单元产生转角修正信号，并对转角转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时转角信号相同。

根据本发明的第九方面，第一方面的永磁电机的控制装置还包括：探测单元，该单元可探测永磁电机的电流，也可探测电压；电机控制异常探测单元，当加在控制装置上的电源切断后恢复时，基于探测单元的探测结果，该单元探测电机的控制异常，并输出电机控制停止指令和转角修正指令；第二信号转换单元包括：磁极相位信号转换单元，当磁极对数值为m时，该单元把转角信号乘以m，得到的信号再除以在永磁电机转子一次旋转中的转角，然后确定出余数，把磁极修正信号加到预定区段上，把结果作为磁极相位信号输出；磁极相位修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该磁极相位修正单元产生磁极相位修正信号，并对磁极相位转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时磁极相位信号相同。

附图说明

图1为本发明第一实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；

图2为本发明第二实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；

图3为本发明第三实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；

图4为本发明第四实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；

图5为本发明第五实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；

图6为本发明第六实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；

图7为永磁电机的传统控制装置结构的方框线图；

图8为电机转角、转动相位信号、磁极相位信号之间的关系线的视图，以说明图7中所示永磁电机传统控制装置的操作；

图9为电机转角、转动相位信号、磁极相位信号之间的关系线的视图，以说明图7中所示永磁电机传统控制装置的操作；

图10A、图10B和图10C为电机转角、转动相位信号、磁极相位信号之间的关系线的视图，从而解释本发明的原理；

图11A、图11B和图11C为电机转角、转动相位信号、磁极相位信号之间的关系线的视图，从而解释本发明的原理；

图12A和12B示出了在以不同磁极相位步进响应的差值的波形图，从而解释本发明的原理

具体实施方式

下面根据附图来解释本发明的优选实施例。

图1为本发明第一实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；与图7中标号相同的标号表示相同的部件。在图1中，旋转位置探测器2与电机1连接，通过旋转位置探测器2获得的转动相位信号φ通过转角转换器5转换成转角信号φ’，转角转换器5与转角信号存储器8和转角修正装置7连接；在磁极相位转换器6把信号转换成磁极相位信号θ后，该信号就进入到驱动电机1的电机控制器4中。

转角信号存储器8即时存储并更新转角信号φ’以及转角数值Δφ’，转角信号存储器8是非易失存储器，当电源中断时，该转角信号存储器8立即存储当前值；转角修正装置7根据转角信号存储器8的存储状态来修正来自转角转换器5的信号输出。

下面描述第一实施例的操作。旋转位置探测器2把旋转相位信号φ输出，旋转相位信号φ具有在电机1的一转中重复数n，也就是说，旋转相位信号φ具有在每n·Φ的电机转数中的重复数。在电机1的一转中旋转相位信号φ的重复数n是根据旋转位置探测器2本身转动位置的信号输出格式以及电机1的旋转轴和输出轴的连接状态来确定的(即旋转轴和输出轴是否直接联接，或者用于加速和减速的滑轮是否设置在它们中间等等)。

转角转换器5把旋转相位信号φ转换成转角信号φ’，转角信号φ’变成了一转的360度的相位信号，类似于电机的转角Φ。由于Φ和旋转相位信号φ之间的关系为旋转相位信号φ＝nΦ，于是可通过预先把旋转相位信号确定成转角信号φ’＝φ/n，同时在转角信号φ’达到预定值Δφ’后，增加信号区段的数字，从而可计算出转换值，于是在一转中转角信号φ’增加到360度。

转角信号φ’提供到磁极相位转换器6上，在这里该转角信号φ’以相同频率转换成θ，作为电机1一转中的磁极m，然后提供给电机控制器4。在这种情况下，可计算出θ＝m·φ’，同时在减去360度后得到了剩余值，于是转角信号φ’转换成具有在一转中m重复数的磁极相位信号。

在该实施例中，即使当加在控制装置上的电源中断了，直到电源随后恢复供应，数值Δφ’始终被存储并保存在带有非易失性存储器的转角信号存储器8中；当电源恢复供应时，转角修正装置7确定数值Δφ’是否保存在转角信号存储器8中，当数值Δφ’保存时，转角修正装置7产生数值Δφ’0，该数值提供给转角转换器5，作为该数值的初始值。

如图1中虚线所示，转角信号φ’被即时地存储在转角信号存储器8中并被更新，让转角修正装置7把电源切断时的值与电源恢复时的值进行比较，并确定Δφ’0。

根据第一实施例，旋转相位信号被转换成转角信号，该转角信号与永磁电机转子的每一转中的旋转成正比，转角信号被转换成磁极相位信号，该相位信号具有与永磁电机的磁极对数值相等的重复数；这样，即使是永磁电机的磁极对数值不是一转中旋转相位信号重复数的整数倍时，也可同步控制永磁电机的磁极对数值相位信号。

另外，即使是加在控制装置上的电源切断了，数值Δφ’也会被存储并保存，直到电源随后恢复，同时根据Δφ’0对转角信号φ’进行修正；于是，即使是在电源中断过程中，转角信号φ’的数值也能在电源中断前可靠地被存储。

图2为本发明第二实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；与图1中标号相同的标号表示相同的部件，对这些部件进一步的描述也将省略。

第二实施例包括磁极相位信号存储器装置9和磁极相位修正装置11。其中磁极相位信号存储器装置9为非易失存储器装置，在加在电机控制器4上的电源被切断时，该存储器将在电源被切断时磁极相位转换器6的磁极相位信号θ存储，并把存储的值保存起来，直到电源随后恢复；当电源恢复后，磁极相位修正装置11把保存在磁极相位信号存储器装置9内的磁极相位信号与在电源恢复时的磁极相位信号进行比较，并确定出修正值Δθ0，这样就使目前的磁极相位与在电源切断前的相位相同，并把该数值作为在电源恢复时磁极相位转换器6的初始值。

根据图2所示的第二实施例，即使是永磁电机的磁极对数值不是一转中旋转相位信号重复数的整数倍时，也可同步控制永磁电机的磁极对数值。另外，即使是加在控制装置上的电源切断了，磁极相位信号也能在电源切断前可靠地恢复其数值。

图3为本发明第三实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；与图1中标号相同的标号表示相同的部件，对这些部件进一步的描述也将省略。

在第三实施例中，磁极确定控制装置10替代了图1所示的转角信号存储器8而设置，同时转角修正装置7基于磁极确定控制装置10的确定结果，通过转角转换器5来修正转角信号φ’的输出。

当恢复电源后，磁极确定控制装置10把电流探测器14的输出信号提取出来，其中探测器14对电机的电流进行探测，同时如图12A和12B所示，磁极确定控制装置10还测量对于当前磁极相位信号θ0的步进电流的响应值，测量对于(θ0+180度)相位的步进电流响应值，对这两个响应值进行比较，于是确定磁极相位是否需要修正。也就是说，当由旋转位置探测器2输出的旋转相位信号在电机1一转中的重复数为2时，同时磁力线对数值为3时，转角信号φ’偏180度。此时，从磁极相位转换器6中输出的磁极相位信号θ也是不同的。

因此，当根据步进电流指令在规定方向上(相位θ)电流的注入，于是迅速地得到磁极相位信号θ的响应时，不需要进行修正，于是就可确定的是，不需要对转角信号φ’的转角信号的输出状态进行修正。当根据步进电流指令在反方向上(相位θ+180度)电流的注入，于是迅速地得到磁极相位信号θ的响应时，需要进行修正，于是就可确定的是，必须对转角信号φ’的输出状态进行修正。转角修正装置7进行这种判定，当需要进行修正时，通过使用转角修正信号Δφ’对转角信号φ’进行修正。

上面是针对这种情况进行描述的，即转角信号φ’根据步进电流的响应进行修正，但是如图2中解释的那样，磁极相位信号θ也可同样地进行修正。当修正磁极相位信号θ时，设置有磁极相位修正装置11，如图3中虚线的路径所示，可通过磁极修正信号Δθ0，来修正从磁极相位转换器6输出的磁极相位信号θ。

根据图3所示的第三实施例，即使是永磁电机的磁极对数值不是一转中旋转相位信号重复数的整数倍时，也可同步控制永磁电机的磁极对数值；另外，即使是加在控制装置上的电源切断了，转角信号和磁极相位信号也能在电源被切断前可靠地恢复其数值。

图4为本发明第四实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；与图3中标号相同的标号表示相同的部件，对这些部件进一步的描述也将省略。在上面描述的第一到第三实施例中，当在电源被切断和电源恢复时，如果转角信号和磁极相位信号不能精确地被修正时，使磁极相位被错误地识别，电机1将以非正常速度进行驱动，而这种速度很大程度上偏离了电机控制器4的速度指令数值。在这种情况下，电机控制器4立即停止，在重新启动电机控制器4之前，修正指令传送到转角修正装置7和磁极相位修正装置11。

第四实施例包括电机控制异常探测装置12，该电机控制异常探测装置12把步进指令加在电机控制器4上，并基于微分器13的输出信号来探测在电机1的控制状态中是否有非正常情况，微分器13用来探测旋转相位信号φ的时间差。当电机控制异常探测装置12探测到在电机控制异常探测装置12中的控制异常情况？时，转角修正装置7通过利用转角修正信号Δφ’来修正转角信号φ’。另外，磁极相位修正装置11可取代转角修正装置7而设置，如图4的虚线所示，从磁极相位转换器6输出的旋转相位信号φ可利用Δφ’来得到修正。

根据图4所示的第四实施例，即使是永磁电机的磁极对数值不是一转中旋转相位信号重复数的整数倍时，也可同步控制永磁电机的磁极对数值；另外，即使是加在控制装置上的电源切断了，转角信号和磁极相位信号也能在电源被切断前可靠地恢复其数值。

图5为本发明第五实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；与图4中标号相同的标号表示相同的部件，对这些部件进一步的描述也将省略。在上面描述的第一到第三实施例中，当在电源被切断和电源恢复时，如果转角信号和磁极相位信号不能精确地被修正时，使磁极相位被错误地识别，当电机1被驱动时，电机将不能旋转，导致有过多的电流进入到电机控制器4中。

因此，在第五实施例中，电机控制异常探测装置12从探测电机电流的14中获得输出信号，并且当输出信号超过参照值时，根据转角修正指令把电机控制停止指令发送到电机控制器4上。在这种情况下，转角修正装置7通过利用转角修正信号Δφ’来修正转角信号φ’。

另外，磁极相位修正装置11可取代转角修正装置7而设置，如图5的虚线所示，从磁极相位转换器6输出的旋转相位信号φ可利用转角修正信号Δφ’来得到修正。

当通过这种方式修正转角信号φ’和磁极相位信号θ后，重新启动电机控制器4。

根据图5所示的第五实施例，即使是永磁电机的磁极对数值不是一转中旋转相位信号重复数的整数倍时，也可同步控制永磁电机的磁极对数值；另外，即使是加在控制装置上的电源切断了，转角信号和磁极相位信号也能在电源被切断前可靠地恢复其数值。

图6为本发明第六实施例的永磁电机的控制装置结构的方框线图；与图5中标号相同的标号表示相同的部件，对这些部件进一步的描述也将省略。在第六实施例中，电压探测器15替代图5中所示的电流探测器14而设置，基于电压探测器15的输出信号，电机控制异常探测装置12根据转角修正信号输出电机控制停止指令。由于操作同样与图5中描述的相同，于是对其进一步描述就省略了。

根据图6所示的第六实施例，即使是永磁电机的磁极对数值不是一转中旋转相位信号重复数的整数倍时，也可同步控制永磁电机的磁极对数值；另外，即使是加在控制装置上的电源切断了，转角信号和磁极相位信号也能在电源被切断前可靠地恢复其数值。

从上面描述中可以清楚地看出，本发明提供了这样一种永磁电机的控制装置，即使是永磁电机的磁极对数值不是一转中旋转相位信号重复数的整数倍时，该装置也可同步控制永磁电机的磁极对数值。

另外，另外，即使是加在控制装置上的电源切断了，转角信号和磁极相位信号也能在电源被切断前可靠地恢复其数值。

Claims (9)

1.一种永磁电机的控制装置，该装置可产生基于旋转相位信号的磁极相位信号，旋转相位信号通过对永磁电机输出轴旋转的探测而获得，并可根据该磁极相位信号控制永磁电机，该控制装置包括：

第一信号转换单元，该单元把旋转相位信号转换成转角信号，该转角信号与每当永磁电机的转子旋转一次的转角成正比；以及

第二信号转换单元，该单元把旋转相位信号转换成磁极相位信号，该磁极相位信号重复的次数与永磁电机的磁极对数值相等。

2.根据权利要求1所述的永磁电机的控制装置，其中，第一信号转换单元包括：

转角转换单元，当在永磁电机的转子一次旋转中旋转相位信号重复数为n时，该单元把旋转相位信号除以n，把转角修正信号加到已获得信号的预定区段上，然后把结果输出；

转角信号存储器单元，该单元包括非易失存储器装置，存储器装置可随时存储并更新在非易失存储器中的转角转换单元的输出信号；以及

转角修正单元，基于转角存储器单元的存储值，该转角修正单元可确定出电源加在控制装置上以及电源恢复时转角信号不同的状态，产生转角修正信号并修正转角转换单元的输出，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时转角信号相同。

3.根据权利要求1所述的永磁电机的控制装置，其中，第二信号转换单元包括：

磁极相位转换单元，当磁极对数值为m时，该单元把转角信号乘以m，得到的信号再除以在永磁电机转子一次旋转中的转角，然后确定出余数，把磁极修正信号加到预定区段上，把结果作为磁极相位信号输出；

磁极相位存储器单元，该单元包括非易失存储器装置，该存储器装置可随时保存并更新在非易失存储器装置磁极相位转换单元的输出信号；以及

磁极相位修正单元，基于磁极相位存储器单元的存储值，磁极相位修正单元确定出电源加在控制装置上以及电源恢复时磁极相位信号不同的状态，产生磁极修正信号并修正磁极相位转换单元的输出，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时磁极相位信号相同。

4.根据权利要求1所述的永磁电机的控制装置，还包括磁极确定控制单元，该单元确定转角信号是否要通过测量永磁电机的电流步进响应来修正，例如改变相位并产生磁场；

其中，第一信号转换单元包括：

转角转换单元，当在永磁电机的转子一次旋转中旋转相位信号重复数为n时，该单元把旋转相位信号除以n，把转角修正信号加到获得信号的预定区段上，然后把结果输出；以及

转角修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该转角修正单元产生转角修正信号，并对转角转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时转角信号相同。

5.根据权利要求1所述的永磁电机的控制装置，还包括磁极确定控制单元，该单元确定转角信号是否要通过测量永磁电机的电流步进响应来修正，例如改变相位及产生磁场；

第二信号转换单元包括：

磁极相位信号转换单元，当磁极对数值为m时，该单元把转角信号乘以m，得到的信号再除以在永磁电机转子一次旋转中的转角，然后确定出余数，把磁极修正信号加到预定区段上，把结果作为磁极相位信号输出；

磁极相位修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该磁极相位修正单元产生磁极相位修正信号，并对磁极相位转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时磁极相位信号相同。

6.根据权利要求1所述的永磁电机的控制装置，还包括：

探测永磁电机速度变化的探测单元；以及

电机控制异常探测单元，当加在控制装置上的电源切断后恢复时，该单元输出注入步进电流的指令，并基于探测单元的探测结果确定在此时是否要修正转角信号；

第一信号转换单元包括：

转角转换单元，当在永磁电机的转子一次旋转中旋转相位信号重复数为n时，该单元把旋转相位信号除以n，把转角修正信号加到获得信号的预定区段上，然后把结果输出；以及

转角修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该转角修正单元产生转角修正信号，并对转角转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时转角信号相同。

7.根据权利要求1所述的永磁电机的控制装置，还包括：

探测单元，该单元探测永磁电机的速度变化；以及

电机异常探测单元，当加在控制装置上的电源切断后恢复时，该单元输出注入步进电流的指令，并基于探测单元的探测结果确定在此时是否要修正转角信号；

第二信号转换单元包括：

磁极相位信号转换单元，当磁极对数值为m时，该单元把转角信号乘以m，得到的信号再除以在永磁电机转子一次旋转中的转角，然后确定出余数，把磁极修正信号加到预定区段上，把结果作为磁极相位信号输出；

磁极相位修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该磁极相位修正单元产生磁极相位修正信号，并对磁极相位转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时磁极相位信号相同。

8.根据权利要求1所述的永磁电机的控制装置，还包括：

探测单元，该单元即可探测永磁电机的电流也可探测电压；

电机控制异常探测单元，当加在控制装置上的电源切断后恢复时，基于探测单元的探测结果，该单元探测电机的控制异常，并输出电机控制停止指令和转角修正指令；

第一信号转换单元包括：

转角转换单元，当在永磁电机的转子一次旋转中旋转相位信号重复数为n时，该单元把旋转相位信号除以n，把转角修正信号加到获得信号的预定区段上，然后把结果输出；以及

转角修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该转角修正单元产生转角修正信号，并对转角转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时转角信号相同。

9.根据权利要求1所述的永磁电机的控制装置，还包括：

探测单元，该单元即可探测永磁电机的电流也可探测电压；

电机控制异常探测单元，当加在控制装置上的电源切断后恢复时，基于探测单元的探测结果，该单元探测电机的控制异常，并输出电机控制停止指令和转角修正指令；

第二信号转换单元包括：

磁极相位信号转换单元，当磁极对数值为m时，该单元把转角信号乘以m，得到的信号再除以在永磁电机转子一次旋转中的转角，然后确定出余数，把磁极修正信号加到预定区段上，把结果作为磁极相位信号输出；

磁极相位修正单元，当磁极确定控制单元确定转角信号应该被修正时，该磁极相位修正单元产生磁极相位修正信号，并对磁极相位转换单元的输出进行修正，于是就使在电源加在控制装置上和电源恢复时磁极相位信号相同。

Images