伺服控制装置

摘要

本发明所涉及的伺服控制装置具备：传感器部，检测电动机速度；放大器，对电动机进行驱动并反馈电流；磁极位置检测部；位置控制部，根据位置指令和检测位置来输出速度指令；速度控制部，根据速度指令和检测速度来输出电流指令；电流控制部，根据电流指令和检测电流来输出电压指令；速度估计部，根据电压指令来计算估计速度；磁极位置估计部，根据估计速度来计算估计磁极位置；传感器异常检测部；停止位置指令生成部；第一切换器；第二切换器；以及第三切换器，在传感器异常检测部探测出异常的情况下，第一切换器将位置指令切换为停止位置指令，第二切换器将磁极位置切换为估计磁极位置，第三切换器将检测速度切换为估计速度。

权利要求

1.一种伺服控制装置，用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，该伺服控制装置的特征在于，具备：传感器部，其检测伺服电动机的速度并将所检测出的速度作为速度反馈来输出；

放大器，其对伺服电动机进行驱动并且反馈流过伺服电动机的电流；

磁极位置检测部，其检测伺服电动机的磁极位置；

位置控制部，其基于针对伺服电动机的位置指令以及根据所检测出的速度计算的伺服电动机的位置来输出速度指令；

速度控制部，其基于所述速度指令和所检测出的速度来输出电流指令；

电流控制部，其基于所述电流指令和所检测出的电流来输出电压指令；

速度估计部，其基于所述电压指令来计算估计速度；

磁极位置估计部，其根据所述估计速度来计算估计磁极位置；

传感器异常检测部，其检测所述传感器部的异常；

停止位置指令生成部，其生成用于使伺服电动机停止的停止位置指令；

第一切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述位置指令切换为所述停止位置指令；

第二切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述磁极位置切换为所述估计磁极位置；以及第三切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述速度反馈切换为估计速度，所述伺服控制装置还具备相位校正部，该相位校正部基于所述估计速度、所述伺服电动机的Q相电感以及Q相电流来进行相位校正，以改善功率因数。

2.根据权利要求1所述的伺服控制装置，其特征在于，所述Q相电感是基于异常检测前的匀速动作时的所述伺服电动机的速度、Q相电流以及D相电压来估计出的。

3.根据权利要求1或2所述的伺服控制装置，其特征在于，在所述电流控制部输出的电压信息小于设定的阈值的情况下，即使在所述传感器异常检测部探测出异常的情况下，也不进行控制停止，而是切换为利用动力制动器的停止。

4.一种伺服控制装置，用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，该伺服控制装置的特征在于，具备：传感器部，其检测伺服电动机的速度并将所检测出的速度作为速度反馈来输出；

放大器，其对伺服电动机进行驱动并且反馈流过伺服电动机的电流；

磁极位置检测部，其检测伺服电动机的磁极位置；

位置控制部，其基于针对伺服电动机的位置指令以及根据所检测出的速度计算的伺服电动机的位置来输出速度指令；

速度控制部，其基于所述速度指令和所检测出的速度来输出电流指令；

电流控制部，其基于所述电流指令和所检测出的电流来输出电压指令；

速度估计部，其基于所述电压指令来计算估计速度；

磁极位置估计部，其根据所述估计速度来计算估计磁极位置；

传感器异常检测部，其检测所述传感器部的异常；

减速指令生成部，其生成用于使伺服电动机减速的减速指令；

第四切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述速度指令切换为所述减速指令；

第二切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述磁极位置切换为所述估计磁极位置；以及第三切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述速度反馈切换为估计速度，所述伺服控制装置还具备相位校正部，该相位校正部基于所述估计速度、所述伺服电动机的Q相电感以及Q相电流来进行相位校正，以改善功率因数。

5.根据权利要求4所述的伺服控制装置，其特征在于，所述Q相电感是基于异常检测前的匀速动作时的所述伺服电动机的速度、Q相电流以及D相电压来估计出的。

6.根据权利要求4或5所述的伺服控制装置，其特征在于，在所述电流控制部输出的电压信息小于设定的阈值的情况下，即使在所述传感器异常检测部探测出异常的情况下，也不进行控制停止，而是切换为利用动力制动器的停止。

说明书

伺服控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种对使用伺服电动机的机床等机械进行控制的伺服控制装置，特别涉及一种在电动机动作过程中发生了传感器异常的情况下能够以无传感器方式安全地进行控制停止的伺服控制装置。

背景技术

[0002] 一般来说，在机床等机械中使用的伺服电动机(以下也仅称为“电动机”)的动作过程中，当传感器发生异常时，成为警报状态，向电动机的动力被切断。当动力被切断时，电动机因动力制动器(Dynamic Brake：DB)阻力而趋向停止。然而，在附加于电动机的惯性大的情况下、电动机正在高速驱动着的情况下，其停止距离变长。其结果，特别是在直线轴中有可能因冲撞而导致机械损伤，存在危险。

[0003] 另一方面，为了缩短停止距离，控制停止是有效的。在此，“控制停止”是指一边对电动机进行控制一边使其停止。然而，需要来自电动机的传感器信息(位置、速度、磁极位置)，因此在传感器异常的情况下无法利用以往方法进行控制停止。因此，期望开发以无传感器方式进行控制停止的方法。在此，“无传感器控制”是指基于估计出的传感器信息来对电动机进行反馈控制。

[0004] 关于传感器异常，存在检测出传感器自身的异常的情况以及检测出接收传感器信息的伺服控制装置的异常的情况。例如，关于在传感器的内部电路中可知的脉冲的计数错误等，是检测出传感器自身的异常。另一方面，关于发送了传感器信息之后发生的脉冲丢失等，是检测出伺服控制装置的异常。

[0005] 图1是一般的伺服控制装置的结构图。伺服控制装置1000具有位置控制部1004、速度控制部1005、电流控制部1006、第一坐标变换部1015、第二坐标变换部1016、放大器1002、传感器部1001以及磁极位置检测部1003。位置控制部1004基于来自上级控制装置1020的位置指令和位置反馈(FB)来输出速度指令。位置FB是用积分器1014对设置于电动机1030的附近的传感器部1001所检测出的电动机速度(速度FB)进行积分而得到的。

[0006] 速度控制部1005基于来自位置控制部1004的速度指令和速度FB来输出电流指令。电流控制部1006基于电流FB和来自速度控制部1005的电流指令来输出电压指令。电流FB是基于从放大器1002反馈的电流值和磁极位置检测部1003所检测出的磁极位置从第二坐标变换部1016输出的。放大器1002基于通过第一坐标变换部1015被变换后的电压指令来对电动机1030进行驱动。

[0007] 传感器部1001所检测出的电动机1030的传感器信息被作为位置反馈(FB)向位置控制部1004反馈，作为速度反馈(FB)向速度控制部1005反馈。并且，该传感器信息作为磁极位置，通过第二坐标变换部1016而作为电流FB来向电流控制部1006反馈，并被使用。在另外使用标尺的情况下，位置FB和速度FB以来自标尺的传感器信息为基础。

[0008] 作为无传感器方式的永磁体同步电动机的控制方法，提出了使用定子电压相位的方法(例如，日本特开2011-015601号公报。以下称为“专利文献1”。或者，山中健二、大西徳生「：永久磁石同期電動機の位相追従同期センサレス制御系统」、電気学会論文誌D分冊、第129巻、第4号、pp.432-437(2009-4))。在专利文献1中提出了以下方法：通过将定子电压稳定地收敛为γδ坐标上的δ轴用(定子电压γ轴要素Vγ＝0)，能够根据定子电压δ轴要素Vδ估计转速ω从而以无传感器方式进行控制。在专利文献1中还提出了为了改善功率因数而进行基于电流指令的校正，但是设Vγ＝0的控制方法是相同的。另外，哪个方法都不是以传感器异常时的控制停止为目的。

[0009] 另外，作为在发生了传感器异常的情况下确保安全的手段，提出了对传感器异常进行检测并使用磁极位置估计器来转变为无传感器控制的方法(例如，日本特开2001-112282号公报。以下称为“专利文献2”。)。专利文献2所记载的发明以电梯、汽车等人乘坐的设备为对象，目的在于在故障时避免突然的停止而以无传感器方式继续移动到安全的位置为止。然而，在机床等机械中，期望的是为了避免冲撞而更快地停止。

发明内容

[0010] 本发明用于解决上述的问题，目的在于提供一种在传感器异常时切换为使用电压信息的方法、同时提供进行控制停止时使用的停止位置指令或减速指令的伺服控制装置。

[0011] 本发明的一个实施例所涉及的伺服控制装置用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，该伺服控制装置的特征在于，具备：传感器部，其检测伺服电动机的速度并将所检测出的速度作为速度反馈来输出；放大器，其对伺服电动机进行驱动并且反馈流过伺服电动机的电流；磁极位置检测部，其检测伺服电动机的磁极位置；位置控制部，其基于针对伺服电动机的位置指令以及根据所检测出的速度计算的伺服电动机的位置来输出速度指令；速度控制部，其基于速度指令和所检测出的速度来输出电流指令；电流控制部，其基于电流指令和所检测出的电流来输出电压指令；速度估计部，其基于电压指令来计算估计速度；磁极位置估计部，其根据估计速度来计算估计磁极位置；传感器异常检测部，其检测传感器部的异常；停止位置指令生成部，其生成用于使伺服电动机停止的停止位置指令；第一切换器，其在传感器异常检测部探测出传感器部的异常的情况下，将位置指令切换为停止位置指令；第二切换器，其在传感器异常检测部探测出传感器部的异常的情况下，将磁极位置切换为估计磁极位置；以及第三切换器，其在传感器异常检测部探测出传感器部的异常的情况下，将速度反馈切换为估计速度。

附图说明

[0012] 本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的下面的实施方式的说明会进一步变得明确。在该附图中，

[0013] 图1是以往的伺服控制装置的结构图，

[0014] 图2是本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置的结构图，

[0015] 图3是用于说明本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置的动作过程的流程图，[0016] 图4是本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置的结构图，

[0017] 图5是用于说明本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置的动作过程的流程图，[0018] 图6是本发明的实施例3所涉及的伺服控制装置的结构图，

[0019] 图7A是表示按照以往技术来进行相位校正的情况下的速度指令随时间的变化的图，

[0020] 图7B是表示按照本发明的实施例3来进行相位校正的情况下的速度指令随时间的变化的图，

[0021] 图8A是表示按照以往技术来进行相位校正的情况下的电动机速度随时间的变化的图，

[0022] 图8B是表示按照本发明的实施例3来进行相位校正的情况下的电动机速度随时间的变化的图，

[0023] 图9A是表示按照以往技术来进行相位校正的情况下的电动机相位与估计相位之差随时间的变化的图，以及

[0024] 图9B是表示按照本发明的实施例3来进行相位校正的情况下的电动机相位与估计相位之差随时间的变化的图。

具体实施方式

[0025] 下面，参照附图来对本发明所涉及的伺服控制装置进行说明。

[0026] [实施例1]

[0027] 首先，对本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置进行说明。图2表示本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置的结构图。本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置101用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，具有传感器部1、放大器2、磁极位置检测部3、位置控制部4、速度控制部5、电流控制部6、速度估计部7、磁极位置估计部8、传感器异常检测部9、停止位置指令生成部10、第一切换器11、第二切换器12以及第三切换器13。

[0028] 传感器部1设置于伺服电动机30(以下也称为“电动机”)的附近，检测伺服电动机30的速度并将该速度作为速度反馈来输出。关于传感器部1，能够使用角度传感器(旋转变压器、光式传感器、磁式传感器)，能够根据角度变化来计算转速。

[0029] 放大器2对伺服电动机30进行驱动并且反馈流过伺服电动机30的电流。

[0030] 磁极位置检测部3检测伺服电动机30的磁极位置。

[0031] 位置控制部4基于来自上级控制装置20的针对伺服电动机30的位置指令以及根据传感器部1所检测出的速度计算出的伺服电动机30的位置来输出速度指令。

[0032] 速度控制部5基于来自位置控制部4的速度指令和传感器部1所检测出的速度来输出电流指令。

[0033] 电流控制部6基于来自速度控制部5的电流指令和由放大器2反馈的电流来输出电压指令。

[0034] 速度估计部7基于来自电流控制部6的电压指令来计算估计速度。

[0035] 磁极位置估计部8基于来自速度估计部7的估计速度来计算估计磁极位置。

[0036] 传感器异常检测部9检测传感器部1的异常。作为传感器部1的异常，可以考虑传感器部1的布线断线而接收不到检测信号的情况等。或者，在传感器部自身具备检测异常的功能的情况下，能够从传感器部1直接接收异常检测信号。

[0037] 停止位置指令生成部10生成用于使伺服电动机30停止的停止位置指令。停止位置指令也可以预先存储于在停止位置指令生成部10中设置的存储部(未图示)。

[0038] 在本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置101中，特征在于，在检测出传感器部1的异常的情况下，将位置指令切换为停止位置指令。

[0039] 即，在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第一切换器11将位置指令切换为停止位置指令。

[0040] 在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第二切换器12将磁极位置切换为估计磁极位置。

[0041] 并且，在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第三切换器13将速度反馈切换为估计速度。传感器异常检测部9当检测到传感器部1的异常时输出异常检测信号。

[0042] 第一切换器11、第二切换器12以及第三切换器13通过接收传感器异常检测部9所输出的异常检测信号，能够探测出传感器部1的异常。

[0043] 这样，当传感器异常检测部9检测到传感器部1的异常时，通过各切换器11～13来得到以下的结构。

[0044] (1)磁极位置估计部8基于估计速度来计算估计磁极位置，通过第二切换器12进行切换，由此代替传感器信息中包含的检测出的磁极位置而使用估计磁极位置。

[0045] (2)在第三切换器13中，代替传感器部1所检测出的传感器信息中包含的速度而使用估计速度来作为速度FB，使用该估计速度的积分来作为位置FB。

[0046] (3)在第一切换器11中，代替来自上级控制装置20的位置指令而使用由停止位置指令生成部10生成的停止位置指令。

[0047] 另外，在切换时，存在来自传感器信息的相位θ1与根据估计速度得到的相位θ2之间产生差异的可能性，因此优选的是，在切换为估计速度的同时，使用相位θ1的值来作为估计相位的初始值。

[0048] 接着，关于本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置101的动作过程，使用图3示出的流程图来进行说明。

[0049] 首先，在步骤S101中，传感器异常检测部9(参照图2)判断传感器部1是否发生了异常。在传感器部1未发生异常的情况下，在步骤S102～S110中进行通常的伺服控制(通常控制)。另一方面，在传感器部1发生了异常的情况下，在步骤S111～S119中进行无传感器控制。

[0050] 首先，对通常控制进行说明。在步骤S102中，传感器部1检测电动机30的速度。将检测出的速度输入至第三切换器13。在此，在通常控制的情况下，传感器异常检测部9未检测出传感器部1的异常，因此在步骤S103中，第三切换器13将所检测出的速度作为速度FB输出至速度控制部5。然后，在步骤S109中，由速度控制部5执行速度控制。

[0051] 另外，在步骤S107中，将所检测出的速度输入至积分器14并作为位置反馈输出。并且，在步骤S106中，上级控制装置20将位置指令输出至第一切换器11。在此，在通常控制的情况下，传感器异常检测部9未检测出传感器部1的异常，因此第一切换器11将来自上级控制装置20的位置指令输出至位置控制部4。然后，在步骤S108中，由位置控制部4基于位置指令和位置FB来执行位置控制。

[0052] 另外，在步骤S104中，在磁极位置检测部3中根据由传感器部1检测出的速度来检测磁极位置。检测出的磁极位置被输入至第二切换器12。在此，在通常控制的情况下，传感器异常检测部9未检测出传感器部1的异常，因此第二切换器12将所检测出的磁极位置输出至第二坐标变换部16。接着，在步骤S105中，由第二坐标变换部16进行从三相电流向dq电流的坐标变换。然后，在步骤S110中，将坐标变换后的电流作为电流FB输入至电流控制部6，在电流控制部6中执行电流控制。如以上那样进行通常控制。

[0053] 接着，对本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置101中的无传感器控制进行说明。首先，在步骤S111中，速度估计部7根据作为电压信息的电压指令来估计速度，将估计出的速度作为估计速度来输出。所输出的估计速度被输入至第三切换器13。在此，在无传感器控制的情况下，传感器异常检测部9检测出传感器部1的异常，因此在步骤S112中，第三切换器13将估计速度作为速度FB输出至速度控制部5。

[0054] 另外，在步骤S116中，将估计速度作为速度FB输入至积分器14来变为位置FB并输出。并且，在步骤S115中，停止位置指令生成部10将停止位置指令输入至第一切换器11。在此，在无传感器控制的情况下，传感器异常检测部9检测出传感器部1的异常，因此第一切换器11将来自停止位置指令生成部10的停止位置指令输出至位置控制部4。然后，在步骤S117中，由位置控制部4基于停止位置指令和位置FB来执行位置控制。然后，在步骤S118中，由速度控制部5将估计速度作为速度FB来执行速度控制。

[0055] 另外，在步骤S113中，磁极位置估计部8基于估计速度来计算估计磁极位置。所计算出的估计磁极位置被输入至第二切换器12。在此，在无传感器控制的情况下，传感器异常检测部9检测出传感器部1的异常，因此第二切换器12将估计磁极位置输出至第二坐标变换部16。接着，在步骤S114中，由第二坐标变换部16进行从三相电流向dq电流的坐标变换。然后，在步骤S119中，将坐标变换后的电流作为电流FB输入至电流控制部6，并执行电流控制。如以上那样进行无传感器控制。

[0056] 如以上说明的那样，根据本发明的实施例1所涉及的伺服控制装置，即使在传感器异常时也根据电压信息来估计电动机速度，使用该电动机速度的值来代替传感器信息(位置、速度、磁极位置)，并将位置指令切换为停止位置指令，因此能够提供能够以无传感器方式进行控制停止的伺服控制装置。

[0057] [实施例2]

[0058] 接着，对本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置进行说明。图4表示本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置的结构图。本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置102用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，特征在于，具备传感器部1、放大器2、磁极位置检测部3、位置控制部4、速度控制部5、电流控制部6、速度估计部7、磁极位置估计部8、传感器异常检测部9、减速指令生成部17、第四切换器18、第二切换器12以及第三切换器13。

[0059] 传感器部1检测伺服电动机30的速度并将检测出的速度作为速度反馈来输出。

[0060] 放大器2对伺服电动机30进行驱动并且反馈流过伺服电动机30的电流。

[0061] 磁极位置检测部3检测伺服电动机30的磁极位置。

[0062] 位置控制部4基于来自上级控制装置20的针对伺服电动机30的位置指令以及根据由传感器部1检测出的速度计算出的伺服电动机30的位置来输出速度指令。

[0063] 速度控制部5基于来自位置控制部4的速度指令和由传感器部1检测出的速度来输出电流指令。

[0064] 电流控制部6基于来自速度控制部5的电流指令和由放大器2检测出的电流来输出电压指令。

[0065] 速度估计部7基于来自电流控制部6的电压指令来计算估计速度。

[0066] 磁极位置估计部8基于来自速度估计部7的估计速度来计算估计磁极位置。

[0067] 传感器异常检测部9检测传感器部1的异常。

[0068] 减速指令生成部17生成用于使伺服电动机30减速的减速指令。

[0069] 在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第四切换器18将速度指令切换为减速指令。

[0070] 在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第二切换器12将磁极位置切换为估计磁极位置。

[0071] 在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第三切换器13将速度反馈切换为估计速度。

[0072] 实施例2所涉及的伺服控制装置102与实施例1所涉及的伺服控制装置101的不同之处在于，代替在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下将位置指令切换为停止位置指令的第一切换器11(参照图2)，而设置有在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下将速度指令切换为减速指令的第四切换器18(参照图4)。实施例2所涉及的伺服控制装置102的其它结构与实施例1所涉及的伺服控制装置101中的结构相同，因此省略详细的说明。

[0073] 在本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置102中，特征在于，在检测出传感器部1的异常的情况下，将速度指令切换为减速指令。即，在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第四切换器18将速度指令切换为减速指令。在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第二切换器12将磁极位置切换为估计磁极位置。并且，在传感器异常检测部9探测出传感器部1的异常的情况下，第三切换器13将速度反馈切换为估计速度。

[0074] 这样，当传感器异常检测部9检测出传感器部1的异常时，通过各切换器11、12、18来得到以下的结构。

[0075] (1)磁极位置估计部8基于估计速度来计算估计磁极位置，通过第二切换器12进行切换，由此代替传感器信息中包含的检测出的磁极位置而使用估计磁极位置。

[0076] (2)在第三切换器13中，代替传感器部1所检测出的传感器信息中包含的速度而使用估计速度来作为速度FB，使用该估计速度的积分来作为位置FB。

[0077] (3)在第四切换器18中，代替来自位置控制部4的速度指令而使用由减速指令生成部17生成的减速指令。

[0078] 另外，在切换时，存在来自传感器信息的相位θ1与根据估计速度得到的相位θ2之间产生差异的可能性，因此优选的是，在切换为估计速度的同时，使用相位θ1的值来作为估计相位的初始值。

[0079] 接着，关于本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置102的动作过程，使用图5示出的流程图来进行说明。

[0080] 首先，在步骤S201中，传感器异常检测部9(参照图4)判断传感器部1是否发生了异常。在传感器部1未发生异常的情况下，在步骤S202～S210中进行通常的伺服控制(通常控制)。另一方面，在传感器部1发生了异常的情况下，在步骤S211～S219中进行无传感器控制。

[0081] 在实施例2所涉及的伺服控制装置102中通过步骤S202～S210执行的通常控制与在上述的实施例1所涉及的伺服控制装置101中通过步骤S102～S110(参照图3)执行的通常控制相同，因此省略详细的说明。

[0082] 接着，对本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置102中的无传感器控制进行说明。首先，在步骤S211中，速度估计部7根据作为电压信息的电压指令来估计速度，将估计出的速度作为估计速度来输出。所输出的估计速度被输入至第三切换器13。在此，在无传感器控制的情况下，传感器异常检测部9检测出传感器部1的异常，因此在步骤S212中，第三切换器13将估计速度作为速度FB输出至速度控制部5。

[0083] 另外，在步骤S216中，将估计速度作为速度FB输入至积分器14来变为位置FB并输出。然后，在步骤S217中，由位置控制部4基于位置指令和位置FB来执行位置控制。并且，在步骤S215中，减速指令生成部17将减速指令输出至第四切换器18。在此，在无传感器控制的情况下，传感器异常检测部9检测出传感器部1的异常，因此第四切换器18将来自减速指令生成部17的减速指令输出至速度控制部5。然后，在步骤S218中，由速度控制部5基于减速指令和速度FB来执行速度控制。

[0084] 另外，在步骤S213中，磁极位置估计部8基于估计速度来计算估计磁极位置。所计算出的估计磁极位置被输入至第二切换器12。在此，在无传感器控制的情况下，传感器异常检测部9检测出传感器部1的异常，因此第二切换器12将估计磁极位置输出至第二坐标变换部16。接着，在步骤S214中，由第二坐标变换部16进行从三相电流向dq电流的坐标变换。然后，在步骤S219中，将坐标变换后的电流作为电流FB输入至电流控制部6，并执行电流控制。如以上那样进行无传感器控制。

[0085] 如以上说明的那样，根据本发明的实施例2所涉及的伺服控制装置，即使在传感器异常时也根据电压信息来估计电动机速度，使用该电动机速度的值来代替传感器信息(位置、速度、磁极位置)，并将速度指令切换为减速指令，因此能够提供能够以无传感器方式进行控制停止的伺服控制装置。

[0086] [实施例3]

[0087] 接着，对本发明的实施例3所涉及的伺服控制装置进行说明。图6表示本发明的实施例3所涉及的伺服控制装置的结构图。本发明的实施例3所涉及的伺服控制装置103与实施例1所涉及的伺服控制装置101的不同之处在于，还具有相位校正部19，该相位校正部19基于估计速度、电感以及Q相电流来进行相位校正，以改善功率因数。实施例3所涉及的伺服控制装置103的其它结构与实施例1所涉及的伺服控制装置101中的结构相同，因此省略详细的说明。

[0088] 此外，在图6中，电流指令Iγ和Iδ被分别输入至第一电流控制部61和第二电流控制部62，并且从第一电流控制部61和第二电流控制部62分别输出电压指令Vγ、Vδ。所输出的Vγ、Vδ分别作为d相电压Vd、q相电压Vq被输入至进行dq-三相(dq-3p)变换的第一坐标变换部15。

[0089] 在第一坐标变换部15中，使用由传感器部1检测出的角度θ将d相电压Vd、q相电压Vq变换为U相电压Vu、V相电压Vv以及W相电压Vw。将Vu、Vv以及Vw输入至PWM控制部21，并输入至对电动机30进行驱动的放大器2。

[0090] 将流过放大器2的U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw输入至进行三相-dq(3p-dq)变换的第二坐标变换部16并变换为Id、Iq。将变换得到的Id、Iq作为电流反馈分别输入至第一加法器63、第二加法器64。并且，将Iq输入至相位校正部19来如下所述地进行相位校正。

[0091] 关于以往存在的使用电压信息的无传感器控制，前提是设Vγ＝0、Iγ＝0来进行控制。另一方面，用以下的式子来表示稳定状态的电压方程式。

[0092]

[0093] 其中，Ld是d相的电感，Lq是q相的电感， 是系数，ω是速度。另外，在速度估计部7中，根据电压指令Vδ和系数KG以ω＝KGVδ来计算速度ω。

[0094] 若考虑稳定状态，则在Vd中原本残留依赖于q相电流(Iq)的以下的成分。

[0095] Vd＝-ωLqiq  (1)

[0096] 在设Vd＝0的控制中，上述的成分能够成为使功率因数下降的主要原因，因此可以说，如果能够校正该成分，则可以改善功率因数。具体地说，为了如图6所示那样对在生成估计速度时使用的Vγ加上-ωLqiq来进行校正，还设置有相位校正部19。将从相位校正部19输出的值(-ωLqiq)输入至加法器22。将加法器22的输出输入至系数控制部23来控制系数KG。

[0097] 接着，对在使用本发明的实施例3所涉及的伺服控制装置103的情况下得到的效果进行说明。关于按照以往技术使用传感器的情况，图7A表示速度指令随时间的变化，图8A表示电动机速度随时间的变化，图9A表示电动机相位与估计相位之差随时间的变化。另外，关于使用本发明的实施例3所涉及的伺服控制装置103并利用-ωLqiq来进行校正的无传感器控制，图7B表示速度指令随时间的变化，图8B表示电动机速度随时间的变化，图9B表示电动机相位与估计相位之差随时间的变化。此外，为了确认功率因数改善的效果，设为在匀速的动作过程中也进行基于估计速度的控制来进行比较。

[0098] 如图7A和图7B所示，示出了在时间为1[sec]时速度指令从100[m/min]变化为0[m/min]的例子。其结果，如图8A和图8B所示，电动机速度也在时刻1[sec]以后从100[m/min]向0[m/min]逐渐减少。另一方面，将图9A与图9B进行比较可知，若比较电动机相位与估计相位之差，则可知进行了相位校正的控制的情况下的相位差小。

[0099] 如以上那样，可知通过按照本发明的实施例3所涉及的伺服控制装置103来进行相位校正，能够改善功率因数。

[0100] 此外，优选的是，基于异常检测前的匀速动作时的速度、电流以及电压来估计电感Lq。如上所述，示出了通过相位校正能够改善功率因数，但是为此需要作为电动机常数的电感Lq的值。并非所有的系统都是控制对象的物理常数已知的系统。因此，通常期望不依赖于电动机常数的变动地构成稳健的系统。

[0101] 另一方面，以上述的式(1)来表示电感Lq。因此，通过在传感器部1正常时捕捉匀速动作的状态并对此时的电压值、电流值、速度进行观测，能够在事先估计出该系统的电感Lq。通过利用该估计出的电感Lq，也能够无需确定物理常数地使用上述的功率因数改善的方法。

[0102] 并且，优选的是，在电流控制部所输出的电压信息小于设定的阈值的情况下，即使在传感器异常检测部探测出传感器部1的异常的情况下，也不进行控制停止，而切换为利用动力制动器(DB)的停止。

[0103] 基于电压信息的无传感器控制利用了电动机旋转过程中的电动势电压。然而，可以预料，当低速时电动势电压下降，从而难以进行正确的磁极位置的估计。在像这样速度充分下降了的状态下，运动能量也下降了，因此可以认为基于DB的停止反而是可靠且安全的停止方法。具体地说，优选的是具有如果估计速度低于某个阈值则切换为DB停止的单元。

[0104] 根据本发明的实施例所涉及的伺服控制装置，即使在传感器异常时也根据电压信息来估计电动机速度，使用该电动机速度的值来代替传感器信息(位置、速度、磁极位置)，由此能够提供能够进行控制停止的伺服控制装置。由于是追随停止位置指令或减速指令的停止，因此与以往的利用DB阻力的停止相比能够缩短停止距离，能够实现传感器异常时的机械破损的防止、安全性的提高。