专利名称：电机械装置、移动体、机械手及电机械装置的温度测量法的制作方法
技术领域：
本发明涉及不使用温度传感器而测量电机械装置的温度的技术。
背景技术：
对于电机械装置(电驱动系统)，为了在机械手控制等的额定电流内进行动作，通过不超过额定电流的电流反馈控制来抑制电流量。因此，只能进行动作缓慢、欠缺爆发力的机械手控制。但是在近些年的机械手控制中，可以认为在t/N的短时 间内应用电机特性的额定转矩(额定电流)的N倍的电流瞬时地进行N倍的转矩控制的瞬时最大转矩特性越来越受到重视。例如，对于棒球选手那样的机械手，在通常的运动时以稳健的速度动作，但当作为本垒打击球员处于击球员位置时，要求以O. I [秒]的单位对投过来的球给予相对于通常的运动量的数倍 数十倍的运动量的转矩而能够完成本垒打。实现在这样短时间内使数十倍的转矩的运动量产生的机械手。为此，需要不从最初就抑制电流量，而一边实时进行温度监视，以使电机内的线圈温度达不到一定温度，一边为实现瞬时最大转矩特性而进行转矩(电流)控制。总之，电机的性能是在瞬时最大转矩特性上决定的，重要的是如何监视因当时的铜损耗、铁损耗、机械损耗引起的温度上升，并且使其不达到一定温度。产生其中成为温度上升的最主要原因的铜损耗的电磁线圈，与只要在保证的温度以内就可以自由地进行转矩(电流)控制相关。于是，通过难以产生铁损耗且由电磁线圈的铜损耗引起的温度上升处于支配地位的无芯电机进行说明。这里，为了测量电机械装置的温度，需要如专利文献I所述那样地单独地设置温度传感器。专利文献I :日本特开2010-240952号公报欲直接地测量作为该铜损耗的电磁线圈的温度，必须如专利文献I所述那样地直接在电机械装置(电驱动系统)的电磁线圈中设置温度传感器。但是，会产生难以确保直接地向电磁线圈安装温度传感器的空间这样的问题。本发明的目的在于不在电磁线圈的附近安装单独的温度传感器地测量电机械装置、电磁线圈的温度。

发明内容
本发明为解决上述课题的至少一部分而提出，可以作为以下的方式或者应用例来实现。应用例I一种电机械装置，其特征在于，具备转子、具有电磁线圈的定子、检测所述转子的电角度用的传感器、基于来自所述传感器的信号对所述电磁线圈进行PWM驱动的控制部、在所述电机械装置的温度测量时与所述电磁线圈串联连接的电阻器、和测量所述电阻器的两端电压的电压测量部，其中，所述控制部在所述PWM驱动中的不向所述电磁线圈施加驱动电压的测量期间，使用通过所述电压测量部测量的所述电阻器的两端电压来计算所述电磁线圈的电阻，使用所述电磁线圈的电阻来决定所述电磁线圈的温度。根据该应用例，在不向电磁线圈施加驱动电压的期间，测量电阻器两端的电压，使用该电压来获得电磁线圈的电阻，使用电磁线圈的电阻来获得电磁线圈的温度，因此不在电磁线圈的附近安装单独的温度获得机构就能够测量电机械装置的温度。应用例2在应用例I中所述的电机械装置中，所述控制部选择包含在所述电磁线圈中产生的感应电压的拐点的期间作为所述测量期间，在所述测量期间中，进行所述电阻器的两端电压的所述测量。
根据该应用例，在包含电磁线圈中产生的感应电压的拐点的期间中，由电磁线圈产生的驱动力本来就小，因此即使为了测量温度不增加对电磁线圈的驱动力，对电机械装置的旋转速度、转矩的影响也少。因此，可以不对电机械装置的动作给予大的影响来执行温
度测量。应用例3在应用例I或者2所述的电机械装置中，所述控制部具备恒流源，该恒流源用于在不向所述电磁线圈施加驱动电压的所述期间，将在所述电磁线圈中流动的电流维持为恒定，所述控制部选择包含在所述电磁线圈中产生的感应电压的拐点的期间作为所述测量期间，在所述测量期间中，以使用所述恒流源将在所述电磁线圈中流动的电流维持为恒定的状态进行所述电阻器的两端电压的所述测量。根据该应用例，能够一边抑制对电机械装置的旋转速度的影响，一边执行温度测量。应用例4在应用例I所述的电机械装置中，所述控制部选择包含在所述电磁线圈中产生的感应电压为极大值或者极小值的点的期间作为所述测量期间，在所述测量期间中，不进行所述电磁线圈的驱动，而进行所述电阻器的两端电压的所述测量。根据该应用例，电磁线圈产生的感应电压取极大值、感应电压的变动小的期间，能够测量电磁线圈的温度，因此可以进行准确的温度测量。应用例5在应用例I 4中的任意一项所述的电机械装置中，所述控制部具备表格，该表格用于根据所述测量到的所述电阻的两端电压来计算所述电磁线圈的温度。根据该应用例，能够根据电阻器的两端的电压直接获得电磁线圈的温度。应用例6一种移动体，具备应用例I 5中的任意一项所述的电机械装置。根据该应用例，实时地进行温度监视以使在移动体中使用的电机械装置内的线圈温度达不到一定温度，并且为实现瞬时最大转矩特性来进行转矩(电流)控制，由此能够实现良好的加速。应用例7一种机械手，具备应用例I 5中的任意一项所述的电机械装置。
根据该应用例，能够实时地进行温度监视以使在机械手中使用的电机械装置内的线圈温度达不到一定温度，并且为实现瞬时最大转矩特性来进行转矩(电流)控制。应用例8一种电机械装置的温度测量法，该温度测量法的特征在于，设定测量电机械装置的温度的测量期间，在所述测量期间中，不驱动所述电机械装置的电磁线圈，使电阻器与所述电磁线圈串联地连接，在所述测量期间中，测量所述电阻器的两端电压，使用所述电压来计算所述电磁线圈的电阻，根据所述电阻的值决定电磁线圈的温度。此外，本发明可以通过各种方式实现，例如能够通过电机或发电装置等电机械装置、使用其的传动装置或机械手、移动体等方式实现。



图I是示意地表示第I实施例所涉及的电动电机的温度测量部的说明图。图2是表示PWM控制部的内部构成与动作的说明图。图3是表示测量期间设定部的构成的说明图。图4是表示温度测量的流程图的说明图。图5是本实施例的电磁线圈的温度测量的时序图。图6是表示电磁线圈的温度与电阻的关系的一例的说明图。图7是表示电磁线圈的转速、感应电动势和非励磁感应电动势的关系的说明图。图8是表示第2实施例的说明图。图9是第2实施例中的时序图。图10是表示第3实施例中的测量期间设定部的构成的说明图。图11是表示第3实施例中的时序图的说明图。图12是表示作为利用了根据本发明的变形例的电机/发电机的移动体的一例的电动自行车(电动助力自行车)的说明图。图13是表示利用了根据本发明的变形例的电机的机械手的一例的说明图。图14是表示利用了根据本发明的变形例的电机的铁路车辆的说明图。
具体实施例方式A.第I实施例图I是示意地表示第I实施例所涉及的电动电机的温度测量部的说明图。电动电机10具备电磁线圈100A、开关元件Trl Tr4、永久磁铁200、位置传感器300A、PWM控制部240、CPU400、测量期间设定部1590和电压测量电路700。在本实施例中，永久磁铁200配置于转子20上，电磁线圈100AU00B配置于定子15上。此外，在本实施例中，电动电机10是具有A相与B相这二相的二相电机，除了 A相用的电磁线圈100A和位置传感器300A之夕卜，还具备B相用的电磁线圈100B和位置传感器300B。电磁线圈100A与开关兀件Trl Tr4构成H型电桥电路，当夹着电磁线圈100A的对角的开关元件彼此、例如开关元件Trl与Tr4接通、开关元件Tr2与Tr3断开时，电流在电磁线圈100A中流动。另外,例如当开关元件Trl与Tr4断开、开关元件Tr2与Tr3接通时，电流在电磁线圈100A中流动。此外，当开关元件Trl Tr4均为断开时,从电磁线圈100A来看,开关元件Trl Tr4成为高阻抗，因此在电磁线圈IOOA中，产生感应电动势，但电流不流动。对B相用的电磁线圈100B也同样。永久磁铁200与电磁线圈100AU00B对应地设置。当电磁线圈100A、100B中流过电流时，在永久磁铁200与电磁线圈100AU00B之间洛伦兹力发挥作用，转子20进行旋转。位置传感器300A配置于电磁线圈100B的附近，其检测永久磁铁200的电角度。位置传感器300B配置于电磁线圈100A的附 近，其检测永久磁铁200的电角度。在本实施例中具备2个位置传感器300A、300B是为了检测电动电机10的旋转方向。因此，2个位置传感器300A、300B被配置成生成相位以电角度相差ηΧ π (η为整数)以外的值的传感器信号。若相位以电角度相差ηΧπ的值，贝1J无法知道电动电机10的旋转方向。此外,优选位置传感器300Α的传感器信号SSA的相位与位置传感器300Β的传感器信号SSB的相位以电角度相差π /2。若米用传感器信号SSA的相位与传感器信号SSB的相位以电角度相差π /2的构成，则当一个传感器信号SSA的值取极大值或者极小值时,另一个传感器信号SSB处于拐点。传感器信号SSA、SSB被输入测量期间设定部1590。关于测量期间设定部1590的构成后述。电压测量电路具备电磁线圈连接开关705、电桥整流电路710、电压测量部720、电压存储部730、平滑电容器740和电阻器715。电磁线圈连接开关705根据来自测量期间设定部1590的测量期间激活信号SEL将电磁线圈ΙΟΟΑ(ΙΟΟΒ)与电桥整流电路710连接。电阻器715连接在电桥整流电路710的输出的电源侧与接地侧之间。平滑电容器740与电阻器715并联连接。电压测量部720接收测量期间激活信号SEL，测量电阻器715或者平滑电容器740的两端的电压。电压存储部730具备各种表格，该表格用于根据电压测量部720测量到的电阻器715或者平滑电容器740的两端的电压来计算电磁线圈100A、100B的温度。(PU参照这些表格，根据电阻器715或者平滑电容器740的两端的电压计算电磁线圈100A、100B的温度。CPU400与电压存储部730之间通过串行数据线SDA与串行时钟线SCL连接。CPU400使用串行数据线SDA从电压存储部730获得电磁线圈100AU00B的温度数据。图2是表示PWM控制部的内部构成与动作的说明图。PWM控制部240具备基本时钟生成电路510、1/N分频器520、PWM部530、正反方向指示值记录器540、乘法器550、552、编码部560、562、AD转换部570、572、电压指令值记录器580和励磁区间设定部590。基本时钟生成电路510是产生具有规定频率的时钟信号PCL的电路，例如由PLL电路构成。分频器520产生具有该时钟信号PCL的1/N的频率的时钟信号SDC。N的值被设定为规定的恒定值。该N的值预先通过CPU400设定在分频器520中。PWM部530根据时钟信号PCL、SDC、由乘法器550、552供给的乘法值Ma、Mb、由正反方向指示值记录器540供给的正反方向指示值RI、由编码部560、562供给的正负符号信号Pa、Pb和由励磁区间设定部590供给的励磁区间信号Ea、Eb,生成驱动信号DRVA1、DRVA2、DRVB1、DRVB2。在正反方向指示值记录器540内，通过CPU400设定有表示电动电机10的旋转方向的值RI。在本实施例中，当正反方向指示值RI为L电平时，电动电机10正转，当为H电平时反转。向PWM部530供给的其他信号Ma、Mb、Pa、Pb、Ea、Eb、SEL如下被决定。此外，乘法器550、编码部560与AD转换部570是A相用的电路，乘法器552、编码部562与AD转换部572是B相用的电路。这些电路组的动作相同，所以下面以A相用的电路的动作为主进行说明。此外，下面，是以A相与B相的参数(后述的励磁区间等)被设定为相同值进行说明的，但A相与B相的参数也可以被设定为相互不同的值。此外，在本说明书中，当泛指A相与B相时，省略符号末尾的“a” “b”(表示A相与B相的符号)。例如，当不需要区别A相与B相的乘法值Ma、Mb时，将它们合称为“乘法值M”。对其他的符号也是同样。位置传感器300A的传感器信号SSA被供给至AD转换部570。该位置传感器300A的传感器信号SSA的范围为例如从GND (接地电位)到VDD (电源电压)，它们的中位点(=VDD/2)为输出波形的中位点(通过正弦波的原点的点)。AD转换部570将该传感器信号SSA进行AD转换，生成传感器输出的数字值。AD转换部570的输出的范围为例如FFh 0h(词尾的“h”表示16进制)，将正侧的中央值设为80h，将负侧的中央值设为7Fh，使它们分别对应于波形的中位点。 编码部560将AD转换后的传感器输出值的范围进行转换,并且将传感器输出值的中位点的值设定为O。其结果，通过编码部560生成的传感器输出值Xa取正侧的规定范围(例如+127 O)与负侧的规定范围(例如O -127)的值。其中，由编码部560供给至乘法器550的值是传感器输出值Xa的绝对值，其正负符号作为正负符号信号Pa供给至PWM部 530。电压指令值记录器580存储通过CPU400设定的电压指令值Ya。该电压指令值Ya与后述的励磁区间信号Ea —起作为设定电动电机10的施加电压的值发挥作用。电压指令值Ya典型地取O 1.0的值，也可以设定比I. O大的值。其中，以下假定为电压指令值Ya取O I. O的范围的值。这时，假设按照不设置非励磁区间而将整个区间设为励磁区间的方式设定了励磁区间信号Ea时，Ya = O意味将施加电压设为零，Ya =1.0意味将施加电压设为最大值。乘法器550将由编码部560输出的传感器输出值Xa与电压指令值Ya相乘并进行整数化，并将该乘法值Ma供给至PWM部530。测量期间激活信号SEL被输入PWM部530。测量期间激活信号SEL是由图I所示的测量期间设定部1590生成的信号。测量期间激活信号SEL进行由PWM部530输出的驱动信号DRVAl、DRVA2、DRVBl、DRVB2的开关(on_off)。也就是说，当测量期间激活信号SEL被激活、测量电磁线圈100A、100B的温度时，使驱动信号DRVAl、DRVA2、DRVBl、DRVB2无效。也就是说将图I所示的开关元件Trl Tr4设为断开。图2 (B) (E)表示乘法值Ma取各种值时的PWM部530的动作。这里，假定整个期间为励磁区间而不存在非励磁区间。PWM部530是在时钟信号SDC的I个周期的期间产生I个占空比为Ma/N的脉冲的电路。S卩，如图2(B) (E)所示，随着乘法值Ma增加，驱动信号DRVA1、DRVA2的脉冲的占空比增力卩。此外，第I驱动信号DRVAl是仅在传感器信号SSA为正时产生脉冲的信号，第2驱动信号DRVA2是仅在传感器信号SSA为负时产生脉冲的信号，在图2(B) (E)中将它们合在一起记载。另外，为了方便起见，将第2驱动信号DRVA2画为负侧的脉冲。图3是表示测量期间设定部的构成的说明图。测量期间设定部1590具备电阻器1591、1593、下拉电阻器1595、电子可变电阻器1592、电压比较器1594、1596、0R电路1597、倒相电路1598和开关电路1599。电子可变电阻器1592的电阻值Rv由CPU400设定。电阻器1591、电子可变电阻器1592和电阻器1593串联连接。电子可变电阻器1592的两端的电压VI、V2被给予电压比较器1594、1596的一个输入端子。位置传感器300A的传感器信号SSA被供给给电压比较器1594、1596的另一个输入端子。此外，在图3中，B相用的电路为了图示的方便而被省略。电压比较器1594、1596的输出信号Sp、Sn被输OR电路1597。OR电路1597的输出信号/SEL的H与L通过倒相电路1598被反转，并被输入开关电路1599。开关电路1599通过转换信号OFF的值，激活或者使测量期间激活信号SEL无效。当转换信号OFF为L时，开关电路1599将OR电路1597的输出信号/SEL的反转信号作为测量期间激活信号SEL输出。当转换信号OFF为H时，通过下拉电阻器1595，开关电路1599输出L作为测量期间激活信号SEL。电子可变电阻器1592的电阻值Rv决定电压V1、V2间的电位差，并决定测量期间激活信号SEL的宽度。图4是表示温度测量的流程图的说明图。在步骤S400中，驱动电动电机10。在步骤S410中，CPU400(图I)决定是否测量电磁线圈100AU00B的温度。例如，CPU400能够每隔一定时间测量电磁线圈100AU00B的温度。在步骤S420中，CPU400设定测量期间。图I 所示的测量期间设定部1590如从电路构成了解的那样，构成为基于传感器信号SSA直至生成输出信号/SEL的反转信号，通过转换信号OFF阻止来自开关电路1599的H输出。因此，CPU400将转换信号OFF从H设为L，从而将测量期间激活信号SEL设为H来设定测量期间。在步骤S430中，PWM驱动部240在测量期间激活信号SEL为H的期间使驱动信号DRVAUDRVA2无效，从而将开关元件Trl Tr4设为断开。在步骤S440中，CPU400使用I2C总线(SDA、SCL)的串行通信来使电阻器715的电阻值Rx通过电压测量电路700内的电磁线圈连接开关705与电磁线圈100AU00B连接。这里，电磁线圈100A的电阻Re能够使用电磁线圈的未励磁感应电压Ec、电压测量部720量到的电压Eb与电阻器715的电阻值Rx来计算。这里，未励磁感应电压(非励磁感应电动势)Ec在测量期间激活信号SEL为H的期间以电角度η周期的实时进行测量，并按顺序存储于电压存储部730来被更新。在步骤S450中，CPU400根据电磁线圈100A的电阻Re、电压存储部730与电阻器715的电阻值Rx来计算电磁线圈的温度。此外，在说明上，电桥整流电路710的电压减少的量是以0[V]进行说明的，实际上在顺时针方向上产生电压下降Edf = O. 6[V]左右。图5是本实施例中的电磁线圈的温度测量的时序图。对于将激活测量期间激活信号SEL的时机设为哪个时机，可以进行各种设定。在本实施例中，将激活测量期间激活信号SEL的时机设定在以电磁线圈中产生的感应电压的方向发生改变的点(零交叉点)为中心的范围内。在该时机，驱动信号DRVAl、DRVA2为无效状态，因此开关元件Trl Tr4为断开状态。但是，由于转子20的旋转,永久磁铁200相对于电磁线圈100A移动，因此在电磁线圈100A中产生较小的感应电动势。但是，该感应电动势的方向，以零交叉点为界从正变为负。将图I的电阻器715的电源侧的节点称为A点。A点的波形是电桥整流电路710的电源侧的输出，因此成为感应电动势的波形的绝对值的波形。即，当感应电动势为负时，正负发生反转，而变为正。感应电动势朝向零交叉点变小，通过零交叉点以后，朝向负方向变大。因此，A点的波形如图5所示那样成为凹形。将A点的电压称为Ea(在本实施例中与未励磁感应电压Ec相等)，将图I的平滑电容器740的电源侧的节点称为B点。B点的波形是平滑电容器740的电位，通过流入平滑电容器740的电流、从平滑电容器740中流出的电流而成为使A点的波形平滑后的波形。具体的形状成为图5所示那样的形状。B点的电压Eb通过电压测量部720被测量。这里，当将电磁线圈100A中产生的未励磁感应电压的值设为Ec，将电磁线圈100A的电阻值设为Re时，B点的电压Eb可以根据Eb = EcXRx/ (Rc+Rx)而表示为Rc= (Ec X Rx/Eb)-Rx。S卩，电压Eb成为用电阻器715的电阻值Rx与电磁线圈100A的电阻值Re分割未励磁感应电压的值Ec中的、加在电阻器715上的电压。这里，电阻值Rx是已知的，未励磁感应电压的值Ec通过角速度ω来计算，该角速度ω通过根据逆电动势常数Ke计算未励磁期间NEP而求得的未励磁逆电动势常数Kc和转速N来计算，基于电阻器715的电阻值Rx的电压Eb在未励磁期间NEP通过电压测量部720来测量，并在电压存储部730中依次被更新。因此，能够使用上式容易地算出电磁线圈100Α的电阻Re。
图6是表示电磁线圈的温度与电阻的关系的一例的说明图。当将20°C时的电阻设为Rl，将温度系数设为aa时，某温度Ta时的电阻R2用R2 = Rl X (1+ (Ta_20) X aa)表示。这里aa是温度系数，其根据电磁线圈100A的材料决定。因此，若预先测量出20°C时的电磁线圈100A的电阻值R1，则能够通过将算出的电阻值Re代R2，从而容易地算出电磁线圈100A的温度Ta。图7是通过电动电机10的逆电动势常数Ke与计算基于测量期间激活信号SEL的未励磁期间NEP而求得的未励磁逆电动势常数Kc，将与转速N相应的感应电动势Eg (电压)与非励磁感应电动势Ec (电压)作成表的图。 非励磁感应电动势Ec =未励磁逆电动势常数KcX角速度ω [V]非励磁感应电动势是在测量期间激活信号SEL激活的期间的电磁线圈100Α的电动势，其依赖于激活测量期间激活信号SEL的时机、激活期间的长度。图7所示的例子表示将激活测量期间激活信号SEL的时机设定在图5所示那样的以电磁线圈中产生的感应电压的方向发生变化的点(零交叉点)为中心的范围内的情况。以上，根据本实施例，在电磁线圈100Α的温度测量时，经由电桥整流电路710串联连接电阻器715，通过测量电阻器715(平滑电容器740)的两端的电压，算出电磁线圈100Α的电阻Re，使用电阻Re与电磁线圈100Α的20°C时的电阻R1，能够算出电磁线圈100A的温度。因此，在电磁线圈100A的附近不使用温度传感器就能够获得电磁线圈100A的温度。在感应电动势的波形的零交叉点附近，由电磁线圈100A产生的驱动力本来就小。因此，即使为了测量电磁线圈100A的温度(电动电机10的温度)，排除了对电磁线圈100A的驱动力，也能够抑制对电动电机10的旋转的影响。B.第2实施例图8是表示第2实施例的说明图。第2实施例是进一步缩窄未励磁期间NEP而不产生未励磁逆电动势Ec那样的零交叉点附近的例子，此时当然要提供恒定电压或者恒定电流的外部电源，这里使用恒定电流电源750进行说明。电阻器715具有ΜΩ以上的高电阻值。此外，也可以取下电阻器715 (电阻值无限大)。于是从恒定电流电源750供给恒定电流Ic，在电压测量部720能够将电磁线圈100A的电阻Re的两端电压作为电压Eb而进行测量。
成为RcXIc = Eb,通过Re = Eb/1c能够容易地算出。另外，当外部电源为恒定电压时，与第I实施例同样。图9是第2实施例的时序图。第2实施例与第I实施例相比较，点A的波形以及点B的电压的大小不同。S卩，在第I实施例中，点A的波形如图5所示呈凹的形状，但在第2实施例中为矩形。另外，对于点B的电压的大小，第2实施例较大。此外，在第I实施例中，点A、点B的波形的大小根据电动电机10的转速不同。即，转速越大，感应电动势越大，因此点A、点B的波形的大小变大。与此相对，在第2实施例中，只要电动电机10的转速在一定的转速以下，波形的大小就取决于由恒定电流电源750引起的电流的大小，因此不受电动电机10的转速的影响。
在第I实施例中，非励磁感应电动势的大小有时根据电动电机10的转速、或者测量期间激活信号SEL的激活期间的长度、相位而不同，但在第2实施例中，能够抑制因电动电机10的转速、测量期间激活信号SEL的激活期间的长度、相位带来的影响。C.第3实施例图10是表示第3实施例的测量期间设定部的构成的说明图。第3实施例的测量期间设定部1590与第I实施例的测量期间设定部1590相比较，在不具备倒相电路1598这点上不同。由于不具备倒相电路1598，从而第I实施例的激活期间与非激活期间逆转。SP，测量期间激活信号SEL在电磁线圈100A中产生的感应电动势处于零交叉点附近时变得无效，在电磁线圈100A中产生的感应电动势取极大值时的附近被激活。当电磁线圈100A中产生的感应电动势取极大值时，感应电动势大，因此非励磁感应电动势也大。此外，为使在该期间电磁线圈100A的驱动信号不被激活，测量期间激活信号SEL被预先输入图2的PWM部530，在测量期间激活信号SEL处于激活中时，使电磁线圈100A的驱动信号无效。图11是表示第3实施例的时序图的说明图。在第3实施例中，测量期间激活信号SEL在感应电压(感应电动势)为极大值、极小值的附近被激活。在该激活期间中，感应电动势大，因此A点的波形与第2实施例所示的同样，大致呈矩形。这样，根据第3实施例，在电磁线圈100A中产生的感应电动势取极大值时测量电磁线圈的温度。在感应电动势处于极大值附近时，感应电压的变动小，因此可以准确地进行
温度测量。在上述各实施例中，测量在电阻器715或者平滑电容器740的两端产生的电压，根据电压值算出电磁线圈100A的电阻，算出电磁线圈100A的温度，但也可以预先决定使测量期间激活信号SEL激活的相位、期间，而CPU400根据在电阻器715或者平滑电容器740的两端产生的电压获得电磁线圈100A的温度、即电动电机10的温度。在上述各实施例中，作为测量期间，是以包含感应电动势的零交叉点的期间、以及包含感应电动势为极大的点的期间为例进行说明的，也可以将不对电磁线圈100A进行驱动的期间、例如PWM信号的2个驱动脉冲之间的期间作为测量期间。D.变形例图12是表示作为利用了根据本发明的变形例的电机/发电机的移动体的一例的电动自行车(电动助力自行车)的说明图。该自行车3300在前轮中设置了电机3310，在车座下方的支架中设置有控制电路3320与充电电池3330。电机3310利用来自充电电池3330的电力来驱动前轮，从而辅助行驶。另外，当制动时，由电机3310再生出的电力被充入充电电池3330。控制电路3320为控制电机的驱动与再生的电路。可以利用上述各种的电动电机作为该电机3310。根据该实施例，能够一边实时地进行温度监视以使在电动自行车中使用的电动电机3510内的线圈温度达不到一定温度，一边为实现瞬时最大转矩特性而进行转矩(电流)控制，从而实现良好的加速。图13是表示利用了根据本发明的变形例的电机的机械手的一例的说明图。该机械手3400具有第I臂与第2臂3410、3420和电机3430。该电机3430在使作为被驱动部件 的第2臂3420水平旋转时使用。可以利用上述各种电动电机作为该电机3430。根据该实施例，能够一边实时地进行温度监视以使机械手中使用的电机械装置内的线圈温度达不到一定温度，一边为实现瞬时最大转矩特性而进行转矩(电流)控制。图14是表示利用了根据本发明的变形例的电机的铁路车辆的说明图。该铁路车辆3500具有电机3510与车轮3520。该电机3510驱动车轮3520。此外，电机3510在铁路车辆3500制动时作为发电机被利用，从而电力被再生。能够利用上述各种电动电机作为该电机3510。根据该实施例，能够一边实时地进行温度监视以使在铁路车辆中使用的电动电机3510内的线圈温度达不到一定温度，一边为实现瞬时最大转矩特性而进行转矩(电流)控制，从而实现良好的加速。以上，基于几个实施例对本发明的实施方式进行了说明，上述的发明的实施方式是为了使本发明易于被理解而记述的，不限定本发明。本发明可以不脱离其主旨以及权利要求书的范围地进行变更、改良，并且当然本发明也包含其等价物。符号说明10. · ·电动电机；15...定子；20. · ·转子;100、100A、100B. · ·电磁线圈；200. · ·永久磁铁;300、300A、300B. · ·位置传感器；400. · · CPU ；510. · ·基本时钟生成电路；520. · ·分频器；540. .·正反方向指示值记录器；550. .·乘法器；552. .·乘法器；560、562. . ·编码部；580...电压指令值记录器；590...励磁区间设定部；592...电阻电子可变电阻器；700...电压测量电路；705...电磁线圈连接开关；710...桥式整流电路；715...电阻器；720...电压测量部；730...电压存储部；740...平滑电容器；750...恒定电流电源；1590...测量期间设定部；1591...电阻器；1592...电子可变电阻器；1594...电压比较器；1595...下拉电阻器；1598...倒相电路；1599...开关电路；3300. ·.自行车；3310...电机；3320. · ·控制电路；3330. · ·充电池；3400. · ·机械手；3410. · ·第I臂；3420. 第 2 臂；3430. · ·电机；3500. · ·铁路车辆；3510. · ·电机；3520. · ·车轮。
权利要求
1.一种电机械装置，其特征在于，具备 转子； 定子，其具有电磁线圈； 传感器，其用于检测所述转子的电角度； 控制部，其基于来自所述传感器的信号对所述电磁线圈进行PWM驱动； 电阻器，其在所述电机械装置的温度测量时，与所述电磁线圈串联连接；和 电压测量部，其测量所述电阻器的两端电压， 其中，所述控制部在所述PWM驱动中的不对所述电磁线圈施加驱动电压的测量期间， 使用通过所述电压测量部测量到的所述电阻器的两端电压来计算所述电磁线圈的电阻，使用所述电磁线圈的电阻决定所述电磁线圈的温度。
2.根据权利要求I所述的电机械装置，其特征在于， 所述控制部选择包含在所述电磁线圈中产生的感应电压的拐点的期间作为所述测量期间，在所述测量期间中，进行所述电阻器的两端电压的所述测量。
3.根据权利要求I或2所述的电机械装置，其特征在于， 所述控制部具备恒流源，该恒流源用于在不向所述电磁线圈施加驱动电压的所述期间，将在所述电磁线圈中流动的电流维持为恒定， 所述控制部选择包含在所述电磁线圈中产生的感应电压的拐点的期间作为所述测量期间，在所述测量期间中，以使用所述恒流源将在所述电磁线圈中流动的电流维持为恒定的状态进行所述电阻器的两端电压的所述测量。
4.根据权利要求I所述的电机械装置，其特征在于， 所述控制部选择包含在所述电磁线圈中产生的感应电压为极大值或者极小值的点的期间作为所述测量期间，在所述测量期间中，不进行所述电磁线圈的驱动，而进行所述电阻器的两端电压的所述测量。
5.根据权利要求I 4中的任意一项所述的电机械装置，其特征在于， 所述控制部具备表格，该表格用于根据所述测量到的所述电阻的两端电压来计算所述电磁线圈的温度。
6.—种移动体,其特征在于， 具备权利要求I 5中的任意一项所述的电机械装置。
7.一种机械手，其特征在于， 具备权利要求I 5中的任意一项所述的电机械装置。
8.一种电机械装置的温度测量法，其特征在于， 设定测量电机械装置的温度的测量期间， 在所述测量期间中，不驱动所述电机械装置的电磁线圈， 将电阻器与所述电磁线圈串联地连接， 在所述测量期间中，测量所述电阻器的两端电压， 使用所述电压来计算所述电磁线圈的电阻， 根据所述电阻的值决定电磁线圈的温度。
全文摘要
一种电机械装置、移动体、机械手及电机械装置的温度测量法，该电机械装置具备转子、具有电磁线圈的定子、用于检测所述转子的电角度的传感器、基于来自所述传感器的信号对所述电磁线圈进行PWM驱动的控制部、在电机械装置的温度测量时与所述电磁线圈串联连接的电阻器、和测量所述电阻器的两端电压的电压测量部，其中，所述控制部在所述PWM驱动中的不对所述电磁线圈施加驱动电压的测量期间，使用通过所述电压测量部测量到的所述电阻器的两端电压来计算所述电磁线圈的电阻，使用所述电磁线圈的电阻决定所述电磁线圈的温度。
文档编号G01K7/36GK102638150SQ201210030449
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年2月14日
发明者竹内启佐敏, 西泽克彦 申请人:精工爱普生株式会社