JP2014167433A - Device for detecting number of revolutions and testing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転数検出装置および試験装置に関する。 The present invention relates to a rotation speed detection device and a test device.
従来、動力伝達系機器の出力側や入力側にフレキシブルカップリングを介して接続される駆動モータと、動力伝達系機器取付面と機器支持部取付面との間に配置された荷重センサ部と、を備え、荷重センサ部が、動力伝達系機器取付面と機器支持部取付面とにそれぞれ固着される対向配置された取付板と、両取付板の間に挟持され且つ動力伝達系機器の伝達軸の中心から等距離の位置に配置された複数の荷重センサと、を有する動力伝達系機器用試験装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この試験装置では、荷重センサからの信号を用いて演算処理部によって動力伝達機器取付面のトルク反力やスラスト方向分力,ラジアル方向分力を演算することにより、動力伝達系機器の性能の判定および解析を行なっている。 Conventionally, a drive motor connected via a flexible coupling to the output side or input side of the power transmission system device, a load sensor unit disposed between the power transmission system device mounting surface and the device support unit mounting surface, The load sensor unit is mounted oppositely to the power transmission system device mounting surface and the device support unit mounting surface, and the center of the transmission shaft of the power transmission system device is sandwiched between the mounting plates. And a plurality of load sensors arranged at equidistant positions from each other, a power transmission system equipment testing apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this test equipment, the performance of the power transmission system is judged by calculating the torque reaction force, thrust direction component force, and radial direction component force of the power transmission device mounting surface by the arithmetic processing unit using the signal from the load sensor. And doing analysis.
こうした試験装置では、駆動モータの回転軸にエンコーダを取り付けて、そのエンコーダからの出力信号(パルス信号)を用いて演算処理部によって駆動モータの回転数を演算する場合がある。この場合、エンコーダからの出力信号の周波数が高いときには、エンコーダと演算処理部とを接続する信号線に、駆動モータを駆動するインバータのスイッチングによるノイズが重畳し、駆動モータの回転数を誤演算してしまう場合が生じ得る。 In such a test apparatus, an encoder is attached to the rotating shaft of the drive motor, and the rotation speed of the drive motor may be calculated by an arithmetic processing unit using an output signal (pulse signal) from the encoder. In this case, when the frequency of the output signal from the encoder is high, noise due to switching of the inverter driving the drive motor is superimposed on the signal line connecting the encoder and the arithmetic processing unit, and the rotational speed of the drive motor is erroneously calculated. May occur.
本発明の回転数検出装置および試験装置は、モータの回転数を誤演算するのを抑制することを主目的とする。 The main object of the rotational speed detection device and the test device of the present invention is to suppress erroneous calculation of the rotational speed of the motor.
本発明の回転数検出装置および試験装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The rotational speed detection device and the test device of the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の回転数検出装置は、
試験対象の回転軸に取り付けられたモータと、前記モータを駆動するためのインバータと、を備える試験装置に搭載され、前記モータの回転数を検出する回転数検出装置であって、
前記モータの回転軸に取り付けられたエンコーダと、
前記エンコーダからの出力信号を複数の信号に変換して出力する第1信号変換手段と、
前記第1信号変換手段からの複数の出力信号を前記エンコーダからの出力信号に復号して出力する第2信号変換手段と、
前記第2信号変換手段からの出力信号を用いて前記モータの回転数を演算する回転数演算手段と、
を備えることを要旨とする。
The rotational speed detection device of the present invention is
A rotation speed detection device that is mounted on a test apparatus including a motor attached to a rotating shaft to be tested and an inverter for driving the motor, and detects the rotation speed of the motor,
An encoder attached to the rotating shaft of the motor;
First signal conversion means for converting an output signal from the encoder into a plurality of signals and outputting the signals;
Second signal conversion means for decoding and outputting a plurality of output signals from the first signal conversion means to output signals from the encoder;
A rotational speed calculating means for calculating the rotational speed of the motor using an output signal from the second signal converting means;
It is a summary to provide.
この本発明の回転数検出装置では、モータの回転軸に取り付けられたエンコーダからの出力信号(パルス信号)を第1信号変換手段によって複数の信号に変換して出力し、第1信号変換手段からの複数の出力信号を第2信号変換手段によってエンコーダからの出力信号に復号して出力し、第2信号変換手段からの出力信号を用いてモータの回転数を演算する。したがって、第1信号変換手段によって、インバータのキャリア周波数未満の周波数の複数の信号に変換して第2信号変換手段に出力すれば、第1信号変換手段と第2信号変換手段との間の通信線の信号に、インバータのスイッチングによる高調波ノイズが重畳しても、モータの回転数を正確に演算することができる。 In this rotational speed detection device of the present invention, an output signal (pulse signal) from an encoder attached to the rotating shaft of the motor is converted into a plurality of signals by the first signal conversion means and output, and the first signal conversion means The plurality of output signals are decoded into output signals from the encoder by the second signal conversion means and output, and the rotational speed of the motor is calculated using the output signals from the second signal conversion means. Therefore, if the first signal converting means converts the signals into a plurality of signals having a frequency lower than the carrier frequency of the inverter and outputs the signals to the second signal converting means, the communication between the first signal converting means and the second signal converting means. Even if harmonic noise due to switching of the inverter is superimposed on the signal of the line, the rotational speed of the motor can be accurately calculated.
こうした本発明の回転数検出装置において、前記第1信号変換手段は、前記エンコーダからの出力信号を、前記インバータのキャリア周波数未満の周波数の複数の信号に変換して出力する手段である、ものとすることもできる。 In such a rotational speed detection device of the present invention, the first signal conversion means is means for converting the output signal from the encoder into a plurality of signals having a frequency lower than the carrier frequency of the inverter and outputting the signal. You can also
また、本発明の回転数検出装置において、前記第1信号変換手段は、前記エンコーダからの出力信号の周波数に応じた係数で前記エンコーダからの出力信号の周波数を除して得られる変換後周波数の信号と、前記係数の値に対応する係数対応信号と、を出力する手段であり、前記第2信号変換手段は、前記変換後周波数の信号と前記係数対応信号とを用いて前記エンコーダからの出力信号に復号して出力する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、第1信号変換手段や第2信号変換手段で容易に信号の変換を行なうことができる。 Further, in the rotation speed detection device of the present invention, the first signal converting means has a post-conversion frequency obtained by dividing the frequency of the output signal from the encoder by a coefficient corresponding to the frequency of the output signal from the encoder. A signal and a coefficient corresponding signal corresponding to the coefficient value, and the second signal converting means outputs the signal from the encoder using the signal of the converted frequency and the coefficient corresponding signal. It can also be a means for decoding and outputting a signal. In this way, the signal can be easily converted by the first signal converting means and the second signal converting means.
この態様の本発明の回転数検出装置において、前記第1信号変換手段と前記第2信号変換手段とは、前記変換後周波数の信号用の1本と、前記エンコーダからの出力信号の最大周波数を値2の冪乗で除した値が前記インバータのキャリア周波数未満となる冪数の最小値の本数と、の和の本数によって接続されてなる、ものとすることもできる。こうすれば、第1信号変換手段と第2信号変換手段とを必要最小限の信号線で接続することができる。
In the rotational speed detection device of the present invention of this aspect, the first signal converting means and the second signal converting means are configured to calculate one of the signals for the converted frequency and the maximum frequency of the output signal from the encoder. The value divided by the power of
本発明の試験装置は、
試験対象の回転軸に取り付けられたモータと、前記モータを駆動するためのインバータと、前記モータの回転数を検出する回転数検出装置と、を備える試験装置であって、
前記回転数検出装置は、
前記モータの回転軸に取り付けられたエンコーダと、
前記エンコーダからの出力信号を複数の信号に変換して出力する第1信号変換手段と、
前記第1信号変換手段からの複数の出力信号を前記エンコーダからの出力信号に復号して出力する第2信号変換手段と、
前記第2信号変換手段からの出力信号を用いて前記モータの回転数を演算する回転数演算手段と、
を備えることを要旨とする。
The test apparatus of the present invention
A test apparatus comprising: a motor attached to a rotation shaft to be tested; an inverter for driving the motor; and a rotation speed detection device that detects the rotation speed of the motor,
The rotational speed detection device is
An encoder attached to the rotating shaft of the motor;
First signal conversion means for converting an output signal from the encoder into a plurality of signals and outputting the signals;
Second signal conversion means for decoding and outputting a plurality of output signals from the first signal conversion means to output signals from the encoder;
A rotational speed calculating means for calculating the rotational speed of the motor using an output signal from the second signal converting means;
It is a summary to provide.
この本発明の試験装置では、モータの回転軸に取り付けられたエンコーダからの出力信号(パルス信号)を第1信号変換手段によって複数の信号に変換して出力し、第1信号変換手段からの複数の出力信号を第2信号変換手段によってエンコーダからの出力信号に復号して出力し、第2信号変換手段からの出力信号を用いてモータの回転数を演算する。したがって、第1信号変換手段によって、インバータのキャリア周波数未満の周波数の複数の信号に変換して第2信号変換手段に出力すれば、第1信号変換手段と第2信号変換手段との間の通信線の信号に、インバータのスイッチングによる高調波ノイズが重畳しても、モータの回転数を正確に演算することができる。 In the test apparatus of the present invention, an output signal (pulse signal) from an encoder attached to the rotating shaft of the motor is converted into a plurality of signals by the first signal converting means and output, and a plurality of signals from the first signal converting means are output. The output signal is decoded into an output signal from the encoder by the second signal conversion means and output, and the rotational speed of the motor is calculated using the output signal from the second signal conversion means. Therefore, if the first signal converting means converts the signals into a plurality of signals having a frequency lower than the carrier frequency of the inverter and outputs the signals to the second signal converting means, the communication between the first signal converting means and the second signal converting means. Even if harmonic noise due to switching of the inverter is superimposed on the signal of the line, the rotational speed of the motor can be accurately calculated.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としての回転数検出装置を備える試験装置20の構成の概略を示す構成図である。実施例の試験装置20は、試験対象としての変速機10の試験を行なうのに用いられる装置であり、図示するように、変速機10の入力軸12に取り付けられた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有するモータ22と、交流電源(例えば3相,210V,60Hzなど)24からの交流電力を所定電圧(例えば350Vなど)の直流電力に変換して出力するコンバータ26と、コンバータ26からの直流電力を交流電力に変換してモータ22に供給することによってモータ22を駆動するインバータ28と、コンバータ26やインバータ28を制御する電子制御ユニット(以下、ECUという)30と、モータ22の回転数Nmを検出する回転数検出装置40と、変速機10に取り付けられた図示しないセンサなどからの損失トルク信号や油圧信号,油温信号などをCAN(Controller Area Network)通信用の信号に変換して出力するデジタル・アナログ/CAN変換器60と、CAN−BUS68を介してECU30や回転数検出装置40,デジタル・アナログ/CAN変換器60とCAN通信により通信するパーソナルコンピュータ(以下、PCという)70と、PC70と通信可能なタッチパネル80と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
ECU30は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。ECU30には、モータ22の回転軸に取り付けられたレゾルバ32からのレゾルバ信号やPC70からのトルク指令Tm*や目標回転数Nm*などが入力されており、ECU30からは、コンバータ26やインバータ28への制御信号などが出力されている。ECU30は、レゾルバ32からのレゾルバ信号に基づいてモータ22の回転子の回転位置θmを演算し、インバータ28に所定電圧の直流電力が供給されるようコンバータ26を制御すると共に、トルク指令Tm*でモータ22が駆動されるよう回転位置θmに基づいてインバータ28を制御する。
Although not shown, the
回転数検出装置40は、モータ22の回転軸に取付られたエンコーダ42と、エンコーダ42からの信号を複数の信号に変換して出力する第1信号変換部44と、第1信号変換部44からの複数の信号をエンコーダ42からの信号に復号して出力する第2信号変換部46と、第2信号変換部46からの信号に基づいてモータ22の回転数Nmを演算してCAN通信によりPC70に出力する回転数演算部48と、を備える。なお、第1信号変換部44は、エンコーダ42付近に配置され、第2信号変換部46は、回転数演算部48付近に配置され、第1信号変換部44と第2信号変換部46とは、例えば数m〜10数m程度の複数の信号線によって接続されている。
The rotation
エンコーダ42は、外周側に所定間隔でスリットが形成された円板と、円板を挟んでモータ22の回転軸方向の対応する位置に配置された発光素子および受光素子と、を備える周知のロータリエンコーダとして構成されている。このエンコーダ42は、モータ22の回転軸(円板)の回転に伴ってパルス信号を出力する。
The
第1信号変換部44,第2信号変換部46,回転数演算部48は、図示しないが、それぞれ、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポートを備える。回転数演算部48では、単位時間(例えば、0.01秒など)あたりのパルス数をカウントすることによってモータ22の回転数Nmを演算する。
Although not shown, each of the first
なお、実施例では、エンコーダ42の円板のスリット数(1回転あたりのパルス数)が1000であり且つモータ22の最大回転数Nmaxが6000rpm(=100rps)である、即ち、エンコーダ42からのパルス信号の最大周波数Fmaxが100kHzであるものとした。また、コンバータ26やインバータ28は、12.5kHzのキャリア周波数(スイッチング周波数)で駆動するものとした。さらに、第1信号変換部44と第2信号変換部46とは、4本の信号線(伝送路)で接続されているものとした。
In the embodiment, the number of slits (number of pulses per rotation) of the disk of the
こうして構成された実施例の試験装置20では、変速機10の試験として、ユーザによってタッチパネル80に試験条件(例えば、モータ32のトルク指令Tm*や目標回転数Nm*など)が入力されて試験の開始が指示されると、試験条件をタッチパネル80からPC70を介してモータ22に送信し、その試験条件に応じてコンバータ26やインバータ28を制御する。そして、そのときのモータ22の回転数Nmを回転数検出装置40によって検出してPC70に入力したり、変速機10の図示しないセンサなどによって損失トルクや油圧,油温などを検出してデジタル・アナログ/CAN変換器60を介してPC70に入力したりして、PC70で、これらの情報に基づいて解析を行なう。
In the
次に、こうして構成された実施例の試験装置20が備える回転数検出装置40の動作、特に、第1信号変換部44や第2信号変換部46の動作について説明する。図2は、第1信号変換部44により実行される第1信号変換ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図3は、第2信号変換部46により実行される第2信号変換ルーチンの一例を示すフローチャートである。これらのルーチンは繰り返し実行される。以下、順に説明する。
Next, the operation of the rotation
第1信号変換ルーチンが実行されると、第1信号変換部44は、エンコーダ42からの出力信号の周波数をエンコーダ出力周波数Finとして入力する(ステップS100)。ここで、エンコーダ出力周波数Finは、単位時間(例えば、0.01秒など)あたりのパルス数をカウントして入力するものとした。
When the first signal conversion routine is executed, the first
こうしてエンコーダ出力周波数Finを入力すると、入力したエンコーダ出力周波数Finを最大周波数Fmaxの8分の1(12.5kHz)と比較し(ステップS110)、エンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の1未満のときには、エンコーダ出力周波数Finを変換後周波数Ftmpとして設定すると共に、モード信号Mode1に値0,モード信号Mode2に値0,モード信号Mode3に値0を設定し(ステップS120)、設定した変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを出力して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。
When the encoder output frequency Fin is input in this way, the input encoder output frequency Fin is compared with 1/8 (12.5 kHz) of the maximum frequency Fmax (step S110), and the encoder output frequency Fin is 1/8 of the maximum frequency Fmax. If less than the value, the encoder output frequency Fin is set as the post-conversion frequency Ftmp, the mode signal Mode1 is set to the
ステップS110でエンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の1以上のときには、エンコーダ出力周波数Finを最大周波数Fmaxの8分の2(25kHz)と比較し(ステップS130)、エンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の2未満のときには、エンコーダ出力周波数Finの2分の1を変換後周波数Ftmpとして設定すると共に、モード信号Mode1に値1,モード信号Mode2に値0,モード信号Mode3に値0を設定し(ステップS140)、設定した変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを出力して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。この場合、変換後周波数Ftmpは、6.25kHz以上12.5kHz未満の範囲内の周波数となる。
When the encoder output frequency Fin is equal to or greater than 1/8 of the maximum frequency Fmax in step S110, the encoder output frequency Fin is compared with 2/8 (25 kHz) of the maximum frequency Fmax (step S130), and the encoder output frequency Fin is the maximum. When the frequency is less than two-eighth of the frequency Fmax, half of the encoder output frequency Fin is set as the converted frequency Ftmp, the mode signal Mode1 has a
ステップS130でエンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の2以上のときには、エンコーダ出力周波数Finを最大周波数Fmaxの8分の3(37.5kHz)と比較し(ステップS150)、エンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の3未満のときには、エンコーダ出力周波数Finの3分の1を変換後周波数Ftmpとして設定すると共に、モード信号Mode1に値0,モード信号Mode2に値1,モード信号Mode3に値0を設定し(ステップS160)、設定した変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを出力して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。この場合、変換後周波数Ftmpは、約8.3kHz以上12.5kHz未満の範囲内の周波数となる。
When the encoder output frequency Fin is 2/8 or more of the maximum frequency Fmax in step S130, the encoder output frequency Fin is compared with 3/8 (37.5 kHz) of the maximum frequency Fmax (step S150), and the encoder output frequency Fin Is less than 3/8 of the maximum frequency Fmax, 1/3 of the encoder output frequency Fin is set as the converted frequency Ftmp, and the
ステップS150でエンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の3以上のときには、エンコーダ出力周波数Finを最大周波数Fmaxの8分の4(50kHz)と比較し(ステップS170)、エンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の4未満のときには、エンコーダ出力周波数Finの4分の1を変換後周波数Ftmpとして設定すると共に、モード信号Mode1に値1,モード信号Mode2に値1,モード信号Mode3に値0を設定し(ステップS180)、設定した変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを出力して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。この場合、変換後周波数Ftmpは、約9.4kHz以上12.5kHz未満の範囲内の周波数となる。
When the encoder output frequency Fin is not less than 3/8 of the maximum frequency Fmax in step S150, the encoder output frequency Fin is compared with 4/8 (50 kHz) of the maximum frequency Fmax (step S170), and the encoder output frequency Fin is maximum. When the frequency is less than 4/8 of the frequency Fmax, one fourth of the encoder output frequency Fin is set as the converted frequency Ftmp, and the mode signal Mode1 has a
ステップS170でエンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の4以上のときには、エンコーダ出力周波数Finを最大周波数Fmaxの8分の5(62.5kHz)と比較し(ステップS190)、エンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の5未満のときには、エンコーダ出力周波数Finの5分の1を変換後周波数Ftmpとして設定すると共に、モード信号Mode1に値0,モード信号Mode2に値0,モード信号Mode3に値1を設定し(ステップS200)、設定した変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを出力して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。この場合、変換後周波数Ftmpは、10kHz以上12.5kHz未満の範囲内の周波数となる。
When the encoder output frequency Fin is not less than 4/8 of the maximum frequency Fmax in step S170, the encoder output frequency Fin is compared with 5/8 (62.5 kHz) of the maximum frequency Fmax (step S190). Is less than 5/8 of the maximum frequency Fmax, 1/5 of the encoder output frequency Fin is set as the post-conversion frequency Ftmp, the mode signal Mode1 has the
ステップS190でエンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の5以上のときには、エンコーダ出力周波数Finを最大周波数Fmaxの8分の6(75kHz)と比較し(ステップS210)、エンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の6未満のときには、エンコーダ出力周波数Finの6分の1を変換後周波数Ftmpとして設定すると共に、モード信号Mode1に値1,モード信号Mode2に値0,モード信号Mode3に値1を設定し(ステップS220)、設定した変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを出力して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。この場合、変換後周波数Ftmpは、約10.4kHz以上12.5kHz未満の範囲内の周波数となる。
When the encoder output frequency Fin is 5/8 or more of the maximum frequency Fmax in step S190, the encoder output frequency Fin is compared with 6/8 (75 kHz) of the maximum frequency Fmax (step S210), and the encoder output frequency Fin is maximum. When the frequency is less than 6/8 of the frequency Fmax, 1/6 of the encoder output frequency Fin is set as the converted frequency Ftmp, the mode signal Mode1 has a
ステップS210でエンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の6以上のときには、エンコーダ出力周波数Finを最大周波数Fmaxの8分の7(87.5kHz)と比較し(ステップS230)、エンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の7未満のときには、エンコーダ出力周波数Finの7分の1を変換後周波数Ftmpとして設定すると共に、モード信号Mode1に値0,モード信号Mode2に値1,モード信号Mode3に値1を設定し(ステップS240)、設定した変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを出力して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。この場合、変換後周波数Ftmpは、約10.7kHz以上12.5kHz未満の範囲内の周波数となる。
When the encoder output frequency Fin is not less than 6/8 of the maximum frequency Fmax in step S210, the encoder output frequency Fin is compared with 7/8 (87.5 kHz) of the maximum frequency Fmax (step S230). Is less than 7/8 of the maximum frequency Fmax, 1/7 of the encoder output frequency Fin is set as the post-conversion frequency Ftmp, the mode signal Mode1 has a
ステップS230でエンコーダ出力周波数Finが最大周波数Fmaxの8分の7以上のときには、エンコーダ出力周波数Finの8分の1を変換後周波数Ftmpとして設定すると共に、モード信号Mode1に値1,モード信号Mode2に値1,モード信号Mode3に値1を設定し(ステップS250)、設定した変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを出力して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。この場合、変換後周波数Ftmpは、約10.9kHz以上12.5kHz未満の範囲内の周波数となる。
If the encoder output frequency Fin is 7/8 or more of the maximum frequency Fmax in step S230, 1/8 of the encoder output frequency Fin is set as the converted frequency Ftmp, and the mode signal Mode1 is set to the
このように、第1信号変換部44では、エンコーダ出力周波数Finに応じて、12.5kHz未満の変換後周波数Ftmpのパルス信号と、エンコーダ出力周波数Finに応じた(エンコーダ出力周波数Finと変換後周波数Ftmpとの関係を示す)モード信号Mode1,Mode2,Mode3と、を第2信号変換部46に出力するのである。なお、モード信号Mode1,Mode2,Mode3は、オンまたはオフの信号であるから、当然に、12.5kHz未満の周波数の信号となる。
As described above, in the first
エンコーダ42と回転数演算部48とを1本の信号線(伝送路)で接続する場合、コンバータ26やインバータ28のスイッチング素子のスイッチングによる高調波ノイズ(キャリア周波数の整数倍の周波数のノイズ)がエンコーダ42から回転数演算部48までの信号線に影響を与えることによって、回転数演算部48で、回転数を誤演算してしまう可能性があった。これに対して、実施例では、第1信号変換部44から第2信号変換部46に出力される4つの信号が、いずれも、12.5kHz未満の周波数、即ち、コンバータ26やインバータ28のキャリア周波数未満の周波数となるから、コンバータ26やインバータ28のスイッチング素子のスイッチングによる高調波ノイズがエンコーダ42付近に配置された第1信号変換部44から回転数演算部48付近に配置された第2信号変換部46までの信号線に影響を与えるのを抑制することができ、モータ22の回転数を誤演算するのを抑制することができる。
When the
なお、第1信号変換部44と第2信号変換部46とを接続する信号線の本数は、変換後周波数Ftmpのパルス信号用の1本と、エンコーダ42からのパルス信号の最大周波数Fmaxを値2(各モード信号でオンオフの2通り)の冪乗(モード信号の数)で除した値がコンバータ26やインバータ28のキャリア周波数未満となる冪乗の最小値の本数と、の和とすれば、信号線の本数を必要最小限とすることができる。実施例では、エンコーダ42からのパルス信号の最大周波数Fmaxが100kHzでありコンバータ26やインバータ28を12.5kHzのキャリア周波数で駆動するものとしたから、100kHzを値2の冪乗で除した値が12.5kHz未満となる冪乗の最小値は値3となる。したがって、第1信号変換部44と第2信号変換部46とを4本の信号線(伝送路)で接続すればよいことになる。
Note that the number of signal lines connecting the first
次に、図3の第2信号変換ルーチンについて説明する。第2信号変換ルーチンが実行されると、第2信号変換部46は、まず、第1信号変換部44からのパルス信号の周波数(変換後周波数)Ftmpと、モード信号Mode1,Mode2,Mode3とを入力する(ステップS300)。
Next, the second signal conversion routine of FIG. 3 will be described. When the second signal conversion routine is executed, the second signal conversion unit 46 first calculates the frequency (converted frequency) Ftmp of the pulse signal from the first
こうしてデータを入力すると、入力したモード信号Mode1,Mode2,Mode3の値を調べる(ステップS310〜S370)。そして、モード信号Mode3が値0でモード信号Mode2が値0でモード信号Mode1が値0のときには(ステップS310,S320,S330)、変換後周波数Ftmpを出力用周波数Foutに設定し(ステップS380)、設定した出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。こうした処理により、エンコーダ42からの出力信号に復号して回転数演算部48に出力することができる。
When data is input in this way, the values of the input mode signals Mode1, Mode2 and Mode3 are examined (steps S310 to S370). When the mode signal Mode3 is 0, the mode signal Mode2 is 0, and the mode signal Mode1 is 0 (steps S310, S320, S330), the converted frequency Ftmp is set to the output frequency Fout (step S380). The pulse signal having the set output frequency Fout is output to the rotation speed calculation unit 48 (step S460), and this routine is terminated. By such processing, the output signal from the
モード信号Mode3が値0でモード信号Mode2が値0でモード信号Mode1が値1のときには(ステップS310,S320,S330)、変換後周波数Ftmpに値2を乗じた値を出力用周波数Foutに設定し(ステップS390)、設定した出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。
When the mode signal Mode3 is 0 and the mode signal Mode2 is 0 and the mode signal Mode1 is 1 (steps S310, S320, S330), a value obtained by multiplying the converted frequency Ftmp by the
モード信号Mode3が値0でモード信号Mode2が値1でモード信号Mode1が値0のときには(ステップS310,S320,S340)、変換後周波数Ftmpに値3を乗じた値を出力用周波数Foutに設定し(ステップS400)、設定した出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。
When the mode signal Mode3 is 0, the mode signal Mode2 is 1 and the mode signal Mode1 is 0 (steps S310, S320, S340), a value obtained by multiplying the converted frequency Ftmp by the
モード信号Mode3が値0でモード信号Mode2が値1でモード信号Mode1が値1のときには(ステップS310,S320,S340)、変換後周波数Ftmpに値4を乗じた値を出力用周波数Foutに設定し(ステップS410)、設定した出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。
When the mode signal Mode3 is 0, the mode signal Mode2 is 1 and the mode signal Mode1 is 1 (steps S310, S320, S340), a value obtained by multiplying the converted frequency Ftmp by the
モード信号Mode3が値1でモード信号Mode2が値0でモード信号Mode1が値0のときには(ステップS310,S350,S360)、変換後周波数Ftmpに値5を乗じた値を出力用周波数Foutに設定し(ステップS420)、設定した出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。
When the mode signal Mode3 is the
モード信号Mode3が値1でモード信号Mode2が値0でモード信号Mode1が値1のときには(ステップS310,S350,S360)、変換後周波数Ftmpに値6を乗じた値を出力用周波数Foutに設定し(ステップS430)、設定した出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。
When the mode signal Mode3 is the
モード信号Mode3が値1でモード信号Mode2が値1でモード信号Mode1が値0のときには(ステップS310,S350,S370)、変換後周波数Ftmpに値7を乗じた値を出力用周波数Foutに設定し(ステップS440)、設定した出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。
When the mode signal Mode3 is the
モード信号Mode3が値1でモード信号Mode2が値1でモード信号Mode1が値1のときには(ステップS310,S350,S370)、変換後周波数Ftmpに値8を乗じた値を出力用周波数Foutに設定し(ステップS450)、設定した出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。
When the mode signal Mode3 is the
第2信号変換部46では、変換後周波数Ftmpのパルス信号とモード信号Mode1,Mode2,Mode3とを用いてパルス信号の周波数を変換後周波数Ftmpから出力用周波数Foutに変換し(エンコーダ出力周波数Finのパルス信号に復号し)、出力用周波数Foutのパルス信号を回転数演算部48に出力するのである。
The second signal converter 46 converts the frequency of the pulse signal from the converted frequency Ftmp to the output frequency Fout using the pulse signal of the converted frequency Ftmp and the mode signals Mode1, Mode2, Mode3 (the encoder output frequency Fin The signal is decoded into a pulse signal), and the pulse signal having the output frequency Fout is output to the rotation
以上説明した実施例の試験装置20が備える回転数検出装置40によれば、エンコーダ42付近に第1信号変換部44を設けると共に回転数演算部48付近に第2信号変換部46を設けて、第1信号変換部44と第2信号変換部46とを複数の信号線で接続する。そして、第1信号変換部44では、エンコーダ42からのパルス信号をコンバータ26やインバータ28のキャリア周波数未満の複数の信号に変換して出力し、第2信号変換部46では、第1信号変換部44からの複数の信号を用いてエンコーダ42からのパルス信号に復号して回転数演算部48に出力する。これにより、第1信号変換部44と第2信号変換部46との間の通信線の信号に、コンバータ26やインバータ28のスイッチングによる高調波ノイズが重畳しても、モータの回転数を正確に演算することができる。
According to the rotation
実施例の実施例の試験装置20が備える回転数検出装置40では、第1信号変換部44と第2信号変換部46とを、変換後周波数Ftmpのパルス信号用の1本と、エンコーダ42からのパルス信号の最大周波数Fmaxを値2の冪乗で除した値がコンバータ26やインバータ28のキャリア周波数未満となる冪乗の最小値の本数と、の和の本数で接続するものとしたが、それより多い本数で接続するものとしてもよい。例えば、実施例では、エンコーダ42からのパルス信号の最大周波数Fmaxが100kHzでありコンバータ26やインバータ28を12.5kHzのキャリア周波数で駆動する場合に、第1信号変換部44と第2信号変換部46とを4本の信号線(伝送路)で接続するものとしたが、この場合に、5本や6本の信号線で接続するものとしてもよいのである。
In the rotation
実施例の試験装置20では、交流電源24からの交流電力をコンバータ26によって直流電力に変換すると共にその直流電力をインバータ28によって交流電力に変換してモータ22に供給するものとしたが、直流電源からの直流電力をインバータ28によって交流電力に変換してモータ22に供給するものとしてもよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ22が「モータ」に相当し、インバータ28が「インバータ」に相当し、試験装置20が「試験装置」に相当し、回転数検出装置40が「回転数検出装置」に相当し、エンコーダ42が「エンコーダ」に相当し、第1信号変換部44が「第1信号信号変換手段」に相当し、第2信号変換部46が「第2信号信号変換手段」に相当し、回転数演算部48が「回転数演算手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、回転数検出装置や試験装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of rotational speed detection devices and test devices.
10 変速機、12 入力軸、20 試験装置、22 モータ、24 交流電源、26 コンバータ、28 インバータ、30 電子制御ユニット(ECU)、32 レゾルバ、40 回転数検出装置、42 エンコーダ、44 第1信号変換部、46 第2信号変換部、48 回転数演算部、60 デジタル・アナログ/CAN変換器、68 CAN−BUS、70 PC、80 タッチパネル。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータの回転軸に取り付けられたエンコーダと、
前記エンコーダからの出力信号を複数の信号に変換して出力する第1信号変換手段と、
前記第1信号変換手段からの複数の出力信号を前記エンコーダからの出力信号に復号して出力する第2信号変換手段と、
前記第2信号変換手段からの出力信号を用いて前記モータの回転数を演算する回転数演算手段と、
を備える回転数検出装置。 A rotation speed detection device that is mounted on a test apparatus including a motor attached to a rotating shaft to be tested and an inverter for driving the motor, and detects the rotation speed of the motor,
An encoder attached to the rotating shaft of the motor;
First signal conversion means for converting an output signal from the encoder into a plurality of signals and outputting the signals;
Second signal conversion means for decoding and outputting a plurality of output signals from the first signal conversion means to output signals from the encoder;
A rotational speed calculating means for calculating the rotational speed of the motor using an output signal from the second signal converting means;
A rotational speed detection device comprising:
前記第1信号変換手段は、前記エンコーダからの出力信号を、前記インバータのキャリア周波数未満の周波数の複数の信号に変換して出力する手段である、
回転数検出装置。 The rotation speed detection device according to claim 1,
The first signal converting means is means for converting the output signal from the encoder into a plurality of signals having a frequency lower than the carrier frequency of the inverter and outputting the converted signal.
Rotational speed detection device.
前記第1信号変換手段は、前記エンコーダからの出力信号の周波数に応じた係数で前記エンコーダからの出力信号の周波数を除して得られる変換後周波数の信号と、前記係数の値に対応する係数対応信号と、を出力する手段であり、
前記第2信号変換手段は、前記変換後周波数の信号と前記係数対応信号とを用いて前記エンコーダからの出力信号に復号して出力する手段である、
回転数検出装置。 The rotation speed detection device according to claim 1 or 2,
The first signal converting means includes a signal having a converted frequency obtained by dividing the frequency of the output signal from the encoder by a coefficient corresponding to the frequency of the output signal from the encoder, and a coefficient corresponding to the value of the coefficient And a corresponding signal.
The second signal converting means is means for decoding and outputting an output signal from the encoder using the signal of the converted frequency and the coefficient corresponding signal.
Rotational speed detection device.
前記第1信号変換手段と前記第2信号変換手段とは、前記変換後周波数の信号用の1本と、前記エンコーダからの出力信号の最大周波数を値2の冪乗で除した値が前記インバータのキャリア周波数未満となる冪数の最小値の本数と、の和の本数によって接続されてなる、
回転数検出装置。 The rotation speed detection device according to claim 3,
The first signal converting means and the second signal converting means include one for the signal having the converted frequency and a value obtained by dividing the maximum frequency of the output signal from the encoder by a power of 2 Connected by the number of the sum of the minimum number of powers that is less than the carrier frequency of
Rotational speed detection device.
前記回転数検出装置は、
前記モータの回転軸に取り付けられたエンコーダと、
前記エンコーダからの出力信号を複数の信号に変換して出力する第1信号変換手段と、
前記第1信号変換手段からの複数の出力信号を前記エンコーダからの出力信号に復号して出力する第2信号変換手段と、
前記第2信号変換手段からの出力信号を用いて前記モータの回転数を演算する回転数演算手段と、
を備える試験装置。 A test apparatus comprising: a motor attached to a rotation shaft to be tested; an inverter for driving the motor; and a rotation speed detection device that detects the rotation speed of the motor,
The rotational speed detection device is
An encoder attached to the rotating shaft of the motor;
First signal conversion means for converting an output signal from the encoder into a plurality of signals and outputting the signals;
Second signal conversion means for decoding and outputting a plurality of output signals from the first signal conversion means to output signals from the encoder;
A rotational speed calculating means for calculating the rotational speed of the motor using an output signal from the second signal converting means;
A test apparatus comprising:
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