JP2017118708A - Rotation angle sensor fitting angle measurement device, and rotation angle sensor fitting angle measurement method - Google Patents

Rotation angle sensor fitting angle measurement device, and rotation angle sensor fitting angle measurement method Download PDF

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle sensor fitting angle measurement device capable of detecting deviation with high accuracy and high sensitivity by manually making one rotation of a work motor that becomes a measurement target.SOLUTION: In a work motor comprising a stator around which multiple coils are wound, a rotor and a rotation angle sensor, one of the multiple coils is defined as a first coil. The rotation angle sensor fitting angle measurement device comprises: a voltage detection part for detecting a first induction voltage generated in the first coil in response to rotations of the rotor; a zero-cross point generation part for generating a zero-cross point where a code of a difference between an analog signal obtained by amplifying the first induction voltage and a predetermined reference voltage is changed; a rotation angle detection part for detecting a rotation angle of the rotation angle sensor on the basis of a signal that is supplied from the rotation angle sensor; and a control part which instructs timing of detection to the rotation angle detection part and measures a phase difference between the rotation angle of the rotation angle sensor that is supplied by the rotation angle detection part, and a rotation angle of the rotor.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、レゾルバ等の回転角センサをモータに取り付ける際、モータにおけるロータの回転角基準角度からのズレを検出する技術に関する。詳細には、モータのU相誘起電圧のゼロクロスポイントにおける、レゾルバ等の回転角センサに基づいた回転角を測定することにより、回転角センサとモータとの角度のズレを検出することができる回転角センサ取り付け角度測定装置及び回転角センサとモータとの角度のズレを検出する方法に関するものである。   The present invention relates to a technique for detecting a deviation from a reference rotation angle of a rotor in a motor when a rotation angle sensor such as a resolver is attached to the motor. Specifically, the rotation angle at which the rotation angle sensor and the motor can be detected by measuring the rotation angle based on the rotation angle sensor such as a resolver at the zero cross point of the U-phase induced voltage of the motor. The present invention relates to a sensor mounting angle measuring device and a method for detecting an angle shift between a rotation angle sensor and a motor.

従来、外部からワークモータを用いてモータを一定回転させながら、モータのU相電圧とレゾルバ出力角度0°(ゼロ度)の時に出力するZ相信号とをオシロスコープを使って観測して、U相電圧波形とZ相信号の時間差から位相差(取付角度差)ゼロクロス点を見出す方式が知られている。   Conventionally, the U phase voltage of the motor and the Z phase signal output when the resolver output angle is 0 ° (zero degree) are observed using an oscilloscope while rotating the motor with a work motor from outside. A method of finding a phase difference (mounting angle difference) zero-cross point from a time difference between a voltage waveform and a Z-phase signal is known.

さらに、コイルが巻回された固定子と、永久磁石が固定された回転子と、前記回転子の回転位置を検出する位置検出センサとを有する位置検出センサ付電動機において、前記回転子に前記位置検出センサを仮に固定した状態で、前記回転子を前記位置検出センサ付電動機の外部の動力により回転させ、前記回転子の回転により前記コイルに発生する誘起電圧を検出し、前記誘起電圧波形から基本波を抽出し、前記位置検出センサが出力する信号波形を検出し、前記位置検出センサが出力する信号波形と、前記誘起電圧波形から抽出した基本波とを比較してズレを算出し、前記算出したズレをなくすように、前記位置検出センサの取り付け位置を調整し、前記回転子に前記位置検出センサを本固定するような技術が知られており、例えば、特開2009−254066号公報(特許文献1)および特開2002−325493号公報(特許文献2)には、そのような技術が記載されている。   Furthermore, in the electric motor with a position detection sensor having a stator around which a coil is wound, a rotor to which a permanent magnet is fixed, and a position detection sensor for detecting a rotation position of the rotor, the position is set on the rotor. With the detection sensor temporarily fixed, the rotor is rotated by the external power of the electric motor with the position detection sensor, and the induced voltage generated in the coil due to the rotation of the rotor is detected. A wave is extracted, a signal waveform output from the position detection sensor is detected, a deviation is calculated by comparing a signal waveform output from the position detection sensor with a fundamental wave extracted from the induced voltage waveform, and the calculation There is known a technique for adjusting the mounting position of the position detection sensor so as to eliminate the deviation, and fixing the position detection sensor to the rotor. The 009-254066 (Patent Document 1) and Japanese Patent 2002-325493 (Patent Document 2) describes such a technique.

特開2009−254066号公報JP 2009-254066 A 特開2002−325493号公報JP 2002-325493 A

従来の方式では、上述のようにU相電圧波形とZ相信号とをオシロスコープで観測して、その時間差に対応する位相差を算出するので、レゾルバ取り付け角度測定において、レゾルバを取り付けたモータと外部からワークモータとを結合し、ワークモータを回転させて、モータを一定速度で回転させながら作業する必要がある。当然、ワークモータが回転しているときしか位相差を認識できないため、レゾルバの取付け角を調整する作業中でも、ワークモータの回転を継続させることが必要である。このため、レゾルバ調整は危険な作業となり得るという問題が残る。   In the conventional method, the U-phase voltage waveform and the Z-phase signal are observed with an oscilloscope as described above, and the phase difference corresponding to the time difference is calculated. Therefore, in the resolver mounting angle measurement, the motor with the resolver attached and the external It is necessary to connect the work motor to the work motor, rotate the work motor, and work while rotating the motor at a constant speed. Naturally, since the phase difference can be recognized only when the work motor is rotating, it is necessary to continue the rotation of the work motor even during the work of adjusting the mounting angle of the resolver. For this reason, the problem that the resolver adjustment can be a dangerous work remains.

特許文献1においては、電動機に位置検出センサを固定して、電動機の回転子を外部のモータにより回転させて、また特許文献2においては、モータをエンジンによって回転させて、モータの回転子の回転によりコイルに発生する誘起電圧を検出して、位置検出センサの取り付け位置を検出する方法が開示されている。すなわち、動力によって位置検出センサの取り付けられたモータのコイルから供給される誘導電圧を検出するから、モータの回転子に供給される動力が十分ならば、誘導電圧とゼロ電圧の交差するゼロクロスポイントを検出するために十分な電圧変化を呈する誘導電圧(高い周波数または高い電圧)を検出するのに適した装置であるが、外部からの動力が弱い場合、例えば検査作業者が手動で回転させて得られるような誘導電圧では、十分な電圧変化を得られずフラットに近いような場合、ゼロクロスポイントを検出することができず、位置検出センサの取り付け位置を調整することが困難であると考えざるを得ない。   In Patent Document 1, the position detection sensor is fixed to the electric motor, and the rotor of the electric motor is rotated by an external motor. In Patent Document 2, the motor is rotated by the engine to rotate the rotor of the motor. Discloses a method for detecting an induced voltage generated in a coil and detecting a mounting position of a position detection sensor. That is, since the induced voltage supplied from the motor coil to which the position detection sensor is attached is detected by power, if the power supplied to the rotor of the motor is sufficient, the zero cross point where the induced voltage and zero voltage intersect is set. It is a device suitable for detecting an induced voltage (high frequency or high voltage) that exhibits a sufficient voltage change to detect, but when the external power is weak, it can be obtained, for example, by rotating it manually by an inspection operator. If the induced voltage is not enough to obtain a sufficient voltage change and it is almost flat, the zero cross point cannot be detected and it is difficult to adjust the mounting position of the position detection sensor. I don't get it.

本発明は上述のような事情に基づいてなされたものであり、本発明の目的は、ワークモータの基準角度と回転角センサの基準角度とのオフセット角度(位相差)を検出する際、U相電圧波形が設定した上限電圧および下限電圧に達する程度まで、増幅を行う増幅回路を使用することにより、U相電圧波形が基準電圧と交差するゼロクロスポイントの検出精度および検出感度を向上することができ、本発明の回転角センサ取り付け角度測定装置は、小規模な構成でありながら、測定対象となるワークモータを手動で1回転することにより、オフセット角度を高精度かつ高感度で検出することができる本発明の回転角センサ取り付け角度測定装置及び回転角センサ取り付け角度測定方法を提供することにある。   The present invention has been made based on the above situation, and an object of the present invention is to detect an offset angle (phase difference) between a reference angle of a work motor and a reference angle of a rotation angle sensor. By using an amplifier circuit that amplifies the voltage waveform to the set upper limit voltage and lower limit voltage, the detection accuracy and detection sensitivity of the zero cross point where the U-phase voltage waveform crosses the reference voltage can be improved. The rotation angle sensor mounting angle measuring device of the present invention is capable of detecting the offset angle with high accuracy and high sensitivity by manually rotating the work motor to be measured once while having a small-scale configuration. An object of the present invention is to provide a rotation angle sensor mounting angle measuring device and a rotation angle sensor mounting angle measuring method of the present invention.

本発明は、複数のコイルが巻回された固定子と、回転子と、回転角センサとを有するワークモータにおいて、前記ワークモータの基準角度と前記回転角センサの基準角度との角度差を測定する回転角センサ取り付け角度測定装置であって、前記複数のコイルのうちの1つのコイルを第1のコイルとし、前記回転子の回転に応じて前記第1のコイルに発生する第1の誘起電圧を検出する電圧検出部と、前記第1の誘起電圧を増幅したアナログ信号と所定の基準電圧との差分の符号が変わるゼロクロスポイントを生成するゼロクロスポイント生成部と、前記回転角センサから供給される信号に基づいて、前記回転角センサの回転角度を検出する回転角検出部と、前記ゼロクロスポイントに基づいて、前記回転角検出部に検出するタイミングを指示し、前記回転角度検出部が供給する前記回転角センサの回転角度と前記回転子と回転角度との位相差を測定する制御部を備えることにより達成される。   The present invention measures a difference between a reference angle of the work motor and a reference angle of the rotation angle sensor in a work motor having a stator around which a plurality of coils are wound, a rotor, and a rotation angle sensor. A rotation angle sensor mounting angle measuring device, wherein one of the plurality of coils is a first coil, and a first induced voltage generated in the first coil in response to rotation of the rotor Supplied from the rotation angle sensor, a voltage detection unit that detects the difference, a zero cross point generation unit that generates a zero cross point that changes the sign of the difference between the analog signal obtained by amplifying the first induced voltage and a predetermined reference voltage Based on the signal, the rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the rotation angle sensor, and the detection timing to the rotation angle detection unit based on the zero cross point It is achieved by providing a control unit for the rotation angle detection unit measures the phase difference between the rotation angle and the rotor and the rotation angle of the rotation angle sensor supplies.

本発明の上記目的は、前記アナログ信号を増幅する増幅回路を有するゼロクロスポイント生成部を備え、上限電圧を前記増幅回路のプラス側電源電圧以下とし、下限電圧を前記増幅回路のマイナス側電源電圧以上とし、前記増幅回路のプラス側出力電圧を前記上限電圧に達するまで、かつ前記増幅回路のマイナス側出力電圧を前記下限電圧に達するまで、前記アナログ信号を増幅することにより、前記ゼロクロスポイントの検出精度および検出感度を向上させることにより、
或いは、前記アナログ信号が矩形波状の信号に変換されるまで増幅を行う増幅回路を有するゼロクロスポイント生成部を備えることにより、
或いは、前記複数のコイルが発生する全ての誘起電圧に基づいて生成された電圧を前記所定の基準電圧として用い、前記アナログ信号を増幅する増幅回路を有するゼロクロスポイント生成部を備えることにより、より効果的に達成される。
The above object of the present invention includes a zero cross point generator having an amplifier circuit for amplifying the analog signal, wherein the upper limit voltage is equal to or lower than the positive power supply voltage of the amplifier circuit, and the lower limit voltage is equal to or higher than the negative power supply voltage of the amplifier circuit. And detecting the zero cross point by amplifying the analog signal until the positive output voltage of the amplifier circuit reaches the upper limit voltage and the negative output voltage of the amplifier circuit reaches the lower limit voltage. And improving detection sensitivity
Alternatively, by including a zero cross point generation unit having an amplification circuit that performs amplification until the analog signal is converted into a rectangular wave signal,
Alternatively, a voltage generated based on all the induced voltages generated by the plurality of coils is used as the predetermined reference voltage, and a zero cross point generation unit having an amplifier circuit that amplifies the analog signal is provided, thereby further improving the effect. Is achieved.

本発明は、複数のコイルが巻回された固定子と、回転子と、回転角センサとを有するワークモータにおいて、前記ワークモータの基準角度と前記回転角センサの基準角度との角度差を測定する回転角センサ取り付け角度測定方法であって、前記複数のコイルのうちの1つのコイルを第1のコイルとし、前記回転子の回転に応じて前記第1のコイルに発生する第1の誘起電圧を検出し、前記第1の誘起電圧を増幅したアナログ信号と所定の基準電圧との差分の符号が変わるゼロクロスポイントを生成し、前記回転角センサから供給される信号に基づいて、前記回転角センサの回転角度を検出し、前記ゼロクロスポイントに基づいて、前記回転角センサの回転角度を検出するタイミングを制御し、前記回転角センサの回転角度と前記回転子と回転角度との位相差を測定することにより達成される。   The present invention measures a difference between a reference angle of the work motor and a reference angle of the rotation angle sensor in a work motor having a stator around which a plurality of coils are wound, a rotor, and a rotation angle sensor. A rotation angle sensor mounting angle measuring method, wherein one of the plurality of coils is a first coil, and a first induced voltage generated in the first coil in response to rotation of the rotor And generating a zero cross point in which the sign of the difference between the analog signal obtained by amplifying the first induced voltage and a predetermined reference voltage is changed, and based on the signal supplied from the rotation angle sensor, the rotation angle sensor And detecting the rotation angle of the rotation angle sensor based on the zero cross point, and controlling the rotation angle of the rotation angle sensor and the rotation of the rotor. It is accomplished by measuring the phase difference between degrees.

本発明の上記目的は、増幅回路によって前記アナログ信号を増幅し、上限電圧を前記増幅回路のプラス側電源電圧以下とし、下限電圧を前記増幅回路のマイナス側電源電圧以上とし、前記増幅回路のプラス側出力電圧を前記上限電圧に達するまで、かつ前記増幅回路のマイナス側出力電圧を前記下限電圧に達するまで、前記アナログ信号を増幅することにより、前記ゼロクロスポイントの検出精度および検出感度を向上させることにより、
或いは、前記アナログ信号が矩形波状の信号に変換されるまで増幅を行うことにより、
或いは、前記複数のコイルが発生する全ての誘起電圧に基づいて生成された電圧を前記所定の基準電圧として用い、前記アナログ信号を増幅することにより、より効果的に達成される。
The object of the present invention is to amplify the analog signal by an amplifier circuit, to set the upper limit voltage to be equal to or lower than the positive power supply voltage of the amplifier circuit, to set the lower limit voltage to be equal to or higher than the negative power supply voltage of the amplifier circuit, Amplifying the analog signal until the side output voltage reaches the upper limit voltage and the minus side output voltage of the amplifier circuit reaches the lower limit voltage, thereby improving the detection accuracy and detection sensitivity of the zero cross point. By
Alternatively, by performing amplification until the analog signal is converted into a rectangular wave signal,
Alternatively, this can be achieved more effectively by amplifying the analog signal using a voltage generated based on all the induced voltages generated by the plurality of coils as the predetermined reference voltage.

本発明の回転角センサ取り付け角度測定装置及び回転角センサ取り付け角度測定方法によれば、ワークモータの基準角度と回転角センサの基準角度とのオフセット角度(位相差)を検出する際、U相電圧波形が設定した上限電圧および下限電圧に達する程度まで、増幅を行う増幅回路を使用することにより、U相電圧波形が基準電圧と交差するゼロクロスポイントの検出精度および検出感度を向上することができ、本発明の回転角センサ取り付け角度測定装置は、小規模な構成でありながら、測定対象となるワークモータを手動で1回転することにより、オフセット角度(位相差)を高精度かつ高感度で検出することができる。   According to the rotation angle sensor attachment angle measuring apparatus and the rotation angle sensor attachment angle measurement method of the present invention, when detecting the offset angle (phase difference) between the reference angle of the work motor and the reference angle of the rotation angle sensor, the U-phase voltage is detected. By using an amplification circuit that performs amplification to the extent that the waveform reaches the set upper limit voltage and lower limit voltage, the detection accuracy and detection sensitivity of the zero cross point at which the U-phase voltage waveform crosses the reference voltage can be improved, The rotation angle sensor mounting angle measuring device according to the present invention detects the offset angle (phase difference) with high accuracy and high sensitivity by manually rotating the work motor to be measured once in a small configuration. be able to.

ブラシレスタイプ(可変リラクタンス型)のレゾルバの構造図である。FIG. 3 is a structural diagram of a brushless type (variable reluctance type) resolver. モータとレゾルバの機械的なズレ角度を示す図である。It is a figure which shows the mechanical gap angle of a motor and a resolver. 本発明の第1実施形態に係る回転角センサ取り付け角度測定装置システムおよび測定対象の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a rotation angle sensor mounting angle measuring device system and a measurement object according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る回転角センサ取り付け角度測定装置システムにおいて生成されるZ相パルス信号、U相電圧波形、ゼロクロス信号、SIN信号41、COS信号42、および角度取得θのタイミング関係を示す図である。The timing relationship between the Z-phase pulse signal, the U-phase voltage waveform, the zero-cross signal, the SIN signal 41, the COS signal 42, and the angle acquisition θ generated in the rotation angle sensor mounting angle measuring device system according to the first embodiment of the present invention is as follows. FIG. 本発明の第1実施形態における、U相電圧の基準電圧、U相誘起電圧、基準電圧とU相誘起電圧との各交点をゼロクロスポイントを、モータのロータ角度をxy平面の原点を中心とした角度として表して、模式的に描いた説明図である。In the first embodiment of the present invention, the reference voltage of the U-phase voltage, the U-phase induced voltage, the intersection of the reference voltage and the U-phase induced voltage are set at the zero cross point, and the motor rotor angle is set at the origin on the xy plane. It is explanatory drawing represented as an angle and drawn typically. 本発明の第1実施形態における、基準電圧を中心に振動するU相電圧波形のゼロクロスポイントにおける、レゾルバ角度から算出したオフセット角度θ1、θ2、〜θ8の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of offset angle (theta) 1, (theta) 2,-(theta) 8 calculated from the resolver angle in the zero cross point of the U-phase voltage waveform which vibrates centering on a reference voltage in 1st Embodiment of this invention. (A)は、本発明の第1実施形態における、正弦波状のU相電圧波形のゼロクロスポイントを正確に測定するための測定区間(囲みの部分)を示す図である。(B)は、測定区間を伸張すると、U相電圧波形がフラットになり、ゼロクロスポイントの決定範囲が広がって誤差が拡大する様子を示す図である。(C)は、U相電圧を増幅して、ゼロクロスポイント付近のU相電圧波形の傾きを増大することによって、ゼロクロスポイントの誤差が減少する様子を示す図である。(A) is a figure which shows the measurement area (enclosed part) for measuring correctly the zero crossing point of the sinusoidal U-phase voltage waveform in 1st Embodiment of this invention. (B) is a figure which shows a mode that a U-phase voltage waveform becomes flat, the determination range of a zero cross point spreads, and an error expands when a measurement area is extended. (C) is a figure which shows a mode that the error of a zero cross point reduces by amplifying U phase voltage and increasing the inclination of the U phase voltage waveform of the zero cross point vicinity. 本発明の第1実施形態における、U相電圧波形が増幅回路の最大出力電圧(上限電圧)−最小出力電圧(下限電圧)の間でリミットされる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the U-phase voltage waveform is limited between the maximum output voltage (upper limit voltage)-minimum output voltage (lower limit voltage) of an amplifier circuit in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における、回転角センサ取り付け角度測定装置の操作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation procedure of the rotation angle sensor attachment angle measuring apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における、回転角センサ取り付け角度測定装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the rotation angle sensor attachment angle measuring apparatus in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における、U相電圧、V相電圧およびW相電圧に基づいて生成した基準電圧を用いて、U相電圧波形を増幅する増幅回路である。It is an amplifier circuit which amplifies a U-phase voltage waveform using the reference voltage produced | generated based on the U-phase voltage, the V-phase voltage, and the W-phase voltage in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における、U相電圧波形のゼロクロス付近の電圧変化を拡大するための反転増幅回路である。It is an inverting amplifier circuit for expanding the voltage change near the zero cross of the U-phase voltage waveform in the second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態における、U相電圧波形に対するリミッタ回路およびデジタルレベル変換回路である。6 is a limiter circuit and a digital level conversion circuit for a U-phase voltage waveform in the second embodiment of the present invention.

本発明は、測定対象となるワークモータに取り付けられた回転角センサ(例えば、レゾルバ)からの回転角度のデータとワークモータのU相電圧波形のゼロクロスポイントという時間情報とを比較した結果に基づいて、ワークモータの基準角度と回転角センサの回転角度とのオフセット角度(ズレ)を検出する際、U相電圧波形が設定した上限電圧および下限電圧に達する程度まで、増幅を行う増幅回路を使用することにより、U相電圧波形が中性点の基準電圧と交差するゼロクロスポイントの検出精度および検出感度を向上することができる。特に、本発明の回転角センサ取り付け角度測定装置は、小規模な構成でありながら、測定対象となるワークモータを手動で1回転することにより、オフセット角度(ズレ)を高精度かつ高感度で検出することができる。   The present invention is based on a result of comparing rotation angle data from a rotation angle sensor (for example, a resolver) attached to a workpiece motor to be measured with time information of a zero cross point of a U-phase voltage waveform of the workpiece motor. When an offset angle (deviation) between the reference angle of the work motor and the rotation angle of the rotation angle sensor is detected, an amplification circuit that performs amplification is used until the U-phase voltage waveform reaches the set upper limit voltage and lower limit voltage. As a result, it is possible to improve the detection accuracy and detection sensitivity of the zero cross point where the U-phase voltage waveform crosses the neutral point reference voltage. In particular, the rotation angle sensor mounting angle measuring device of the present invention is capable of detecting an offset angle (deviation) with high accuracy and high sensitivity by manually rotating the work motor to be measured once in a small configuration. can do.

以下に、本発明である回転角センサ取り付け角度測定装置及び回転角センサ取り付け角度測定方法における、最良の形態について、図面を参照して説明をする。   Hereinafter, the best mode of a rotation angle sensor mounting angle measuring apparatus and a rotation angle sensor mounting angle measuring method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、本発明において測定対象となる回転角センサが取り付けられたワークモータ(以下、単に「モータ」とも記載する)は、例えば、3相交流同期電動機が挙げられる。また、本発明の実施形態における測定対象は、回転角センサ、例えば、図1に示すようにブラシレスタイプ(可変リラクタンス型)のレゾルバ10であり、モータのロータと結合して回転するロータ12と、ロータ12の回転によって変化する励磁電圧を検出するコイル11が、ロータ12の周囲に円環状に配置されたステータ13というような構造である。そして、図2に示すように、レゾルバ20をモータ部21に取り付ける際、モータ部21におけるワークモータ0度位置22という基準に対して、レゾルバ20のレゾルバ0度位置23は、幾分かのオフセット角度24、すなわちモータとレゾルバの機械的なオフセット角度(位相差)を生じる。本発明である回転角センサ取り付け角度測定装置は、このオフセット角度24を、U相電圧波形が基準電圧に対し符号が変わる時点(以下、「ゼロクロスポイント」と記載する)におけるレゾルバからの回転角度のデータ(以下、「レゾルバ角度」と記載する)を測定することによって算出する。   First, a work motor (hereinafter also simply referred to as “motor”) to which a rotation angle sensor to be measured in the present invention is attached includes, for example, a three-phase AC synchronous motor. In addition, the measurement object in the embodiment of the present invention is a rotation angle sensor, for example, a brushless type (variable reluctance type) resolver 10 as shown in FIG. The coil 11 that detects the excitation voltage that changes with the rotation of the rotor 12 has a structure such as a stator 13 that is arranged around the rotor 12 in an annular shape. As shown in FIG. 2, when the resolver 20 is attached to the motor unit 21, the resolver 0 degree position 23 of the resolver 20 is somewhat offset with respect to the reference of the work motor 0 degree position 22 in the motor part 21. An angle 24, that is, a mechanical offset angle (phase difference) between the motor and the resolver is generated. In the rotation angle sensor mounting angle measuring apparatus according to the present invention, the offset angle 24 is determined based on the rotation angle from the resolver at the time when the sign of the U-phase voltage waveform changes with respect to the reference voltage (hereinafter referred to as “zero cross point”). It is calculated by measuring data (hereinafter referred to as “resolver angle”).

本発明の第1実施形態に係る回転角センサ取り付け角度測定装置システムおよび測定対象の全体構成を図3に示す。測定対象はモータ32に取り付けられたレゾルバ31である。回転角センサ取り付け角度測定装置システム30(以下、単に「レゾメータ」とも記載する)は、レゾルバデジタルコンバータ(以下、「RDコンバータ」と記載する)33、マイコン34、およびゼロクロスポイント生成部35から構成されている。   FIG. 3 shows the entire configuration of the rotation angle sensor mounting angle measuring device system and the measuring object according to the first embodiment of the present invention. A measurement target is a resolver 31 attached to a motor 32. The rotation angle sensor mounting angle measuring device system 30 (hereinafter also simply referred to as “resometer”) includes a resolver digital converter (hereinafter referred to as “RD converter”) 33, a microcomputer 34, and a zero cross point generator 35. ing.

レゾメータ30は、レゾルバ31に駆動信号として、正弦波状のリファレンス信号(以下、「REF」と記載する)40を供給し、モータ32の角度に基づいて、レゾルバ31は、SIN信号(以下、単に「SIN」または「Sin」と記載する)41およびCOS信号(以下、単に「COS」または「Cos」と記載する)42を生成して、レゾメータ30に供給する。そして、REF40、SIN41およびCOS42の関係としては、励磁信号であるREF40がレゾルバ31に入力されることにより、互いに直交する2つの検出コイル(図示しない)からは、モータ32のロータ(図示しない)の角度に応じて変調されたSINおよびCOSという2つの信号をRDコンバータ33に供給する。レゾルバ角度は、SINおよびCOSのアークタンジェントから、原理的に算出することができ、ラッチ44信号の受信タイミングで角度取得43信号として、マイコン34に供給する。また、ゼロクロスポイント生成部35は、モータ32から供給されたU相電圧45、V相電圧46およびW相電圧47を可変抵抗VRU48a、VRV48bおよびVRW48cによって調整した中性点の電圧を基準電圧としたU相電圧45を増幅して、基準電圧付近のU相電圧波形を拡大して、マイコン34に供給することができる。   The resolver 30 supplies a sine wave reference signal (hereinafter referred to as “REF”) 40 as a drive signal to the resolver 31, and based on the angle of the motor 32, the resolver 31 receives a SIN signal (hereinafter simply “ SIN ”or“ Sin ”) 41 and a COS signal (hereinafter simply referred to as“ COS ”or“ Cos ”) 42 are generated and supplied to the resometer 30. The relationship between REF 40, SIN 41 and COS 42 is that the excitation signal REF 40 is input to the resolver 31, so that two detection coils (not shown) orthogonal to each other cause a rotor (not shown) of the motor 32. Two signals SIN and COS modulated according to the angle are supplied to the RD converter 33. The resolver angle can be calculated in principle from the arc tangent of SIN and COS, and is supplied to the microcomputer 34 as an angle acquisition 43 signal at the reception timing of the latch 44 signal. Further, the zero cross point generator 35 uses, as a reference voltage, a neutral point voltage obtained by adjusting the U-phase voltage 45, the V-phase voltage 46, and the W-phase voltage 47 supplied from the motor 32 by the variable resistors VRU 48a, VRV 48b, and VRW 48c. The U-phase voltage 45 can be amplified, the U-phase voltage waveform near the reference voltage can be expanded and supplied to the microcomputer 34.

なお、U相、V相およびW相の各相電圧の間には、回路基板上における信号経路の抵抗の差等によって誤差が生じる場合があるが、可変抵抗VRU48a、VRV48bおよびVRW48cを調整することによって、回路基板等による該誤差を実質的に0(ゼロ)となるようにして、正確な中性点の電圧を生成することができる。   An error may occur between the U-phase, V-phase, and W-phase voltages due to differences in signal path resistance on the circuit board, but the variable resistors VRU48a, VRV48b, and VRW48c should be adjusted. Thus, the neutral point voltage can be generated accurately by making the error due to the circuit board or the like substantially zero.

さらに、ゼロクロスポイント生成部35の増幅率は非常に大きいので、U相電圧45において基準電圧付近から十分離れた部分の波形は、リミッタ処理がなされて、設定した上限電圧および下限電圧に達する程度まで、増幅またはレベル変換がなされる。このため、上限電圧および下限電圧の平坦部を有する矩形波状の波形に変換されたU相電圧のゼロクロス信号49がマイコン34に供給される。なお、上限電圧はゼロクロスポイント生成部35における増幅回路のプラス側電源電圧以下の電圧と設定し、下限電圧はゼロクロスポイント生成部35における増幅回路のマイナス側電源電圧の以上の電圧として設定するならば、出力電圧が増幅回路の飽和電圧に達した際に起こる問題を回避することができる。特に増幅回路が演算増幅器を備えていたような場合、出力電圧が増幅回路の飽和電圧に達した際の応答時間の遅れの回避に有効である。   Further, since the amplification factor of the zero cross point generator 35 is very large, the waveform of a portion sufficiently away from the vicinity of the reference voltage in the U-phase voltage 45 is subjected to limiter processing to reach the set upper limit voltage and lower limit voltage. Amplification or level conversion is performed. Therefore, the U-phase voltage zero-cross signal 49 converted to a rectangular waveform having a flat portion of the upper limit voltage and the lower limit voltage is supplied to the microcomputer 34. If the upper limit voltage is set to a voltage equal to or lower than the positive power supply voltage of the amplifier circuit in the zero cross point generator 35, and the lower limit voltage is set to a voltage higher than the negative power voltage of the amplifier circuit in the zero cross point generator 35. The problem that occurs when the output voltage reaches the saturation voltage of the amplifier circuit can be avoided. In particular, when the amplifier circuit includes an operational amplifier, it is effective in avoiding a delay in response time when the output voltage reaches the saturation voltage of the amplifier circuit.

以上のように、基準電圧に対してU相電圧45がプラスからマイナスに変化するタイミングに対応するゼロクロス49の立ち上がりの時点、またはマイナスからプラスに変化するタイミングに対応するゼロクロス49の立ち下がりを利用することによって、容易にU相電圧のゼロクロスポイントのタイミング情報を検出することができる。U相電圧45のゼロクロスポイントに基づいて、マイコン34がRDコンバータ33にラッチ43の信号を供給することによって、モータ32のロータが基準位置または基準角度に合致した時点におけるレゾルバ角度を取得することができる。以上のように取得したゼロクロスポイントにおけるレゾルバ角度に基づいて、モータ32の基準角度に対するレゾルバ角度(電気角)のズレを算出することができる。   As described above, the rising point of the zero cross 49 corresponding to the timing when the U-phase voltage 45 changes from plus to minus with respect to the reference voltage, or the falling of the zero cross 49 corresponding to the timing changing from minus to plus is used. By doing so, it is possible to easily detect the timing information of the zero-cross point of the U-phase voltage. Based on the zero cross point of the U-phase voltage 45, the microcomputer 34 supplies the signal of the latch 43 to the RD converter 33, whereby the resolver angle at the time when the rotor of the motor 32 matches the reference position or the reference angle can be acquired. it can. Based on the resolver angle at the zero cross point acquired as described above, the shift of the resolver angle (electrical angle) with respect to the reference angle of the motor 32 can be calculated.

レゾメータ30の実装基板については、RDコンバータ33、マイコン34、ゼロクロスポイント生成部35が、1枚の基板に実装されていても良く、それぞれ異なる基板に実装されていて、コネクタおよびケーブルを使用して接続して信号を入出力するようにしても良い。また、手動でワークモータ32を回転させず、ロータリエンコーダを搭載した駆動モータ(図示しない)でワークモータ32を回転させるような場合、モータのロータが基準角度、すなわち出力角度0°の時における絶対角度の検出が可能なZ相パルス信号を利用してモータ32のロータが1周回転していることを検出し、U相電圧のゼロクロスポイントを検出するためのタイミング信号を生成しても良い。   As for the mounting board of the resonator 30, the RD converter 33, the microcomputer 34, and the zero cross point generation unit 35 may be mounted on one board, each being mounted on a different board, and using connectors and cables. You may make it connect and input / output a signal. Also, when the work motor 32 is rotated by a drive motor (not shown) equipped with a rotary encoder without manually rotating the work motor 32, the absolute value when the motor rotor is at a reference angle, that is, an output angle of 0 °, is absolute. A timing signal for detecting the zero-cross point of the U-phase voltage may be generated by detecting that the rotor of the motor 32 rotates once by using a Z-phase pulse signal capable of detecting the angle.

ここで、レゾメータ30を使用して、オフセット角度を算出する際の動作について説明する。図4に、モータ32のロータ回転角度が0度において生成されるZ相パルス、モータ32から供給されるU相電圧、U相電圧を増幅して矩形波状に変換されたゼロクロス49、レゾルバ31からRDコンバータ33に供給されるSIN信号41、COS信号42、およびRDコンバータ33からマイコン34に供給される角度取得θのタイミング関係を示す。動作の概要は、図4に示すように、2つのZ相パルスに挟まれた期間に、4周期分のU相電圧波形が存在し、その期間がモータのロータ1周に対応する。またモータ32のU相電圧45の波形が基準電圧に対して、負から正の値または正から負に変化する過程で基準電圧を横切る時点がゼロクロスポイントである。したがって、各ゼロクロスポイントは、ゼロクロス49の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングに対応する。本来レゾルバ31の取り付け位置が正しければ、ゼロクロスポイント時点における、レゾルバ31が指すワークモータ32のロータ角度(「レゾルバ角度」に対応する)は基準角度(0°)であるが、実際は取り付け誤差としてズレを生じている。このため4つのゼロクロスポイントにおけるレゾルバ角度は0°にならないから、調整のために測定する必要が生じる。   Here, the operation when the offset angle is calculated using the resonator 30 will be described. FIG. 4 shows a Z-phase pulse generated when the rotor rotation angle of the motor 32 is 0 degrees, a U-phase voltage supplied from the motor 32, a zero cross 49 that is amplified from the U-phase voltage and converted into a rectangular waveform, and a resolver 31. The timing relationship between the SIN signal 41 and the COS signal 42 supplied to the RD converter 33 and the angle acquisition θ supplied from the RD converter 33 to the microcomputer 34 is shown. The outline of the operation is as shown in FIG. 4, in which a U-phase voltage waveform for four cycles exists in a period between two Z-phase pulses, and the period corresponds to one rotation of the rotor of the motor. Further, a time point when the waveform of the U-phase voltage 45 of the motor 32 changes from a negative value to a positive value or from a positive value to a negative value with respect to the reference voltage is a zero cross point. Therefore, each zero cross point corresponds to the rising or falling timing of the zero cross 49. If the mounting position of the resolver 31 is correct, the rotor angle (corresponding to the “resolver angle”) of the work motor 32 pointed to by the resolver 31 at the time of the zero cross point is the reference angle (0 °). Has produced. For this reason, since the resolver angle at the four zero cross points does not become 0 °, it is necessary to measure for adjustment.

具体的なレゾルバ角度の測定は、サーボモータZ相パルスをタイミングの基準として、U相、V相、W相の中性点Nを電圧基準としたU相電圧の立下りゼロクロスポイントを1点目とし、またU相、V相、W相の中性点Nを基準としたU相電圧の立上がりゼロクロスポイントを2点目として、4点目までのゼロクロスポイントのデータを取得することができる。U相電圧のゼロクロスポイントの各時点において、各レゾルバ角度を角度取得θの信号として算出されるが、一般的に各ゼロクロスポイントにおける各レゾルバ角度の測定値は誤差を含むため、それぞれ一致するものではないから、一周分して算出された各レゾルバの平均値をレゾルバ31とモータ32の角度のズレ、すなわちオフセット角度の測定値として採用する。   Specifically, the resolver angle is measured by using the servo motor Z-phase pulse as a timing reference and the falling zero-cross point of the U-phase voltage using the neutral point N of the U-phase, V-phase, and W-phase as the voltage reference. Further, the zero-cross point data up to the fourth point can be acquired by setting the rising zero-cross point of the U-phase voltage based on the neutral point N of the U-phase, V-phase, and W-phase as the second point. At each time point of the zero cross point of the U-phase voltage, each resolver angle is calculated as an angle acquisition θ signal, but generally, the measured value of each resolver angle at each zero cross point includes an error, and therefore does not match each other. Therefore, the average value of each resolver calculated for one round is adopted as a deviation of the angle between the resolver 31 and the motor 32, that is, a measured value of the offset angle.

第1実施形態においては、モータのU相波形は1回転が4周期とするため、ゼロクロスポイントは、1回転あたり8点(ポイント)が45°間隔で存在するものと設定する。また、レゾルバの電気角は1回転あたり2周期(360°×2)と設定するため、ゼロクロスポイントを1つ通過するごとに、機械角に換算すると45°位相が進むことに相当する。ここで、ゼロクロスポイント1〜4までは、通過したゼロクロスポイントをnとすると、(n−1)×45°なる補正値をレゾルバの計測角度から減算して、適正なレゾルバ角度を算出することができる。なお、一般的には12ビットRDコンバータにおいてレゾルバ角度が180度に達するとレゾルバ角度を示すデジタルデータがフルビットとなるため、該デジタルデータをリセットするような設計となっている。これに対応するため、ゼロクロスポイント5〜8以下では、(n−5)×45°なる補正値をレゾルバの計測角度から減算して、適正なレゾルバ角度を算出する。以上をまとめると、ゼロクロスポイント1〜4以下では、“ゼロクロスポイントに対応するオフセット角度”=“レゾルバの計測角度”−{45°×(n−1)}で算出し、ゼロクロスポイント5〜8以下では、“ゼロクロスポイントに対応するオフセット角度”=“レゾルバの計測角度”−{45°×(n−5)}で算出することができる。   In the first embodiment, since the U phase waveform of the motor has four cycles for one rotation, the zero cross points are set so that 8 points (points) per rotation exist at 45 ° intervals. Moreover, since the electrical angle of the resolver is set to 2 cycles per rotation (360 ° × 2), this corresponds to a 45 ° phase advance when converted to a mechanical angle every time one zero cross point is passed. Here, from zero cross points 1 to 4, when the passed zero cross point is n, a correct resolver angle can be calculated by subtracting a correction value of (n−1) × 45 ° from the resolver measurement angle. it can. In general, in a 12-bit RD converter, when the resolver angle reaches 180 degrees, the digital data indicating the resolver angle becomes a full bit, so the digital data is designed to be reset. In order to cope with this, at a zero cross point of 5 to 8 or less, an appropriate resolver angle is calculated by subtracting a correction value of (n-5) × 45 ° from the measurement angle of the resolver. In summary, for zero cross points 1 to 4 or less, “offset angle corresponding to zero cross point” = “resolver measurement angle” − {45 ° × (n−1)} is calculated, and zero cross points 5 to 8 or less. Then, “offset angle corresponding to zero cross point” = “resolver measurement angle” − {45 ° × (n−5)} can be calculated.

図5は、モータのロータ角度をxy平面50の原点51を中心とした角度として表し、U相電圧の基準電圧として所定の半径を有する基準円52、円周に垂直方向に振動するU相誘起電圧53、基準円52とU相誘起電圧53との各交点をゼロクロスポイント54a、54b、54c、54d、54e、54f、54g、および54hとして、模式的に描いた説明図である。また、図6には、基準電圧を中心に振動するU相電圧波形のゼロクロスポイントにおける、レゾルバ角度から算出するオフセット角度θ1、θ2、〜θ8の様子を示す。また、実際に各ゼロクロスポイントにおけるレゾルバ角度に基づいて、算出したオフセット角度の様子を例として表1に示す。この結果においても、各ゼロクロスポイントにおけるオフセット角度(ズレ)は、ばらついており、1箇所のみの測定では誤差が大きいことを示している。   FIG. 5 shows the rotor angle of the motor as an angle centered on the origin 51 of the xy plane 50, a reference circle 52 having a predetermined radius as a reference voltage of the U-phase voltage, and a U-phase induction that vibrates in a direction perpendicular to the circumference. It is explanatory drawing typically drawn by making each intersection of the voltage 53, the reference | standard circle | round | yen 52, and the U-phase induced voltage 53 into the zero cross points 54a, 54b, 54c, 54d, 54e, 54f, 54g, and 54h. FIG. 6 shows offset angles θ1, θ2, and θ8 calculated from resolver angles at the zero cross point of the U-phase voltage waveform that oscillates around the reference voltage. Table 1 shows an example of the calculated offset angle based on the resolver angle at each zero cross point. Also in this result, the offset angle (deviation) at each zero cross point varies, indicating that the error is large in the measurement at only one location.

表1のようなオフセット角度の測定値が得られた際、各ゼロクロスポイントにおけるオフセット角度の平均値をレゾルバのオフセット角度として採用し、誤差を小さくする。 When the measured value of the offset angle as shown in Table 1 is obtained, the average value of the offset angle at each zero cross point is adopted as the offset angle of the resolver to reduce the error.

本発明においては、ゼロクロスポイントの測定精度を向上させるため、U相電圧波形を矩形波状に変換する考え方を説明する。例えば、図7(A)に示すように正弦波状のU相電圧波形のゼロクロスポイントを正確に測定するため、測定区間(囲みの部分)を伸張すると、図7(B)に示すように、U相電圧波形がフラットになり、すなわちゼロクロスポイントの決定範囲が広がることで誤差が拡大する様子を示している。そこで、最善の方法としては、図7(C)のようにゼロのU相電圧波形の傾きを、特にクロスポイント付近で拡大することである。例えば、図8のように、U相電圧波形に対して増幅回路の最大出力電圧−最小出力電圧を超えて、リミットされるような高い増幅を行っても良いから、基準電圧付近におけるU相電圧波形の変化率をできるだけ拡大して、ゼロクロスポイントの決定範囲を狭めるような増幅回路を使用することである。そうすると、U相電圧波形の電圧変化の傾きが急峻になるほど、U相電圧波形とU相、V相、W相の中性点Nである基準電圧と交差する点(タイミング)、すなわちゼロクロスポイントの誤差が少ない正確な測定を行えるようになる。さらに、増幅度に関しては、20dBの増幅器を4段にカスケード接続すると、増幅度にして80dBの利得が得られる。このように高利得増幅回路を使用すると、基準電圧より高い期間の波形は、設定した上限電圧に達し、基準電圧より低い期間の波形は、設定した下限電圧に達し、入力電圧が増幅器の基準電圧を境に2値化されたような波形を出力するから、図8に示すように、増幅回路の出力段にはコンパレータ回路のような2値化回路を設けて、波形変換を行っても良い。また、コンパレータから供給される信号に対して、トランジスタを用いたデジタルレベル変換を行うことによって、U相電圧波形のゼロクロスポイントが、デジタル信号の立ち上がり、および立ち下がり対応するようにし、パソコン等の制御用機器においてもU相電圧波形のゼロクロスポイントを容易に判定することができる波形変換を行うようにしても良い。   In the present invention, in order to improve the measurement accuracy of the zero cross point, the concept of converting the U-phase voltage waveform into a rectangular waveform will be described. For example, in order to accurately measure the zero cross point of the sinusoidal U-phase voltage waveform as shown in FIG. 7A, when the measurement section (the enclosed portion) is expanded, as shown in FIG. It shows how the phase voltage waveform becomes flat, that is, the error increases as the zero-cross point determination range widens. Therefore, the best method is to enlarge the slope of the zero U-phase voltage waveform, particularly near the cross point, as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 8, the U-phase voltage waveform near the reference voltage may be amplified so that the U-phase voltage waveform exceeds the maximum output voltage-minimum output voltage of the amplifier circuit and is limited. It is to use an amplification circuit that enlarges the rate of change of the waveform as much as possible and narrows the determination range of the zero cross point. Then, as the slope of the voltage change of the U-phase voltage waveform becomes steeper, the point (timing) at which the U-phase voltage waveform intersects the reference voltage which is the neutral point N of the U-phase, V-phase, and W-phase, that is, the zero cross point Accurate measurement with few errors can be performed. Furthermore, with respect to the amplification degree, if 20 dB amplifiers are cascaded in four stages, a gain of 80 dB can be obtained in amplification degree. When the high gain amplifier circuit is used in this manner, the waveform in the period higher than the reference voltage reaches the set upper limit voltage, the waveform in the period lower than the reference voltage reaches the set lower limit voltage, and the input voltage becomes the reference voltage of the amplifier. As shown in FIG. 8, a waveform conversion may be performed by providing a binarization circuit such as a comparator circuit at the output stage of the amplifier circuit as shown in FIG. . In addition, by performing digital level conversion using a transistor on the signal supplied from the comparator, the zero-cross point of the U-phase voltage waveform corresponds to the rise and fall of the digital signal, and control of personal computers, etc. The equipment may also perform waveform conversion that can easily determine the zero-cross point of the U-phase voltage waveform.

第1実施形態における回転角センサ取り付け角度測定装置30(以下、単に「本体」とも記載する)の操作手順を、図9に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、本体30を被測定対象であるモータ32の近傍に設置し、REF信号40をレゾルバ31に供給し、レゾルバ31から出力されるSIN信号41およびCOS信号42を本体30に供給するレゾルバケーブル36を、またモータ32からのU相電圧波形、V相電圧波形およびW相電圧波形を本体30に伝送するモータケーブル37、それぞれ本体30に接続する(S100)。本体30の電源をONにする(S200)。そして、測定をするためのモータ32、レゾルバ31および測定条件に関する設定を行う。具体的には、モータ32の極対数(2,3,4,5,6,7,8,9から選択する)、レゾルバ31の軸倍角(1,2,3,4,5,6,7,8,9から選択する)、角度単位(機械角、電気角から選択する)、位相差符号(正、負から選択する)、モータ0°基準(U相電圧ゼロクロスの立上り、立下りから選択する)、レゾルバ変圧比(0.14〜0.23、0.18〜0.30、0.24〜0.41、0.39〜0.66から選択する)、位相差計測(標準、1周平均から選択する)およびブレーキ出力設定(24V定電圧、12V定電圧、2A定電流、5A定電流から選択する)を設定する(S300)。なお、ブレーキ出力設定については後述する。そして、モータケーブル37とレゾルバケーブル36の断線チェックを行う(S400)。モータケーブル37とモータ32とを接続し、レゾルバケーブル36とレゾルバ31とを接続する(S500)。レゾルバ31が正常に動作し、かつ上記の設定が正しい場合、本体30に具備する表示画面(図示しない)には、現在のレゾルバ31のロータ角度が表示される。次に、本体30に具備する表示画面(図示しない)の計測スタートボタンを押して、計測を開始する(S600)。例えば、手動によってモータ32を1周以上回転させると、計測画面にレゾルバ31のオフセット角度(位相差)が算出され、表示される(S700)。表示されたオフセット角度(位相差)に基づいて、レゾルバの取り付け角度を調整する(S800)。再度計測を行うかを判断し、判断結果がYesであるならば、ステップ500に戻るが、判断結果がNoであるならば、ステップ1000に進む(S900)。本体30の電源をOFFにし、モータケーブル37を本体30およびモータ32から取り外し、レゾルバケーブル36を本体30およびレゾルバ31から取り外し(S1000)、測定を終了する。測定後、オフセット角度に基づいてレゾルバ31の基準角度とモータ32の基準角度とが一致するように取り付け直しを行っても良い。   The operation procedure of the rotation angle sensor attachment angle measuring device 30 (hereinafter also simply referred to as “main body”) in the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the main body 30 is installed in the vicinity of the motor 32 to be measured, the REF signal 40 is supplied to the resolver 31, and the SIN signal 41 and the COS signal 42 output from the resolver 31 are supplied to the main body 30. And the motor cable 37 for transmitting the U-phase voltage waveform, the V-phase voltage waveform and the W-phase voltage waveform from the motor 32 to the main body 30, and the main body 30 respectively (S100). The power of the main body 30 is turned on (S200). And the setting regarding the motor 32, the resolver 31, and measurement conditions for measuring is performed. Specifically, the number of pole pairs of the motor 32 (select from 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) and the shaft angle multiplier of the resolver 31 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) , 8, 9), angle unit (select from mechanical angle, electrical angle), phase difference sign (select from positive and negative), motor 0 ° reference (select from rising and falling of U-phase voltage zero cross) ), Resolver transformation ratio (select from 0.14 to 0.23, 0.18 to 0.30, 0.24 to 0.41, 0.39 to 0.66), phase difference measurement (standard, 1 (Select from circumferential average) and brake output setting (select from 24V constant voltage, 12V constant voltage, 2A constant current, 5A constant current) (S300). The brake output setting will be described later. Then, the disconnection check of the motor cable 37 and the resolver cable 36 is performed (S400). The motor cable 37 and the motor 32 are connected, and the resolver cable 36 and the resolver 31 are connected (S500). When the resolver 31 operates normally and the above setting is correct, the current rotor angle of the resolver 31 is displayed on a display screen (not shown) provided in the main body 30. Next, a measurement start button on a display screen (not shown) provided in the main body 30 is pressed to start measurement (S600). For example, when the motor 32 is manually rotated more than once, the offset angle (phase difference) of the resolver 31 is calculated and displayed on the measurement screen (S700). The resolver mounting angle is adjusted based on the displayed offset angle (phase difference) (S800). It is determined whether the measurement is performed again. If the determination result is Yes, the process returns to Step 500. If the determination result is No, the process proceeds to Step 1000 (S900). The power of the main body 30 is turned off, the motor cable 37 is detached from the main body 30 and the motor 32, the resolver cable 36 is detached from the main body 30 and the resolver 31 (S1000), and the measurement is finished. After the measurement, reattachment may be performed so that the reference angle of the resolver 31 and the reference angle of the motor 32 coincide with each other based on the offset angle.

ブレーキ出力の設定については、図示しない電磁ブレーキ付モータには、無励磁作動型の電磁ブレーキが採用されているものがあり、電圧が印加されていない状態の場合、アーマチュアがコイルスプリングによりブレーキハブに押し付けられ、結果モータ軸が固定されブレーキが働く状態となり、逆に励磁コイルに電圧が印加されると、コイルスプリングに抗して電磁石にアーマチュアが吸引され、ブレーキが開放された状態となり、モータ軸は自由に回転することができるモータが存在する。このようなタイプのモータに対応するため、本体30には、ブレーキケーブル(図示しない)の接続端子が用意されており、本体30の設定画面からブレーキ出力を設定することで、モータの電磁ブレーキを掛けたり、解除したりする電源を制御することができる機能を備えている。   Regarding the brake output setting, some motors with electromagnetic brakes (not shown) employ non-excitation operation type electromagnetic brakes.When no voltage is applied, the armature is connected to the brake hub by a coil spring. As a result, the motor shaft is fixed and the brake is activated. Conversely, when a voltage is applied to the exciting coil, the armature is attracted to the electromagnet against the coil spring, and the brake is released. There is a motor that can rotate freely. In order to cope with this type of motor, the main body 30 is provided with a connection terminal for a brake cable (not shown). By setting the brake output from the setting screen of the main body 30, the electromagnetic brake of the motor can be set. It has a function that can control the power to be turned on and off.

次に、第2実施形態における回転角センサ取り付け角度測定装置60の全体構成図を図10に示す。第2実施形態においては、ゼロクロスポイントの検出について、第1実施形態よりも具体的な回路構成を説明する。なお、図3、及び図10において、共通の構成に対しては同一符号を用いる。全体構成として、レゾルバ取り付け角度測定装置60のメインプログラムを実行する制御PC61、制御PC61から制御信号70gに基づいて、レゾルバ取り付け角度測定についての開始および終了の指示をインターフェース基板(以下、「IF基板」とする)62に送出するシーケンス制御専用のプログラマブル・ロジック・コントローラ(以下、「PLC」とする)63、第1実施形態と同様に、REF信号40をワークモータ32に取り付けられたレゾルバ31に供給し、レゾルバ31のロータ(図示しない)の角度によって変調を受けたSIN信号41およびCOS信号42に基づいてロータ角度を12ビットのデジタルデータ(以下、「DB0〜11」と記載する)70aとして演算して、PLC63を介して、制御PC61に供給し、ワークモータ32から供給されるU相逆電圧波形(以下、単に「U相電圧波形」とも記載する)、SIN信号41、およびCOS信号42を制御PC61に組み込まれたアナログ/デジタル変換基板(以下、「ADボード」と記載する)61aに供給するIF基板62から構成されている。そして、図10が示すように、IF基板62は、RDコンバータ62a、バッファ・ゲイン調整62b、およびIO⇔TTL変換回路62cから構成されている。制御PC61から送られる制御信号70gに基づいて、PLC63は測定開始の指示する信号がIO⇔TTL変換回路62cを介して、IF基板62内のRDコンバータ62aに出力されると、第1実施形態と同様に、RDコンバータ62aは、REF信号40をワークモータ32に取り付けられたレゾルバ31に供給し、レゾルバ31のロータ(図示しない)の角度によって変調を受けたSIN信号41およびCOS信号42を基づいて演算したレゾルバ角度を12ビットのデジタルデータ(BD0〜11)70aをIO⇔TTL変換回路62cおよびPLC63を介して、制御PC61に供給する。具体的に測定開始に関する信号として、例えば、レゾルバ31のロータ角度サンプリングを指示するSAMPLE信号(以下、「SAMPLE」と記載する)70d、レゾルバ31のロータ角度を読むように指示するRD信号(以下、「RD」と記載する)70eが用いられ、それらはレゾルバ角度を測定するタイミングを制御する。また、RDコンバータ62aのリセットを指示するためのリセット信号(以下、「リセット」と記載する)70fについても、制御PC61は、IO⇔TTL変換回路62cおよびPLC63を介して、送信することができる。   Next, FIG. 10 shows an overall configuration diagram of the rotation angle sensor attachment angle measuring device 60 in the second embodiment. In the second embodiment, a more specific circuit configuration than that of the first embodiment will be described for detection of the zero cross point. 3 and 10, the same reference numerals are used for common configurations. Based on the control signal 70g from the control PC 61 that executes the main program of the resolver mounting angle measuring device 60 and the control signal 70g, the interface board (hereinafter referred to as “IF board”) The programmable logic controller (hereinafter referred to as “PLC”) 63 dedicated to sequence control to be sent to 62, and the REF signal 40 is supplied to the resolver 31 attached to the work motor 32 as in the first embodiment. Then, based on the SIN signal 41 and the COS signal 42 modulated by the angle of the rotor (not shown) of the resolver 31, the rotor angle is calculated as 12-bit digital data (hereinafter referred to as “DB0 to 11”) 70a. Then, to the control PC 61 via the PLC 63 An analog / digital conversion board in which a U-phase reverse voltage waveform (hereinafter also simply referred to as “U-phase voltage waveform”), a SIN signal 41, and a COS signal 42 supplied from the work motor 32 are incorporated in the control PC 61 The IF board 62 is supplied to 61a (hereinafter referred to as “AD board”). As shown in FIG. 10, the IF board 62 includes an RD converter 62a, a buffer / gain adjustment 62b, and an IO / TTL conversion circuit 62c. Based on the control signal 70g sent from the control PC 61, the PLC 63 outputs a signal for instructing measurement start to the RD converter 62a in the IF board 62 via the IO / TTL conversion circuit 62c. Similarly, the RD converter 62a supplies the REF signal 40 to the resolver 31 attached to the work motor 32, and based on the SIN signal 41 and the COS signal 42 which are modulated by the angle of the rotor (not shown) of the resolver 31. The calculated resolver angle 12-bit digital data (BD0 to 11) 70a is supplied to the control PC 61 via the IO / TTL conversion circuit 62c and the PLC 63. Specifically, as a signal related to the start of measurement, for example, a SAMPLE signal (hereinafter referred to as “SAMPLE”) 70d for instructing the rotor angle sampling of the resolver 31; an RD signal (hereinafter referred to as “SAMPLE signal”) for instructing to read the rotor angle of the resolver 31; 70e) (denoted “RD”) are used to control the timing of measuring the resolver angle. The control PC 61 can also transmit a reset signal (hereinafter referred to as “reset”) 70 f for instructing the reset of the RD converter 62 a via the IO⇔TTL conversion circuit 62 c and the PLC 63.

RDコンバータ62aはレゾルバ角度データの保障に関する2つの信号を送信する機能を有する。その1つ目はRDコンバータ62aが出力するトラッキング喪失状態を検出する信号LOT(以下、「LOT」とする)70b、その2つ目は信号性能低下状態を検出する信号DOS(以下、「DOS」とする)70cであるが、LOT信号70b、およびDOS信号70cはRDコンバータ62aの状態を示す信号で、LOT信号70b、DOS信号70cのどちらか、もしくは両方のアクティブが検出された時は、角度データである12ビットのデジタルデータ(DB0〜11信号)70aは保障されないことを示す信号であるから、LOT信号およびDOS信号に基づいて、レゾルバ角度データとしてRDコンバータ側62aから保障されたDB〜11信号70aを選択的に検出することができる。   The RD converter 62a has a function of transmitting two signals related to guarantee of resolver angle data. The first is a signal LOT (hereinafter referred to as “LOT”) 70b for detecting a tracking loss state output from the RD converter 62a, and the second is a signal DOS (hereinafter referred to as “DOS”) for detecting a signal performance degradation state. The LOT signal 70b and the DOS signal 70c are signals indicating the state of the RD converter 62a. When the activation of either the LOT signal 70b or the DOS signal 70c or both is detected, the angle is Since the 12-bit digital data (DB0-11 signal) 70a, which is data, is a signal indicating that it is not guaranteed, DB11-11 guaranteed from the RD converter side 62a as resolver angle data based on the LOT signal and the DOS signal. The signal 70a can be selectively detected.

ゼロクロスポイントの検出に関して、ワークモータ32から供給されたU相電圧は、バッファ・ゲイン調整62bにおいて高い増幅度で増幅されて、U相波形は上述の基準電圧付近以外は、出力範囲として設定した上限電圧および下限電圧に達してしまう反面、基準電圧付近のU相波形の変化が劇的に拡大されたU相アナログ信号71aを生成し、ゼロクロスポイントを正確に検出する上で有用である。そして、制御PC61内に組み込まれたADボード61aにおいて、デジタル変換されたU相アナログ信号71aに基づいて検出されたゼロクロスポイントの示すタイミングに合わせて、制御PC61は、IO⇔TTL変換回路62cおよびPCC63を介して、レゾルバ角度を12ビットのデジタルデータ(BD0〜11)70aを読み取るように、RDコンバータ62aに指示を出することができる。以上のようにして、精度の高いU相電圧のゼロクロスポイントに基づいたタイミングに合わせて、レゾルバ31のレゾルバ角度を検出し、レゾルバ角度に基づいて、オフセット角度(ズレ)を正確に算出することができる。   Regarding the detection of the zero cross point, the U-phase voltage supplied from the work motor 32 is amplified at a high gain in the buffer / gain adjustment 62b, and the U-phase waveform is the upper limit set as the output range except for the vicinity of the above-described reference voltage. While the voltage and the lower limit voltage are reached, the U-phase analog signal 71a in which the change in the U-phase waveform near the reference voltage is dramatically expanded is generated, which is useful for accurately detecting the zero cross point. Then, in the AD board 61a incorporated in the control PC 61, the control PC 61 adjusts the IO⇔TTL conversion circuit 62c and the PCC 63 in accordance with the timing indicated by the zero cross point detected based on the digitally converted U-phase analog signal 71a. Through, the RD converter 62a can be instructed to read the resolver angle 12-bit digital data (BD0 to 11) 70a. As described above, the resolver angle of the resolver 31 is detected in accordance with the timing based on the zero cross point of the U-phase voltage with high accuracy, and the offset angle (deviation) is accurately calculated based on the resolver angle. it can.

なお、IO⇔TTL変換回路62cについて補足すると、ノイズ対策等のため、DB0〜11信号70a、SAMPLE信号70d、RD信号70e、およびリセット信号70fを電気的にアイソレートを行い、さらに電圧レベル変換を行ってPLC63に供給する。またIO⇔TTL変換回路62cは、LOT信号およびDOS信号を電気的なアイソレートを行い、さらに電圧レベル変換を行って、PLC63に供給するようにしても良い。また、バッファ・ゲイン調整62bについても補足すると、REF信号40、SIN信号41、COS信号42およびU相電圧45をそれぞれ増幅して、制御PC61に組み込まれたADボード61aに供給するようにしても良い。また、エンコーダ64aを搭載した駆動モータ64のシャフトとワークモータ32のシャフトとを結合して、ワークモータ32を回す際は、制御PC61またはPLC63がタイミング信号を合成するためにエンコーダ64aの発生する信号、例えばZ相パルスを利用しても良い。   To supplement the IO⇔TTL conversion circuit 62c, the DB0-11 signal 70a, the SAMPLE signal 70d, the RD signal 70e, and the reset signal 70f are electrically isolated for noise countermeasures, and voltage level conversion is further performed. To supply to the PLC 63. Further, the IO / TTL conversion circuit 62 c may electrically isolate the LOT signal and the DOS signal, further perform voltage level conversion, and supply the result to the PLC 63. Further, supplementing the buffer / gain adjustment 62b, the REF signal 40, the SIN signal 41, the COS signal 42 and the U-phase voltage 45 are amplified and supplied to the AD board 61a incorporated in the control PC 61. good. Further, when the shaft of the drive motor 64 on which the encoder 64a is mounted and the shaft of the work motor 32 are coupled to rotate the work motor 32, a signal generated by the encoder 64a for the control PC 61 or the PLC 63 to synthesize a timing signal. For example, a Z-phase pulse may be used.

続いて、U相電圧波形を増幅する具体的な増幅回路について、図11〜13を用いて説明する。まず図11に示すように、モータ32から供給されるU相電圧、V相電圧、およびW相電圧を抵抗R13、R14およびR15を介して互いに接続した中性点Nを設置することにより、U相電圧を増幅するための基準電圧を生成する。そして、該中性点Nを演算増幅器A1のマイナス側の入力端子に接続し、U相電圧波形を演算増幅器A1のプラス側の入力端子に接続する。さらに、演算増幅器A1の出力端子を抵抗R12を介してプラス入力端子に接続して帰還ループを設けて、反転増幅回路81を形成する。そして、U相電圧波形を抵抗R11を介して演算増幅器A1のプラス側の入力端子に供給するが、ここでは、演算増幅器A1はU相電圧最大入力122Vp−pに対して、約20Vp−pの出力するように反転増幅回路80のR11およびR12の抵抗値を設定する。反転増幅回路81の増幅率は、−R12/R11で表され、およそ1/6程度であるため、例えばR11=4.7kΩ、R22=820Ωという設定を行えば十分である。なお、演算増幅器A1のマイナス側の入力端子は、例えば820Ωの抵抗R10を介して接地を行う。   Next, a specific amplifier circuit that amplifies the U-phase voltage waveform will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 11, by installing a neutral point N in which the U-phase voltage, V-phase voltage, and W-phase voltage supplied from the motor 32 are connected to each other via resistors R13, R14, and R15, U A reference voltage for amplifying the phase voltage is generated. The neutral point N is connected to the negative input terminal of the operational amplifier A1, and the U-phase voltage waveform is connected to the positive input terminal of the operational amplifier A1. Further, the inverting amplifier circuit 81 is formed by connecting the output terminal of the operational amplifier A1 to the positive input terminal via the resistor R12 and providing a feedback loop. The U-phase voltage waveform is supplied to the positive-side input terminal of the operational amplifier A1 via the resistor R11. Here, the operational amplifier A1 is about 20 Vp-p with respect to the U-phase voltage maximum input 122 Vp-p. The resistance values of R11 and R12 of the inverting amplifier circuit 80 are set so as to output. Since the amplification factor of the inverting amplifier circuit 81 is represented by −R12 / R11 and is about 1/6, it is sufficient to set, for example, R11 = 4.7 kΩ and R22 = 820Ω. Note that the negative input terminal of the operational amplifier A1 is grounded through a resistor R10 of 820Ω, for example.

次の段では、演算増幅器A1を含む反転増幅回路81の出力波形Vout1を演算増幅器A2を含む増幅回路82に入力して振幅を改めて増幅するため、抵抗R20およびR21を介して演算増幅器A2のマイナス側の入力端子に接続する。演算増幅器A2の出力を抵抗R22を介してマイナス入力端子に接続して帰還ループを設けて、反転増幅回路82を形成する。また、該反転増幅回路82の帰還ループには抵抗R22と並列にコンデンサCを配置して、対ノイズおよび発振防止の対策を施す。そして、反転増幅回路82の増幅率は、−R22/(R20+R21)で表されるため、増幅率を約10(20dB)としたい場合、例えばR20、R21=5.1kΩ、R22=100kΩという設定を行えば十分である。なお、演算増幅器A2のプラス側の入力端子は、例えば10kΩの抵抗R23を介して接地をする。また、マイナス側入力端子を過剰な電圧から保護するため、互いに電流の流れる向きの異なる2つのダイオードを介して接地をする。   In the next stage, the output waveform Vout1 of the inverting amplifier circuit 81 including the operational amplifier A1 is input to the amplifier circuit 82 including the operational amplifier A2 to amplify the amplitude again, so that the negative value of the operational amplifier A2 is passed through the resistors R20 and R21. Connect to the input terminal on the side. An inverting amplifier circuit 82 is formed by connecting the output of the operational amplifier A2 to the negative input terminal via the resistor R22 and providing a feedback loop. Further, a capacitor C is arranged in parallel with the resistor R22 in the feedback loop of the inverting amplifier circuit 82 to take measures against noise and oscillation. Since the amplification factor of the inverting amplifier circuit 82 is expressed by -R22 / (R20 + R21), when it is desired to set the amplification factor to about 10 (20 dB), for example, R20, R21 = 5.1 kΩ, and R22 = 100 kΩ are set. It is enough to do. The positive input terminal of the operational amplifier A2 is grounded via, for example, a 10 kΩ resistor R23. In addition, in order to protect the negative input terminal from an excessive voltage, the negative side input terminal is grounded through two diodes having different current flow directions.

そして、U相電圧波形に対する増幅率をさらに増加するため、上述の反転増幅回路81をカスケード接続して、該接続する反転増幅回路の段数を重ねることによって、U相電圧波形に対する増幅率を劇的に増大させることができる。この結果、基準電圧付近以外のU相電圧波形は、基準電圧付近のU相電圧波形の変化は拡大され、ゼロクロスポイントの測定には優位な波形として出力される。したがって、U相電圧波形の電圧変化が緩慢な場合であっても、ゼロクロスポイントの正確な読み取りを行うことができる。以上のような高い利得の増幅回路を実現するには、例えば、上述のような反転増幅回路81を4段にカスケード接続をすれば可能であり、約80dB(=20dB×4)の高利得を得ることができる。   In order to further increase the amplification factor for the U-phase voltage waveform, the amplification factor for the U-phase voltage waveform is dramatically increased by cascading the above-described inverting amplification circuits 81 and overlapping the number of stages of the inverting amplification circuits to be connected. Can be increased. As a result, the U-phase voltage waveform other than the vicinity of the reference voltage is output as a waveform superior in the measurement of the zero cross point because the change in the U-phase voltage waveform near the reference voltage is enlarged. Therefore, even when the voltage change of the U-phase voltage waveform is slow, the zero cross point can be accurately read. In order to realize the above-described high gain amplifier circuit, for example, it is possible to cascade the inverting amplifier circuit 81 as described above in four stages, and a high gain of about 80 dB (= 20 dB × 4) can be achieved. Can be obtained.

最後に、図13に、リミッタ回路およびデジタルレベル変換回路82を示す。前段に配置されたリミッタ回路では、上述の反転増幅回路81の最終段の出力波形Vout2を抵抗R30を介して、演算増幅器A3のマイナス側入力端子に入力する。そして、演算増幅器A3の出力端子と演算増幅器A3のマイナス側入力端子との間には、互いに向きが逆の2つのツェナーダイオードZD1、ZD2を直列に接続して配置して、帰還ループを形成する。該ループにより、プラス側もマイナス側もツェナー電圧以内にほぼリミットされるように波形整形をすることができる。さらに、これらのツェナーダイオードZD1、ZD2の機能を説明すると、演算増幅器A3におけるツェナーダイオードは、出力電圧波形をプラス側電源電圧を超えないように、かつマイナス側電源電圧を下回らないように制限(リミット)を行う。このため、演算増幅器A3は飽和することはなく、演算増幅器A3におけるツェナーダイオードは、プラス側およびマイナス側電源電圧への飽和からの回復時間に起因する、出力電圧波形の立ち上り応答や立ち下り応答の遅れを防止することができる。以上説明したように、演算増幅器A3の電源電圧への飽和を回避するツェナーダイオードZD1、ZD2の役割は、モータU相電圧を増幅する多段増幅回路におけるゼロクロスポイント測定の精度を確保するために有用である。なお、演算増幅器におけるツェナーダイオードによる制限される上限電圧は演算増幅器のプラス側電源電圧以下、かつ下限電圧はマイナス側電源電圧以上に設定することが好ましい。また、演算増幅器を単電源で駆動する場合には、下限電圧をGND電位以上に設定するようにしても良い。   Finally, FIG. 13 shows a limiter circuit and digital level conversion circuit 82. In the limiter circuit arranged in the previous stage, the output waveform Vout2 of the final stage of the inverting amplifier circuit 81 is input to the negative input terminal of the operational amplifier A3 via the resistor R30. Between the output terminal of the operational amplifier A3 and the negative input terminal of the operational amplifier A3, two Zener diodes ZD1 and ZD2 having opposite directions are connected in series to form a feedback loop. . By this loop, the waveform shaping can be performed so that both the plus side and the minus side are almost limited within the Zener voltage. Further, the functions of these Zener diodes ZD1 and ZD2 will be described. The Zener diode in the operational amplifier A3 limits the output voltage waveform so that it does not exceed the plus power supply voltage and does not fall below the minus power supply voltage. )I do. For this reason, the operational amplifier A3 does not saturate, and the Zener diode in the operational amplifier A3 has a rising response and a falling response of the output voltage waveform caused by the recovery time from saturation to the positive side and negative side power supply voltages. Delay can be prevented. As described above, the role of the Zener diodes ZD1 and ZD2 for avoiding the saturation of the operational amplifier A3 to the power supply voltage is useful for ensuring the accuracy of the zero cross point measurement in the multistage amplifier circuit that amplifies the motor U-phase voltage. is there. The upper limit voltage limited by the Zener diode in the operational amplifier is preferably set to be equal to or lower than the plus side power supply voltage of the operational amplifier, and the lower limit voltage is set to be higher than the minus side power supply voltage. When the operational amplifier is driven by a single power source, the lower limit voltage may be set to be equal to or higher than the GND potential.

そして、第2実施形態では、演算増幅器が飽和しないように出力電圧を制限(リミット)するものとしてツェナーダイオードを採用したが、同様の機能が発揮される電子素子または電子回路であればツェナーダイオードに限定されるものではない。   In the second embodiment, the Zener diode is used as a limiter for limiting the output voltage so that the operational amplifier does not saturate. However, in the case of an electronic element or electronic circuit that exhibits the same function, the Zener diode is used. It is not limited.

さらに、後段に配置されたデジタルレベル変換回路では、プルアップ抵抗R34をトランジスタTrのコレクタ側に接続し、エミッタ側を接地したトランジスタTrを用いて、演算増幅器A3の出力波形の振幅を電源電圧とGNDとの間で出力されるようにレベル変換を行う。これによって、制御PC61に設置されたA/Dボード61aを用いて、U相電圧波形の電圧変化が緩慢な場合であっても、ゼロクロスポイントの読み取りを容易に行うことができる。
Further, in the digital level conversion circuit arranged in the subsequent stage, the transistor Tr with the pull-up resistor R34 connected to the collector side of the transistor Tr and the emitter side grounded is used to set the amplitude of the output waveform of the operational amplifier A3 as the power supply voltage. Level conversion is performed so as to be output to and from GND. Thus, even when the voltage change of the U-phase voltage waveform is slow using the A / D board 61a installed in the control PC 61, the zero cross point can be easily read.

10 レゾルバ
11 コイル
12 ロータ
13 ステータ
20 レゾルバ(ワーク内部)
21 モータ部(ワークモータ)
22 ワークモータ0度位置
23 レゾルバ0度位置
24 オフセット角度
30 レゾメータ
31 レゾルバ
32 モータ
33 RDコンバータ
34 マイコン
35 ゼロクロスポイント生成部
36 レゾルバケーブル
37 モータケーブル
40 リファレンス(REF)
41 SIN
42 COS
43 角度取得
44 ラッチ
45 U相電圧
46 V相電圧
47 W相電圧
48a、48b、48c VRU、VRV、VRW
49 ゼロクロス
50 xy平面
51 原点
52 基準円
53 U相電圧
54a、54b、54c、54d ゼロクロスポイント
54e、54f、54g、54h ゼロクロスポイント
60 レゾルバ取り付け角度測定装置
61 制御PC
61a アナログ/デジタル変換基板
62 インターフェース基板
62a RDコンバータ
62b バッファ・ゲイン調整
62c IO⇔TTL変換回路
63 プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)
64 駆動モータ
64a エンコーダ
70a 12ビットのデジタルデータ(BD0〜11)
70b LOT信号
70c DOS信号
70d SAMPLE信号
70e RD信号
70f リセット信号
70g 制御信号
71 U相逆電圧
71a U相アナログ信号
80 反転増幅回路
81 反転増幅回路
82 リミッタ回路およびデジタルレベル変換回路
10 Resolver 11 Coil 12 Rotor 13 Stator 20 Resolver (inside the workpiece)
21 Motor part (work motor)
22 Work motor 0 degree position 23 Resolver 0 degree position 24 Offset angle 30 Resolver 31 Resolver 32 Motor 33 RD converter 34 Microcomputer 35 Zero cross point generator 36 Resolver cable 37 Motor cable 40 Reference (REF)
41 SIN
42 COS
43 Angle acquisition 44 Latch 45 U phase voltage 46 V phase voltage 47 W phase voltage 48a, 48b, 48c VRU, VRV, VRW
49 Zero cross 50 xy plane 51 Origin 52 Reference circle 53 U-phase voltage 54a, 54b, 54c, 54d Zero cross point 54e, 54f, 54g, 54h Zero cross point 60 Resolver mounting angle measuring device 61 Control PC
61a Analog / digital conversion board 62 Interface board 62a RD converter 62b Buffer gain adjustment 62c IO-TTL conversion circuit 63 Programmable logic controller (PLC)
64 Drive motor 64a Encoder 70a 12-bit digital data (BD0 to 11)
70b LOT signal 70c DOS signal 70d SAMPLE signal 70e RD signal 70f Reset signal 70g Control signal 71 U-phase reverse voltage 71a U-phase analog signal 80 Inverting amplifier circuit 81 Inverting amplifier circuit 82 Limiter circuit and digital level conversion circuit

Claims (8)

複数のコイルが巻回された固定子と、回転子と、回転角センサとを有するワークモータにおいて、前記ワークモータの基準角度と前記回転角センサの基準角度との角度差を測定する回転角センサ取り付け角度測定装置であって、
前記複数のコイルのうちの1つのコイルを第1のコイルとし、
前記回転子の回転に応じて前記第1のコイルに発生する第1の誘起電圧を検出する電圧検出部と、
前記第1の誘起電圧を増幅したアナログ信号と所定の基準電圧との差分の符号が変わるゼロクロスポイントを生成するゼロクロスポイント生成部と、
前記回転角センサから供給される信号に基づいて、前記回転角センサの回転角度を検出する回転角検出部と、
前記ゼロクロスポイントに基づいて、前記回転角検出部に検出するタイミングを指示し、前記回転角度検出部が供給する前記回転角センサの回転角度と前記回転子と回転角度との位相差を測定する制御部を備えることを特徴とする回転角センサ取り付け角度測定装置。
In a work motor having a stator around which a plurality of coils are wound, a rotor, and a rotation angle sensor, a rotation angle sensor for measuring an angle difference between a reference angle of the work motor and a reference angle of the rotation angle sensor A mounting angle measuring device,
One coil of the plurality of coils is a first coil,
A voltage detector for detecting a first induced voltage generated in the first coil in response to rotation of the rotor;
A zero cross point generator for generating a zero cross point in which a sign of a difference between an analog signal obtained by amplifying the first induced voltage and a predetermined reference voltage is changed;
A rotation angle detector that detects a rotation angle of the rotation angle sensor based on a signal supplied from the rotation angle sensor;
Control that instructs the rotation angle detection unit to detect the detection based on the zero cross point, and measures the phase difference between the rotation angle of the rotation angle sensor supplied by the rotation angle detection unit and the rotor and the rotation angle. A rotation angle sensor mounting angle measuring device comprising a portion.
前記アナログ信号を増幅する増幅回路を有するゼロクロスポイント生成部を備え、
上限電圧を前記増幅回路のプラス側飽和電圧以下とし、下限電圧を前記増幅回路のマイナス側飽和電圧以上とし、前記増幅回路のプラス側出力電圧を前記上限電圧に達するまで、かつ前記増幅回路のマイナス側出力電圧を前記下限電圧に達するまで、前記アナログ信号を増幅することにより、前記ゼロクロスポイントの検出精度および検出感度を向上させることを特徴とする請求項1に記載の回転角センサ取り付け角度測定装置。
A zero cross point generator having an amplifier circuit for amplifying the analog signal;
The upper limit voltage is set to be equal to or lower than the plus-side saturation voltage of the amplifier circuit, the lower limit voltage is set to be equal to or higher than the minus-side saturation voltage of the amplifier circuit, and the plus-side output voltage of the amplifier circuit is reached until the upper limit voltage is reached. The rotation angle sensor mounting angle measuring device according to claim 1, wherein the analog signal is amplified until the side output voltage reaches the lower limit voltage, thereby improving the detection accuracy and detection sensitivity of the zero cross point. .
前記アナログ信号が矩形波状の信号に変換されるまで増幅を行う増幅回路を有するゼロクロスポイント生成部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の回転角センサ取り付け角度測定装置。   The rotation angle sensor mounting angle measuring apparatus according to claim 1, further comprising a zero cross point generation unit having an amplification circuit that performs amplification until the analog signal is converted into a rectangular wave signal. 前記複数のコイルが発生する全ての誘起電圧に基づいて生成された電圧を前記所定の基準電圧として用い、
前記アナログ信号を増幅する増幅回路を有するゼロクロスポイント生成部を備える請求項1ないし3のいずれか1項に記載の回転角センサ取り付け角度測定装置。
Using a voltage generated based on all induced voltages generated by the plurality of coils as the predetermined reference voltage,
The rotation angle sensor mounting angle measuring device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a zero cross point generation unit having an amplifier circuit for amplifying the analog signal.
複数のコイルが巻回された固定子と、回転子と、回転角センサとを有するワークモータにおいて、前記ワークモータの基準角度と前記回転角センサの基準角度との角度差を測定する回転角センサ取り付け角度測定方法であって、
前記複数のコイルのうちの1つのコイルを第1のコイルとし、
前記回転子の回転に応じて前記第1のコイルに発生する第1の誘起電圧を検出し、
前記第1の誘起電圧を増幅したアナログ信号と所定の基準電圧との差分の符号が変わるゼロクロスポイントを生成し、
前記回転角センサから供給される信号に基づいて、前記回転角センサの回転角度を検出し、
前記ゼロクロスポイントに基づいて、前記回転角センサの回転角度を検出するタイミングを制御し、前記回転角センサの回転角度と前記回転子と回転角度との位相差を測定する回転角センサ取り付け角度測定方法。
In a work motor having a stator around which a plurality of coils are wound, a rotor, and a rotation angle sensor, a rotation angle sensor for measuring an angle difference between a reference angle of the work motor and a reference angle of the rotation angle sensor A mounting angle measuring method,
One coil of the plurality of coils is a first coil,
Detecting a first induced voltage generated in the first coil according to the rotation of the rotor;
Generating a zero cross point in which a sign of a difference between an analog signal obtained by amplifying the first induced voltage and a predetermined reference voltage is changed;
Based on the signal supplied from the rotation angle sensor, the rotation angle of the rotation angle sensor is detected,
A rotation angle sensor mounting angle measuring method for controlling a timing of detecting a rotation angle of the rotation angle sensor based on the zero cross point and measuring a phase difference between the rotation angle of the rotation angle sensor and the rotor and the rotation angle. .
増幅回路によって前記アナログ信号を増幅し、
上限電圧を前記増幅回路のプラス側飽和電圧以下とし、下限電圧を前記増幅回路のマイナス側飽和電圧以上とし、前記増幅回路のプラス側出力電圧を前記上限電圧に達するまで、かつ前記増幅回路のマイナス側出力電圧を前記下限電圧に達するまで、前記アナログ信号を増幅することにより、
前記ゼロクロスポイントの検出精度および検出感度を向上させることを特徴とする請求項5に記載の回転角センサ取り付け角度測定方法。
Amplifying the analog signal by an amplifier circuit;
The upper limit voltage is set to be equal to or lower than the plus-side saturation voltage of the amplifier circuit, the lower limit voltage is set to be equal to or higher than the minus-side saturation voltage of the amplifier circuit, and the plus-side output voltage of the amplifier circuit is reached until the upper limit voltage is reached. By amplifying the analog signal until the side output voltage reaches the lower limit voltage,
The rotation angle sensor mounting angle measuring method according to claim 5, wherein the detection accuracy and detection sensitivity of the zero cross point are improved.
前記アナログ信号が矩形波状の信号に変換されるまで増幅を行うことを特徴とする請求項5または6に記載の回転角センサ取り付け角度測定方法。   The rotation angle sensor mounting angle measuring method according to claim 5 or 6, wherein amplification is performed until the analog signal is converted into a rectangular wave signal. 前記複数のコイルが発生する全ての誘起電圧に基づいて生成された電圧を前記所定の基準電圧として用い、
前記アナログ信号を増幅する請求項5ないし7のいずれか1項に記載の回転角センサ取り付け角度測定方法。
Using a voltage generated based on all induced voltages generated by the plurality of coils as the predetermined reference voltage,
The rotation angle sensor mounting angle measuring method according to any one of claims 5 to 7, wherein the analog signal is amplified.
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