CN107076576B - 旋转角度检测装置、旋转电机和电梯用曳引机 - Google Patents

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Abstract

在旋转角度检测装置的基准状态下，多个第1输出绕组中包含匝数为(Ai)的第1输出绕组以及匝数小于(Ai)而为(Aj)的第1输出绕组，多个第2输出绕组中包含匝数为(Bk)的第2输出绕组、以及匝数小于(Bk)而为(Bm)的第2输出绕组。旋转角度检测装置具有如下结构中的至少任意一种结构：除了第1输出绕组的匝数(Ai)变为匝数(Ai±a)、或第1输出绕组的匝数(Aj)变为匝数(Aj±a)外，第1和第2输出绕组各自的匝数为与基准状态相同的匝数的结构；以及除了第2输出绕组的匝数(Bk)变为匝数(Bk±b)、或第2输出绕组的匝数(Bm)变为匝数(Bm±b)外，第1和第2输出绕组各自的匝数为与基准状态相同的匝数的结构。

Description

旋转角度检测装置、旋转电机和电梯用曳引机
技术领域
本发明涉及具有检测用定子和能够相对于检测用定子旋转的检测用转子的旋转角度检测装置、旋转电机和电梯用曳引机。
背景技术
以往，已知如下这样的旋转角度检测装置：其为了检测转子的旋转位置而在定子的多个齿上分别卷绕有1相励磁绕组，并且，2相输出绕组交替地卷绕在卷绕有励磁绕组的各齿上，2相输出绕组的全部的匝数均被设为相同的N(N为正整数)。
但是，这种现有的旋转角度检测装置有时存在由于定子的制造误差等而产生旋转位置的检测误差的情况。以往，提出了如下这样的旋转角度检测装置：其为了减少转子的旋转位置的检测误差而使2相输出绕组中的一相的输出绕组的匝数保持为N，而将另一相的输出绕组的匝数调节成N±m(m为正整数，N＞m)(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-194584号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1所示的现有的旋转角度检测装置中，调节匝数之前的各输出绕组的匝数只有1种(即，仅为N)，因此，为了降低转子旋转角度的检测误差的轴倍角成分而可供调节的输出绕组的匝数的选项仅限于1种。由此，导致难以有效地降低转子旋转角度的检测误差的轴倍角成分的情况。
本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于得到一种能够有效地减少检测用转子的旋转角度检测误差的旋转角度检测装置、旋转电机和电梯用曳引机。
用于解决课题的手段
本发明的旋转角度检测装置具有：检测用定子，其具有检测用定子铁芯、以及分别设置于检测用定子铁芯上的多个励磁绕组、多个第1输出绕组和多个第2输出绕组；以及检测用转子，其具有沿周向排列的多个凸极，该检测用转子能够在使各凸极在径向上与检测用定子对置的同时相对于检测用定子进行旋转，第1输出绕组和第2输出绕组为彼此不同相的输出绕组，检测用定子铁芯具有沿周向排列的多个齿，励磁绕组分别卷绕于各齿上，第1输出绕组和第2输出绕组在避免同相的输出绕组卷绕于在周向上彼此相邻的2个齿上的同时，卷绕于彼此不同的齿上，励磁绕组的极对数为1以上的整数M，凸极的数量为1以上的整数N，旋转角度检测装置具有如下两种结构中的至少任意一种：设在多个第1输出绕组中至少包含以1以上的整数Ai为匝数的第1输出绕组以及以小于Ai的1以上的整数Aj为匝数的第1输出绕组，且多个第2输出绕组中至少包含以1以上的整数Bk为匝数的第2输出绕组以及以小于Bk的1以上的整数Bm为匝数的第2输出绕组的状态下，第1输出绕组和第2输出绕组各自的匝数的空间分布通过以空间|M±N|次的正弦波表示的函数与以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和得到的状态为基准状态，且设小于Aj的1以上的整数为a，设小于Bm的1以上的整数为b时，其中，该空间|M-|M±N||次的正弦波具有与空间|M±N|次的正弦波的振幅相等的振幅，在第一种结构中，除了在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组的齿中的至少任意一个上卷绕以大于Aj的Ai±a为匝数的第1输出绕组、或者在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组的齿中的至少任意一个上卷绕以小于Ai的Aj±a为匝数的第1输出绕组之外，第1输出绕组和第2输出绕组各自的匝数为与基准状态相同的匝数，在第二种结构中，除了在卷绕基准状态下的匝数为Bk的第2输出绕组的齿中的至少任意一个上卷绕以大于Bm的Bk±b为匝数的第2输出绕组、或者在卷绕基准状态下的匝数为Bm的第2输出绕组的齿中的至少任意一个上卷绕以小于Bk的Bm±b为匝数的第2输出绕组之外，第1输出绕组和第2输出绕组各自的匝数为与基准状态相同的匝数。
发明效果
根据本发明的旋转角度检测装置、旋转电机和电梯用曳引机，能够使调节匝数之前的第1输出绕组的匝数和第2输出绕组的匝数分别为2种以上，能够增加可调节检测用转子的检测误差的第1和第2输出绕组各自的匝数的选项。由此，能够有效地降低检测用转子的旋转角度的检测误差的轴倍角成分。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的纵剖视图。
图2是沿图1的II-II线的剖视图。
图3是示出图1的旋转角度检测装置的剖视图。
图4是示出卷绕于图3的齿编号为1的齿上的励磁绕组和第1输出绕组的放大图。
图5是示出用于与本发明的实施方式1的旋转角度检测装置进行比较的比较例的主要部分的结构图。
图6是示出基准状态下的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组各自的导线匝数的表。
图7是示出图3的旋转角度检测装置的检测用定子的角度θs与检测用转子的旋转角度θr之间的坐标关系的结构图。
图8是示出图4的励磁绕组和第1输出绕组的区域中的每一匝数的交链磁通的分布的放大图。
图9是关于图4的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组分别示出实施例1-1的导线匝数的表。
图10是示出以图9的匝数卷绕于图3的齿编号为3的齿上的励磁绕组和第1输出绕组的放大图。
图11是关于图4的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组分别示出实施例1-2的导线匝数的表。
图12是示出以图11的匝数卷绕于图3的齿编号为1的齿上的励磁绕组和第1输出绕组的放大图。
图13是关于图3的检测用转子的旋转角度误差的15次成分(即，轴倍角成分)，分别比较图6所示的基准状态、图9所示的实施例1-1和图11所示的实施例1-2的曲线图。
图14是比较图6所示的基准状态下的、图9所示的实施例1-1中的、以及图11所示的实施例1-2中的检测用转子的旋转角度误差的15次成分的相量图(phasor diagram)。
图15是示出本发明的实施方式2的作为进行匝数调节的基准的基准状态下的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组各自的导线匝数的表。
图16是关于图4的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组分别示出根据实施例2-1的导线匝数的表。
图17是关于图4的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组分别示出实施例2-2的导线匝数的表。
图18是示出本发明的实施方式3的旋转角度检测装置的主要部分的放大图。
图19是示出图18的励磁绕组和第1输出绕组的区域中的每一匝数的交链磁通的分布的放大图。
图20是示出以实施例3-1的匝数将本发明的实施方式3的励磁绕组和第1输出绕组设置于齿编号为3的齿上的状态的放大图。
图21是示出以实施例3-2的匝数将本发明的实施方式3的励磁绕组和第1输出绕组设置于齿编号为1的齿上的状态的放大图。
图22是示出本发明的实施方式4的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组各自的导线匝数的表。
图23是比较图6所示的基准状态下的检测用转子的旋转角度误差的15次成分与图22所示的实施方式4中的检测用转子的旋转角度误差的15次成分的相量图。
图24是示出本发明实施方式5的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组各自的导线匝数的表。
图25是比较图6所示的基准状态下的检测用转子的旋转角度误差的15次成分与图24所示的实施方式5中的检测用转子的旋转角度误差的15次成分的相量图。
图26是示出本发明的实施方式6的励磁绕组、第1输出绕组和第2输出绕组各自的导线匝数的表。
图27是比较图6所示的基准状态下的检测用转子的旋转角度误差的15次成分与图26所示的实施方式6中的检测用转子的旋转角度误差的15次成分的相量图。
图28是示出本发明的实施方式7的旋转角度检测装置的励磁绕组和第1输出绕组设置于齿上的状态的放大图。
图29是示出实施例7-2中的进行了绕组调节后的第1输出绕组和励磁绕组设置于齿上的状态的放大图。
图30是示出本发明的实施方式8的旋转角度检测装置的励磁绕组和第1输出绕组设置于齿上的状态的放大图。
图31是示出实施例8-2中的进行了绕组调节后的第1输出绕组和励磁绕组设置于齿上的状态的放大图。
图32是示出本发明的实施方式9的旋转角度检测装置的励磁绕组和第1输出绕组设置于齿上的状态的放大图。
图33是示出实施例9-2中的进行了绕组调节后的第1输出绕组和励磁绕组设置于齿上的状态的放大图。
图34是将图3的旋转角度检测装置的凸极的数量(轴倍角)、齿的数量、励磁绕组的空间次数、第1和第2输出绕组的空间次数作为实施例10-1示出的表。
图35是作为实施例11-1示出本发明的实施方式11的旋转角度检测装置的凸极的数量(轴倍角)、齿的数量、励磁绕组的空间次数、第1和第2输出绕组的空间次数的表。
图36是示出包含本发明的实施方式10和11中的轴倍角和槽数的轴倍角与槽数的组合的曲线图。
图37是示出本发明的实施方式12的旋转电机的纵剖视图。
图38是示出图37的旋转角度检测装置的剖视图。
图39是示出应用了本发明的实施方式13的旋转角度检测装置和旋转电机的电梯用曳引机的纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的纵剖视图。此外，图2是沿图1的II-II线的剖视图。在图中，旋转电机101具有：圆环状的定子102；配置在定子102的内侧且能够相对于定子102旋转的转子103；以及支承定子102和转子103的外壳104。
外壳104具有：板状的外壳主体105和固定在外壳主体105的外周部的圆筒状的外壳筒部106。在外壳主体105的中央部设有贯通孔107。如图1所示，在外壳104上固定有支承轴108，该支承轴108固定于外壳主体105，且配置在外壳筒部106的中心轴线上。支承轴108是内部与贯通孔107连通的中空(筒状)的轴。转子103借助于轴承109以旋转自如的方式安装于支承轴108上。此外，转子103借助于支承轴108被支承于外壳104上。
定子102被配置成与转子103同轴。此外，定子102具有：圆环状的定子铁芯110，其围着转子103的外周；多个定子线圈111，它们分别设置于定子铁芯110，且沿定子铁芯110的周向排列；以及绝缘部件112，其设置于定子铁芯110，且介于定子铁芯110与各定子线圈111之间。定子102在定子铁芯110被嵌入外壳筒部106内的状态下被外壳104支承。由绝缘部件112确保各定子线圈111与定子铁芯110之间的绝缘状态。
定子铁芯110由沿着支承轴108的轴线方向层叠的多张钢板(磁性体)构成。此外，定子铁芯110具有：沿着外壳筒部106的内周面的圆环状的背轭部113；和多个磁极齿部114，它们从背轭部113分别向径向内侧突出，且在定子铁芯110的周向上彼此隔开间隔地配置。各磁极齿部114在定子铁芯110的周向上等间隔地配置。
定子线圈111在各磁极齿部114上独立设置。因此，各定子线圈111在定子铁芯110的周向上等间隔地配置。通过对各定子线圈111通电而在定子102中产生旋转磁场。转子103由于定子102的旋转磁场的产生而以支承轴108的轴线为中心旋转。
转子103具有转子轭115和分别设置于转子轭115上的多个永久磁铁(转子磁极部)116。
转子轭115设为是由铸铁构成的铸造物。此外，如图1所示，转子轭115具有：安装有轴承109的转子轭主体117；圆筒状的转子筒部118，其固定于转子轭主体117的外周部，且配置成与支承轴108同轴；以及检测器用轴119，其固定于转子轭主体117的中央部，穿过支承轴108的内部而到达贯通孔107内。
转子轭115以使转子筒部118的外周面在转子103的径向上与定子102对置的状态配置于定子102的内侧。由此，转子筒部118的外周面在径向上与各磁极齿部114的末端面对置。
各永久磁铁116分别设置于转子筒部118的外周面。此外，各永久磁铁116在转子筒部118与定子102之间的空间中、在转子103的周向(转子103的旋转方向)上互相隔开间隔地配置。在该示例中，各永久磁铁116在转子103的周向上等间隔地配置。
在外壳主体105的贯通孔107内，设置有检测转子103的旋转角度的旋转角度检测装置1。旋转角度检测装置1具有：检测用定子2，其在贯通孔107内固定于外壳主体105；和检测用转子3，其是能够在径向上与检测用定子2对置且相对于检测用定子2旋转的磁性体。在该示例中，检测用定子2的形状为圆环状，检测用转子3被配置在检测用定子2的径向内侧。此外，在该示例中，检测用转子3被固定于检测器用轴119上。
图3是示出图1的旋转角度检测装置1的剖视图。另外，图3示出为了方便而分配给各齿27的、沿周向连续的编号(在图3中以四边形的框围着的编号)。检测用定子2具有：作为磁性体的检测用定子铁芯21；分别设置于检测用定子铁芯21上的多个励磁绕组22、多个第1输出绕组23和多个第2输出绕组24；以及绝缘体25，其设置于检测用定子铁芯21上，且介于各励磁绕组22、各第1输出绕组23以及各第2输出绕组24与检测用定子铁芯21之间。由绝缘体25确保各励磁绕组22、各第1输出绕组23以及各第2输出绕组24各自与检测用定子铁芯21之间的绝缘状态。
检测用定子铁芯21具有：圆环状的铁芯背26；和多个齿27，它们从铁芯背26分别向径向内侧突出，并且沿检测用定子铁芯21的周向排列。在该示例中，18个齿27沿检测用定子铁芯21的周向等间隔地排列。在各齿27之间形成有槽28，励磁绕组22以及第1和第2输出绕组23、24中的至少任意一方被配置于槽28中。
励磁绕组22分别卷绕于各齿27上。各励磁绕组22以在电气方面彼此串联的方式连接。
第1输出绕组(COS绕组)23和第2输出绕组(SIN绕组)24为彼此不同相的输出绕组。各第1输出绕组23以在电气方面彼此串联的方式连接，各第2输出绕组24也以在电气方面彼此串联的方式连接。此外，第1输出绕组23和第2输出绕组24在避免同相的输出绕组23、24卷绕于在检测用定子铁芯21的周向上彼此相邻的2个齿27上的同时，分别卷绕于互不相同的齿27上。在该示例中，在多个齿27中的沿周向每隔一个地选择出的多个齿27上，分别卷绕有第1输出绕组23，在与卷绕有第1输出绕组23的齿27不同的多个齿27上，分别卷绕有第2输出绕组24。此外，在该示例中，在第1输出绕组23覆盖励磁绕组22的外周且第2输出绕组24也覆盖励磁绕组22的外周的状态下，第1和第2输出绕组23、24分别卷绕于齿27上。
检测用转子3的中心部嵌合(固定)于检测器用轴119上。由此，检测用转子3以检测器用轴119的轴线为中心与检测器用轴119一体旋转。
检测用转子3具有沿检测用转子3的周向排列的多个凸极31。此外，检测用转子3能够在各凸极31与检测用定子2的内周面在径向上对置的同时相对于检测用定子2旋转。在检测用转子3相对于检测用定子2进行了旋转时，检测用转子3与检测用定子2之间的磁导(permeance)的脉动由于各凸极31的存在而呈正弦波状变化。
在各励磁绕组22中，通过向各励磁绕组22供给交流电而产生磁动势(magnetomotive force)。由此，产生通过检测用转子3和检测用定子铁芯21的磁通。由于该磁通与第1和第2输出绕组23、24的交链而在第1和第2输出绕组23、24中产生电压。检测用转子3与检测用定子2之间的磁导与检测用转子3的旋转角度对应地呈正弦波状变化，因此，通过测定分别从第1输出绕组23和第2输出绕组24输出的电压，由此检测出检测用转子3的旋转角度。
图4是示出卷绕于图3的齿编号为1的齿27上的励磁绕组22和第1输出绕组23的放大图。在各齿27的末端部，设置有沿着检测用转子3的周向彼此向相反方向突出的一对突出部27a。励磁绕组22和第1输出绕组23各自的导线在突出部27a与铁芯背26之间的范围内隔着绝缘体25卷绕于齿27上。由此，在检测用转子3与齿27之间通过的磁通高效地通过检测用定子铁芯21，与第1输出绕组23交链的磁通变大，第1输出绕组23的输出电压的值变大。
励磁绕组22沿着齿27横亘突出部27a与铁芯背26之间的范围设置。第1输出绕组23以覆盖励磁绕组22的外周的状态设置于齿27上。即，在齿27上设置有励磁绕组22和卷绕在励磁绕组22的外周上的第1输出绕组23。
设置在其它齿27上的第1输出绕组23也同样地卷绕在励磁绕组22的外周。此外，设置在齿27上的各第2输出绕组24也同样地卷绕在励磁绕组22的外周。即，第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的导线以在励磁绕组22的导线卷绕在齿27上后将励磁绕组22与齿27一起覆盖的方式卷绕于齿27上。
在此，图5是示出用于与本发明的实施方式1的旋转角度检测装置1进行比较的比较例的主要部分的结构图。在比较例中，励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24分别卷绕于各齿27上。此外，在比较例中，励磁绕组22沿着齿27横亘突出部27a与铁芯背26之间的范围设置。而且，在比较例中，第1输出绕组23的导线卷绕在励磁绕组22的外周，第2输出绕组24的导线卷绕在第1输出绕组23的外周。即，在比较例中，在励磁绕组22的导线卷绕于齿27上后，将第1输出绕组23的导线卷绕于励磁绕组22的外周，在卷绕了第1输出绕组23的导线后，将第2输出绕组24的导线卷绕于第1输出绕组23的外周。
将实施方式1和比较例进行比较可知：在实施方式1中，对1个齿27仅设置第1和第2输出绕组23、24中的任意一方，与此相对，在比较例中，对1个齿27设置第1和第2输出绕组23、24这双方。由此可知：在实施方式1中，与比较例相比，能够使设置在齿27上的第1和第2输出绕组23、24各自的导线的匝数增多。并且，可知在实施方式1中，能够减少设置在1个齿27上的绕组的数量，因此能够减轻将励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24设置于检测用定子铁芯21上的作业的工夫。而且，可知在比较例中，由于存在第1和第2输出绕组23、24各自的导线的卷绕始端和卷绕终端，因此容易发生卷绕紊乱(winding deviations)，但是，在实施方式1中，卷绕始端和卷绕终端仅发生在第1和第2输出绕组23、24中的任意一方上，因此不容易发生卷绕紊乱。
此外，本实施方式中的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数是以基准状态下的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数为基准确定的。关于基准状态的旋转角度检测装置的结构，除了与第1输出绕组23和第2输出绕组24的匝数相关的结构外，与图3所示的结构相同。首先，对基准状态下的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的导线的匝数进行说明。
图6是示出基准状态下的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的导线匝数的表。另外，图6的齿编号下方的数字是卷绕在与齿编号对应的齿27上的导线的匝数。而且，图6中的匝数的正负表示示出了导线的卷绕方向彼此相反的情况。
励磁绕组22的导线以在基准状态下每个彼此相邻的齿27上的卷绕方向相反的方式，在全部齿27上分别卷绕C＝40圈。
此外，基准状态下的第1输出绕组23的导线在齿编号为1、7、13的各齿27上分别卷绕A1＝460圈，在齿编号为3、5、9、11、15、17的各齿27上分别卷绕A2＝230圈。卷绕在齿编号为1、7、13的各齿27上的第1输出绕组23的导线分别向同一方向卷绕。此外，卷绕在齿编号为3、5、9、11、15、17的各齿27上的第1输出绕组23的导线向与卷绕在齿编号为1、7、13的各齿27上的第1输出绕组23的导线的卷绕方向相反的方向卷绕。
基准状态下的第2输出绕组24的导线在齿编号为2、6、8、12、14、18的各齿27上分别卷绕B1＝398圈。卷绕在齿编号为2、8、14的各齿27上的第2输出绕组24的导线分别向与卷绕在齿编号为1、7、13的各齿27上的第1输出绕组23的导线的卷绕方向相同的方向卷绕。此外，卷绕在齿编号为6、12、18的各齿27上的第2输出绕组24的导线向与卷绕在齿编号为2、8、14的各齿27上的第2输出绕组24的导线的卷绕方向相反的方向卷绕。为了使输出绕组呈正弦波状分布，在齿编号为4、10、16的各齿27上B2＝0，不卷绕第1和第2输出绕组23、24。因此，在基准状态下，在多个第1输出绕组23各自的匝数中，A1为最大的匝数，A2为最小的匝数，在多个第2输出绕组24各自的匝数中，B1为最大的匝数，B2为最小的匝数。
在设检测用定子铁芯21的齿27的数量为2M时的励磁绕组22的极对数为M(M为1以上的整数)、检测用转子3的凸极31的数量(即，轴倍角)为N(N为1以上的整数)、各齿27上的第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数分别为wsin,i、wcos,i(i是1、2、……2M)、每1个齿27上的第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的最大匝数分别为wmax的情况下，基准状态下的第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的空间分布分别由下式表示。在此，式(1)～式(6)的加减号(±)同序。
[算式1]
[算式2]
根据式(1)～式(6)可知，在基准状态下，第1输出绕组(COS绕组)23和第2输出绕组(SIN绕组)24逐相交替地卷绕于各齿27上，第1和第2输出绕组23、24各自的匝数根据以空间|M±N|次的正弦波表示的函数得到。而且，根据式(1)和式(4)可知，在基准状态下，第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的空间分布包含以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数。此外，可知在基准状态下，空间|M±N|次的正弦波的振幅与空间|M-|M±N||次的正弦波的振幅相等。
图7是示出图3的旋转角度检测装置1中的检测用定子2的角度θs与检测用转子3的旋转角度θr之间的坐标关系的结构图。当设检测用定子2与检测用转子3之间的间隙(空隙)中的磁通密度为Bg(θs)，设励磁绕组22的磁动势为F(θs)，表示磁通在检测用定子2与检测用转子3之间的间隙中的通过的难易度的磁导(permeance)为P(θs)，不依赖于角度的磁导成分为P0，根据检测用转子3的轴倍角而变动的磁导成分的振幅为PN，根据检测用转子3的轴倍角以外的误差而变动的磁导成分的振幅和空间次数分别为Pr和r，根据检测用定子2的误差而变动的磁导成分的振幅和空间次数分别为Ps和s，且励磁绕组22的磁动势的振幅为FM时，磁通密度Bg(θs)由下式表示。
[算式3]
P(θs)＝P0+PNcos[N(θs-θr)]+Prcos[r(θs-θr)]+Pscos[sθs] (7)
[算式4]
F(θs)＝FMcos[Mθs] (8)
[算式5]
此外，当设第i号的齿27上的第1输出绕组23和第2输出绕组24所检测出的每一匝的交链磁通为检测用定子铁芯21的轴线方向上的长度为L，检测用定子铁芯21的内周面的半径为R，第1输出绕组23所检测出的电压为Vcos，第2输出绕组24所检测出的电压为Vsin时，旋转角度检测装置1的角度误差e(θr)由下式表示。
[算式6]
[算式7]
[算式8]
[算式9]
如式(1)～式(6)所示，第1和第2输出绕组23、24的匝数的空间分布根据以空间|M±N|次的正弦波表示的函数得到，因此，如果如式(11)那样，将式(2)和式(6)与式(10)相乘，并针对每个齿27以检测用定子2的角度θs进行积分，则角度θs的系数等于|M±N|的COS函数的相位成分中所含有的、检测用转子3的旋转角度θr的系数成为第1输出绕组23和第2输出绕组24所检测出的每一匝的交链磁通的检测用转子3旋转一周的波形的次数。
此外，由于角度误差e(θr)可以根据式(14)得到，因此，在式(10)中仅检测出第2项和第3项的相位成分的情况下，式(14)的θr的系数为0，不产生角度误差。
另一方面，在式(10)中第2项和第3项的相位成分以外的第1项、第4项、第5项、第6项、第7项的相位成分所含有的检测用定子2的角度θs的系数等于|M±N|的情况下，第1输出绕组23和第2输出绕组24检测出第1项、第4项、第5项、第6项、第7项的相位成分，根据式(14)，θr的系数不为0而产生角度误差。此外，根据式(1)和式(4)，第1和第2输出绕组23、24的匝数的空间分布包含以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数，因此，即使在第1项、第4项、第5项、第6项、第7项的相位成分所含有的检测用定子2的角度θs的系数等于|M-|M±N||的情况下，同样地，根据式(14)，也会产生角度误差。
因此，对于第1输出绕组23和第2输出绕组24中包含的|M±N|次和|M-|M±N||次这双方，需要设定励磁绕组22的极对数M和检测用转子3的凸极31的数量(轴倍角)N，以便不检出作为误差的相位成分。在该示例中，如图3所示，设轴倍角N＝15。
此外，在第1和第2输出绕组23、24检测出作为式(10)中的第2项和第3项的相位成分的N·θr成分的电压以及作为式(10)中的第6项、第7项的0·θr成分的电压的情况下，作为角度误差e(θr)，产生N(＝N+0)次的轴倍角成分。因此，对第1和第2输出绕组23、24的匝数的空间分布进行匝数调节而使得产生电压的0次成分，并使其与上述的作为0·θr成分的电压的0次成分相抵消，由此能够减少角度误差的轴倍角成分。在本实施方式中，通过调节基准状态下的第1和第2输出绕组23、24各自的匝数而实现了检测用转子3的旋转角度检测误差的轴倍角成分的减少。
在此，通过计算，计算出了图4的卷绕于齿27上的励磁绕组22和第1输出绕组23的区域中的交链磁通的分布。另外，励磁绕组22和第2输出绕组24的区域中的交链磁通的分布也与励磁绕组22和第1输出绕组23的情况相同。
图8是示出图4的励磁绕组和第1输出绕组23的区域中的每一匝的交链磁通的分布的放大图。在图8中，将在图5的励磁绕组22和第1输出绕组23的区域中最接近齿27的末端部的位置、且在周向上最接近齿27的位置设为图4所示的XY坐标的原点O，计算出每一匝的交链磁通分布。
在本实施方式中，作为图4的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的具体示例，可以举出以下的实施例1-1和实施例1-2。
图9是关于图4的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24分别示出实施例1-1的导线匝数的表。在实施例1-1中，如图9所示，在第1输出绕组23的导线在齿编号为3、5、9、11、15、17的各齿27上分别卷绕A2+a＝231圈(a＝1)的方面以及第2输出绕组24的导线在齿编号为2、8、14的各齿27上分别卷绕B1+b＝399圈(b＝1)的方面与图6所示的基准状态不同。其中，A1＞A2+a、A1＞A2＞a＞0、B1+b＞B2、B1＞b＞0、B2＝0的关系成立。这样，在实施例1-1中，基准状态下的第1输出绕组23的匝数A2和第2输出绕组24的匝数B1被调节为与基准状态不同的匝数。
即，在图9所示的实施例1-1中，在设A1＝Ai且A2＝Aj时，在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕有以小于Ai的Aj+a(Ai＞Aj+a)为匝数的第1输出绕组23。此外，在图9所示的实施例1-1中，在设B1＝Bk且B2＝Bm时，在卷绕基准状态下的匝数为Bk的第2输出绕组24的齿27的一部分上卷绕有以大于Bm的Bk+b(Bk+b＞Bm)为匝数的第2输出绕组24。其中，Ai、Aj、Bk、a和b为1以上的整数，Ai＞Aj＞a＞0、Bk＞b＞0、Bm＝0的关系成立。实施例1-1的其它结构与基准状态相同。
图10是示出以图9的匝数卷绕于图3的齿编号为3的齿27上的励磁绕组22和第1输出绕组23的放大图。另外，图10中，以斜线部分示出能够配置为了第1输出绕组23中的匝数调节而追加卷绕a＝1圈的匝数的导线的区域。第1输出绕组23以覆盖励磁绕组22的外周的状态设置于齿27上。此外，卷绕于齿编号为3的齿27上的第1输出绕组23的匝数是在多个第1输出绕组23各自的匝数中最小的匝数。如图10所示，在以最小的匝数卷绕于齿27上的第1输出绕组23中，为了缩小基准状态下的第1输出绕组23的部分所占的区域，可以将槽内区域取的范围较大，该槽内区域是配置通过匝数调节而追加的导线的区域。由此，图8所示的交链磁通的分布范围变大，因此，在1个齿27上能够进行匝数调节的范围变大，能够调节旋转角度误差的选项增加。
图11是关于图4的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24分别示出实施例1-2的导线匝数的表。在实施例1-2中，如图11所示，在第1输出绕组23的导线在齿编号为1、7、13的各齿27上分别卷绕A1+a＝461圈(a＝1)的方面以及第2输出绕组24的导线在齿编号为2、8、14的各齿27上分别卷绕B1+b＝399圈(b＝1)的方面与图6所示的基准状态不同。其中，A1+a＞A2、A1＞A2＞a＞0、B1+b＞B2、B1＞b＞0、B2＝0的关系成立。这样，在实施例1-2中，基准状态下的第1输出绕组23的匝数A1和第2输出绕组24的匝数B1被调节为与基准状态不同的匝数。
即，在图11所示的实施例1-2中，在设A1＝Ai且A2＝Aj时，在卷绕基准状态下的匝数为Ai的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕有以大于Aj的Ai+a(Ai+a＞Aj)为匝数的第1输出绕组23。此外，在图11所示的实施例1-2中，在设B1＝Bk且B2＝Bm时，在卷绕基准状态下的匝数为Bk的第2输出绕组23的齿27的一部分上卷绕有以大于Bm的Bk+b(Bk+b＞Bm)为匝数的第2输出绕组24。其中，Ai、Aj、Bk、a和b为1以上的整数，Ai＞Aj＞a＞0、Bk＞b＞0且Bm＝0的关系成立。实施例1-2的其它结构与基准状态相同。
图12是示出以图11的匝数卷绕于图3的齿编号为1的齿27上的励磁绕组22和第1输出绕组23的放大图。另外，图12中，与图10相同，利用斜线部分示出能够配置为了第1输出绕组23中的匝数调节而追加卷绕a＝1圈的匝数的导线的区域。在基准状态下，卷绕于齿编号为1的齿27上的第1输出绕组23的匝数是在多个第1输出绕组23各自的匝数中最大的匝数。因此，在以最大的匝数卷绕于齿27上的第1输出绕组23中，由于基准状态下的第1输出绕组23的部分所占的区域大于图10，因此，如图12所示，相比于图10，配置通过匝数调节而追加的导线的槽内区域进一步受到限制。由此，在图11所示的实施例1-2中，在1个齿27上能够进行匝数调节的范围比图9所示的实施例1-1窄。
图13是关于图3的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分(即，轴倍角成分)分别对图6所示的基准状态、图9所示的实施例1-1、图11所示的实施例1-2进行比较的曲线图。另外，在图13中，以实线示出图9所示的实施例1-1的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分，以虚线示出图11所示的实施例1-2的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分，以单点划线示出图6所示的基准状态的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分。如图13所示，可知关于相对于图6所示的基准状态的、检测用转子3的旋转角度误差的15次成分的减少量，图9所示的实施例1-1要大于图11所示的实施例1-2。
此外，在图13中，在设图6所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分为η0时，图9所示的实施例1-1中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η9和图11所示的实施例1-2中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η11分别由下式(15)和(16)表示。
η9＝η0+ηc9+ηs9…(15)
η11＝η0+ηc11+ηs9…(16)
其中，ηc9是η9中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分，ηs9是η9中的基于第2输出绕组24的匝数调节的成分。此外，ηc11是η11中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分，ηs11是η11中的基于第2输出绕组24的匝数调节的成分。
图14是比较图6所示的基准状态、图9所示的实施例1-1、图11所示的实施例1-2各自的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0、η9、η11的相量图(phasor diagram)。另外，图14中以实线箭头示出ηc9、ηs9、ηc11、ηs11、基于第1和第2输出绕组23、24各自的匝数调节的理想成分ηc、ηs以及η0、η9、η11。如图14所示，可知相比于图11所示的实施例1-2中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc11，图9所示的实施例1-1中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc9对图6所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0的减少效果更显著。此外，根据图14可知ηs9和ηs11减少检测用转子3的旋转角度误差的15次成分的效果是同等的。
因此，图9所示的实施例1-1起到的减少旋转角度误差的效果比图11所示的实施例1-2更显著，能够调节旋转角度误差的选项范围扩大，因此，比较实施例1-1和实施例1-2的话，优选基于实施例1-1进行匝数调节。但是，虽然图11所示的实施例1-2起到的减少旋转角度误差的效果与实施例1-1相比较弱，但是，在待减少的旋转角度误差小到可以根据实施例1-2而减少的程度的情况下，实施例1-2足够作为能够调节旋转角度误差的选项，基于图11所示的实施例1-2进行的匝数调节也能够减少旋转角度误差。这样，根据实施例1-1和实施例1-2中的任何一个，旋转角度检测装置整体上都增加了能够调节旋转角度误差的绕组调节的选项。
在这样的旋转角度检测装置1中，卷绕于齿27上的第1输出绕组23的匝数有2种以上，因此，能够使检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc的振幅发生变化。由此，能够增加能够调节检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，能够有效地减少检测用转子3的旋转角度误差。
此外，在图9所示的实施例1-1和图11所示的实施例1-2中，第1输出绕组23和第2输出绕组24的匝数调节前的空间分布为3次，与此相对，第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数调节后的空间分布则是以在周向上连续配置的6个齿27为一组三次旋转对称，因此，不会产生检测用转子3的旋转角度误差的30次成分、即2倍轴倍角的成分。由此，通过匝数调节使得不会产生2倍轴倍角的成分，能够减少检测用转子3的旋转角度误差。
另外，根据图6所示的基准状态下的误差的15次成分η0的相位，也可以设图9所示的实施例1-1中的第1输出绕组23的匝数A2+a为匝数A2-a(A1＞A2-a，A1＞A2＞a＞0)，也可以设图11所示的实施例1-2中的第1输出绕组23的匝数A1+a为匝数A1-a(A1-a＞A2，A1＞A2＞a＞0)。此外，也可以设图9所示的实施例1-1和图11所示的实施例1-2的各个实施例中的第2输出绕组24的匝数B1+b为匝数B1-b(B1-b＞B2，B1＞b＞0，B2＝0)。
即，当基准状态下的第1输出绕组23的匝数中包含1以上的整数Ai以及小于Ai的1以上的整数Aj时，通过在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕以小于Ai的Aj±a(Ai＞Aj±a，Ai＞Aj＞a＞0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23、或者在卷绕基准状态下的匝数为Ai的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕以大于Aj的Ai±a(Ai±a＞Aj，Ai＞Aj＞a＞0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23来调节基准状态下的第1输出绕组23的匝数，而当基准状态下的第2输出绕组24的匝数中包含1以上的整数Bk以及小于Bk的Bm＝0时，通过在卷绕基准状态下的匝数为Bk的第2输出绕组24的齿27上分别卷绕以大于Bm的Bk±b(Bk±b＞Bm，Bk＞b＞0，Bm＝0，b为1以上的整数)为匝数的第2输出绕组24来调节基准状态下的第2输出绕组24的匝数，由此能够得到减少检测用转子3的旋转角度误差的效果。
此外，在本实施方式中，根据图13，每一匝所能调节的旋转角度误差的15次成分最小也是0.02°。根据图13，图6的旋转角度检测装置中的检测用转子的旋转角度误差的15次成分η0是0.2°，因此，利用每1齿的匝数调节所追加或削减的第1输出绕组23的匝数a为a＝1圈～10圈。由于a＝10圈时的a/A1是10/460≒2％，因此，只要是a为1以上的整数且a/A1≦2％的关系成立的结构，就能够以更少的匝数来减少检测用转子3的旋转角度误差，从而能够减少匝数调节耗费的作业工作量。此外，利用每1齿的匝数调节所追加或削减的第2输出绕组24的匝数b也相同，只要是b为1以上的整数且b/B1≦2％的关系成立的结构，就能够以更少的匝数来减少检测用转子3的旋转角度误差，从而能够减少匝数调节耗费的作业工作量。
实施方式2.
在本实施方式中，以将第1和第2输出绕组23、24各自的匝数的空间分布的相位相对于图6所示的基准状态错开10°电角后的状态作为匝数调节前的基准状态。
图15是示出本发明的实施方式2的作为进行匝数调节的基准的基准状态下的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的导线匝数的表。以使基准状态下的励磁绕组22的导线在彼此相邻的每个齿27上的卷绕方向相反的方式，在全部的齿27上分别卷绕C＝40圈。
基准状态下的第1输出绕组23的导线在齿编号为1、7、13的各齿27上分别卷绕A1＝453圈，在齿编号为3、9、15的各齿27上分别卷绕A2＝157圈，在齿编号为5、11、17的各齿27上分别卷绕A3＝296圈。卷绕在齿编号为1、7、13的各齿27上的第1输出绕组23的导线分别向同一方向卷绕。此外，卷绕在齿编号为3、5、9、11、15、17的各齿27上的第1输出绕组23的导线向与卷绕在齿编号为1、7、13的各齿27上的第1输出绕组23的导线的卷绕方向相反的方向卷绕。
基准状态下的第2输出绕组24的导线在齿编号为2、8、14的各齿27上分别卷绕B1＝352圈，在齿编号为4、10、16的各齿27上分别卷绕B2＝80圈，在齿编号为6、12、18的各齿27上分别卷绕B3＝432圈。卷绕在齿编号为2、4、8、10、14、16的各齿27上的第2输出绕组24的导线分别向与卷绕在齿编号为1、7、13的各齿27上的第1输出绕组23的导线的卷绕方向相同的方向卷绕。此外，卷绕在齿编号为6、12、18的各齿27上的第2输出绕组24的导线向与卷绕在齿编号为2、4、8、10、14、16的各齿27上的第2输出绕组24的导线的卷绕方向相反的方向卷绕。图15所示的基准状态的其它结构与图6所示的基准状态相同。在图15所示的基准状态下，与图6所示的基准状态同样地，第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的空间分布也可以根据以空间|M±N|次的正弦波表示的函数与以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和得到。此外，在图15所示的基准状态下，空间|M±N|次的正弦波的振幅也与空间|M-|M±N||次的正弦波的振幅相等。
在本实施方式中，作为图4的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的具体示例，可以举出以下的实施例2-1和实施例2-2。
图16是关于图4的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24分别示出实施例2-1的导线匝数的表。在实施例2-1中，如图16所示，在第1输出绕组23的导线在齿编号为3、9、15的各齿27上分别卷绕A2+a＝158圈(a＝1)的方面以及第2输出绕组24的导线在齿编号为2、8、14的各齿27上分别卷绕B1+b＝353圈(b＝1)的方面与图15所示的基准状态不同。其中，A1＞A2+a、A3＞A2+a、A1＞A3＞A2＞a＞0、B1+b＞B2、B3＞B1+b、B3＞B1＞B2＞b＞0的关系成立。这样，在实施例2-1中，图15所示的基准状态下的第1输出绕组23的匝数A2和第2输出绕组24的匝数B1被调节为与图15所示的基准状态不同的匝数。
即，在图16所示的实施例2-1中，在设A1＝Ai且A2＝Aj时，在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕有以小于Ai的Aj+a(Ai＞Aj+a)为匝数的第1输出绕组23。此外，在图16所示的实施例2-1中，在设B3＝Bk且B1＝Bm时，在卷绕基准状态下的匝数为Bm的第2输出绕组23的齿27上分别卷绕有以小于Bk的Bm+b(Bk＞Bm+b)为匝数的第2输出绕组24。其中，Ai、Aj、Bk、Bm、a和b为1以上的整数，Ai＞Aj＞a＞0、Bk＞Bm＞b＞0的关系成立。实施例2-1的其它结构与图15所示的基准状态相同。此外，在实施例2-1中的齿编号为3的齿27上设置第1输出绕组23的结构与图10所示的结构相同。
此外，图17是关于图4的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24分别示出实施例2-2的导线匝数的表。在实施例2-2中，如图17所示，在第1输出绕组23的导线在齿编号为1、7、13的各齿27上分别卷绕A1+a＝454圈(a＝1)的方面以及第2输出绕组24的导线在齿编号为2、8、14的各齿27上分别卷绕B1+b＝353圈(b＝1)的方面与图15所示的基准状态不同。其中，A1+a＞A2、A1+a＞A3、A1＞A3＞A2＞a＞0、B1+b＞B2、B3＞B1+b、B3＞B1＞B2＞b＞0的关系成立。这样，在实施例2-2中，图15所示的基准状态下的第1输出绕组23的匝数A1和图15所示的基准状态下的第2输出绕组24的匝数B1被调节为与基准状态不同的匝数。
即，在图17所示的实施例2-2中，在设A1＝Ai且A2＝Aj时，在卷绕基准状态下的匝数为Ai的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕有以大于Aj的Ai+a(Ai+a＞Aj)为匝数的第1输出绕组23。此外，在图17所示的实施例2-2中，在设B3＝Bk且B1＝Bm时，在卷绕基准状态下的匝数为Bm的第2输出绕组23的齿27上分别卷绕有以小于Bk的Bm+b(Bk＞Bm+b)为匝数的第2输出绕组24。其中，Ai、Aj、Bk、Bm、a和b为1以上的整数，Ai＞Aj＞a＞0、Bk＞Bm＞b＞0的关系成立。实施例2-2的其它结构与图15所示的基准状态相同。在实施例2-2中的齿编号为1的齿27上设置第1输出绕组23的结构与图12所示的结构相同。
比较图15所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0、图16所示的实施例2-1中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η16、以及图17所示的实施例2-2中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η17的相量图与分别将图14的η9替换成η16、将ηc9替换成ηc16、将ηs9替换成ηs16、将η11替换成η17、将ηc11替换成ηc17、将ηs11替换成ηs17时的图相同。
因此，可知相比于图17所示的实施例2-2中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc17，图16所示的实施例2-1中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc16对图15所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0的减少效果更显著。此外，可知ηs16和ηs17减少检测用转子3的旋转角度误差的15次成分的效果是同等的。
这样，图16所示的实施例2-1起到的旋转角度误差的减少效果比图17所示的实施例2-2更显著，能够调节旋转角度误差的选项范围扩大，因此，比较实施例2-1和实施例2-2的话，优选基于实施例2-1进行匝数调节。但是，虽然图17所示的实施例2-2起到的旋转角度误差的减少效果与实施例2-1相比较弱，但是，在待减少的旋转角度误差较小的情况下，实施例2-2足够作为能够调节旋转角度误差的选项，基于图17所示的实施例2-2进行的匝数调节也能够减少旋转角度误差。这样，根据实施例2-1和实施例2-2中的任何一个，旋转角度检测装置都能够在整体上增加可调节旋转角度误差的绕组调节的选项。
此外，在以将第1和第2输出绕组23、24各自的匝数的空间分布的相位相对于图6所示的基准状态错开10°电角后的基准状态为基准进行了匝数调节的实施例2-1和实施例2-2的情况下，也能够增加可调节检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，并能够有效地减少检测用转子3的旋转角度误差。
此外，在图16所示的实施例2-1和图17所示的实施例2-2中，第1输出绕组23和第2输出绕组24的匝数调节前的空间分布为3次，与此相对，第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数调节后的空间分布是以在周向上连续配置的6个齿27为一组三次旋转对称，因此，不会产生检测用转子3的旋转角度误差的30次成分、即2倍轴倍角的成分。由此，通过匝数调节不会产生2倍轴倍角的成分，能够减少检测用转子3的旋转角度误差。
另外，根据图15所示的基准状态下的误差的15次成分η0的相位，也可以设图16所示的实施例2-1中的第1输出绕组23的匝数A2+a为匝数A2-a(A1＞A2-a，A3＞A2-a、A1＞A3＞A2＞a＞0)，也可以设图17所示的实施例2-2中的第1输出绕组23的匝数A1+a为匝数A1-a(A1-a＞A2、A1-a＞A3、A1＞A3＞A2＞a＞0)。此外，也可以设图16所示的实施例2-1和图17所示的实施例2-2的各个实施例中的第2输出绕组24的匝数B1+b为匝数B1-b(B1-b＞B2、B3＞B1-b、B3＞B1＞B2＞b＞0)。而且，也可以设图16所示的实施例2-1和图17所示的实施例2-2的各个实施例中的第2输出绕组24的匝数B1+b为匝数B1，并且设匝数B3为B3±b(B3±b＞B1、B3＞B1＞B2＞b＞0)。
即，当基准状态下的第1输出绕组23的匝数中包含1以上的整数Ai以及小于Ai的1以上的整数Aj时，通过在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕以小于Ai的Aj±a(Ai＞Aj±a，Ai＞Aj＞a＞0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23、或者在卷绕基准状态下的匝数为Ai的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕以大于Aj的Ai±a(Ai±a＞Aj，Ai＞Aj＞a＞0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23来调节基准状态下的第1输出绕组23的匝数，而当基准状态下的第2输出绕组24的匝数中包含1以上的整数Bk以及小于Bk的1以上的整数Bm时，通过在卷绕基准状态下的匝数为Bm的第2输出绕组24的齿27上分别卷绕以小于Bk的Bm±b(Bk＞Bm±b，Bk＞Bm＞b＞0，b为1以上的整数)为匝数的第2输出绕组24、或者在卷绕基准状态下的匝数为Bk的第2输出绕组24的齿27上分别卷绕以大于Bm的Bk±b(Bk±b＞Bm，Bk＞Bm＞b＞0，b为1以上的整数)为匝数的第2输出绕组24来调节基准状态下的第2输出绕组24的匝数，由此能够得到减少检测用转子3的旋转角度误差的效果。
此外，与实施方式1同样地，只要是通过每1齿的匝数调节所追加或削减的第1输出绕组23的匝数a为1以上的整数且a/A1≦2％的关系成立的结构，就能够以更少的匝数来减少检测用转子3的旋转角度误差，能够减少匝数调节耗费的作业工作量。而且，通过每1齿的匝数调节所追加或削减的第2输出绕组24的匝数b也同样，只要是b为1以上的整数且b/B3≦2％的关系成立的结构，就能够以更少的匝数来减少检测用转子3的旋转角度误差，能够减少匝数调节耗费的作业工作量。
实施方式3.
图18是示出本发明的实施方式3的旋转角度检测装置1的主要部分的放大图。另外，图18是示出励磁绕组22和第1输出绕组23设置于齿27上的状态的图。在实施方式3中，第1和第2输出绕组23、24各自与励磁绕组22之间的位置关系不同于实施方式1和2。
即，设置于共同的齿27上的励磁绕组22和第1输出绕组23沿检测用转子3的径向排列。此外，励磁绕组22设置于在检测用转子3的径向上比第1输出绕组23接近检测用转子3的位置处。即，励磁绕组22的导线卷绕于齿27的接近检测用转子3的末端部，第1输出绕组23的导线卷绕于齿27的比励磁绕组22接近铁芯背26的部分。
设置在其它齿27上的第1输出绕组23也同样地设置于在检测用转子3的径向上比励磁绕组22靠外侧的位置处。此外，设置在各齿27上的第2输出绕组24也同样地设置于在检测用转子3的径向上比励磁绕组22靠外侧的位置处。其它结构与实施方式1相同。
在此，通过计算，计算出了图18的卷绕于齿27上的励磁绕组22和第1输出绕组23的区域中的交链磁通的分布。另外，在实施方式3中，励磁绕组22和第2输出绕组24的区域中的交链磁通的分布也与第1输出绕组23的情况相同。
图19是示出图18的励磁绕组22和第1输出绕组23的区域的每一匝的交链磁通的分布的放大图。在图19中，设在图18的励磁绕组22和第1输出绕组23的区域中，最接近齿27的末端部的位置且在周向上最接近齿27的位置为图18所示的XY坐标的原点O，而计算出每一匝的交链磁通分布。根据图19可知，在励磁绕组22和第1输出绕组23的区域中的、在周向上接近齿27的部分处，每一匝的交链磁通的周向变化比图8小。
在本实施方式中，作为励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的具体示例，可以举出与图9所示的实施例1-1相同匝数的实施例3-1和与实施例1-2相同匝数的实施例3-2。
图20是示出以实施例3-1的匝数将本发明的实施方式3的励磁绕组22和第1输出绕组23设置于齿编号为3的齿27上的状态的放大图。另外，图20中，利用斜线部分示出配置为了第1输出绕组23的匝数调节而追加卷绕a＝1圈的匝数的导线的区域。第1输出绕组23设置于齿27的、在检测用转子3的径向上存在于比励磁绕组22远离检测用转子3的位置的部分，卷绕于齿编号为3的齿27上的第1输出绕组23的匝数在多个第1输出绕组23各自的匝数中是最小的匝数。因此，在以最小的匝数卷绕于齿27上的第1输出绕组23中，如图20所示，能够将槽内区域取的范围较大，该槽内区域是配置通过匝数调节而追加的导线的区域。由此，交链磁通的分布范围变大，因此，在1个齿27上能够进行匝数调节的范围变大，能够调节旋转角度误差的选项增加。
图21是示出以实施例3-2的匝数将本发明的实施方式3的励磁绕组22和第1输出绕组23设置于齿编号为1的齿27上的状态的放大图。另外，在图21中，与图20同样地，利用斜线部分示出配置为了第1输出绕组23中的匝数调节而追加卷绕a＝1圈的匝数的导线的区域。卷绕于齿编号为1的齿27上的第1输出绕组23的匝数是在多个第1输出绕组23各自的匝数中最大的匝数。因此，在以最大的匝数卷绕于齿27上的第1输出绕组23中，通过匝数调节而追加的导线被配置在图21的斜线部分。如图21所示，在该情况下，相比于图20，配置通过匝数调节而追加的导线的槽内区域进一步受到限制，图19所示的交链磁通的分布范围比图20的情况窄。由此，在图21中，在1个齿27上能够进行匝数调节的范围比图20窄。
实施例3-1中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分与检测用转子3的旋转角度对应地示出与图13的实线相同的变化，实施例3-2中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分与检测用转子3的旋转角度对应地示出与图13的虚线相同的变化。因此，可知关于相对于图6所示的基准状态的、检测用转子3的旋转角度误差的15次成分的减少量，实施例3-1要大于实施例3-2。
此外，设实施例3-1和实施例3-2的各个实施例中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分分别为ηc20和ηc21，基于第2输出绕组24的匝数调节的成分分别为ηs20和ηs21，并用相量图来表示ηc20、ηc21、ηs20、ηs21时，ηc20和ηc21与图14的ηc9和ηc11相同，ηs20和ηs21与图14的ηs9和ηs11相同。因此，可知ηc20的减少旋转角度误差的效果要大于ηc21，相比实施例3-2，实施例3-1起到的减少旋转角度误差的效果更大。
这样，针对通过将第1和第2输出绕组23、24中的任意方和励磁绕组22在检测用转子3的径向上排列配置而成的检测用定子2，通过使卷绕于齿27上的第1输出绕组23的匝数不同，也能够使检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc的振幅发生变化，因此，能够增加可减少检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，能够通过微调来减少检测用转子3的旋转角度误差。
实施方式4.
图22是示出本发明的实施方式4的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的导线匝数的表。另外，图22中，示出将励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24分别以图4的位置关系设置在齿27上的状态下的各绕组22、23、24的导线的匝数。在本实施方式中，如图22所示，在将第1输出绕组23的导线分别在齿编号为3、5、9、11、15、17的各齿27上卷绕A2+a＝231圈(a＝1)这点上与图6所示的基准状态不同。其中，A1＞A2+a、A1＞A2＞a＞0的关系成立。这样，在本实施方式中，仅第1输出绕组23的匝数A2被调节为与图6所示的基准状态不同的匝数。
即，在本实施方式中，在设A1＝Ai且A2＝Aj时，在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕有以小于Ai的Aj+a(Ai＞Aj+a)为匝数的第1输出绕组23。其中，Ai、Aj、a为1以上的整数，Ai＞Aj＞a＞0的关系成立。本实施方式的其它结构与图6所示的基准状态相同。
图23是比较图6所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0与图22所示的实施方式4中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η22的相量图。η22由图6所示的基准状态下的误差的15次成分η0与图22所示的误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc22的和(即，η22＝η0+ηc22)来表示。在图23中，以实线箭头示出ηc22和η0、η22。此外，对于图22所示的第2输出绕组24未进行匝数调节，但是，在图23中，以虚线箭头示出图11所示的实施例1-2中的基于第2输出绕组24的匝数调节的成分ηs11。
可知如图23所示，仅凭图22所示的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc22也能够减少图6所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0。但是，在本实施方式中，不存在基于第2输出绕组24的匝数调节的成分ηs11，因此，与此相应地，角度误差的减少效果要弱于实施方式1～3。
这样，即使仅调节第1和第2输出绕组23、24中的第1输出绕组23的匝数，也能够使检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc的振幅发生变化，因此，能够增加可调节检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，能够有效地减少检测用转子3的旋转角度误差。
此外，由于仅对第1输出绕组23进行了匝数调节，因此，能够减少进行匝数调节的齿27的数量，能够提高绕线作业性。
此外，对进行匝数调节之前的基准状态下的多个第1输出绕组23的匝数中、匝数最小的第1输出绕组23的匝数进行调节，因此，能够提高绕线作业性，还能够减少角度误差。而且，还能够使其它齿27的第1输出绕组23的匝数为最大，因此，能够提高以(第1输出绕组23检测出的电压的振幅值)/(励磁绕组22检测出的电压的振幅值)而给出的变压比，能够减少角度误差。
另外，根据图6所示的基准状态下的误差的15次成分η0的相位，也可以设图22所示的实施方式4中的第1输出绕组23的匝数A2+a为匝数A2-a(A1＞A2-a，A1＞A2＞a＞0，a为1以上的整数)。此外，也可以设图22所示的实施方式4中的第1输出绕组23的匝数A1和A2+a分别为匝数A1±a(A1±a＞A2，A1＞A2＞a＞0，a为1以上的整数)和A2。
即，当基准状态下的第1输出绕组23的匝数中包含1以上的整数Ai以及小于Ai的1以上的整数Aj时，在使第2输出绕组的匝数保持与图6所示的基准状态相同的情况下，通过在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕以小于Ai的Aj±a(Ai＞Aj±a，Ai＞Aj＞a＞0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23、或者在卷绕基准状态下的匝数为Ai的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕以大于Aj的Ai±a(Ai±a＞Aj，Ai＞Aj＞a＞0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23来调节基准状态下的第1输出绕组23的匝数，由此能够得到减少检测用转子3的旋转角度误差的效果。
此外，与实施方式1相同，只要是利用每1齿的匝数调节所追加或削减的第1输出绕组23的匝数a为1以上的整数且a/A1≦2％的关系成立的结构，就能够以更少的匝数来减少检测用转子3的旋转角度误差，能够减少匝数调节耗费的作业工作量。
此外，在上述示例中，励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的位置关系成为图4的位置关系，但是，即使将励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的位置关系设成图18的位置关系，也能够得到相同的效果。
此外，即使调换上述示例的第1输出绕组23与第2输出绕组24，对第2输出绕组24进行匝数调节，当然也起到相同的效果。
实施方式5.
图24是示出本发明的实施方式5的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的导线匝数的表。另外，图24中，示出将励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24分别以图4的位置关系设置在齿27上的状态下的各绕组22、23、24的导线匝数。在本实施方式中，如图24所示，在将第2输出绕组24的导线分别在齿编号为4、10、16的各齿27上卷绕B2+b＝1圈(B2＝0，b＝1)这点上与图6所示的基准状态不同。其中，B1＞B2+b、B1＞b＞0、B2＝0的关系成立。这样，在本实施方式中，只有图6所示的基准状态下的第2输出绕组24的匝数B2被调节为与基准状态不同的匝数。
即，在本实施方式中，在设B1＝Bk且B2＝Bm＝0时，在卷绕基准状态下的匝数为Bm的第2输出绕组24的齿27上分别卷绕有以小于Bk的Bm+b＝b(Bk＞b)为匝数的第2输出绕组24。其中，Bk、b为1以上的整数，Bk＞b＞0的关系成立。本实施方式的其它结构与图6所示的基准状态相同。
图25是对图6所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0与图24所示的实施方式5中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η24进行比较的相量图。η24由图6所示的基准状态下的误差的15次成分η0与图24所示的误差的15次成分中的、基于第2输出绕组24的匝数调节的成分ηs24之和(即，η24＝η0+ηs24)来表示。图23中，以实线箭头示出ηs24和η0、η24。此外，对于图24所示的第1输出绕组23未进行匝数调节，但是，在图25中，以虚线箭头示出图9所示的实施例1-1中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc9。
可知如图25所示，仅凭图24所示的基于第2输出绕组24的匝数调节的成分ηs24也能够减少图6所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0。但是，在本实施方式中，不存在基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc9，因此，与此相应地，角度误差的减少效果要弱于实施方式1～3。
这样，即使仅调节第1和第2输出绕组23、24中的第2输出绕组24的匝数，也能够使检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第2输出绕组24的匝数调节的成分ηs的振幅发生变化，因此，能够增加可调节检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，能够较大程度地减少检测用转子3的旋转角度误差。
此外，由于仅对第2输出绕组24进行匝数调节，因此，能够减少要进行匝数调节的齿27的数量，能够提高绕线作业性。
此外，对进行匝数调节之前的基准状态下的多个第2输出绕组24的匝数中、匝数最小为零的第2输出绕组24的匝数进行调节，因此，能够提高绕线作业性，还能够减少角度误差。而且，还能够使其它齿27的第2输出绕组24的匝数为最大，因此，能够提高以(第2输出绕组24检测出的电压的振幅值)/(励磁绕组22检测出的电压的振幅值)给出的变压比，能够减少角度误差。
另外，根据图6所示的基准状态下的误差的15次成分η0的相位，也可以设图24所示的实施方式5中的第2输出绕组24的匝数B1和B2+b分别为匝数B1±b(B1±b＞B2，B1＞b＞0，b为1以上的整数)和B2＝0。
即，当基准状态下的第2输出绕组24的匝数中包含1以上的整数Bk以及小于Bk的整数Bm＝0时，在使第1输出绕组23的匝数保持与图6所示的基准状态相同的情况下，通过在卷绕基准状态下的匝数为Bm的第2输出绕组24的齿27上分别卷绕以小于Bk的Bm+b＝b(Bk＞b＞0，Bm＝0，b为1以上的整数)为匝数的第2输出绕组24、或者在卷绕基准状态下的匝数为Bk的第2输出绕组24的齿27上分别卷绕以大于Bm的Bk±b(Bk±b＞Bm，Bk＞b＞0，Bm＝0，b为1以上的整数)为匝数的第2输出绕组24来调节基准状态下的第2输出绕组24的匝数，由此能够得到减少检测用转子3的旋转角度误差的效果。
此外，与实施方式1相同，只要是通过每1齿的匝数调节所追加或削减的第2输出绕组24的匝数b为1以上的整数且b/B1≦2％的关系成立的结构，就能够以更少的匝数来减少检测用转子3的旋转角度误差，能够减少匝数调节耗费的作业工作量。
此外，在上述示例中，励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的位置关系为图4的位置关系，但是，即使将励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的位置关系设成图18的位置关系，也能够得到相同的效果。
此外，当基准状态下的第1输出绕组23的匝数中包含1以上的整数Ai以及小于Ai的整数Aj＝0时，在使第2输出绕组24的匝数保持与基准状态相同的情况下，通过在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕以小于Ai的Aj+a＝a(Ai＞a＞0，Aj＝0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23、或者在卷绕基准状态下的匝数为Ai的第1输出绕组23的齿27上分别卷绕以大于Aj的Ai±a(Ai±a＞Aj，Ai＞a＞0，Aj＝0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23，由此能够得到减少检测用转子3的旋转角度误差的效果。
实施方式6.
图26是示出本发明的实施方式6的励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的导线匝数的表。另外，在图26中，示出将励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24分别按照图4的位置关系设置在齿27上的状态下的各绕组22、23、24的导线匝数。在本实施方式中，如图26所示，在将第1输出绕组23的导线仅在齿编号为1的齿27上卷绕A1+a＝461圈(a＝1)这点上与图6所示的基准状态不同。其中，A1+a＞A2、A1＞A2＞a＞0的关系成立。这样，在本实施方式中，仅图6所示的基准状态下的第1输出绕组23的一部分的匝数A1被调节为与基准状态不同的匝数。
即，在本实施方式中，在设A1＝Ai且A2＝Aj时，仅在卷绕基准状态下的匝数为Ai的第1输出绕组23的多个齿27中的1个齿27上卷绕有以大于Aj的Ai+a(Ai+a＞Aj)为匝数的第1输出绕组23。其中，Ai、Aj、a为1以上的整数，Ai＞Aj＞a＞0的关系成立。本实施方式的其它结构与图6所示的基准状态相同。
图27是对图6所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0与图26所示的实施方式6中的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η26进行比较的相量图。η26由图6所示的基准状态下的误差的15次成分η0与图26所示的误差的15次成分中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc26之和(即，η26＝η0+ηc26)来表示。在图27中，以实线箭头示出ηc26和η0、η26。此外，对于图26所示的第2输出绕组24未进行匝数调节，但是，在图27中，以虚线箭头示出图11所示的实施例1-2中的基于第2输出绕组24的匝数调节的成分ηs11。
如图27所示，可知仅凭图26所示的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc26也能够减少图6所示的基准状态下的检测用转子3的旋转角度误差的15次成分η0。但是，在本实施方式中，由于不存在基于第2输出绕组24的匝数调节的成分ηs11，并且基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc26小于图9所示的实施例1-1中的基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc9(在该示例中，ηc26为ηc9的1/3倍)，因此，与此相应地，角度误差的减少效果要弱于实施方式1～3。
这样，即使仅调节第1和第2输出绕组23、24中的第1输出绕组23的一部分的匝数，也能够使检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分ηc的振幅发生变化，因此，能够增加可调节检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，能够通过微调而减少检测用转子3的旋转角度误差。此外，由于仅对第1输出绕组23进行匝数调节，因此，能够减少进行匝数调节的齿27的数量，能够提高绕线作业性。
另外，根据图6所示的基准状态下的误差的15次成分η0的相位，也可以设图22所示的实施方式6中的第1输出绕组23的匝数A1+a为匝数A1-a(A1-a＞A2，A1＞A2＞a＞0，a为1以上的整数)。此外，也可以设图26所示的实施方式6中的第1输出绕组23的匝数A1+a为A1，并且仅设匝数为A2的多个第1输出绕组23中的任意一个第1输出绕组23的匝数为A2±a(A1＞A2±a，A1＞A2＞a＞0，a为1以上的整数)。
即，当基准状态下的第1输出绕组23的匝数中包含1以上的整数Ai以及作为小于Ai的1以上的整数Aj时，在使第2输出绕组23的匝数保持与图6所示的基准状态相同的情况下，通过仅在卷绕基准状态下的匝数为Aj的第1输出绕组23的多个齿27中的任意一个上卷绕以小于Ai的Aj±a(Ai＞Aj±a，Ai＞Aj＞a＞0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23、或者仅在卷绕基准状态下的匝数为Ai的第1输出绕组23的多个齿27中的任意一个上卷绕以大于Aj的Ai±a(Ai±a＞Aj，Ai＞Aj＞a＞0，a为1以上的整数)为匝数的第1输出绕组23来调节基准状态下的第1输出绕组23的匝数，由此能够得到减少检测用转子3的旋转角度误差的效果。
此外，与实施方式1相同，只要是通过每1齿的匝数调节所追加或削减的第1输出绕组23的匝数a为1以上的整数且a/A1≦2％的关系成立的结构，就能够以更少的匝数来减少检测用转子3的旋转角度误差，能够减少匝数调节耗费的作业工作量。
此外，在上述示例中，励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的位置关系成为图4的位置关系，但是，将励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的位置关系设成图18的位置关系，也能够得到相同的效果。
此外，即使调换上述示例的第1输出绕组23与第2输出绕组24，对第2输出绕组24进行匝数调节，当然也起到相同的效果。
实施方式7.
图28是示出本发明的实施方式7的旋转角度检测装置1的励磁绕组22和第1输出绕组23设置于齿27上的状态的放大图。在实施方式7中，第1和第2输出绕组23、24的各个输出绕组与励磁绕组22之间的位置关系不同于实施方式1。
即，设置在共同的齿27上的励磁绕组22和第1输出绕组23中的第1输出绕组23在检测用转子3的径向上横亘齿27的范围设置，励磁绕组22则在检测用转子3的径向上仅设置于齿27的范围的一部分。在该示例中，励磁绕组22仅设置于齿27的接近检测用转子3的末端部。第1输出绕组23以覆盖励磁绕组22的外周的状态设置，并且还设置在齿27的、比励磁绕组22更接近铁芯背26的部分(即，齿27的存在于在检测用转子3的径向上比励磁绕组22远离检测用转子3的位置处的部分)。
设置于其它齿27上的第1输出绕组23也同样地被设置为覆盖励磁绕组22的外周的状态，并且还设置在齿27的、比励磁绕组22更接近铁芯背26的部分。此外，设置于各齿27上的第2输出绕组24也同样地以覆盖励磁绕组22的外周的状态进行设置，并且还设置在齿27的、比励磁绕组22更接近铁芯背26的部分。
第1和第2输出绕组23、24各自的导线以在励磁绕组22的导线卷绕在齿27上后将励磁绕组22与齿27一起覆盖的方式卷绕于齿27上。其它结构与实施方式1相同。
在本实施方式中，作为励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的具体示例，可以举出与图9所示的实施例1-1相同匝数的实施例7-1和与图11所示的实施例1-2相同匝数的实施例7-2。
图28示出实施例7-1中的进行了绕组调节后的第1输出绕组23和励磁绕组22设置于齿27上的状态。此外，在图28中，利用斜线部分示出能够配置为了第1输出绕组23的匝数调节而追加卷绕的导线的区域。在实施例7-1的第1输出绕组23中，如图28所示，能够将可进行匝数调节的槽内位置取的范围较大。由此，交链磁通的分布范围变大，因此，能够进行匝数调节的范围变大，能够调节旋转角度误差的选项增加。
图29是示出实施例7-2中的进行了绕组调节后的第1输出绕组23和励磁绕组22设置于齿27上的状态的放大图。在图29中，利用斜线部分示出能够配置为了第1输出绕组23的匝数调节而追加卷绕的导线的区域。在实施例7-2的第1输出绕组23中，如图29所示，可进行匝数调节的槽内位置受到限制。由此，交链磁通的分布范围变窄，因此，能够进行匝数调节的范围比实施例7-1窄。但是，在待减少的旋转角度误差较小的情况下，则足够作为能够调节旋转角度误差的选项，即使基于实施例7-2进行的匝数调节也能够减少旋转角度误差。
在这样的旋转角度检测装置1中，通过使卷绕于齿上的第1输出绕组23的匝数不同，能够使检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分δc的振幅发生变化，因此，能够增加可减少检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，能够有效地减少检测用转子3的旋转角度误差。
此外，由于第1和第2输出绕组23、24以覆盖励磁绕组22的外周的状态进行设置，并且还设置在齿27的、存在于在检测用转子3的径向上比励磁绕组22远离检测用转子3的位置的部分，因此，能够使第1和第2输出绕组23、24各自的匝数增多，能够在不增大流过励磁绕组22中的电流的值的情况下增大第1和第2输出绕组23、24各自的输出电压。
此外，由于励磁绕组22仅设置于齿27的接近检测用转子3的末端部，因此，能够与实施方式2同样地抑制与第1和第2输出绕组23、24交链的磁通的偏差，能够减少制造多个旋转角度检测装置时的每个旋转角度检测装置的检测精度偏差。
此外，由于在全部的各齿27上励磁绕组22的导线的匝数相同，因此，即使在励磁绕组22的外周卷绕第1和第2输出绕组23、24的导线，也能够不受励磁绕组22的匝数左右地卷绕第1和第2输出绕组23、24的导线，能够抑制第1和第2输出绕组23、24各自的导线的卷绕溃散(巻き崩れ)的发生。
另外，在上述示例中，仅在检测用转子3的径向上齿27的接近检测用转子3位置处设有励磁绕组22，但是，也可以是，仅在检测用转子3的径向上齿27的远离检测用转子3的位置处设置励磁绕组22，而在励磁绕组22的外周以及比励磁绕组22更接近检测用转子3的齿27的部分设置第1或第2输出绕组23、24。
此外，关于励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数，在上述示例中，应用了实施方式1中的匝数，但是，也可以应用实施方式2、4～6中的匝数。
实施方式8.
图30是示出本发明的实施方式8的旋转角度检测装置1的励磁绕组22和第1输出绕组23设置于齿27上的状态的放大图。关于设置于齿27上的励磁绕组22和第2输出绕组24，也形成为与图30相同的结构。
绝缘体25具有：卷芯部25a，其沿各齿27的侧面设置；外侧绝缘部25b，其在径向上从卷芯部25a的外侧端部沿铁芯背26的内周面突出；内侧绝缘部25c，其在径向上从卷芯部25a的内侧端部向检测用转子3的周向外侧突出；以及间隔部25d，其在外侧绝缘部25b与内侧绝缘部25c之间沿周向从卷芯部25a向检测用转子3的外侧突出。在该示例中，绝缘体25由合成树脂材料(例如，66尼龙(注册商标)(玻璃纤维强化产品)等)构成。
在外侧绝缘部25b与间隔部25d之间形成有第1绕组区域Aw1，在内侧绝缘部25c与间隔部25d之间形成有第2绕组区域Aw2。此外，第1绕组区域Aw1在检测用转子3的径向上位于比第2绕组区域Aw2靠外侧的位置。励磁绕组22设置于第2绕组区域Aw2，第1或第2输出绕组23、24设置于第1绕组区域Aw1。由此，第1和第2输出绕组23、24的各个输出绕组与励磁绕组22在检测用转子3的径向上被间隔部25d间隔开。其它结构与实施方式3相同。
在本实施方式中，作为励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的具体示例，可以举出与图9所示的实施例1-1相同匝数的实施例8-1和与图11所示的实施例1-2相同匝数的实施例8-2。
图30示出实施例8-1中的进行了绕组调节后的第1输出绕组23和励磁绕组22设置于齿27上的状态。此外，在图30中，利用斜线部分示出能够配置为了第1输出绕组23的匝数调节而追加卷绕的导线的区域。如图30所示，实施例8-1中的第1输出绕组23能够将可进行匝数调节的槽内位置取的范围较大。由此，交链磁通的分布范围变大，因此，能够进行匝数调节的范围变大，能够调节旋转角度误差的选项增加。
图31是示出实施例8-2的进行了绕组调节后的第1输出绕组23和励磁绕组22设置于齿27上的状态的放大图。图31中，利用斜线部分示出能够配置为了第1输出绕组23的匝数调节而追加卷绕的导线的区域。如图31所示，实施例8-2中的第1输出绕组23能够进行匝数调节的槽内位置受到限制。由此，交链磁通的分布范围变窄，因此，能够进行匝数调节的范围比实施例8-1窄。但是，在待减少的旋转角度误差较小的情况下，则足够作为能够调节旋转角度误差的选项，即使基于实施例8-2进行的匝数调节也能够减少旋转角度误差。
在这样的旋转角度检测装置1中，通过使卷绕于齿上的第1输出绕组23的匝数不同，能够使检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分δc的振幅发生变化，因此，能够增加可减少检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，能够有效地减少检测用转子3的旋转角度误差。
此外，绝缘体25具有间隔部25d，该间隔部25d在检测用转子3的径向上将第1和第2输出绕组23、24的各个输出绕组与励磁绕组22间隔开，因此，能够容易地确保第1和第2输出绕组23、24与励磁绕组22之间的绝缘状态。
此外，通过以间隔部25d为基准能够更可靠地确定第1和第2输出绕组23、24及励磁绕组22各自的位置。由此，即使通过利用自动绕线机将导线卷绕于齿37上，也能够更可靠且更准确地以将第1和第2输出绕组23、24的各个输出绕组与励磁绕组22在检测用转子3的径向上分离的方式配置在槽28内，相比于实施方式3的情况，能够更准确地确定励磁绕组22、第1和第2输出绕组23、24各自的位置。因此，能够减少旋转角度检测装置1的制造成本，并且，还能够减少励磁绕组22、第1和第2输出绕组23、24各自的导线的卷绕紊乱，提高检测精度。
另外，间隔部25d也可以作为通过层叠硅钢板而形成的检测用定子铁芯21的一部分而形成。但是，从防止漏磁通的观点出发，优选利用非磁性体来构成间隔部25d。
此外，在上述示例中，仅在齿27的在检测用转子3的径向上接近检测用转子3位置处设有励磁绕组22，但是，也可以是，仅在齿27的在检测用转子3的径向上远离检测用转子3的位置处设置励磁绕组22，而在励磁绕组22的外周以及齿27的比励磁绕组22更接近检测用转子3的部分设置第1或第2输出绕组23、24。即，也可以是，将励磁绕组22设置于第1绕组区域Aw1，将第1或第2输出绕组23、24设置于第2绕组区域Aw2。
此外，关于励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数，在上述示例中，应用了实施方式1中的匝数，但也可以应用实施方式2、4～6中的匝数。
实施方式9.
图32是示出本发明的实施方式9的旋转角度检测装置1的励磁绕组22和第1输出绕组23设置于齿27上的状态的放大图。关于设置于齿27上的励磁绕组22和第2输出绕组24，也形成为与图32相同的结构。
在卷芯部25a的外周面的一部分设有供励磁绕组22嵌入的凹部41。凹部41仅设置在卷芯部25a的、在检测用转子3的径向上接近检测用转子3的位置(即，与齿27的末端部对应的位置)处。在该示例中，励磁绕组22整体被收纳于凹部41中。此外，在该示例中，以使励磁绕组22的厚度与凹部41的深度一致的方式将励磁绕组22收纳于凹部41中。其它结构与实施方式7相同。
在本实施方式中，作为励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的具体例，可以举出与图9所示的实施例1-1相同匝数的实施例9-1和与图11所示的实施例1-2相同匝数的实施例9-2。
图32示出实施例9-1中的进行了绕组调节后的第1输出绕组23和励磁绕组22设置于齿27上的状态。此外，在图32中，利用斜线部分示出能够配置为了第1输出绕组23的匝数调节而追加卷绕的导线的区域。如图32所示，实施例9-1中的第1输出绕组23，能够将可进行匝数调节的槽内位置取的范围较大。由此，交链磁通的分布范围变大，因此，能够进行匝数调节的范围变大，能够调节旋转角度误差的选项增加。
图33是示出实施例9-2中的进行了绕组调节后的第1输出绕组23和励磁绕组22设置于齿27上的状态的放大图。图33中，利用斜线部分示出配置为了第1输出绕组23的匝数调节而追加卷绕的导线的区域。如图33所示，实施例9-2中的第1输出绕组23能够进行匝数调节的槽内位置受到限制。由此，交链磁通的分布范围变窄，因此，能够进行匝数调节的范围比实施例9-1窄。但是，在待减少的旋转角度误差较小的情况下，则足够作为能够调节旋转角度误差的选项，即使基于实施例9-2进行的匝数调节也能够减少旋转角度误差。
在这样的旋转角度检测装置1中，通过使卷绕于齿上的第1输出绕组23的匝数不同，能够使检测用转子3的旋转角度误差的15次成分中的、基于第1输出绕组23的匝数调节的成分δc的振幅发生变化，因此，能够增加可减少检测用转子3的旋转角度误差的15次成分、即轴倍角成分的选项，能够有效地减少检测用转子3的旋转角度误差。
此外，由于将供励磁绕组22嵌入的凹部41设置在卷芯部25a的外周面的一部分，因此，能够更准确且容易地进行励磁绕组22相对于齿27的定位，能够抑制在各齿27或各旋转角度检测装置1中产生的励磁绕组22的位置偏差。此外，能够抑制在励磁绕组22的外周卷绕第1或第2输出绕组23、24的导线时发生第1或第2输出绕组23、24的导线的卷绕溃散。由此，能够进一步提高旋转角度检测装置1的检测精度。
另外，在上述示例中，励磁绕组22整体被收纳于凹部41中，但是，只要励磁绕组22嵌入于凹部41中，就能够更准确且容易地进行励磁绕组22的定位，因此，只要励磁绕组22的至少一部分收纳于凹部41中即可。
此外，在上述示例中，凹部41设置在卷芯部25a的接近检测用转子3的位置，但是，凹部41的位置不限于此，例如，也可以将凹部41设置在卷芯部25a的、在检测用转子3的径向上远离检测用转子3的位置。
此外，关于励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数，在上述示例中，应用了实施方式1中的匝数，但是，也可以应用实施方式2、4～6中的匝数。
实施方式10.
图34是将图3的旋转角度检测装置1的凸极31的数量(轴倍角)、齿27的数量、励磁绕组22的空间次数、第1和第2输出绕组23、24的空间次数作为实施例10-1示出的表。另外，图34中，不仅示出实施例10-1，还示出了将实施方式1中的凸极31的数量(轴倍角)变更后的其它实施例10-2和10-3的齿27的数量、励磁绕组22的空间次数、第1和第2输出绕组23、24的空间次数。
在此，如果将与式(10)中的第4项、第5项、第6项、第7项的相位成分所含有的检测用定子2的角度θs的系数r或s相当的误差的空间次数设为δ＝|M-|M±N||和ε＝|δ-M|＝||M-|M±N||―M|，则误差的空间次数δ成为式(1)和式(4)的第1项所表达的空间次数，误差的空间次数ε成为式(1)和式(4)的第2项所表达的空间次数。
在误差的空间次数δ和ε成为上式的值的情况下，关于旋转角度检测装置的角度误差e(θr)，根据式(14)，会产生r、s、N±r或N±s等角度误差的次数，角度误差增大。因此，通过设定励磁绕组22的极对数M(即，检测用定子2的齿27的数量2M)和检测用转子3的凸极31的数量(即，轴倍角)N，使得误差的空间次数δ和ε不会成为所设想的在使用旋转角度检测装置1时噪声的空间次数，由此，能够抑制角度误差的增大。
在实施例10-1中，图34中的轴倍角N为15，励磁绕组22的空间次数M(即，与齿27的数量的一半相当的数量)为9，第1和第2输出绕组23、24的空间次数|M±N|为24或6(其中，由于|18-24|＝6，因此24与6等价)。由此，在实施例10-1中，第1和第2输出绕组23、24所检测出的误差的空间次数δ＝|M-|M±N||为15和3，检测空间次数δ的误差的空间次数ε＝|δ-M|为6。即，在实施例10-1中，误差的空间次数δ和ε被设定成1、2、4以外。
在实施例10-1中，由于误差的空间次数δ为15和3，检测空间次数δ的误差的空间次数ε为6，因此，第1和第2输出绕组23、24不会拾取作为误差的空间次数的低次成分的1次、2次、4次的误差的空间次数。在此，作为1次误差的空间次数，例如可以考虑检测用定子2或检测用转子3的偏心等，作为2次误差的空间次数，例如可以考虑检测用定子2或检测用转子3的椭圆状变形、磁各向异性或它们的组合等。此外，作为4次误差的空间次数，例如可以考虑检测用定子2或检测用转子3的四边形状的变形、磁各向异性或它们的组合等。在实施例10-1中，由于第1和第2输出绕组23、24没有拾取1次、2次、4次的误差成分，因此，能够针对检测用定子2或检测用转子3的偏心、椭圆状变形、四边形状的变形、磁各向异性等噪声，减小旋转角度检测装置1的角度误差。
此外，在图34的实施例10-2中，轴倍角N为24，励磁绕组22的空间次数M为9，第1和第2输出绕组23、24的空间次数|M±N|为33或15(其中，33和15都与3等价)。由此，在实施例10-2中，第1和第2输出绕组23、24所检测出的误差的空间次数δ＝|M-|M±N||为24和6，检测空间次数δ的误差的空间次数ε＝|δ-M|为15和3。即，在实施例10-2中，误差的空间次数δ和ε也被设定成1、2、4以外。
在实施例10-2中，由于第1和第2输出绕组23、24也与实施例10-1同样地没有拾取1次、2次、4次的误差成分，因此，能够针对检测用定子2或检测用转子3的偏心、椭圆状变形、四边形状的变形、磁各向异性等噪声，减小旋转角度检测装置1的角度误差。
而且，在图34的实施例10-3中，轴倍角N为30，励磁绕组22的空间次数M为9，第1和第2输出绕组23、24的空间次数|M±N|为39或21(其中，39和21都与3等价)。由此，在实施例10-3中，第1和第2输出绕组23、24所检测出的误差的空间次数δ＝|M-|M±N||为30和12，检测空间次数δ的误差的空间次数ε＝|δ-M|为21和3。即，在实施例10-3中，误差的空间次数δ和ε也被设定成1、2、4以外。
在实施例10-3中，由于第1和第2输出绕组23、24也与实施例10-1同样地没有拾取1次、2次、4次的误差成分，因此，能够针对检测用定子2或检测用转子3的偏心、椭圆状变形、四边形状的变形、磁各向异性等噪声，减小旋转角度检测装置1的角度误差。
在本实施方式中，关于实施例10-1、实施例10-2和实施例10-3中的第1和第2输出绕组23、24各自的匝数，应用了实施方式1、2、4～6的匝数。
在这样的旋转角度检测装置1中，如果设励磁绕组22的极对数为M、且检测用转子3的凸极31的数量(轴倍角)为N，则第1和第2输出绕组23、24各自的匝数的空间分布是以空间|M±N|次的正弦波表示的函数与以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和、且根据由上述空间|M±N|次的正弦波的振幅与上述空间|M-|M±N||次的正弦波的振幅相等的函数得到，以|M-|M±N||表示的误差的空间次数δ和以|δ-M|表示的误差的空间次数ε为1和2以外的值，因此，能够防止第1和第2输出绕组23、24检测出1次和2次各自的误差成分。由此，能够针对检测用定子2或检测用转子3的偏心、椭圆状变形和磁各向异性等噪声，减小旋转角度检测装置1的角度误差，能够抑制检测误差的增大。此外，由于励磁绕组22分别卷绕于全部的齿27上，因此能够相对于检测用定子2的齿27的数量(即，2M)使励磁绕组22的空间次数(极对数)M为最大。由此，能够抑制由于励磁绕组22的磁动势产生的磁通在齿27之间泄漏，能够提高旋转角度检测装置1的输出。由此，在使用了旋转角度检测装置1的旋转电机101中，能够使转子103的位置和速度的控制实现高精度化。
此外，误差的空间次数δ和ε不仅是1和2以外，而且进一步是4以外，因此，不但能够针对检测用定子2或检测用转子3的偏心、椭圆状变形和磁各向异性等，还能够针对四边形状的变形的噪声，减小旋转角度检测装置1的角度误差。
此外，由于在齿27的末端部设置有沿检测用转子3的周向突出的一对突出部37a，因此，与第1和第2输出绕组23、24交链的磁通变大，能够在不增大流过励磁绕组22的电流的值的情况下增大第1和第2输出绕组23、24各自的输出电压的值。
实施方式11.
图35是作为实施例11-1示出本发明的实施方式11的旋转角度检测装置1的凸极31的数量(轴倍角)、齿27的数量、励磁绕组22的空间次数、第1和第2输出绕组23、24的空间次数的表。另外，图35中，不仅实施例11-1，还示出了实施方式11中的将凸极31的数量(轴倍角)变更后的其它实施例11-2和11-3的齿27的数量、励磁绕组22的空间次数、第1和第2输出绕组23、24的空间次数。
在实施方式11中，在全部实施例11-1～实施例11-3中，在周向上等间隔地排列的齿27的数量都设为30个。在实施方式11的实施例11-1中，图35中的轴倍角N为20，励磁绕组22的空间次数M(即，相当于齿27的数量的一半的数量)为15，第1和第2输出绕组23、24的空间次数|M±N|为35或5(其中，35与5等价)。由此，在实施例11-1中，第1和第2输出绕组23、24所检测出的误差的空间次数δ＝|M-|M±N||为20和10，检测出空间次数δ的误差的空间次数ε＝|δ-M|为5。即，在实施例11-1中，误差的空间次数δ和ε被设定成1、2、3、4以外。
由此，在实施例11-1中，由于误差的空间次数δ为20和10，检测出空间次数δ的误差的空间次数ε为5，因此，第1和第2输出绕组23、24不会拾取作为误差的空间次数的低次成分的1次、2次、3次、4次的误差的空间次数。因此，在实施例11-1中，由于第1和第2输出绕组23、24不拾取这些1次、2次、3次、4次的误差成分，因此，针对检测用定子2或检测用转子3的偏心、椭圆状变形、三角形状的变形、四边形状的变形、磁各向异性等噪声，能够减少旋转角度检测装置1的角度误差。
此外，在图35的实施例11-2中，轴倍角N为10，励磁绕组22的空间次数M为15，第1和第2输出绕组23、24的空间次数|M±N|为25或5(其中，25与5等价)。由此，在实施例11-2中，第1和第2输出绕组23、24检测出的误差的空间次数δ＝|M-|M±N||为10，检测出空间次数δ的误差的空间次数ε＝|δ-M|为5。即，在实施例11-2中，误差的空间次数δ和ε也被设定成1、2、3、4以外。
而且，在图35的实施例11-3中，轴倍角N为24，励磁绕组22的空间次数M为15，第1和第2输出绕组23、24的空间次数|M±N|为39或9(其中，39与9等价)。由此，在实施例11-3中，第1和第2输出绕组23、24检测出的误差的空间次数δ＝|M-|M±N||为24和6，检测出空间次数δ的误差的空间次数ε＝|δ-M|为9。即，在实施例11-3中，误差的空间次数δ和ε也被设定成1、2、3、4以外。
因此，在实施例11-2和11-3中，由于第1和第2输出绕组23、24与实施例11-1同样地没有拾取1次、2次、3次、4次的误差成分，因此，能够针对检测用定子2或检测用转子3的偏心、椭圆状变形、三角形状的变形、四边形状的变形、磁各向异性等噪声，减少旋转角度检测装置1的角度误差。
在本实施方式中，实施例11-1、实施例11-2和实施例11-3中的第1和第2输出绕组23、24中的至少任意一个输出绕组的匝数的种类为2种以上。此外，在本实施方式中，从如下的基准状态对第1和第2输出绕组23、24各自的匝数进行依照实施方式1、2、4～6中的法则的调节：所述基准状态是第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的匝数的空间分布由以空间|M±N|次的正弦波表示的函数与以具有与空间|M±N|次的正弦波的振幅相等的振幅的空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和得到的状态。
在这样的旋转角度检测装置1中，由于以|M-|M±N||表示的误差的空间次数δ和以|δ-M|表示的误差的空间次数ε为1、2、3、4以外的值，因此，能够防止第1和第2输出绕组23、24检测出1次、2次、3次、4次各自的误差成分的情况。由此，能够针对检测用定子2或检测用转子3的偏心、椭圆状变形、三角形状的变形、四边形状的变形、磁各向异性等噪声，减少旋转角度检测装置1的角度误差，能够抑制检测误差的增大。此外，由于励磁绕组22分别卷绕于全部的齿27上，因此能够使励磁绕组22的空间次数(极对数)M相对于检测用定子2的齿27的数量(即，2M)为最大。由此，能够抑制由于励磁绕组22的磁动势产生的磁通在齿27之间泄漏，能够提高旋转角度检测装置1的输出。由此，在使用了旋转角度检测装置1的旋转电机101中，能够使转子103的位置和速度的控制实现高精度化。
图36是示出包含本发明的实施方式10和11中的轴倍角和槽数的、轴倍角与槽数的组合的曲线图。在图36中，将轴倍角与槽数的组合分成以下的(1)～(4)的情况示出。此外，图36的(1)～(4)的数字分别对应于以下的(1)～(4)的情况。
(1)避开1次和2次的误差成分的空间次数，未卷绕第1和第2输出绕组23、24的齿27存在于检测用定子2中的轴倍角与槽数的组合；
(2)避开1次、2次和4次的误差成分的空间次数，未卷绕第1和第2输出绕组23、24的齿27存在于检测用定子2中的轴倍角与槽数的组合；
(3)避开1次和2次的误差成分的空间次数，未卷绕第1和第2输出绕组23、24的齿27不存在于检测用定子2中的轴倍角与槽数的组合；
(4)避开1次、2次和4次的误差成分的空间次数，未卷绕第1和第2输出绕组23、24的齿27不存在于检测用定子2中的轴倍角与槽数的组合。
在上述(1)和(2)的轴倍角与槽数的组合中，由于存在未卷绕第1和第2输出绕组23、24的齿27，因此，能够提高将输出绕组卷绕于彼此相邻的齿27上时的绕线作业性，还能够利用引出线的接线空间，能够提高接线作业的作业效率。此外，由于能够增大卷绕于彼此相邻的齿27上的输出绕组的导线直径，绕组不容易被切断，能够进一步提高绕线作业性。此外，由于存在未卷绕第1和第2输出绕组23、24的齿27，因此能够减少输出绕组整体的铜量和电阻。由于输出绕组的电阻进一步减少，因此能够减少在第1和第2输出绕组23、24中产生的铜损，能够提高旋转角度检测装置1的可靠性。
实施方式12.
图37是示出本发明的实施方式12的旋转电机101的纵剖视图。转子轭115具有：转子轭主体117，轴承109安装在该转子轭主体117上；和圆筒状的转子筒部118，其固定于转子轭主体117的外周部，且配置成与支承轴108同轴。在转子轭主体117的中央部设有贯通孔121。在支承轴108的末端部，与支承轴108同轴地设有达到贯通孔121内的检测器用轴122。检测器用轴122的外径小于支承轴108的外径。
在转子轭主体117的贯通孔121内，设有检测转子103的旋转角度的旋转角度检测装置1。旋转角度检测装置1具有：检测用定子2，其固定于检测器用轴122上；和检测用转子3，其是在径向上与检测用定子2对置、且能够相对于检测用定子2旋转的磁性体。在该示例中，检测用转子3的形状为圆环状，检测用定子2被配置在检测用转子3的径向内侧。此外，在该示例中，检测用转子3被固定于转子轭主体117的贯通孔121内，检测用转子3与转子轭主体117一体地旋转。旋转电机101的其它结构与实施方式1相同。
图38是示出图37的旋转角度检测装置1的剖视图。检测用定子2具有：作为磁性体的检测用定子铁芯21；分别设置于检测用定子铁芯21上的多个励磁绕组22、多个第1输出绕组23和多个第2输出绕组24；以及绝缘体25，其设置于检测用定子铁芯21上，且介于各励磁绕组22、各第1输出绕组23以及各第2输出绕组24与检测用定子铁芯21之间。由绝缘体25确保各励磁绕组22、各第1输出绕组23以及各第2输出绕组24与检测用定子铁芯21之间的绝缘状态。
检测用定子铁芯21具有：铁芯背26，其中央部嵌合(固定)于检测器用轴122上；和多个齿27，它们分别从铁芯背26向径向外侧突出，沿着检测用定子铁芯21的周向排列。在该示例中，18个齿27沿检测用定子铁芯21的周向等间隔地排列。
励磁绕组22分别卷绕于各齿27上。各励磁绕组22以在电气方面彼此串联的方式连接。
第1输出绕组(COS绕组)23和第2输出绕组(SIN绕组)24为彼此不同相的输出绕组。各第1输出绕组23以在电气方面彼此串联的方式连接，各第2输出绕组24也以在电气方面彼此串联的方式连接。此外，第1输出绕组23和第2输出绕组24在避免同相的输出绕组23、24卷绕于在检测用定子铁芯21的周向上彼此相邻的2个齿27上的同时，分别卷绕于互不相同的齿27上。在该示例中，在多个齿27中的沿周向每隔一个选择出的多个齿27上，分别卷绕有第1输出绕组23，在与卷绕有第1输出绕组23的齿27不同的多个齿27上，分别卷绕有第2输出绕组24。
设置于共同的齿27上的励磁绕组22和第1输出绕组23沿检测用转子3的径向排列。此外，励磁绕组22设置在检测用转子3的径向上比第1输出绕组23接近检测用转子3的位置。即，励磁绕组22的导线卷绕于齿27的接近检测用转子3的末端部，第1输出绕组23的导线卷绕于齿27的比励磁绕组22接近铁芯背26的部分。
设置在其它齿27上的第1输出绕组23也同样地设置于在检测用转子3的径向上比励磁绕组22靠内侧的位置。此外，设置在各齿27上的第2输出绕组24也同样地设置于在检测用转子3的径向上比励磁绕组22靠内侧的位置。
检测用转子3具有沿检测用转子3的周向排列的多个凸极31。此外，检测用转子3能够在使各凸极31与检测用定子2的外周面在径向上对置的同时相对于检测用定子2进行旋转。在检测用转子3相对于检测用定子2进行了旋转时，检测用转子3与检测用定子2之间的磁导的脉动由于各凸极31的存在而呈正弦波状变化。
在各励磁绕组22中，通过向各励磁绕组22供给交流电而产生磁动势。由此，产生通过检测用转子3和检测用定子铁芯21的磁通。由于该磁通与第1和第2输出绕组23、24的交链而在第1和第2输出绕组23、24中产生电压。检测用转子3与检测用定子2之间的磁导与检测用转子3的旋转角度对应地呈正弦波状变化，因此，通过测定分别从第1输出绕组23和第2输出绕组24输出的电压，而检测出检测用转子3的旋转角度。其它结构与实施方式2相同。
即，在实施方式12中，除了检测用定子2处于比检测用转子3靠径向内侧的位置这一点、和励磁绕组22设置在比第1和第2输出绕组23、24靠径向外侧的位置这一点外，与实施方式2相同。
像这样将检测用定子2设置在比检测用转子3靠径向内侧的位置，也能够得到与实施方式2相同的效果。
此外，由于各齿27从铁芯背26向径向外侧突出，因此，能够使形成在各齿27之间的槽28的开口宽度比实施方式1大，使得将励磁绕组22、第1输出绕组23和第2输出绕组24各自的导线卷绕于齿27上的作业变得容易。
此外，由于检测用转子3被固定于转子轭主体117上，因此不需要实施方式1那样的使检测器用轴119穿过中空的支承轴108内的结构，能够简化旋转电机101的结构。由此，能够实现成本的减少。
实施方式13.
也可以将上述实施方式1～12的旋转角度检测装置1和旋转电机101应用于电梯用曳引机。
即，图39是示出本发明的实施方式13的应用了旋转角度检测装置1和旋转电机101的电梯用曳引机的纵剖视图。在图中，电梯用曳引机具有：与实施方式1相同的旋转角度检测装置1；作为旋转电机的电机171；以及借助电机171的驱动力而旋转的驱动绳轮172。
驱动绳轮172借助于轴承109以旋转自如的方式支承于支承轴108。驱动绳轮172与转子轭115一体成型。在该示例中，构成驱动绳轮172和转子轭115的材料为铸铁。驱动绳轮172被设置于在支承轴108的轴线方向上偏离定子102的范围的位置处。通过对定子线圈111通电，驱动绳轮172和转子103以支承轴108的轴线为中心一体地旋转。在驱动绳轮172的外周面上，沿着驱动绳轮172的周向设置有多条主绳索用槽173。
悬吊轿厢和对重(均未图示)的多条主绳索沿着各主绳索用槽173绕挂于驱动绳轮172上。轿厢和对重通过驱动绳轮172的旋转而在井道内升降。
在转子筒部118的内侧设置有对驱动绳轮172和转子103施加制动力的制动装置174。制动装置174具有能够相对于转子筒部118沿转子103的径向移位的制动靴(未图示)。制动装置174通过使制动靴与转子筒部118的内周面接触而对驱动绳轮172和转子103赋予制动力，通过使制动靴从转子筒部118离开而解除对驱动绳轮172和转子103的制动力。
在这样的电梯用曳引机中，实施方式1的旋转电机101被用作电机171，并且，实施方式1的旋转角度检测装置1被用于电机171中，因此能够得到与实施方式1相同的效果。即，能够获得如下这样的电梯用曳引机：能够使转子103的位置和速度的控制实现高精度化，能够实现转矩脉动的减少。
另外，在上述示例中，与实施方式1同样的旋转电机101被用作曳引机的电机171，也可以将使用了与实施方式2～12中的任意一个实施方式同样的旋转角度检测装置1的旋转电机101作为曳引机的电机171。
此外，在实施方式1～12中，在环状的定子102围绕转子103的外周的内转子型旋转电机中应用了本发明，但也可以在环状的转子103围绕定子102的外周的外转子型旋转电机中应用本发明。

Claims (14)

1.一种旋转角度检测装置，其中，所述旋转角度检测装置具有：
检测用定子，其具有检测用定子铁芯、以及分别设置于所述检测用定子铁芯上的多个励磁绕组、多个第1输出绕组和多个第2输出绕组；以及
检测用转子，其具有沿周向排列的多个凸极，所述检测用转子能够在使各所述凸极在径向上与所述检测用定子对置的同时相对于所述检测用定子进行旋转，
所述第1输出绕组和所述第2输出绕组为彼此不同相的输出绕组，
所述检测用定子铁芯具有沿周向排列的多个齿，
所述励磁绕组分别卷绕于各所述齿上，
所述第1输出绕组和所述第2输出绕组在避免同相的所述输出绕组卷绕于在周向上彼此相邻的2个所述齿上的同时，卷绕于彼此不同的所述齿上，
所述励磁绕组的极对数为1以上的整数M，
所述凸极的数量为1以上的整数N，
所述旋转角度检测装置具有如下两种结构中的至少任意一种：
设在所述多个第1输出绕组中至少包含以1以上的整数Ai为匝数的所述第1输出绕组以及以小于Ai的0以上的整数Aj为匝数的所述第1输出绕组，且所述多个第2输出绕组中至少包含以1以上的整数Bk为匝数的所述第2输出绕组以及以小于Bk的0以上的整数Bm为匝数的所述第2输出绕组的状态下，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数的空间分布通过以空间|M±N|次的正弦波表示的函数与以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和得到的状态为基准状态，其中，该空间|M-|M±N||次的正弦波具有与所述空间|M±N|次的正弦波的振幅相等的振幅，且设1以上的整数为a，设1以上的整数为b时，
在第一种结构中，除了在卷绕所述基准状态下的匝数为Ai或Aj的所述第1输出绕组的所述齿处，以不改变匝数为Ai的所述齿的匝数与匝数为Aj的所述齿的匝数之间的大小关系并使得匝数不为0以下的数的方式对匝数增减a而卷绕所述第1输出绕组之外，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数为与所述基准状态相同的匝数，
在第二种结构中，除了在卷绕所述基准状态下的匝数为Bk或Bm的所述第2输出绕组的所述齿处，以不改变匝数为Bk的所述齿的匝数与匝数为Bm的所述齿的匝数之间的大小关系并使得匝数不为0以下的数的方式对匝数增减b而卷绕所述第2输出绕组的情况外，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数为与所述基准状态相同的匝数。
2.一种旋转角度检测装置，其中，所述旋转角度检测装置具有：
检测用定子，其具有检测用定子铁芯、以及分别设置于所述检测用定子铁芯上的多个励磁绕组、多个第1输出绕组和多个第2输出绕组；以及
检测用转子，其具有沿周向排列的多个凸极，所述检测用转子能够在使各所述凸极在径向上与所述检测用定子对置的同时相对于所述检测用定子进行旋转，
所述第1输出绕组和所述第2输出绕组为彼此不同相的输出绕组，
所述检测用定子铁芯具有沿周向排列的多个齿，
所述励磁绕组分别卷绕于各所述齿上，
所述第1输出绕组和所述第2输出绕组在避免同相的所述输出绕组卷绕于在周向上彼此相邻的2个所述齿上的同时，卷绕于彼此不同的所述齿上，
所述励磁绕组的极对数为1以上的整数M，
所述凸极的数量为1以上的整数N，
所述旋转角度检测装置具有如下两种结构中的至少任意一种：
设在所述多个第1输出绕组中至少包含以1以上的整数Ai为匝数的所述第1输出绕组以及以小于Ai的1以上的整数Aj为匝数的所述第1输出绕组，且所述多个第2输出绕组中至少包含以1以上的整数Bk为匝数的所述第2输出绕组以及以小于Bk的1以上的整数Bm为匝数的所述第2输出绕组的状态下，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数的空间分布通过以空间|M±N|次的正弦波表示的函数与以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和得到的状态为基准状态，其中，该空间|M-|M±N||次的正弦波具有与所述空间|M±N|次的正弦波的振幅相等的振幅，且设小于Aj的1以上的整数为a，设小于Bm的1以上的整数为b时，
在第一种结构中，除了在卷绕所述基准状态下的匝数为Ai的所述第1输出绕组的所述齿中的至少任意一个上卷绕以大于Aj的Ai±a为匝数的所述第1输出绕组、或者在卷绕所述基准状态下的匝数为Aj的所述第1输出绕组的所述齿中的至少任意一个上卷绕以小于Ai的Aj±a为匝数的所述第1输出绕组之外，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数为与所述基准状态相同的匝数，
在第二种结构中，除了在卷绕所述基准状态下的匝数为Bk的所述第2输出绕组的所述齿中的至少任意一个上卷绕以大于Bm的Bk±b为匝数的所述第2输出绕组、或者在卷绕所述基准状态下的匝数为Bm的所述第2输出绕组的所述齿中的至少任意一个上卷绕以小于Bk的Bm±b为匝数的所述第2输出绕组之外，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数为与所述基准状态相同的匝数。
3.根据权利要求1或2所述的旋转角度检测装置，其中，
所述旋转角度检测装置具有如下两种结构中的至少任意一种：在所述基准状态下的所述多个第1输出绕组各自的匝数中Aj为最小的匝数的结构、以及在所述基准状态下的所述多个第2输出绕组各自的匝数中Bm为最小的匝数的结构。
4.根据权利要求1或2所述的旋转角度检测装置，其中，
所述旋转角度检测装置具有如下两种结构中的至少任意一种：以Ai±a或Aj±a为匝数的所述第1输出绕组仅卷绕于多个所述齿中的任意一个齿上的结构、以及以Bk±b或Bm±b为匝数的所述第2输出绕组仅卷绕于多个所述齿中的任意一个齿上的结构。
5.一种旋转角度检测装置，其中，所述旋转角度检测装置具有：
检测用定子，其具有检测用定子铁芯、以及分别设置于所述检测用定子铁芯上的多个励磁绕组、多个第1输出绕组和多个第2输出绕组；以及
检测用转子，其具有沿周向排列的多个凸极，所述检测用转子能够在使各所述凸极在径向上与所述检测用定子对置的同时相对于所述检测用定子进行旋转，
所述第1输出绕组和所述第2输出绕组为彼此不同相的输出绕组，
所述检测用定子铁芯具有沿周向排列的多个齿，
所述励磁绕组分别卷绕于各所述齿上，
所述第1输出绕组和所述第2输出绕组在避免同相的所述输出绕组卷绕于在周向上彼此相邻的2个所述齿上的同时，卷绕于彼此不同的所述齿上，
所述励磁绕组的极对数为1以上的整数M，
所述凸极的数量为1以上的整数N，
所述旋转角度检测装置具有如下两种结构中的至少任意一种：
设在所述多个第1输出绕组中至少包含以1以上的整数Ai为匝数的所述第1输出绕组以及以小于Ai的整数Aj为匝数的所述第1输出绕组，且所述多个第2输出绕组中至少包含以1以上的整数Bk为匝数的所述第2输出绕组以及以小于Bk的整数Bm为匝数的所述第2输出绕组的状态下，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数的空间分布通过以空间|M±N|次的正弦波表示的函数与以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和得到的状态为基准状态时，其中，该空间|M-|M±N||次的正弦波具有与所述空间|M±N|次的正弦波的振幅相等的振幅，
在第一种结构中，除了在卷绕所述基准状态下的匝数为Aj＝0的所述第1输出绕组的所述齿中的至少任意一个上卷绕以1以上的整数a为匝数的所述第1输出绕组之外，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数为与所述基准状态相同的匝数，
在第二种结构中，除了在卷绕所述基准状态下的匝数为Bm＝0的所述第2输出绕组的所述齿中的至少任意一个上卷绕以1以上的整数b为匝数的所述第2输出绕组之外，所述第1输出绕组和所述第2输出绕组各自的匝数为与所述基准状态相同的匝数。
6.根据权利要求1、2和5中的任一项所述的旋转角度检测装置，其中，
所述旋转角度检测装置具有如下两种结构中的至少任意一种：a/Ai≦2％的关系成立的结构、以及b/Bk≦2％的关系成立的结构。
7.根据权利要求1、2和5中的任一项所述的旋转角度检测装置，其中，
以|M-|M±N||表示的误差的空间次数δ和以|δ-M|表示的误差的空间次数ε为1和2以外。
8.根据权利要求7所述的旋转角度检测装置，其中，
所述齿的数量为2M。
9.根据权利要求7所述的旋转角度检测装置，其中，
所述误差的空间次数δ和ε为1、2、4以外。
10.根据权利要求7所述的旋转角度检测装置，其中，
所述励磁绕组的极对数M是9，
所述凸极的数量N是15、24或30。
11.根据权利要求8所述的旋转角度检测装置，其中，
所述励磁绕组的极对数M是9，
所述凸极的数量N是15、24或30。
12.根据权利要求7所述的旋转角度检测装置，其中，
所述励磁绕组的极对数M是15，
所述凸极的数量N是10、20或24。
13.一种旋转电机，其中，所述旋转电机具有：
定子；
转子，其相对于所述定子旋转；以及
权利要求1～12中的任一项所述的旋转角度检测装置，该旋转角度检测装置的所述检测用转子与所述转子一体地旋转。
14.一种电梯用曳引机，其中，所述电梯用曳引机具有：
作为权利要求13所述的旋转电机的电机；以及
驱动绳轮，其借助所述电机的驱动力而旋转。
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