CN110233034A - 相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法。本发明通过稍微改进以往的1相励磁/2相输出型的旋转变压器而构成为冗余系统。根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法为如下的结构和方法：励磁绕组(50)由相位相互不同的第一、第二励磁绕组(40、41)构成，并且励磁信号(100)由2相构成，即使在仅上述第一、第二励磁绕组(40、41)以及第一、第二输出绕组(43、44)中的任意一个发生断线的情况下也能够获得至少1相的输出信号(101)。
Description
技术领域
本发明涉及相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器(Resolver)以及其信号输出方法，特别是涉及用于通过构成为2相励磁/2相输出的旋转变压器而能够保证冗余系统的新的改进。
背景技术
以往，作为所使用的这种旋转变压器，例如能够列举专利文献1的“旋转变压器”以及专利文献2的“冗余系统角度检测结构”的各结构。
首先，在专利文献1的“旋转变压器”的结构中，如图3、图4以及图5所示，具备在周方向上隔开间隔而形成有齿30的定子铁芯21、在各齿30上卷绕导线而构成的1相的励磁绕组40、41以及2相的输出绕组以及以能够旋转的方式被设置在定子铁芯21的中心并具有与定子铁芯21之间的气隙磁导根据旋转角度而呈正弦波状地变化的外周曲线的转子(相当于图4的VR型转子20)，检测伴随着转子的旋转而产生的气隙磁导的变化作为来自输出绕组的输出电压，在根据该输出电压检测转子的旋转角度的旋转变压器中，在定子铁芯21中组装分别施加励磁电压的两组励磁绕组40、41。
即，图4所示的公知的振幅调制方式的旋转变压器的励磁绕组由励磁绕组50、2相的第一输出绕组43以及第二输出绕组44构成，该励磁绕组50由两组的1相的第一励磁绕组40以及第二励磁绕组41构成，如图3那样，在定子铁芯21上安装有第一励磁绕组40、第二励磁绕组41后，再安装第一输出绕组43、第二输出绕组44。
因此，以被设置在上述定子铁芯的绝缘体34上所形成的隔壁42为界而在齿30的外径侧配设有第一励磁绕组40。
另外，以上述隔壁42为界而在齿30的内径侧配设有第二励磁绕组41。
上述各励磁绕组40、41其卷数相同，并且相互不接线，所以在各1相中相互独立，作为分别形成1相的冗余系统的励磁绕组40、41而设置。
因此，在图4的结构中，通过使上述VR型转子20旋转，从而如图5所示，能够从上述第一输出绕组43以及第二输出绕组44获得2相的输出信号Scos和Ssin。
另外，在前述的专利文献2的冗余型角度检测结构中，是并列设置或者串联配设未图示的两个旋转变压器的结构。
另外，图2所示的以往结构是从以往作为主流所使用的基于以往公知的振幅调制方式的非冗余系统的旋转变压器的结构，是1相励磁的2相输出结构。
即，励磁绕组50仅由一个第一励磁绕组40构成，不具有绕组的VR型转子20可自由旋转地被内设在轮状定子21的内侧。
与上述第一励磁绕组40对应的输出绕组60由构成2相输出的第一、第二输出绕组43、44形成。
因此，根据图2的以往结构，通过公知的下述输出电压方程式，能够获得基于振幅调制方式的2相的第一、第二输出电压ES1－S3、ES2－S4。
即，图4的结构中的1相输入/2相输出的输出电压方程式如下。
输出电压方程式
励磁电压 ER1－R2＝Esinωt
第一输出电压 ES1－S3＝kER1-R2cos Nθ
第二输出电压 ES2－S4＝kER1-R2sin Nθ
E：电压
ω：励磁频率(角速度)
t：时间
k：变压比
N：轴倍角
θ：旋转角度
专利文献1：日本特开2007－327868号公报
专利文献2：日本特开2009－133647号公报
由于以往的旋转变压器如以上那样构成，所以存在如下那样的课题。
即，前述的专利文献1的旋转变压器的情况下，如图3～图5所示，作为励磁绕组50设置有一对第一、第二励磁绕组40、41，但仅构成1相励磁的冗余系统。
另外，专利文献2的旋转变压器的情况下，由于并联或者串联配置一对旋转变压器，所以作为冗余系统旋转变压器，整体形状变大，与需要小型化的趋势相反。
另外，图2的以往结构的情况下，由于励磁侧为仅1相的励磁绕组50，所以如果在励磁绕组50产生断线，则旋转变压器自身变得功能不全。
发明内容
本发明是为了解决以上那样的课题而完成的，特别是目的在于提供通过构成为2相励磁/2相输出的旋转变压器，即使在仅励磁侧以及输出侧的各绕组的任意一个发生断线的情况下也能够保证冗余系统的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法。
根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器为如下的结构，即，是对内设有VR型转子的轮状定子的励磁绕组施加励磁信号，以使得从设置于上述轮状定子的第一输出绕组、第二输出绕组输出2相的输出信号的2相输出型旋转变压器，上述励磁绕组由相位相互不同的第一励磁绕组、第二励磁绕组构成，并且上述励磁信号由2相构成，即使在仅上述第一励磁绕组、第二励磁绕组以及上述第一输出绕组、第二输出绕组中的任意一个发生断线的情况下，也能够获得至少1相的输出信号，另外，是在上述第一输出绕组、第二输出绕组的任意一方发生断线的情况下，能够从另一方的第一输出绕组或者第二输出绕组获得1相的输出信号的结构，另外，是在上述第一励磁绕组、第二励磁绕组的任意一方发生断线的情况下，能够从上述第一输出绕组、第二输出绕组获得2相的输出信号的结构，另外，根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器的信号输出方法为如下的方法，即，是对内设有VR型转子的轮状定子的励磁绕组施加励磁信号，以使得从设置于上述轮状定子的第一输出绕组、第二输出绕组输出2相的输出信号的2相输出型旋转变压器的信号输出方法，上述励磁绕组由相位相互不同的第一励磁绕组、第二励磁绕组构成，并且上述励磁信号由2相构成，即使在仅上述第一励磁绕组、第二励磁绕组以及上述第一输出绕组、第二输出绕组中的任意一个发生断线的情况下，也获得至少1相的输出信号，另外，是在上述第一输出绕组、第二输出绕组的任意一方发生断线的情况下，从另一方的第一输出绕组或者第二输出绕组获得1相的输出信号的方法，另外，是在上述第一励磁绕组、第二励磁绕组的任意一方发生断线的情况下，从上述第一输出绕组、第二输出绕组获得2相的输出信号的方法。
由于根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法如以上那样构成，所以能够获得如下那样的效果。
即，在对内设有VR型转子的轮状定子的励磁绕组施加励磁信号以使得从设置于上述轮状定子的第一、第二输出绕组输出2相的输出信号的2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法中，是上述励磁绕组由相位相互不同的第一、第二励磁绕组构成，上述励磁信号由2相构成，即使在仅上述第一、第二励磁绕组以及上述第一、第二输出绕组中的任意一个发生断线的情况下也能够获得至少1相的输出信号的结构和方法，所以即使在励磁系统、输出系统的任意一个中发生断线的情况下也能够获得旋转变压器输出，能够较大地提高旋转变压器的可靠性。
另外，在上述第一、第二输出绕组的任意一方发生断线的情况下，能够从另一方的第一输出绕组或者第二输出绕组获得1相的输出信号，从而获得可靠性的提高。
另外，在上述第一、第二励磁绕组的任意一方发生断线的情况下，能够从上述第一、第二输出绕组获得2相的输出信号，从而能够获得与以往相同的旋转变压器输出，并能够实现冗余系统。
附图说明
图1是表示根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器的接线图。
图2是表示以往的振幅调制方式的旋转变压器的接线图。
图3是具有以往的冗余系统励磁绕组的旋转变压器的平面结构图。
图4是图3的旋转变压器的接线图。
图5是表示来自图4的输出绕组60的2相的输出信号的波形图。
符号说明
20 VR型转子；21 轮状定子；40 第一励磁绕组；41 第二励磁绕组；43 第一输出绕组；44 第二输出绕组；50 励磁绕组；60 输出绕组；100 励磁信号；101 输出信号；ES1－S3第一励磁绕组；ES2－S4 第二励磁绕组；ER1－R3 第一输出电压；ER2－R4 第二输出电压。
具体实施方式
根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法通过构成为2相励磁/2相输出的旋转变压器而能够保证冗余系统。
【实施例】
以下，基于附图对根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法的优选的实施方式进行说明。
另外，对与以往例子相同或者同等部分附加同一符号来进行说明。
在图1中，符号20所表示的是可自由旋转地被内设在轮状定子21的内侧并被轴支承的VR型转子，在上述轮状定子21的未图示的各磁极上设置有用于施加励磁信号100的2相的励磁绕组50以及用于获得输出信号101的2相的输出绕组60。
上述励磁绕组50由相位相差90度的2相配置的第一、第二励磁绕组40、41构成，上述第一励磁绕组40的两端的输入端被输入第一励磁电压ES1－S3。
上述第二励磁绕组41的两端的输入端被输入第二励磁电压ES2－ES4。
上述输出绕组60由相位相差90度的2相配置的第一、第二输出绕组43、44构成，并构成为从上述第一输出绕组43的两端的输出端输出第一输出电压ER1－R3。
构成为从上述第二输出绕组44的两端的输出端输出第二输出电压ER2－R4。
在前述的根据图1的本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器中，通过如下的输出电压方程式对获得2相输出的状态进行说明。
即，图1的结构中的2相输入/2相输出的输出电压方程式如下述所示。
输出电压方程式
第一励磁电压ES1-S3＝Esinωt
第二励磁电压ES2-S4＝Ecosωt
第一输出电压ER1-R3＝kES1-S3cos Nθ-kES2-S4sin Nθ
＝kE sinωt·cos Nθ-kE cosωt·sin Nθ
＝kE sin(ωt-Nθ)
第二输出电压ER2-R4＝kES1-S3cos Nθ+kES2-S4sin Nθ
＝kE sinωt·cos Nθ+kE cosωt·sin Nθ
＝kE cos(ωt-Nθ)
因此，通过将作为2相的励磁信号的上述第一、第二励磁电压输入至上述励磁绕组50，能够通过前述的输出电压方程式从上述输出绕组60获得作为2相输出信号的上述第一、第二输出电压。
另外，在前述的图1的电路图以及输出电压方程式中，第一、第二输出电压ER1－R3、ER2－R4分别能够输出角度信号，所以在第一、第二输出电压ER1－R3、ER2－R4的任意一方发生断线的情况下，能够根据另一方的第一、第二输出电压ER1－R3、ER2－R4来进行角度检测。
另外，在前述的第一、第二励磁电压ES1－S3、ES2－S4的任意一方因断线而励磁电压成为0(零)的情况下，第一、第二输出电压ER1－R3、ER2－R4的任一项成为0(零)，所以与以往的1相输入/2相输出的振幅调制方式相同，能够进行角度检测。
因此，在图1的电路结构中，即使在励磁绕组50以及输出绕组60的仅任意1相的绕组40、41、43、44发生断线的情况下，也能够进行角度检测，所以可以说图1的电路结构具有冗余系统。
根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法的要旨如下。
即，在对内设有VR型转子20的轮状定子21的励磁绕组50施加励磁信号100以使得从被设置在上述轮状定子21的第一、第二输出绕组43、44输出2相的输出信号101的2相输出型旋转变压器中，是上述励磁绕组50由相位相互不同的第一、第二励磁绕组40、41构成，并且上述励磁信号100由2相构成，即使在仅上述第一、第二励磁绕组40、41以及上述第一、第二输出绕组43、44中的任意一个发生断线的情况下也能够获得至少1相的输出信号101的结构和方法，另外，是能够在上述第一、第二输出绕组43、44的任意一方发生断线的情况下，从另一方的第一输出绕组43或者第二输出绕组44获得1相的输出信号101的结构和方法，另外，是能够在上述第一、第二励磁绕组40、41的任意一方发生断线的情况下，从上述第一、第二输出绕组43、44获得2相的输出信号101的结构和方法。
【工业上的利用可能性】
根据本发明的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器以及其信号输出方法，即使在各励磁绕组以及各输出绕组的仅任意一个绕组发生断线的情况下也能够获得至少1相的输出信号，所以能够获得可靠性高的冗余系统。
Claims (6)
1.一种相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器，是对内设有VR型转子(20)的轮状定子(21)的励磁绕组(50)施加励磁信号(100)，以使得从设置于上述轮状定子(21)的第一输出绕组(43)、第二输出绕组(44)输出2相的输出信号(101)的2相输出型旋转变压器，其特征在于，
上述励磁绕组(50)由相位相互不同的第一励磁绕组(40)、第二励磁绕组(41)构成，并且上述励磁信号(100)由2相构成，
即使在仅上述第一励磁绕组(40)、第二励磁绕组(41)以及上述第一输出绕组(43)、第二输出绕组(44)中的任意一个发生断线的情况下也能够获得至少1相的输出信号。
2.根据权利要求1所述的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器，其特征在于，
在上述第一输出绕组(43)、第二输出绕组(44)的任意一方发生断线的情况下，能够从另一方的第一输出绕组(43)或者第二输出绕组(44)获得1相的输出信号(101)。
3.根据权利要求1所述的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器，其特征在于，
在上述第一励磁绕组(40)、第二励磁绕组(41)的任意一方发生断线的情况下，能够从上述第一输出绕组(43)、第二输出绕组(44)获得2相的输出信号。
4.一种相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器的信号输出方法，是对内设有VR型转子(20)的轮状定子(21)的励磁绕组(50)施加励磁信号(100)，以使得从设置于上述轮状定子(21)的第一输出绕组(43)、第二输出绕组(44)输出2相的输出信号(101)的2相输出型旋转变压器的信号输出方法，其特征在于，
上述励磁绕组(50)由相位相互不同的第一励磁绕组(40)、第二励磁绕组(41)构成，并且上述励磁信号(100)由2相构成，
即使在仅上述第一励磁绕组(40)、第二励磁绕组(41)以及上述第一输出绕组(43)、第二输出绕组(44)中的任意一个发生断线的情况下也获得至少1相的输出信号。
5.根据权利要求4所述的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器的信号输出方法，其特征在于，
在上述第一输出绕组(43)、第二输出绕组(44)的任意一方发生断线的情况下，从另一方的第一输出绕组(43)或者第二输出绕组(44)获得1相的输出信号(101)。
6.根据权利要求4所述的相位调制方式的冗余系统2相输出型旋转变压器的信号输出方法，其特征在于，
在上述第一励磁绕组(40)、第二励磁绕组(41)的任意一方发生断线的情况下，从上述第一输出绕组(43)、第二输出绕组(44)获得2相的输出信号(101)。
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