CN113330281A - 角度检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种角度检测装置,即使在产生系统之间的磁干扰的冗余类旋转变压器中,也能够降低磁干扰的影响并高精度地计算旋转角度,而不在系统之间进行实时同步控制。一种角度检测装置包括:具有在系统之间产生磁干扰的第一系统的绕组和第二系统的绕组的旋转变压器(1);对第一系统的绕组输出信号的检测值进行去除第二系统的第二周期的分量的第二周期分量去除处理的第一系统的去除处理部(53A);以及基于第二周期分量去除处理后的第一系统的绕组输出信号的检测值来计算转子的第一角度(θ1)的第一系统的角度计算部(54A)。

Description

角度检测装置
技术领域
本发明涉及角度检测装置。
背景技术
作为检测电动机的旋转角度的角度检测器,大多使用旋转变压器。旋转变压器被已知作为坚固的角度检测器,但是由于电动机驱动系统的耐故障性的要求,旋转变压器也需要冗余性。
因此,专利文献1中公开了设有第一系统的励磁绕组及输出绕组、以及第二系统的励磁绕组及输出绕组的双工系统的旋转变压器。另外,专利文献2中构成为,利用两个励磁单元相互异步励磁两个旋转变压器,基于分别以规定的采样周期对各旋转变压器的输出进行采样后的结果,来计算各旋转变压器的旋转角度。在专利文献2的技术中,设定两个励磁单元所进行的各旋转变压器的励磁频率和对各旋转变压器的输出进行采样的采样频率以使得旋转变压器之间的励磁频率之差成为采样频率的整数倍,并且在输出振幅的峰值定时对由两个励磁单元进行励磁的各旋转变压器的输出进行采样。在专利文献2中记载有由于各旋转变压器的输出的采样总是在其输出振幅的峰值定时来进行,所以旋转角度的运算总是以均匀且高精度的方式来进行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2000-18968号公报
专利文献2:日本专利特开2009-210281号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,在专利文献1、2那样的冗余系的旋转变压器中,即使第一系统和第二系统电绝缘,也在磁性上产生干扰。对此,在专利文献2的技术中,在由脉动周期计算部计算出第一系统的励磁频率fa和第二系统的励磁频率fb之差后,通过采样定时调整部调整第一系统和第二系统的采样频率。因此,在专利文献2的技术中,需要在第一系统的ECU和第二系统的ECU之间进行通信来进行同步控制。为了该第一系统和第二系统的通信和同步控制而所需的布线成本和处理负载成为问题。
因此,希望得到一种角度检测装置,即使在产生系统之间的磁干扰的冗余类旋转变压器中,也能够降低磁干扰的影响并高精度地计算旋转角度,而不在系统之间进行实时的同步控制。
用于解决技术问题的技术手段
本申请所涉及的角度检测装置包括:旋转变压器,该旋转变压器具有在第一系统与第二系统之间产生磁干扰的、第一系统的励磁绕组、第一系统的两个输出绕组、第二系统的励磁绕组、以及第二系统的两个输出绕组;
第一系统的励磁部,该第一系统的励磁部将第一周期的交流电压施加到所述第一系统的励磁绕组;
第二系统的励磁部,该第二系统的励磁部将比所述第一周期要长的第二周期的交流电压施加到所述第二系统的励磁绕组;
第一系统的输出信号检测部,该第一系统的输出信号检测部在预先设定的检测定时周期性地检测所述第一系统的两个输出绕组的输出信号;
第一系统的去除处理部,该第一系统的去除处理部对所述第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值进行去除所述第二周期的分量的第二周期分量去除处理;以及
第一系统的角度计算部,该第一系统的角度计算部基于所述第二周期分量去除处理后的所述第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值来计算所述旋转变压器的第一角度。
发明效果
根据本申请所涉及的角度检测装置,能够从第一系统的2个输出绕组的输出信号的检测值中去除由第二系统的励磁绕组产生的第二周期的成分,并能够基于第二周期分量去除处理后的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值来高精度地计算转子的角度。此时,不需要进行第二系统的处理和实时的同步控制,能够抑制处理负载的增加等。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的角度检测装置的示意结构图。
图2是沿轴向观察实施方式1所涉及的旋转变压器的侧视图。
图3是实施方式1所涉及的控制装置的硬件结构图。
图4是用于说明实施方式1所涉及的第一系统的第二周期分量去除处理的时序图。
图5是实施方式1所涉及的第一系统的去除处理部的框图。
图6是用于说明实施方式1所涉及的、假设没有系统之间的磁干扰的情况下的第一系统的检测定时的时序图。
图7是用于说明实施方式1所涉及的第二系统的第一周期分量去除处理的时序图。
图8是实施方式1所涉及的第二系统的去除处理部的框图。
图9是用于说明实施方式2所涉及的第二系统的第一周期分量去除处理的时序图。
图10是实施方式2所涉及的第二系统的去除处理部的框图。
图11是实施方式3所涉及的角度检测装置的示意结构图。
图12是实施方式3所涉及的旋转变压器的示意立体图。
具体实施方式
1.实施方式1
参照附图对实施方式1所涉及的角度检测装置进行说明。图1是本发明实施方式所涉及的角度检测装置的示意结构图。
1-1.旋转变压器1
角度检测装置包括旋转变压器1。旋转变压器1具有第一系统的励磁绕组10A、第一系统的两个输出绕组111A、112A(也称为第一系统的第一输出绕组111A、第一系统的第二输出绕组112A)、第二系统的励磁绕组10B、第二系统的两个输出绕组111B、112B(也称为第二系统的第一输出绕组111B、第二系统的第二输出绕组112B)。第一系统的绕组和第二系统的绕组之间产生磁干扰。即,通过第一系统的励磁绕组10A产生的磁通,不仅在第一系统的两个输出绕组111A、112A中,在第二系统的两个输出绕组111B、112B中也产生感应电压,并且通过第二系统的励磁绕组10B产生的磁通,不仅在第二系统的两个输出绕组111B、112B中,在第一系统的两个输出绕组111A、112A中也产生感应电压。
如图2所示,第一系统的励磁绕组10A、第一系统的两个输出绕组111A、112A、第二系统的励磁绕组10B、以及第二系统的两个输出绕组111B、112B卷绕在同一个定子13上。转子14配置在定子13的径向内侧。转子14包括均匀配置在外周部的周向的多个突出部。突出部向径向外侧的突出高度以定子13和转子14之间的气隙磁导(gap permeance)与旋转相对应地呈正弦波形状变化的方式来形成。即,旋转变压器1是可变磁阻(VR)型旋转变压器。本实施方式设有5个突出部,其中轴倍角被设为5。因此,每当转子以机械角旋转1圈,则以电气角旋转5圈。
如图6中示出假设为系统间没有磁干扰的示例那样,在交流电压VRA被施加到第一系统的励磁绕组10A的状态下,当转子旋转时,根据转子的电气角处的旋转角度(气隙磁导),在第一系统的第一输出绕组111A中感应的交流电压V1A的振幅以及在第一系统的第二输出绕组112A中感应的交流电压V2A的振幅呈正弦波形状(或余弦波形状)地变化。第一系统的第一输出绕组111A和第一系统的第二输出绕组112A以使它们的交流电压的振幅在电气角上彼此相差90度的方式被卷绕到定子13的周向位置。同样地,第二系统的第一输出绕组111B和第二系统的第二输出绕组112B以使它们的感应交流电压的振幅在电气角上彼此相差90度的方式被卷绕到定子的周向位置。
在本实施方式中,如图2所示,定子13包括均匀配置在周向上的12个齿部,第一系统的绕组被卷绕在第1齿部TE1至第6齿部TE6,第二系统的绕组被卷绕到第7齿部TE7到第12齿部TE12。第一系统的励磁绕组10A从第1齿部TE1分散到第6齿部TE6并被卷绕。第一系统的第一输出绕组111A和第一系统的第二输出绕组112A以感应交流电压的振幅彼此相差90度的方式从第1齿部TE1分散到第6齿部TE6并被卷绕。同样地,第二系统的励磁绕组10B从第7齿部TE7分散到第12齿部TE12并被卷绕。第二系统的第一输出绕组111B和第二系统的第二输出绕组112B以感应交流电压的振幅彼此相差90度的方式从第7齿部TE7分散到第12齿部TE12并被卷绕。
卷绕在多个齿部的第一系统的励磁绕组10A在齿部之间串联连接,串联连接的第一系统的励磁绕组10A的2个端子连接到后述的控制装置50(第一系统的励磁部51A)。同样地,在齿部之间串联连接的第一系统的第一输出绕组111A的两个端子连接到后述的控制装置50(第一系统的输出信号检测单元52A)。在齿部之间串联连接的第一系统的第二输出绕组112A的两个端子连接到后述的控制装置50(第一系统的输出信号检测部52A)。串联连接的第二系统的励磁绕组10B的两个端子连接到后述的控制装置50(第二系统的励磁部51B)。同样地,在齿部之间串联连接的第二系统的第一输出绕组111B的两个端子连接到后述的控制装置50(第二系统的输出信号检测部52B)。在齿部之间串联连接的第二系统的第二输出绕组112B的两个端子连接到后述的控制装置50(第二系统的输出信号检测部52B)。
此外,可以将突出部的数量(轴倍角)和齿部数量设定成任意数量。第一系统的绕组和第二系统的绕组可以不在周向上分成两个来配置,也可以在周向上分散地配置。
1-2.控制装置50
角度检测装置包括控制装置50。如图1所示,控制装置50包括第一系统的励磁部51A、第一系统的输出信号检测部52A、第一系统的去除处理部53A、第一系统的角度计算部54A、第二系统的励磁部51B、第二系统的输出信号检测部52B、第二系统的去除处理部53B、以及第二系统的角度计算部54B。控制装置50的各功能由控制装置50所具备的处理电路来实现。具体而言,控制装置50如图3所示,作为处理电路,具备CPU(Central ProcessingUnit:中央处理单元)等运算处理装置90(计算机)、与运算处理装置90进行数据交换的存储装置91、向运算处理装置90输入外部的信号的输入电流92、以及从运算处理装置90向外部输出信号的输出电路93等。
作为运算处理装置90,可以具备ASIC(Application Specific IntegratedCircuit:专用集成电路)、IC(Integrated Circuit:集成电路)、DSP(Digital SignalProcessor:数字信号处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)、各种逻辑电路和各种信号处理电路等。另外,作为运算处理装置90,也可以具备多个同种或不同种的运算处理装置来分担执行各处理。作为存储装置91,具备构成为能从运算处理装置90读取数据及写入数据的RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、以及构成为能从运算处理装置90读取数据的ROM(Read Only Memory:只读存储器)等。第一系统的第一输出绕组111A、第一系统的第二输出绕组112A、第二系统的第一输出绕组111B和第二系统的第二输出绕组112B连接到输入电路92。输入电路92包括将这些绕组的输出电压输入到运算处理装置90的A/D转换器等。第一系统的励磁绕组10A及第二系统的励磁绕组10B连接到输出电路93,输出电路93中包括用于对这些绕组施加交流电压VRA的开关元件等驱动电路。可以在开关元件的输出侧设有低通滤波电路。另外,输出电路93包括将计算出的第一角度θ1和第二角度θ2传输到外部的控制装置94的通信电路等信号输出电路。
并且,控制装置50所具备的各控制部51A~54B等的各功能是通过由运算处理装置90执行存储于ROM等存储装置91的软件(程序),并与存储装置91、输入电路92及输出电路93等控制装置50的其它硬件协作来实现的。另外,将各控制部51A~54B等所使用的设定数据作为软件(程序)的一部分存储于ROM等存储装置91。以下,对控制装置50的各功能进行详细说明。
1-2-1.励磁部
第一系统的励磁部51A对第一系统的励磁绕组10A施加第一周期TA的交流电压VRA(在本例中为正弦波的交流电压VRA)。在本实施方式中,第一系统的励磁部51A计算第1周期TA的交流电压指令,基于交流电压指令和三角波的比较结果生成使设在输出电路93的第一系统的励磁绕组用的开关元件通断的PWM信号(Pulse Width Modulation:脉宽调制)。当开关元件被导通时,电源电压被施加到第一系统的励磁绕组10A侧,当开关元件被断开时,停止电源电压的施加。
第二系统的励磁部51B对第二系统的励磁绕组10B施加第二周期TB的交流电压VRB(在本例中为正弦波的交流电压VRB)。如后所述,第二周期TB被设定成比第一周期TA要长的周期。在本实施方式中,第二系统的励磁部51B计算第2周期TB的交流电压指令,基于交流电压指令和三角波的比较结果生成使设在输出电路93的第二系统的励磁绕组用的开关元件通断的PWM信号。
1-2-2.第一角度θ1的计算
<第一系统的输出信号检测部52A>
第一系统的输出信号检测部52A在预先设定的检测定时(以下也称为第一系统的检测定时)周期性地检测第一系统的两个输出绕组111A、112A的输出信号V1A、V2A。
<由系统之间的磁干扰导致的问题>
如图4中示出第一系统的第一输出绕组的输出信号V1A的示例那样,由于系统之间的磁干扰,在第一系统的两个输出绕组111A、112A的输出信号V1A、V2A上分别叠加由被第二系统的励磁绕组10B励磁的第二周期TB的磁通感应到的第二周期的分量V1A_TB、V2A_TB。图4的上段的图中示出第一系统的第一输出绕组的输出信号V1A,在中段的图中示出第一系统的第一输出绕组的输出信号V1A中包含的、由第一系统的励磁绕组10A的磁通感应出的第一周期的分量V1A_TA,在下段的图中示出由第一系统的第一输出绕组的输出信号V1A中包含的、由第二系统的励磁绕组10B的磁通感应出的第二周期的分量V1A_TB。第一系统的第一输出绕组的输出信号V1A成为将第一周期的分量V1A_TA和第二周期的分量V1A_TB相加后的信号,如果根据该信号计算出角度,则产生检测误差。因此,为了抑制角度的检测误差,需要从第一系统的第一输出绕组的输出信号V1A中去除第二周期的分量V1A_TB。
<第二周期分量去除处理>
因此,第一系统的去除处理部53A对第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_S、V2A_S进行去除(降低)第二周期的分量的第二周期分量去除处理。然后,第一系统的角度计算部54A基于第二周期分量去除处理后的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_F、V2A_F,来计算第一角度θ1。
在本实施方式中构成为,基于以下说明的原理,进行第二周期分量去除处理。如图4的下段的图中所示那样,对第二周期的半周期TB/2中加上第二周期TB的整数倍后的周期(例如,第二周期的半周期TB/2)中,第一系统的第一输出绕组的输出信号的第二周期的分量V1A_TB的相位反转,并且正负符号反转。
因此,作为第二周期分量去除处理,第一系统的去除处理部53A构成为将在本次检测定时检测出的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_S、V2A_S、与在比本次检测定时早第一系统去除处理间隔ΔT1的检测定时检测出的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_Sold、V2A_Sold相加。第一系统去除处理间隔ΔT1被设定为如下式所示那样。这里,M是0以上的整数。在本实施方式中,设定为M=0,第一系统去除处理间隔ΔT1被设定为第二周期的半周期TB/2。
ΔT1=TB/2+TB×M···(1)
第一系统的去除处理部53A例如如图5所示那样构成。第一系统的去除处理部53A包括第一延迟器53A1,该第一延迟器53A1仅延迟第一系统去除处理间隔ΔT1地输出第一系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1A_S,第一系统的去除处理部53A将第一系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1A_S和第一延迟器53A1的输出V1A_Sold相加并计算第二周期分量去除处理后的第一系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1A_F。同样地,第一系统的去除处理部53A包括第二延迟器53A2,该第二延迟器53A2仅延迟第一系统去除处理间隔ΔT1地输出第一系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2A_S,第一系统的去除处理部53A将第一系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2A_S和第二延迟器53A2的输出V2A_Sold相加并计算第二周期分量去除处理后的第一系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2A_F。
然后,第一系统的角度计算部54A构成为基于相加后的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_F、V2A_F,来计算第一角度θ1。
根据该结构,将正负符号相互反转的两个第二周期的分量相加,两个第二周期的分量相互抵消。因此,在相加后的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_F、V2A_F中,第二周期的分量被去除。而且,能够基于将第二周期的分量去除后的检测值,高精度地计算第一角度θ1。
在本实施方式中,如下式所示那样,第二周期TB被设定为第一周期TA的偶数倍。这里,N是1以上的整数。在本实施方式中,设定为N=1,第二周期TB被设定为第一周期TA的两倍。
TB=TA×2×N···(2)
根据该结构,如将式(2)代入式(1)的下式所示那样,第一系统去除处理间隔ΔT1成为第一周期TA的整数倍。
ΔT1=TA×(N+2×N×M)···(3)
因此,第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_S、V2A_S中,第一周期TA的整数倍前后的值被相加。因此,如图4所示,相加的两个第一周期的分量的相位相同,加减符号成为相同的值,因此相加后的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_F、V2A_F分别相当于检测值中包含的第一周期的分量V1A_TA、V2A_TA的两倍值。
V1A_F≒2×V1A_TA
V2A_F≒2×V2A_TA···(4)
因此,在后述的式(5)、式(6)中,通过计算相加后的第一系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1A_F与相加后的第一系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2A_F之比,从而2被抵消(cancel),因此,能够高精度地计算第一角度θ1。
本实施方式中,设定为M=0,N=1。因此,第一系统的去除处理部53A构成为将与在本次检测定时检测出的第一系统的2个输出绕组的输出信号的检测值V1A_S、V2A_S、以及在第一周期TA(第二周期的半周期TB/2)前检测出的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_Sold、V2A_Sold相加。
在本实施方式中,第一系统的输出信号检测部52A构成为在施加给第一系统的励磁绕组10A的第一周期TA的交流电压VRA成为最大值或最小值(在本例中为最大值)的定时,检测第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A。第一系统的输出信号检测部52A在每次交流电压VRA成为最大值时检测第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A。即,第一系统的检测定时被设定成每个第一周期TA的定时。
图6示出了与本实施方式不同的没有系统之间的磁干扰的情况下的示例,其中在第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A上并没有叠加第二周期的分量。在第一周期TA的交流电压VRA成为最大值的定时,在每个第一周期TA检测第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A。因此,第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值中包含的第一周期的分量成为以第一周期TA振动的第一周期的分量的最大值或最小值。因此,能够使第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值中包含的第一周期的分量的振幅最大化,能够提高对噪声分量的第一周期的分量的检测灵敏度,提高检测精度。另外,第一系统的输出信号检测部52A可以构成为去除第一周期TA的交流电压VRA成为振动中心值(节)的定时,并且第一周期TA的交流电压VRA成为最大值或最小值以外的定时,检测第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A。
<第1角度θ1的计算>
如图6所示,在没有系统之间的磁干扰的情况下,第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_S、V2A_S成为在电气角上彼此相差90度的正弦波和余弦波,通过计算两者之比的反正切,能够计算第一角度θ1。在系统之间的磁干扰存在的情况下,如果使用第二周期分量去除处理后的第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_F、V2A_F,也能够计算第一角度θ1。
在本实施方式中,如下式所示,第一系统的角度计算部54A通过计算第二周期分量去除处理后的第一系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1A_F与第一系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2A_F之比的、反正切(反正切函数),来计算第一角度θ1。
θ1=tan-1(V1A_F/V2A_F)···(5)
如式(4)所示,第二周期分量去除处理后的第一系统的2个输出绕组的输出信号的检测值V1A_F、V2A_F分别相当于在检测值中包含的第一周期的分量V1A_TA、V2A_TA的两倍值。因此,如将式(4)代入式(5)后的下式所示那样,根据在检测值中包含的第一周期的分量V1A_TA、V2A_TA之比,能够高精度地计算第一角度θ1。
θ1≒tan-1{(2×V1A_TA)/(2×V2A_TA)}
=tan-1(V1A_TA/V2A_TA)···(6)
1-2-3.第二角度θ2的计算
<第二系统的输出信号检测部52B>
第二系统的输出信号检测部52B在预先设定的检测定时(以下也称为第二系统的检测定时)周期性地检测第二系统的两个输出绕组111B、112B的输出信号V1B、V2B。
<由系统之间的磁干扰导致的问题>
如图7中示出第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B的示例那样,由于系统之间的磁干扰,在第二系统的两个输出绕组111B、112B的输出信号V1B、V2B上叠加由被第一系统的励磁绕组10A励磁的第一周期TA的磁通感应出的第一周期的分量。图7的上段的图中示出第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B,在中段的图中示出第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B中包含的、由第二系统的励磁绕组10B的磁通感应出的第二周期的分量V1B_TB,在下段的图中示出由第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B中包含的、由第一系统的励磁绕组10A的磁通感应出的第一周期的分量V1B_TA。第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B成为将第二周期的分量V1B_TB和第一周期的分量V1B_TA相加后的信号,如果根据该信号计算出角度,则产生检测误差。因此,为了抑制角度的检测误差,需要从第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B中去除第一周期的分量V1B_TA。
<第一周期分量去除处理>
因此,第二系统的去除处理部53B对第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_S、V2B_S进行去除(降低)第一周期的分量的第一周期分量去除处理。然后,第二系统的角度计算部54B基于第一周期分量去除处理后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F,来计算第二角度θ2。
在本实施方式中构成为,基于以下说明的原理,进行第一周期分量去除处理。如图7的下段的图中所示,在第一周期TA的整数倍的周期(例如第一周期TA)中,第二系统的第一输出绕组的输出信号的第一周期的分量V1B_TA的相位相同,加减符号成为相同的值。
因此,作为第一周期分量去除处理,第二系统的去除处理部53B构成为进行减法处理,该减法处理计算在本次检测定时检测出的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_S、V2B_S、与在比本次检测定时早第二系统去除处理间隔ΔT2的检测定时检测出的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_Sold、V2B_Sold之差。如下式所示那样,第二系统去除处理间隔ΔT2被设定为第一周期TA的整数倍。这里,P是1以上的整数。在本实施方式中,设定为P=1,第二系统去除处理间隔ΔT2被设定为第一周期TA。
ΔT2=TA×P···(7)
第二系统的去除处理部53B例如如图8所示那样构成。第二系统的去除处理部53B包括第一延迟器53B1,该第一延迟器53B1仅延迟第二系统去除处理间隔ΔT2地输出第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_S,第二系统的去除处理部53B从第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_S中减去第一延迟器53B1的输出V1B_Sold并计算第一周期分量去除处理后的第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_F。同样地,第二系统的去除处理部53B包括第二延迟器53B2,该第二延迟器53B2仅延迟第二系统去除处理间隔ΔT2地输出第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_S,第二系统的去除处理部53B从第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_S中减去第二延迟器53B2的输出V2B_Sold并计算第一周期分量去除处理后的第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_F。
然后,第二系统的角度计算部54B构成为基于减法处理后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F,来计算第二角度θ2。
根据该结构,将正负符号为相同的值的两个第一周期的分量进行加法处理,从而两个第一周期的分量相互抵消。因此,在减法处理后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F中,第一周期的分量被去除。而且,能够基于将第一周期的分量去除后的检测值,高精度地计算第二角度θ2。
在本实施方式中,如下式所示那样,第二周期TB被设定为第一周期TA的偶数倍。这里,N是1以上的整数。在本实施方式中,设定为N=1,第二周期TB被设定为第一周期TA的两倍值。
TB=TA×2×N···(8)
另外,第二系统去除处理间隔ΔT2被设定为如下式所示那样。这里,L是0以上的整数。在本实施方式中,设定为L=0,第二系统去除处理间隔ΔT2被设定为第二周期的半周期TB/2。
ΔT2=TB/2+TB×L···(9)
即使在该情况下,如果将式(8)代入式(9),如下所示,第二系统去除处理间隔ΔT2也与式(7)同样地成为第一周期TA的整数倍。因此,如上所述,通过第一周期分量去除处理(减法处理),能够去除第一周期的分量。
ΔT2=TA×N×(1+2×L)···(10)
另外,通过如式(9)那样设定第二系统去除处理间隔ΔT2,从而由减法处理减去的两个第二周期的分量如图7所示那样相位反转,正负符号反转。因此,减法处理后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F分别相当于在检测值中包含的第二周期的分量V1B_TB、V2B_TB的两倍值。
V1B_F≒2×V1B_TB
V2B_F≒2×V2B_TB···(11)
因此,在后述的式(12)、式(13)中,通过计算减法处理后的第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_F与减法处理后的第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_F之比,从而2被抵消(cancel),因此,能够高精度地计算第二角度θ2。
本实施方式中,设定为L=0,N=1,P=1。因此,第二系统的去除处理部53B构成为从在本次检测定时检测出的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_S、V2B_S中减去在第二周期的半周期TB/2(第一周期TA)前所检测出的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_Sold、V2B_Sold。
在本实施方式中,第二系统的输出信号检测部52B构成为在施加给第二系统的励磁绕组10B的第二周期TB的交流电压VRB成为最大值或最小值的定时,检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B。第二系统的输出信号检测部52B按照交流电压VRB成为最大值或最小值的每个第二周期的半周期TB/2来检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B。
根据该结构,与第一系统同样地,第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值中包含的第二周期的分量成为以第二周期TB振动的第二周期的分量的最大值或最小值。因此,能够使第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值中包含的第二周期的分量的振幅最大化,能够提高对噪声分量的第一周期的分量的检测灵敏度,提高检测精度。另外,第二系统的输出信号检测部52B可以构成为去除第二周期TB的交流电压VRB成为振动中心值(节)的定时,并且第二周期TB的交流电压VRB成为最大值或最小值以外的定时,检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B。
<第2角度θ2的计算>
在本实施方式中,与第一系统同样地,如下式所示,第二系统的角度计算部54B通过计算第一周期分量去除处理后的第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_F与第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_F之比的、反正切(反正切函数),来计算第二角度θ2。
θ2=tan-1(V1B_F/V2B_F)···(12)
如式(11)所示,第一周期分量去除处理后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F分别相当于在检测值中包含的第二周期的分量V1B_TB、V2B_TB的两倍值。因此,如将式(11)代入式(12)的下式所示那样,根据在检测值中包含的第二周期的分量V1B_TB、V2B_TB之比,能够高精度地计算第二角度θ2。
θ2≒tan-1{(2×V1B_TB)/(2×V2B_TB)}
=tan-1(V1B_TB/V2B_TB)···(13)
另外,可以预先设定第一周期TA、第二周期TB、第一系统的检测定时、第二系统的检测定时、第一系统去除处理间隔ΔT1和第二系统去除处理间隔ΔT2等设定值从而使第一系统和第二系统之间成为规定的关系,第一系统的处理和第二系统的处理能够相互独立地进行,不需要在第一系统和第二系统之间实时地进行同步控制。
2.实施方式2
接着,对实施方式2所涉及的角度检测装置进行说明。对与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的角度检测装置的基本构成与实施方式1相同,但控制装置50的第二系统的各处理部51B~54B的结构与实施方式1不同。
即使在本实施方式中,第二系统的输出信号检测部52B也在预先设定的检测定时(第二系统的检测定时)周期性地检测第二系统的两个输出绕组111B、112B的输出信号V1B、V2B。
<由系统之间的磁干扰导致的问题>
如图9中示出第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B的示例那样,由于系统之间的磁干扰,在第二系统的两个输出绕组111B、112B的输出信号V1B、V2B上叠加由被第一系统的励磁绕组10A励磁的第一周期TA的磁通感应出的第一周期的分量。图9的上段的图中示出第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B,在中段的图中示出第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B中包含的、由第二系统的励磁绕组10B的磁通感应出的第二周期的分量V1B_TB,在下段的图中示出由第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B中包含的、由第一系统的励磁绕组10A的磁通感应出的第一周期的分量V1B_TA。第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B成为将第二周期的分量V1B_TB和第一周期的分量V1B_TA相加后的信号,如果根据该信号计算出角度,则产生检测误差。因此,为了抑制角度的检测误差,需要从第二系统的第一输出绕组的输出信号V1B中去除第一周期的分量V1B_TA。
<第一周期分量去除处理>
即使在本实施方式中,第二系统的去除处理部53B也对第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_S、V2B_S进行去除第一周期的分量的第一周期分量去除处理。然后,第二系统的角度计算部54B基于第一周期分量去除处理后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F,来计算第二角度θ2。
在本实施方式中与实施方式1不同,构成为基于以下说明的原理,进行第一周期分量去除处理。如图9的下段的图中所示那样,在对第一周期的半周期TA/2中加上第一周期TA的整数倍后的周期(例如,第一周期的半周期TA/2)中,第二系统的第一输出绕组的输出信号的第一周期的分量V1B_TA的相位反转,正负符号反转。
因此,作为第一周期分量去除处理,第二系统的去除处理部53B构成为将在本次检测定时检测出的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_S、V2B_S、与在比本次检测定时早第二系统去除处理间隔ΔT2的检测定时检测出的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_Sold、V2B_Sold相加。如下式所示那样,第二系统去除处理间隔ΔT2被设定成将第一周期TA的整数倍与第一周期的半周期TA/2相加后的间隔。这里,X是0以上的整数。在本实施方式中,设定为X=0,第二系统去除处理间隔ΔT2被设定为第一周期的半周期TA/2。
ΔT2=TA/2+TA×X···(14)
然后,第二系统的角度计算部54B构成为基于相加后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F,来计算第二角度θ2。
根据该结构,将正负标号相互反转的两个第一周期的分量相加,两个第一周期的分量相互抵消。因此,在相加后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F中,第一周期的分量被去除。而且,能够基于将第一周期的分量去除后的检测值,高精度地计算第二角度θ2。
在本实施方式中,如图9所示,第二系统的输出信号检测部52B在相对于基准定时TM0成为前后对称的两个定时TM1、TM2,周期性地检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B,其中,上述基准定时TM0是施加到第二系统的励磁绕组10B的第二周期TB的交流电压VRB成为最大值或最小值的定时。
另外,成为前后对称的两个定时的间隔被设定成第二系统去除处理间隔ΔT2。因此,如下式所示那样,相对于基准定时TM0的前后两个定时TM1、TM2的间隔ΔTM12被设定成第二系统去除处理间隔ΔT2的一半。
ΔTM12=ΔT2/2···(15)
然后,第二系统的去除处理部53B将在前后对称的两个定时TM1、TM2检测出的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值彼此相加,并基于相加后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1A_F、V2A_F来计算第二角度θ2。
根据该结构,如图9所示,在两个定时检测出的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值中包含的第二周期的分量彼此相位相同,正负符号成为相同的值。另外,两个定时TM1和TM2的间隔被设定成第二系统去除处理间隔ΔT2,因此,在两个定时TM1、TM2检测到的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值中包含的第一周期的分量彼此相位反转,正负符号反转。因此,这些相加后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F分别相当于在检测值中包含的第二周期的分量V1B_TB、V2B_TB的两倍值。
V1B_F≒2×V1B_TB
V2B_F≒2×V2B_TB···(16)
因此,在后述的式(18)、式(19)中,通过计算加法处理后的第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_F与加法处理后的第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_F之比,从而2被抵消(cancel),因此,能够高精度地计算第二角度θ2。
第二系统的去除处理部53B例如如图10所示那样构成。第二系统的去除处理部53B包括第一延迟器53B1,该第一延迟器53B1仅延迟第二系统去除处理间隔ΔT2地输出第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_S,第二系统的去除处理部53B在相对于基准定时TMO的后面的定时TM2将第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_S与第一延迟器53B1的输出V1B_Sold相加并计算第一周期分量去除处理后的第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_F。同样地,第二系统的去除处理部53B包括第二延迟器53B2,该第二延迟器53B2仅延迟第二系统去除处理间隔ΔT2地输出第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_S,第二系统的去除处理部53B在相对于基准定时TMO的后面的定时TM2将第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_S与第二延迟器53B2的输出V2B_Sold相加并计算第一周期分量去除处理后的第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_F。
在本实施方式中,如下式所示那样,第二周期TB被设定为第一周期TA的两倍。另外,第二系统去除处理间隔ΔT2被设定为第一周期的半周期TA/2。因此,相对于基准定时TM0的前后两个定时的间隔ΔTM 12被设定为第一周期的四分之一TA/4。
TB=TA×2
ΔT2=TA/2
ΔTM12=TA/4···(17)
另外,第二系统的输出信号检测部52B按照每个第二周期的四分之一周期TB/4来检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B,各检测定时被设定成相对于第二周期TB的交流电压VRB成为最大值或最小值的基准定时TM0成为前后对称。
<第二角度θ2的计算>
与实施方式1同样地,如下式所示,第二系统的角度计算部54B通过计算第一周期分量去除处理后的第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值V1B_F与第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值V2B_F之比的、反正切(反正切函数),来计算第二角度θ2。
θ2=tan-1(V1B_F/V2B_F)···(18)
如式(16)所示,第一周期分量去除处理后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F、V2B_F分别相当于在检测值中包含的第二周期的分量V1B_TB、V2B_TB的两倍值。因此,如将式(16)代入式(18)的下式所示那样,根据在检测值中包含的第二周期的分量V1B_TB、V2B_TB之比,能够高精度地计算第二角度θ2。
θ2≒tan-1{(2×V1B_TB)/(2×V2B_TB)}
=tan-1(V1B_TB/V2B_TB)···(19)
3.实施方式3
接着,对实施方式3所涉及的角度检测装置进行说明。对与上述实施方式1或2相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的角度检测装置的基本结构与实施方式1相同,但旋转变压器1的结构与实施方式1或2不同。图11是本实施方式所涉及的角度检测装置的示意结构图。
与实施方式1同样地,旋转变压器1具有第一系统的励磁绕组10A、第一系统的两个输出绕组111A、112A、第二系统的励磁绕组10B、第二系统的两个输出绕组111B、112B。另外,第一系统的绕组和第二系统的绕组之间产生磁干扰。
但是,在本实施方式中,与实施方式1不同,如图12示出旋转变压器1的示意图那样,第一系统的励磁绕组10A和第一系统的两个输出绕组111A、112A卷绕于第一系统的定子13A,第二系统的励磁绕组10B和第二系统的两个输出绕组111B、112B卷绕于第二系统的定子13B。第一系统的定子13A和第二系统的定子13B相互沿轴向相邻配置,在第一系统的绕组和第二系统的绕组之间产生磁干扰。此外,在图12中,省略第一系统的定子13A的齿部和绕组以及第二系统的定子13B的齿部和绕组的图示。
第一系统的定子13A和第二系统的定子13B在同轴上沿轴向相邻配置,形成为一体的转子14被配置在第一系统的定子13A和第二系统的定子13B的径向内侧。转子14包括均匀地配置在外周部的周向的多个突出部。在本实施方式中,位于第一系统的定子13A的径向内侧的转子部分和位于第二系统的定子13B的径向内侧的转子部分具有相同的突出部的形状。另外,第一系统的定子13A的径向内侧的转子部分和第二系统的定子13B的径向方向内侧的转子部分可以是突出部的形状和数量不同,也可以是以一体旋转的方式进行连结的单独个体。
第一系统的定子13A具有均匀地配置在周向上的多个齿部。第一系统的第一输出绕组111A和第一系统的第二输出绕组112A以使它们的交流电电压的振幅在电气角上彼此相差90度的方式分散到第一系统的定子13A的各齿部并被卷绕。第一系统的励磁绕组10A分散到第一系统的定子13A的各齿部并被卷绕。第二系统的定子13B具有均匀地配置在周向上的多个齿部。第二系统的第一输出绕组111B和第二系统的第二输出绕组112B以使它们的感应交流电压的振幅在电气角上彼此相差90度的方式分散到第二系统的定子13B的各齿部并被卷绕。第二系统的励磁绕组10B分散到第二系统的定子13B的各齿部并被卷绕。此外,第一系统的定子13A的齿部数量和第二系统的定子13B的齿部数量可以是相同的数量,也可以是不同的数量。
即使是这样的旋转变压器1的结构,通过进行与实施方式1或2的控制装置50同样的处理,即使产生系统之间的磁干扰,也能够高精度地检测第一角度θ1和第二角度θ2
[其它实施方式]
最后,对本公开的其它实施方式进行说明。此外,下面说明的各实施方式的结构并不限于分别单独地进行应用,只要不产生矛盾,也能与其它实施方式的结构相组合来进行应用。
(1)在上述各实施方式中,以下述情况为例进行了说明,即作为去除在第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值中包含的第二周期的分量的第二周期分量除去处理,第一系统的去除处理部53A进行本次的检测值与第一系统去除处理间隔ΔT1前的检测值之间的加法处理,并且,作为除去包含在第2系统的2个输出绕组的输出信号的检测值中的第1周期的分量的第1周期分量除去处理,第二系统的去除处理部53B进行本次的检测值与第二系统去除处理间隔ΔT2前的检测值之间的减法处理或加法处理。然而,本申请的实施方式并不限于此。即,作为第二周期分量除去处理,第一系统的去除处理部53A也可以构成为进行去除第二周期的分量的高通滤波处理或者带阻滤波处理等频带去除滤波处理。作为第一周期分量除去处理,第二系统的去除处理部53B还可以构成为进行去除第一周期的分量的低通滤波处理或者带阻滤波处理等频带去除滤波处理。
(2)在上述各实施方式中,以下述情况为例进行了说明,即第一系统的处理部51A~54A以及第二系统的处理部51B~54B被包括在一个控制装置50中。然而,本申请的实施方式并不限于此。即,第一系统的处理部51A~54A可以被包括在第一系统的控制装置中,第二系统的处理部51B~54B还可以被包括第二系统的控制装置中,第一系统及第二系统的各处理部51A~54B也可以被分散地包括在多个控制装置中。
(3)在上述各实施方式中,以下述情况为例进行了说明,即第一系统的输出信号检测部52A在每个励磁交流电压VRA成为最大值的第一周期TA来检测第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A。然而,本申请的实施方式并不限于此。即,第一系统的输出信号检测部52A也可以在每个励磁交流电压VRA成为最小值的第一周期TA来检测第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A,如上所述,还可以在每个交流电压VRA成为除最大值和最小值以外的第一周期TA来检测第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A。或者,第一系统的输出信号检测部52A也可以在每个励磁交流电压VRA成为最大值或最小值的第一周期的半周期TA/2进行检测。或者,第一系统的输出信号检测部52A也可以在每个与第一周期TA和第一周期的半周期TA/2不同的周期(例如,将第一系统除去处理间隔ΔT1除以1以上的整数而获得的周期)来检测第一系统的两个输出绕组的输出信号V1A、V2A。在这些情况下,第一系统的去除处理部53A的第一延迟器53A1和第二延迟器53A2仅延迟第一系统去除处理间隔ΔT1地输出输入信号。
(4)在上述实施方式1中,以下述情况为例进行了说明,即第二系统的输出信号检测部52B在每个励磁交流电压VRB成为最大值或最小值的第二周期的半周期TB/2来检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B。然而,本申请的实施方式并不限于此。即,如上所述,第二系统的输出信号检测部52B也可以在每个励磁交流电压VRB成为除最大值和最小值以外的第二周期的半周期TB/2来进行检测。或者,第二系统的输出信号检测部52B也可以在每个与第二周期的半周期TB/2不同的周期(例如,将第二系统除去处理间隔ΔT2除以1以上的整数而获得的周期)来检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B。在该情况下,第二系统的去除处理部53B的第一延迟器53B1和第二延迟器53B2仅延迟第二系统去除处理间隔ΔT2地输出输入信号。
(5)在上述实施方式2中,以下述情况为例进行了说明,即第二系统的输出信号检测部52B在每个第二周期的四分之一周期TB/4来检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B,各检测定时被设定成相对于第二周期TB的交流电压VRB成为最大值或最小值的基准定时TM0成为前后对称。然而,本申请的实施方式并不限于此。即,第二系统的输出信号检测部52B可以在相对于励磁交流电压VRB成为最大值的基准定时TM0成为前后对称的两个定时周期性地检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B,或者,第二系统的输出信号检测部52B也可以在相对于励磁交流电压VRB成为最小值的基准定时TM0成为前后对称的两个定时周期性地检测第二系统的两个输出绕组的输出信号V1B、V2B。另外,成为前后对称的两个定时的间隔如果被设定成第二系统除去处理间隔ΔT2,则也可以被设定成除第二周期的四分之一TB/4以外的间隔。在这些情况下,第二系统的去除处理部53B的第一延迟器53B1和第二延迟器53B2仅延迟第二系统去除处理间隔ΔT2地输出输入信号,第二系统的去除处理部53B也可以相对于基准定时TM0的后面的定时TM2进行加法处理,并且计算相加后的第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值V1B_F和V2B_F。
(6)在上述各实施方式中,以下述情况为例进行了说明,即第一系统的励磁部51A基于交流电压指令与三角波之间的比较结果,生成使开关元件通断的PWM信号。然而,本申请的实施方式并不限于此。即,第一系统的励磁部51A可以通过驱动电路生成交替输出“H”电平(例如5V)和“L”电平(例如0V)的二值电压的第一周期TA的矩形波信号,将该输出输入到低通滤波电路,并施加低通滤波电路的输出以作为交流电压VRA。
(7)在上述各实施方式中,以下述情况为例进行了说明,即第二系统的励磁部51B基于交流电压指令与三角波之间的比较结果,生成使开关元件通断的PWM信号。然而,本申请的实施方式并不限于此。即,第二系统的励磁部51B可以通过驱动电路生成交替输出“H”电平(例如5V)和“L”电平(例如_0V)的二值电压的第二周期TB的矩形波信号,将该输出输入到低通滤波电路,并施加低通滤波电路的输出以作为交流电压VRA。
虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例,但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用,可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。因此,可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如,设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况,以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
标号说明
1 旋转变压器
10A 第一系统的励磁绕组
10B 第二系统的励磁绕组
111A 第一系统的第一输出绕组
112A 第一系统的第二输出绕组
111B 第二系统的第一输出绕组
112B 第二系统的第二输出绕组
50 控制装置
51A 第一系统的励磁部
52A 第一系统的输出信号检测部
53A 第一系统的去除处理部
54A 第一系统的角度计算部
51B 第二系统的励磁部
52B 第二系统的输出信号检测部
53B 第二系统的去除处理部
54B 第二系统的角度计算部
θ1 第一角度
θ2 第二角度
TA 第一周期
TB 第二周期
ΔT1 第一系统去除处理间隔
ΔT2 第二系统去除处理间隔
TMO 基准定时
V1A_S 第一系统的第一输出绕组的输出信号的检测值
V2A_S 第一系统的第二输出绕组的输出信号的检测值
V1A_Sold 第一系统去除处理间隔前的第一系统的第一输出绕组的输出信号的检测值
V2A_Sold 第一系统去除处理间隔前的第一系统的第二输出绕组的输出信号的检测值
V1A_F 第二周期分量去除处理后的第一系统的第一输出绕组的输出信号的检测值
V2A_F 第二周期分量去除处理后的第一系统的第二输出绕组的输出信号的检测值
V1A_TA 第一系统的第一输出绕组的输出信号中包含的第一周期的分量
V1A_TB 第一系统的第一输出绕组的输出信号中包含的第二周期的分量
V2A_TA 第一系统的第二输出绕组的输出信号中包含的第一周期的分量
V1B_S 第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值
V2B_S 第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值
V1B_Sold 第二系统去除处理间隔前的第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值
V2B_Sold 第二系统去除处理间隔前的第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值
V1B_F 第一周期分量去除处理后的第二系统的第一输出绕组的输出信号的检测值
V2B_F 第一周期分量去除处理后的第二系统的第二输出绕组的输出信号的检测值
V1B_TA 第二系统的第一输出绕组的输出信号中包含的第一周期的分量
V1B_TB 第二系统的第一输出绕组的输出信号中包含的第二周期的分量
V2B_TA 第二系统的第二输出绕组的输出信号中包含的第一周期的分量。

Claims (12)

1.一种角度检测装置,其特征在于,包括:
旋转变压器,该旋转变压器具有在第一系统与第二系统之间产生磁干扰的、第一系统的励磁绕组、第一系统的两个输出绕组、第二系统的励磁绕组、以及第二系统的两个输出绕组;
第一系统的励磁部,该第一系统的励磁部将第一周期的交流电压施加到所述第一系统的励磁绕组;
第二系统的励磁部,该第二系统的励磁部将比所述第一周期要长的第二周期的交流电压施加到所述第二系统的励磁绕组;
第一系统的输出信号检测部,该第一系统的输出信号检测部在预先设定的检测定时周期性地检测所述第一系统的两个输出绕组的输出信号;
第一系统的去除处理部,该第一系统的去除处理部对所述第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值进行去除所述第二周期的分量的第二周期分量去除处理;以及
第一系统的角度计算部,该第一系统的角度计算部基于所述第二周期分量去除处理后的所述第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值来计算所述旋转变压器的第一角度。
2.如权利要求1所述的角度检测装置,其特征在于,
作为所述第二周期分量去除处理,所述第一系统的去除处理部将在本次检测定时检测出的所述第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值、与在比本次检测定时早第一系统去除处理间隔的检测定时检测出的所述第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值相加,所述第一系统去除处理间隔被设定成TB/2+TB×M(M为0以上的整数),其中,将所述第二周期作为TB,
所述第一系统的角度计算部基于相加后的所述第一系统的两个输出绕组的输出信号的检测值来计算所述第一角度。
3.如权利要求2所述的角度检测装置,其特征在于,
所述第二周期被设定成TA×2×N(N为1以上的整数),其中,将所述第一周期设为TA。
4.如权利要求2或3所述的角度检测装置,其特征在于,
所述第一系统的输出信号检测部在施加给所述第一系统的励磁绕组的所述第一周期的交流电压成为最大值或最小值的定时,检测所述第一系统的两个输出绕组的输出信号。
5.如权利要求1至4中任一项所述的角度检测装置,其特征在于,进一步包括:
第二系统的输出信号检测部,该第二系统的输出信号检测部在预先设定的检测定时周期性地检测所述第二系统的两个输出绕组的输出信号;
第二系统的去除处理部,该第二系统的去除处理部对所述第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值进行去除所述第一周期的分量的第一周期分量去除处理;以及
第二系统的角度计算部,该第二系统的角度计算部基于所述第一周期分量去除处理后的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值来计算所述旋转变压器的第二角度。
6.如权利要求5所述的角度检测装置,其特征在于,
作为所述第一周期分量去除处理,所述第二系统的去除处理部进行减法处理,该减法处理计算在本次检测定时检测出的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值、与在比本次检测定时早第二系统去除处理间隔的检测定时检测出的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值之差,所述第二系统去除处理间隔被设定成TA×P(P为1以上的整数),其中,将所述第一周期作为TA,
所述第二系统的角度计算部基于减法处理后的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值来计算所述第二角度。
7.如权利要求6所述的角度检测装置,其特征在于,
所述第二周期被设定成TA×2×N(N为1以上的整数),其中,所述第一周期设为TA,
所述第二系统去除处理间隔被设定成TB/2+TB×L(M为0以上的整数),其中,将所述第二周期作为TB。
8.如权利要求6或7所述的角度检测装置,其特征在于,
所述第二系统的输出信号检测部在施加给所述第二系统的励磁绕组的所述第二周期的交流电压成为最大值或最小值的定时,检测所述第二系统的两个输出绕组的输出信号。
9.如权利要求5所述的角度检测装置,其特征在于,
作为所述第一周期分量去除处理,所述第二系统的去除处理部将在本次检测定时检测出的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号、与在比本次检测定时早第二系统去除间隔的检测定时检测出的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号相加,并基于相加后的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值来计算所述第二角度,
所述第二系统去除处理间隔被设定成TA/2+TA×X(X为0以上的整数),其中,将所述第一周期作为TA。
10.如权利要求9所述的角度检测装置,其特征在于,
所述第二系统的输出信号检测部在相对于施加到所述第二系统的励磁绕组的所述第二周期的交流电压成为最大值或最小值的基准定时成为前后对称的两个定时,周期性地检测所述第二系统的两个输出绕组的输出信号,
两个所述定时的间隔被设定成所述第二系统去除处理间隔,
所述第二系统的去除处理部将在两个所述定时检测出的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值彼此相加,并基于相加后的所述第二系统的两个输出绕组的输出信号的检测值来计算所述第二角度。
11.如权利要求1至10中任一项所述的角度检测装置,其特征在于,
所述第一系统的励磁绕组、所述第一系统的两个输出绕组、所述第二系统的励磁绕组、以及所述第二系统的两个输出绕组被卷绕于同一个定子。
12.如权利要求1至10中任一项所述的角度检测装置,其特征在于,
所述第一系统的励磁绕组和所述第一系统的两个输出绕组被卷绕于第一系统的定子,所述第二系统的励磁绕组和所述第二系统的两个输出绕组被卷绕于与所述第一系统的定子沿轴向相邻的第二系统的定子。
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