CN1945942A - 分相器的基准位置调整方法 - Google Patents

分相器的基准位置调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明的分相器的基准位置调整方法，将设于固定有电动机的转子的旋转轴的端部上、并对转子的旋转角进行检测的轴倍角n的分相器相对于转子进行基准位置调整，利用相互分开(机械角180/轴倍角n)度的所述转子的位置即第1点及第2点处的各个来自所述分相器的所述旋转角进行所述基准位置调整。采用本发明，可使转子的旋转角的检测误差最小。

Description

分相器的基准位置调整方法
技术领域
本发明涉及设在旋转轴端部、对转子的旋转角进行检测的分相器(レゾルバ)的基准位置调整方法。
背景技术
以往，要调整分相器相对于转子的基准位置，先在将2相短路后的3相电动机中流过规定的电流，使3相电动机停止在基准位置，由分相器检测此时转子的旋转角，仅从该1个部位的旋转角的数值进行分相器的基准位置调整(参照日本专利文献1)。
专利文献1：特开2001-128484号公报。
以往的分相器的基准位置调整方法是，在转子的基准位置进行分相器的基准位置调整，使由分相器检测出的旋转角的误差为零，即如图12所示那样转子的旋转角为零时，分相器的检测值的误差为零。
但是，通常由分相器检测出的检测值相对于转子的旋转角的误差虽然是SIN波形，但如图12所示，由于正侧的误差振幅D1与负侧的误差振幅E1不相等，故在用该方法进行分相器的基准位置调整时，在以转子的整个旋转角区域(0～360度)看时，存在着仍剩下产生较大误差的旋转角区域(以D1为中心的区域)的状态下必须检测转子旋转角的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而作成的，其目的在于提供一种将转子旋转角的检测误差作成最小的分相器的基准位置调整方法。
本发明的分相器的基准位置调整方法，将设于固定有电动机的转子的旋转轴端部上、并对转子的旋转角进行检测的轴倍角(日文：轴倍角)n的分相器相对于转子进行基准位置调整，利用相互分开(机械角180/轴倍角n)度的所述转子位置即第1点及第2点处的各个来自所述分相器的所述旋转角进行所述基准位置调整。
采用本发明的分相器的基准位置调整方法，可使电动机的旋转角的检测误差最小。
附图说明
图1是表示本发明实施例1的无刷电动机的侧剖视图。
图2是图1的无刷电动机的主视图。
图3是图1的分相器转子的主视图。
图4是图3的侧视图。
图5是图1所示的分相器的分相器本体的主视图。
图6是图5的侧视图。
图7是表示图5的分相器本体内部的主视图。
图8是图7的侧视图。
图9是表示图1的电动机与ECU关系的示图。
图10是表示分相器的基准位置调整前的旋转角与分相器的检测误差关系的示图。
图11是表示分相器相对于转子的基准位置调整后的旋转角与分相器的检测误差关系的示图。
图12是利用以往方式对分相器相对于转子的基准位置调整后的旋转角与分相器的检测误差关系的示图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的实施例，在各图中，对于相同或相当的构件、部位，标上相同符号进行说明。
实施例1
图1是表示本发明实施例1的无刷电动机1(下面简称为电动机)的侧视图，图2是图1的电动机1的主视图。
在图中，该电动机1是装入电动动力转向装置后的电动机，具有：将铁板拉伸加工后的有底圆筒状的框架2；以及将框架2的开口部覆盖并被固定的铝构成的壳体3。
在形成于壳体3中央部的窗部4，安装有外轮部被铆接固定的前轴承5。
另外，在框架2的底部设有凹状的轴承箱6，在轴承箱6内插入有后轴承7。
前轴承5和后轴承7分别对磁性体即铁构成的旋转轴8进行旋转自如的支承。
在旋转轴8的一端部设有安装了发生磁场的磁铁9而成的转子10。在磁铁9的外周面，罩上对磁铁9进行保护的未图示的保护管。
在框架2的内周面安装有将转子10外周围住的定子11。
定子11具有将硅钢板层叠而成的定子铁心12、树脂制的绝缘体13和卷绕在绝缘体13上的电动机线圈14。电动机线圈14包括U相线圈、V相线圈和W相线圈的3相线圈，各个各相线圈是星形连接。
在壳体3的转子10相反侧，旋转轴8上压入有与前轴承5抵接的衬套16。而在壳体3的转子10相反侧，在旋转轴8的端部压入有与外部机构花键结合的突柱15。
在衬套16与突柱15之间，设有两端分别与衬套16和突柱15抵接的分相器转子18。该分相器转子18如图3及图4所示，是将硅钢板层叠后的椭圆形状结构，压入在旋转轴8上。
图5是分相器本体22的主视图，图6是图5的右视图，图7是从图5的分相器本体22卸下罩子19后的示图，图8是图7的右视图。
与分相器转子18一起构成分相器的分相器本体22被设置成围住分相器转子18的外周。分相器本体22用螺钉50固定在壳体3上。
分相器本体22通过形成于分相器定子20上的长槽孔52被螺钉紧固，通过放松螺钉50，就能以旋转轴8为中心相对壳体3作转动，通过该转动作业，可调整分相器相对于转子10的基准位置。
分相器本体22具有：分相器定子20；将分相器定子20的两侧面覆盖的罩子19；以及信号线连接用的外侧连接器23。
分相器定子20具有层叠体25、1相的励磁绕组27、和2相的第1输出绕组28a及第2输出绕组28b，其中，层叠体25具有将硅钢板层叠、在圆周方向上隔开相等的间隔形成的多个齿24，1相的励磁绕组27的导线通过绝缘体26卷绕在齿24上。
1相的励磁绕组27，其导线在邻接的各个齿24上连续且全周地卷绕。第1输出绕组28a的导线跨越邻接的齿24而隔开一个地连续卷绕在励磁绕组27上。第2输出绕组28b的导线也跨越邻接的齿24而隔开一个地连续卷绕在励磁绕组27上。第1输出绕组28a和第2输出绕组28b互相以邻接的位置关系卷绕在层叠体25上。
在嵌装在壳体3的导出孔53中的金属封油环32上，贯通有与电动机线圈14连接、提供电力的电动机导线29U、29V、29W。另外，在金属封油环32上贯通有传感器导线31，该传感器导线31通过内侧连接器30而与外侧连接器23连接，将有关转子10的旋转角的信号传递到外部。
图9是表示电动机1与ECU51(电子控制单元，Electronic Control Unit)的连接关系的示图，来自ECU51的励磁信号R通过传感器导线31被送向电动机1，来自电动机1的分相器的第1输出绕组28a、第2输出绕组28b的输出信号Scos及Ssin通过传感器导线31被送向ECU51。通过3根电动机导线29U、29V、29W，将驱动电流从ECU51提供给电动机1。
下面，说明上述结构的电动机1的动作。
对分相器定子20的励磁绕组27施加有来自ECU51的10kHz、5Vpp的正弦波的励磁信号R即励磁电压，通过对励磁绕组27施加励磁电压，有励磁电流流向励磁绕组27，在分相器转子18和分相器定子20的空隙部分发生磁通。
另外，由电动机导线29U、29V、29W向电动机线圈14供给电力，向电动机线圈14施加3相交流电压。通过向电动机线圈14施加3相交流电压，电动机线圈14发生旋转磁场，转子10产生旋转。
分相器转子18也随着转子10的旋转而旋转，分相器转子18和分相器定子20之间的间隙磁导产生变化，来自第1输出绕组28a的输出信号Scos、来自第2输出绕组28b的输出信号Ssin的各自振幅及相对于励磁信号R的相位产生变化。
输出信号Scos、输出信号Ssin的振幅变化的相位相差90度，各自的输出信号Scos、输出信号Ssin通过传感器导线31而被送向ECU51，因此，在ECU51得到信号处理，可检测出转子10的旋转角。
励磁信号R用下式(1)表示。
R＝E·sinωt               ……(1)
另外，第1输出绕组28a的输出信号Scos及第2输出绕组28b的输出信号Ssin用下式(2)、(3)表示。
Scos＝K·E·sinωt·cos(θ)        ……(2)
Ssin＝K·E·sinωt·sin(θ)        ……(3)
而E是励磁电压，K是分相器的变压比，ω是励磁信号R的角速度，t是时间，θ是分相器的电气角。
并且，电气角θ按下式求出。
θ＝tan-1(Ssin/Scos)        ……(4)
此时，输出信号Scos、输出信号Ssin由于与励磁信号R相同，用10kHz的正弦波输出，故被检测为振幅值，输出信号的符号是，励磁信号R与输出信号Scos及Ssin为同相的场合作为正来计算，反相的场合作为负来计算。
下面，说明对于分相器的相对于转子10的基准位置调整方法。
分相器的角度检测误差，一般如图10所示那样，针对分相器的电气角360度进行1个周期变化的SIN波形。
用分相器的电气角＝机械角×分相器轴倍角n来表示。这里，分相器轴倍角是表示针对机械角360度，分相器的检测角度产生多少倍变化的数值，通常，使电动机1的电气角与分相器的电气角一致，但也可设定电动机1的电气角的1/2、1/4等来使用。
这里，将直流电流通向电动机线圈14的某一相的相线圈并使转子10停止在分相器的检测角度应为0度的位置(第1点)。并且，实际测定该第1点的分相器的检测角度，从该测定值求出第1点的误差值(图10中的A1)。
接着，使转子10旋转到离开机械角180/n度(＝电气角180度，n是分相器的轴倍角)的第2点位置，将直流电流通向不同于前一个相的相线圈，并使转子10停止。并且，实际测定该第2点的分相器的检测角度，从该测定值求出第2点的误差值(图10中的B1)。
用这2个数值“A1”、“B2”，通过式(5)算出第2点的调整目标值“C”。
目标值C＝B1-(A1+B1)/2         ……(5)
接着，为使第2点的值为“C”，放松螺钉50，使分相器本体22以旋转轴8为中心转动，进行相对于转子10的基准位置调整，然后，紧固螺钉50，将分相器本体22固定在壳体3上。
图11是表示基准位置调整后的分相器的检测误差的曲线图。
原来在第2点的值为“B1”，现在被调整为值“C”。
在本来分相器的检测角度应为0度的第1点处是“A2”值，仍有误差，这是因为SIN波形的分相器的误差在正侧的振幅和负侧的振幅不一定为对称的缘故。
如此，从上式(5)求出目标值C，根据该值C进行分相器本体22相对于转子10的基准位置调整，调整成正侧的误差振幅“D2”和负侧的误差振幅“E2”相等，且分相器的检测误差的最大值为最小。
这样，通过进行对转子10的旋转角进行检测的分相器的基准位置调整，分相器的检测误差的最大值就成为最小，其结果，可降低电动机的转矩波动。
由于电动机装入电动动力转向装置内，故可降低方向盘的左右操作力的误差，可获得舒适的操作性。

Claims (3)

1.一种分相器的基准位置调整方法，是在固定有电动机的转子的旋转轴端部设置对转子的旋转角进行检测的轴倍角n的分相器，在该分相器上相对于转子进行基准位置调整，其特征在于，
利用在相互离开(机械角180/轴倍角n)度的所述转子的位置上、即第1点及第2点处的各个来自所述分相器的所述旋转角进行所述基准位置调整。
2.如权利要求1所述的分相器的基准位置调整方法，其特征在于，当将所述第1点处的所述旋转角的误差值设为A、将所述第2点处的所述旋转角的误差值设为B时，所述第2点处的调整目标值C用下式算出：
C＝B-(A+B)/2。
3.如权利要求1或2所述的分相器的基准位置调整方法，其特征在于，所述电动机是组装到电动动力转向装置中的电动机。
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