JP2007114090A - Resolver - Google Patents
Resolver Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007114090A JP2007114090A JP2005306914A JP2005306914A JP2007114090A JP 2007114090 A JP2007114090 A JP 2007114090A JP 2005306914 A JP2005306914 A JP 2005306914A JP 2005306914 A JP2005306914 A JP 2005306914A JP 2007114090 A JP2007114090 A JP 2007114090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resolver
- signal
- output
- amplitude
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、同軸上で回転方向の変位とアキシャル方向の変位を同時に検出できるレゾルバに関する。 The present invention relates to a resolver that can detect a rotational displacement and an axial displacement simultaneously on the same axis.
FA機器等に使用されるサーボアクチュエータには回転式のサーボモータと直動型のリニアサーボがあり、使用する機器の構成によって使い分けて用いられている。また、回転式のサーボモータには位置センサとしてエンコーダやレゾルバが用いられており、直動型のリニアモータにはリニアスケールやLVDTが用いられている。 Servo actuators used in FA devices include a rotary servo motor and a linear motion type linear servo, which are used properly depending on the configuration of the device used. An encoder or resolver is used as a position sensor for a rotary servo motor, and a linear scale or LVDT is used for a linear motion linear motor.
ここで、回転方向の位置変位を検出する従来のVRレゾルバの構成について、図4を用いて説明する。VRレゾルバは、レゾルバロータ401とレゾルバステータ402から構成され、一次巻線に入力された励磁信号に対し、レゾルバロータには突極が設けられており、この従来例では3極の突極が設けられ、出力巻線は2相となっているため、レゾルバロータが一回転した場合、3周期のsin、cos信号が発生する。
Here, the configuration of a conventional VR resolver that detects a positional displacement in the rotational direction will be described with reference to FIG. The VR resolver is composed of a
次に、従来のレゾルバの変換回路について図5を用いて説明する。トラッキング方式によるレゾルバ/デジタル変換回路が一般的に用いられており、構成は図2のように、励磁回路212から一定周波数、一定振幅Aの正弦波励磁信号Asinωtをレゾルバ201及び復調器207に出力し、レゾルバ201からはレゾルバの変圧比及びレゾルバのロータ角度θに応じた、KAsinθ・sinωtおよびKAcosθ・sinωtが出力され、増幅器202、203によって増幅される。
Next, a conventional resolver conversion circuit will be described with reference to FIG. A resolver / digital conversion circuit based on a tracking method is generally used. As shown in FIG. 2, a sine wave excitation signal Asinωt having a constant frequency and a constant amplitude A is output from the
ここでKはレゾルバの変圧比である。コンバータ内部によって生成されたsinφを乗算器204によってKAsinθ・sinωtに、cosφを乗算器205によってKAcosθ・sinωtに乗じ、それらの減算器206によって減算を行うことで、KAsin(θ―φ)・sinωtが計算され、復調器207によって励磁成分であるsinωtが除去され、ローパスフィルタ208を通過することで高調波成分が除去されθ―φが生成される。
Here, K is a transformation ratio of the resolver. The sin φ generated inside the converter is multiplied by KA sin θ · sin ωt by the
そして、そのθ―φは電圧制御型発振器209に入力され、電圧制御型発振器209は入力電圧に応じたパルスを発生させ、そのパルスはUP/DOWNカウンタ210に入力される。カウンタ210のカウンタ値を番地とするSIN、COSテーブル211を参照することで、sinφ、cosφを生成し、そのsinφ、cosφを乗算器204、205へフードバックされる、一種のPLLサーボループが構成され、θ−φが0に向って動作することで、θ−φ=0のとき、角度データφを求めることができる構成となっている(例えば、特許文献1参照)。
The θ-φ is input to the voltage controlled
一方、機器によっては、例えばワークをある位置に移動させ、さらに角度を制御して配置する必要がある場合、回転系と直動系の動作が必要になってくる。従来であれば回転系のサーボモータと直動型のリニアサーボを組み合わせて構成することになるが、組み合わせるための機構にはボールネジやベルト、プーリ等が用いられ、機器の構成が大きくなり、コストも高くなってしまう。また一般的にリニアスケールを採用するとコストさらに高くなってしまう。
解決しようとする問題点は、同軸上で回転方向の変位とアキシャル方向の変位を同時に検出できるセンサがない点である。すなわち、回転系と直動系を同軸上で一体化してアクチュエータを構成する場合、回転方向とアキシャル方向の位置変化を同時に検出するには両者を組み合わせて使用することとなり、回転系の位置検出にはエンコーダやレゾルバが用いられ、直動系の位置検出にはリニアスケールやLVDTが用いられる。しかしながら、構成が大きくなるのとコストが高くなってしまい、一体型するメリットが少なかった。 The problem to be solved is that there is no sensor that can detect the displacement in the rotational direction and the displacement in the axial direction simultaneously on the same axis. That is, when an actuator is configured by integrating a rotating system and a linear motion system on the same axis, both are used in combination to detect the positional change in the rotational direction and the axial direction at the same time. An encoder or resolver is used, and a linear scale or LVDT is used to detect the position of the linear motion system. However, when the configuration is large, the cost is high, and there is little merit of integrating.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、同軸上で回転方向の変位とアキシャル方向の変位を同時に検出できる安価なセンサを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an inexpensive sensor that can simultaneously detect a displacement in a rotational direction and a displacement in an axial direction on the same axis.
上記の課題を解決するために本発明は、相似形で2つ以上のスケールの異なるロータコアを、角度を揃えてアキシャル方向に重ねたレゾルバロータを有する1相励磁2相出力タイプのVRレゾルバの出力から回転方向の変位とアキシャル方向の変位を同時に検出する。 In order to solve the above problems, the present invention provides an output of a VR resolver of a one-phase excitation and two-phase output type having a resolver rotor in which two or more rotor cores of different scales are aligned in the axial direction at the same angle. The displacement in the rotation direction and the displacement in the axial direction are detected simultaneously.
本発明によれば、回転系と直動系の位置センサを一体で構成でき、同軸上の回転方向およびアキシャル方向の変位を同時に検出できる。このため、回転系と直動系を同軸上で一体構成するアクチュエータの構成を簡素化できる。 According to the present invention, the rotational system and the linear motion position sensor can be integrally configured, and the coaxial rotational direction and axial displacement can be detected simultaneously. For this reason, the structure of the actuator which integrally comprises a rotating system and a linear motion system on the same axis | shaft can be simplified.
相似形で2つ以上のスケールの異なるロータコアを、角度を揃えてアキシャル方向に重ねたレゾルバロータを有する1相励磁2相出力タイプのVRレゾルバ出力から回転角度θに応じたsinθに振幅変調されたレゾルバ出力信号に変換回路内部で生成されたsinφを乗ずる第三の乗算器と、cosθに振幅変調されたレゾルバ出力信号に変換回路内部で生成されたcosφを乗ずる第四の乗算器と、第三、第四の乗算器の演算結果を加算する加算器と、第三、第四の乗算器、加算器にて演算された信号から励磁信号成分を除去する第二の復調器と、第二の復調器から出力された信号から励磁信号の振幅成分を除去する除算器とで構成されるレゾルバ変圧比検出手段を備え、レゾルバの変圧比を割り出しその変圧比情報からレゾルバのアキシャル変位を求め、回転方向の変位は従来と同様トラッキングコンバータにより検出する。 Two or more similar rotor cores of different scales are amplitude-modulated from sin-phase excitation 2-phase output type VR resolver output having a resolver rotor in which the angles are aligned in the axial direction to sin θ corresponding to the rotation angle θ. A third multiplier for multiplying the resolver output signal by sin φ generated in the conversion circuit; a fourth multiplier for multiplying cos θ by amplitude-modulated resolver output signal by cos φ generated in the conversion circuit; An adder for adding the operation results of the fourth multiplier, a third demodulator, a second demodulator for removing the excitation signal component from the signal calculated by the adder, and a second demodulator And a resolver transformation ratio detecting means comprising a divider for removing the amplitude component of the excitation signal from the signal output from the demodulator, and calculating the resolver transformation ratio to determine the resolver axial ratio from the transformation ratio information. The displacement in the rotation direction is obtained and the displacement in the rotational direction is detected by the tracking converter as in the conventional case.
実施例1のレゾルバは、1相励磁2相出力タイプのVRレゾルバであり、同軸上で回転方向およびアキシャル方向の位置を検出するため、レゾルバロータは、相似形で2つ以上のスケールの異なるロータコアを、角度を揃えてアキシャル方向に重ねて構成している。レゾルバ出力からトラッキングコンバータによって回転方向の位置を検出し、アキシャル方向の変位(位置)は各層の変圧比を求めることで検出する。 The resolver according to the first embodiment is a one-phase excitation two-phase output type VR resolver. In order to detect the position in the rotational direction and the axial direction on the same axis, the resolver rotor is a similar rotor core having two or more different scales. Are stacked in the axial direction at the same angle. The position in the rotational direction is detected from the resolver output by the tracking converter, and the displacement (position) in the axial direction is detected by obtaining the transformation ratio of each layer.
図1において、1相励磁2相出力のVRレゾルバのロータ101とステータ102より構成され、ロータ101は3段の相似形のスケール違いで角度を合わせて構成する。このレゾルバは、軸倍角3Xの例である。
In FIG. 1, a
一方、図2において、励磁回路112より、一定周波数、一定振幅の励磁信号Asinωtと入力することでレゾルバ101より出力信号sinθ・sinωtとcosθ・sinωtを得て、それぞれの出力信号に変換回路内部で生成された角度φから生成されたcosφ、sinφを乗算器104、105、また乗算器114、115によって、KA(sinθ・cosφ−cosθ・sinφ)・sinωt及びKA(sinθ・sin
φ+cosθ・cosφ)・sinωtが演算される。
On the other hand, in FIG. 2, the excitation signal Asinωt having a constant frequency and constant amplitude is input from the excitation circuit 112 to obtain the output signals sinθ · sinωt and cosθ · sinωt from the
φ + cos θ · cos φ) · sin ωt is calculated.
信号KA(sinθ・cosφ−cosθ・sinφ)・sinωtから励磁信号成分を取り除く復調器107、復調器107からの出力信号の高調波成分を除去するローパスフィルタ108、ローパスフィルタ108から出力される信号に比例したパルスを生成する電圧制御型発振器109、また、電圧制御型発振器109から出力されたパルスをカウントするUP/DOWNカウンタ110、UP/DOWNカウンタのカウントデータを番地とするsinφ、cosφを参照するSIN、COSテーブル111、信号KA(sinθ・sinφ+cosθ・cosφ)・sinωtから励磁信号成分を取り除く復調器117、復調器から出力されたKAから励磁信号の振幅値を除するための除算器118から構成される。 The signal output from the demodulator 107 that removes the excitation signal component from the signal KA (sin θ · cos φ−cos θ · sin φ) · sin ωt, the low-pass filter 108 that removes the harmonic component of the output signal from the demodulator 107, and the signal output from the low-pass filter 108 Refer to voltage controlled oscillator 109 that generates proportional pulses, UP / DOWN counter 110 that counts pulses output from voltage controlled oscillator 109, and sinφ and cosφ that are addressed by the count data of the UP / DOWN counter. SIN, COS table 111, demodulator 117 for removing excitation signal components from signals KA (sin θ · sin φ + cos θ · cos φ) · sin ωt, and divider 118 for dividing the amplitude value of the excitation signal from KA output from the demodulator. Is done.
除算器118から出力されたレゾルバの変圧比情報は、CPU113へ出力され、CPU113にて演算処理後、レゾルバ励磁回路112において励磁アンプのゲイン調整用のコントロール信号として使用される。また、レゾルバの変圧比情報はCPU113を介して不揮発性記憶手段119へ保存され、本システムが搭載された、例えばサーボアンプ等の起動時にレゾルバの変圧比情報を保存し、次回の起動時からは本変圧比情報を用いてレゾルバロータのアキシャル変位を求めることができる。 Resolver transformation ratio information output from the divider 118 is output to the CPU 113, and is used as a control signal for gain adjustment of the excitation amplifier in the resolver excitation circuit 112 after arithmetic processing by the CPU 113. Also, the resolver transformation ratio information is stored in the non-volatile storage means 119 via the CPU 113, and the resolver transformation ratio information is saved when the system is installed, for example, a servo amplifier, and from the next startup. The axial displacement of the resolver rotor can be obtained using this transformation ratio information.
ここで、レゾルバ出力信号の振幅すなわち変圧比と位置情報の関係を図3に示す。図3において、レゾルバロータのアキシャル位置がZ1の場合、レゾルバ出力信号の振幅はA1となり、A1の振幅と励磁電圧情報から変圧比を求め、あらかじめ不揮発性記憶手段219によって記憶された変圧比と位置情報との相関データによりアキシャル位置が確定する。振幅A2、A3についても同様にして位置データを確定することができる。回転方向については従来のトラッキングコンバータによって変圧比に関係なく角度情報を得ることができる。 Here, the relationship between the amplitude of the resolver output signal, that is, the transformation ratio, and the position information is shown in FIG. In FIG. 3, when the axial position of the resolver rotor is Z1, the amplitude of the resolver output signal is A1, the transformation ratio is obtained from the amplitude of A1 and excitation voltage information, and the transformation ratio and position stored in advance by the nonvolatile storage means 219. The axial position is determined by the correlation data with the information. The position data can be determined similarly for the amplitudes A2 and A3. Regarding the rotation direction, angle information can be obtained by a conventional tracking converter regardless of the transformation ratio.
本発明のレゾルバは、同軸上で回転方向およびアキシャル方向の変位を同時に検出する必要があるアクチュエータに有用である。 The resolver of the present invention is useful for an actuator that needs to detect displacement in the rotational direction and the axial direction on the same axis at the same time.
101、401 レゾルバロータ
102、402 レゾルバステータ
201、501 レゾルバ
202、502 第一の増幅器
203、503 第二の増幅器
204、504 第一の乗算器
205、505 第二の乗算器
206、506 減算器
207、507 第一の復調器
208、508 ローパスフィルタ
209、509 電圧制御型発振器
210、510 UP/DOWNカウンタ
211、511 SIN、COSテーブル
212、512 励磁回路
213、513 CPU
214 第三の乗算器
215 第四の乗算器
216 加算器
217 第二の復調器
218 除算器
219 不揮発性記憶手段
101, 401
214
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005306914A JP2007114090A (en) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Resolver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005306914A JP2007114090A (en) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Resolver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007114090A true JP2007114090A (en) | 2007-05-10 |
Family
ID=38096411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005306914A Withdrawn JP2007114090A (en) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Resolver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007114090A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009058369A (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Yaskawa Electric Corp | Linear motion rotation resolver |
JP2013170847A (en) * | 2012-02-17 | 2013-09-02 | Keihin Corp | Resolver excitation apparatus |
JP2016090354A (en) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | 株式会社デンソー | Rotation angle and stroke-amount detection device |
US10816042B2 (en) | 2016-04-21 | 2020-10-27 | Scania Cv Ab | Coupling arrangement for a gearbox |
US10828976B2 (en) | 2016-04-29 | 2020-11-10 | Scania Cv Ab | Method of controlling a coupling arrangement in a gearbox |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08279424A (en) * | 1995-04-06 | 1996-10-22 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Rotor of resolver |
JP2003202244A (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-18 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Resolver structure and method for outputting multirotary absolute digital signal |
-
2005
- 2005-10-21 JP JP2005306914A patent/JP2007114090A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08279424A (en) * | 1995-04-06 | 1996-10-22 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Rotor of resolver |
JP2003202244A (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-18 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Resolver structure and method for outputting multirotary absolute digital signal |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009058369A (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Yaskawa Electric Corp | Linear motion rotation resolver |
JP2013170847A (en) * | 2012-02-17 | 2013-09-02 | Keihin Corp | Resolver excitation apparatus |
JP2016090354A (en) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | 株式会社デンソー | Rotation angle and stroke-amount detection device |
US10816042B2 (en) | 2016-04-21 | 2020-10-27 | Scania Cv Ab | Coupling arrangement for a gearbox |
US10828976B2 (en) | 2016-04-29 | 2020-11-10 | Scania Cv Ab | Method of controlling a coupling arrangement in a gearbox |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6598563B2 (en) | Signal converter and control device | |
JP4142607B2 (en) | Variable reluctance resolver | |
JP2007114090A (en) | Resolver | |
JP2019002942A (en) | Rotation detection device and rotation detection method | |
JP4845704B2 (en) | Hall element resolver | |
US10623213B2 (en) | Method of determining a direction of rotation and valid transitions of quadrature pulses | |
JP5082642B2 (en) | Resolver / digital conversion method and resolver / digital conversion circuit | |
JP6961209B2 (en) | Digital conversion method for analog signals | |
JP6809707B2 (en) | How to convert an analog signal to a digital signal | |
JP4470804B2 (en) | Resolver / digital conversion circuit | |
JP6432037B2 (en) | Resolver angular position detector | |
JP2008008739A (en) | Signal processing system, speed detection system, servomechanism | |
JP2007322167A (en) | Resolver digital converter, rotation angular position detection device, and rotary machine control device | |
Aung | Analysis and synthesis of precision resolver system | |
JPH11118521A (en) | Vr type resolver and resolver signal processing circuit | |
JP2016148587A (en) | Resolver signal processing device | |
JP6377335B2 (en) | Data detection method and detection device in detection device | |
JP2006349591A (en) | Rotary sensor and mobile body system for vehicle using it | |
JP2022052320A (en) | Absolute angle position detection method and device | |
JP5810552B2 (en) | Motor rotation angle detection device and conveyance device | |
JP2003344106A (en) | Rotation angle detector | |
JP2000298036A (en) | Rotation sensor | |
JP2938472B2 (en) | Rotation angle detector | |
TWI446128B (en) | Servo motor position feedback device and method | |
JPH0349581A (en) | Motor drive system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080319 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091126 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100817 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20101018 |