JP2008241405A - Resolver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレゾルバに関し、より詳しくは、電動モータで生じた磁界の影響を受けず、当該電動モータの回転軸の回転角度の正確な検知を可能にするレゾルバに関する。 The present invention relates to a resolver, and more particularly, to a resolver that can accurately detect the rotation angle of a rotating shaft of an electric motor without being affected by a magnetic field generated by the electric motor.
自動車は、パワーステアリング機構やパワーウィンドウ機構の駆動源として電動モータを備えている。電動モータの近傍には、当該電動モータの回転軸の回転角度を検知するためのレゾルバが配置されている。一般的に、レゾルバは、電動モータの回転軸に固着され当該回転軸と一体的に回転するロータと、当該ロータの周面を囲むように設けられ当該ロータに対向する位置に複数の磁極歯が形成されたリング状のステータと、各磁極歯に巻回され各巻回部分（以下、当該巻回部分を励磁コイルと称する）が連続する励磁巻線と、各磁極歯に巻回され各巻回部分（以下、当該巻回部分を出力コイルと称する）が連続する出力巻線とを備えている。レゾルバの励磁出力形式としては、例えば、１相励磁２相出力型がある。２相は、ｓｉｎ相とｃｏｓ相である。以下、１相励磁２相出力型を例に挙げてレゾルバをより詳しく説明する。 The automobile includes an electric motor as a drive source for the power steering mechanism and the power window mechanism. A resolver for detecting the rotation angle of the rotating shaft of the electric motor is disposed in the vicinity of the electric motor. Generally, a resolver is fixed to a rotating shaft of an electric motor and rotates integrally with the rotating shaft, and a plurality of magnetic pole teeth are provided so as to surround the circumferential surface of the rotor and face the rotor. The formed ring-shaped stator, the excitation winding wound around each magnetic pole tooth (hereinafter referred to as the excitation coil), and the winding portion wound around each magnetic pole tooth. (Hereinafter, the winding portion is referred to as an output coil) and a continuous output winding. As an excitation output format of the resolver, for example, there is a one-phase excitation two-phase output type. The two phases are a sin phase and a cos phase. Hereinafter, the resolver will be described in more detail by taking a one-phase excitation two-phase output type as an example.
ロータが電動モータの回転軸と一体的に回転すると、ステータの磁極歯とロータの間のギャップパーミアンスが変化する。励磁コイルに交流電圧を印加すると、ロータの１回転をｎ周期（ｎは自然数であり、ロータの外周形状に応じて自在に設定可能）とするリラクタンス変動が生じ、これにより、出力コイルにロータの回転角度に応じた正弦波状の誘導電圧（誘導起電力）が発生する。レゾルバの出力巻線には回転角度検知回路が接続される。回転角度検知回路は、当該出力巻線から出力されるｓｉｎ相の誘導電圧とｃｏｓ相の誘導電圧を検知する。更に、回転角度検知回路は、ｓｉｎ相の誘導電圧とｃｏｓ相の誘導電圧に基づいて回転軸の回転角度を検知することができる。 When the rotor rotates integrally with the rotating shaft of the electric motor, the gap permeance between the stator magnetic pole teeth and the rotor changes. When an AC voltage is applied to the exciting coil, a reluctance fluctuation occurs in which one rotation of the rotor is n cycles (n is a natural number and can be freely set according to the outer peripheral shape of the rotor). A sinusoidal induced voltage (induced electromotive force) corresponding to the rotation angle is generated. A rotation angle detection circuit is connected to the output winding of the resolver. The rotation angle detection circuit detects a sin-phase induced voltage and a cos-phase induced voltage output from the output winding. Furthermore, the rotation angle detection circuit can detect the rotation angle of the rotating shaft based on the sin phase induced voltage and the cos phase induced voltage.
レゾルバは電動モータの近傍に配置されているため、レゾルバの各コイルはモータのコイルで発生する磁界（以下、外部磁界と称する）の影響を強く受ける。このため、レゾルバの出力巻線に回転軸の回転角度を正しく反映した誘導電圧が発生しない。従って、回転角度検知回路は、回転軸の回転角度を正確に検知することができない。 Since the resolver is arranged in the vicinity of the electric motor, each coil of the resolver is strongly influenced by a magnetic field (hereinafter referred to as an external magnetic field) generated by the motor coil. For this reason, an induced voltage that correctly reflects the rotation angle of the rotating shaft is not generated in the output winding of the resolver. Therefore, the rotation angle detection circuit cannot accurately detect the rotation angle of the rotation shaft.
このような課題を解決するためのレゾルバが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されているレゾルバ１２０は、図１０に示されるように、電動モータ（図示せず）の回転軸２１に固着されたロータ２２と、ロータ２２の周面を囲むように配置されロータ２２に対向する位置に複数の磁極歯２３が形成されたリング状のステータ２４とを備えている。ステータの周方向に隣り合う磁極歯２３の間隔は等間隔とされている。各磁極歯２３には励磁巻線が巻回され、当該励磁巻線の各巻回部分２５（以下、当該巻回部分２５を励磁コイル２５と称する）は連続している。また、各磁極歯２３には出力巻線が巻回され、当該出力巻線の各巻回部分２６（以下、当該巻回部分２６を出力コイル２６と称する）は連続している。出力巻線の巻回方向は、回転軸２１を介して相対向する磁極歯２３において互いに逆向きとされ、当該出力巻線の巻数は、回転軸２１を介して相対向する磁極歯２３において同数とされている。
自動車に多用されているブラシレスモータには、図１１に示されるようにリング状の非分割型ステータ２９を備えているモータ２７（以下、非分割型モータ２７と称する）と、
図１２に示されるように２個の半円状ステータからなる分割型ステータ３２を備えているモータ２８（以下、分割型モータ２８と称する）とが存在する。
As shown in FIG. 11, a brushless motor frequently used in an automobile includes a motor 27 having a ring-shaped non-dividing stator 29 (hereinafter referred to as a non-dividing motor 27),
As shown in FIG. 12, there is a motor 28 (hereinafter, referred to as a divided motor 28) that includes a split stator 32 composed of two semicircular stators.
非分割型モータ２７では、リング状ステータ２９の周方向全体に一定間隔毎に磁極歯が形成されている。各磁極歯にはそれぞれ巻線が巻回されており、当該巻線の各巻回部分３５（以下、コイル３５と称する）は連続している。回転軸３１を介して相対向する位置にあるコイル３５は、互いに巻数が等しく巻回方向も同じである。各コイル３５は１個の電子制御ユニット（ＥＣＵ）で制御され、各コイル３５は同期がとれている。よって、回転軸３１を介して相対向する位置にあるコイル３５で生じた磁界は、互いに強さ及び方向が同一である。 In the non-split type motor 27, magnetic pole teeth are formed at regular intervals over the entire circumferential direction of the ring-shaped stator 29. Each magnetic pole tooth is wound with a winding, and each winding portion 35 (hereinafter referred to as a coil 35) of the winding is continuous. The coils 35 located opposite to each other via the rotating shaft 31 have the same number of turns and the same winding direction. Each coil 35 is controlled by one electronic control unit (ECU), and each coil 35 is synchronized. Therefore, the magnetic fields generated in the coils 35 located opposite to each other via the rotating shaft 31 have the same strength and direction.
この非分割型モータ２７の回転軸３１に図１０に示されるレゾルバ１２０を装着した場合、モータ２７の相対向する位置にあるコイル３５のうち一方のコイル３５で生じた磁界は、レゾルバ１２０において当該一方のコイル３５に最も近い位置にある磁極歯２３に巻回されたコイル２５，２６に誘導電圧を生じさせる。また、モータ２７の相対向する位置にあるコイル３５のうち他方のコイル３６で生じた磁界は、レゾルバ１２０において当該他方のコイル３５に最も近い位置にある磁極歯２３に巻回されたコイル２５，２６に誘導電圧を生じさせる。上記の如く、レゾルバ１２０の出力巻線の巻回方向は、回転軸２１（３１）を介して相対向する磁極歯２３において互いに逆向きとされ、当該励磁巻線の巻数は、回転軸２１（３１）を介して相対向する磁極歯２３において同数とされている。よって、モータ２７からの外部磁界によってレゾルバ１２０の各コイル２５，２６に生じた誘導電圧はその和がゼロとなり、相殺される。従って、レゾルバ１２０は回転軸３１の回転角度を正確に反映した信号を出力することができる。 When the resolver 120 shown in FIG. 10 is mounted on the rotating shaft 31 of the non-split type motor 27, the magnetic field generated in one coil 35 among the coils 35 at the opposite positions of the motor 27 is applied to the resolver 120. An induced voltage is generated in the coils 25 and 26 wound around the magnetic pole teeth 23 located closest to the one coil 35. In addition, the magnetic field generated in the other coil 36 among the coils 35 located opposite to each other in the motor 27 is a coil 25 wound around the magnetic pole teeth 23 located closest to the other coil 35 in the resolver 120. 26 induces an induced voltage. As described above, the winding direction of the output winding of the resolver 120 is opposite to each other in the magnetic pole teeth 23 opposed to each other via the rotating shaft 21 (31), and the number of turns of the exciting winding is the rotating shaft 21 ( 31), the number of pole teeth 23 facing each other is the same. Therefore, the sum of the induced voltages generated in the coils 25 and 26 of the resolver 120 by the external magnetic field from the motor 27 becomes zero and cancels out. Therefore, the resolver 120 can output a signal that accurately reflects the rotation angle of the rotating shaft 31.
一方、分割型モータ２８では、各半円状ステータに周方向に沿って一定間隔毎に磁極歯が形成されている。各磁極歯には巻線が巻回されており、当該巻線の各巻回部分３６（以下、コイル３６と称する）は半円状ステータ単位で連続している。すなわち、各コイル３６は一方の半円状ステータと他方の半円状ステータ間では連続していない。一方の半円状ステータにおける各コイル３６と、他方の半円状ステータにおける各コイル３６とは、別々の電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって個別に制御される。一方の半円状ステータにおける各コイル３６と、他方の半円状ステータにおける各コイル３６間で同期はとれていない。よって、回転軸３４を介して相対向する位置にあるコイル３６で生じた磁界は、互いに強さ及び方向が異なる。一方の半円状ステータにおける各コイル３６のみ励磁され、他方の半円状ステータにおける各コイル３６は励磁されない場合もあり、この場合は、他方の半円状ステータにおける各コイル３６で生じる磁界の強さは実質的にゼロである。 On the other hand, in the split motor 28, magnetic pole teeth are formed at regular intervals along the circumferential direction in each semicircular stator. A winding is wound around each magnetic pole tooth, and each winding portion 36 (hereinafter referred to as a coil 36) of the winding is continuous in a semicircular stator unit. That is, each coil 36 is not continuous between one semicircular stator and the other semicircular stator. Each coil 36 in one semicircular stator and each coil 36 in the other semicircular stator are individually controlled by separate electronic control units (ECUs). The coils 36 in one semicircular stator and the coils 36 in the other semicircular stator are not synchronized. Therefore, the magnetic fields generated by the coils 36 located opposite to each other via the rotating shaft 34 have different strengths and directions. In some cases, only each coil 36 in one semicircular stator is excited, and each coil 36 in the other semicircular stator is not excited. In this case, the strength of the magnetic field generated in each coil 36 in the other semicircular stator is increased. The height is substantially zero.
この分割型モータ２８の回転軸３４に図１０に示されるレゾルバ１２０を装着した場合、モータ２８の相対向する位置にあるコイル３６のうち一方のコイル３６で生じた磁界は、レゾルバ１２０において当該一方のコイル３６に最も近い位置にある磁極歯２３に巻回されたコイル２５，２６に誘導電圧を生じさせる。また、モータ２８において相対向する位置にあるコイル３６のうち他方のコイル３６で生じた磁界は、レゾルバ１２０において当該他方のコイル３６に最も近い位置にある磁極歯２３に巻回されたコイル２５，２６に誘導電圧を生じさせる。しかしながら、上記の如く、モータ２８において回転軸３４を介して相対向する位置にあるコイル３６で生じた磁界は、互いに強さ及び方向が異なる。よって、モータ２８からの外部磁界によってレゾルバ１２０の各コイル２５，２６に生じた誘導電圧はその和がゼロとならず、相殺されない。従って、レゾルバ１２０は回転軸３４の回転角度を正確に反映した信号を出力することができない。 When the resolver 120 shown in FIG. 10 is mounted on the rotary shaft 34 of the split type motor 28, the magnetic field generated in one coil 36 among the coils 36 at the opposite positions of the motor 28 is applied to the resolver 120. Inductive voltage is generated in the coils 25 and 26 wound around the magnetic pole teeth 23 located closest to the coil 36. In addition, the magnetic field generated in the other coil 36 among the coils 36 that are opposed to each other in the motor 28, the coil 25 wound around the magnetic pole teeth 23 that are closest to the other coil 36 in the resolver 120, 26 induces an induced voltage. However, as described above, the strength and direction of the magnetic fields generated by the coils 36 located opposite to each other via the rotating shaft 34 in the motor 28 are different. Therefore, the sum of the induced voltages generated in the coils 25 and 26 of the resolver 120 by the external magnetic field from the motor 28 is not zero and is not canceled out. Therefore, the resolver 120 cannot output a signal that accurately reflects the rotation angle of the rotating shaft 34.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、どのような種類の電動モータであっても、当該電動モータで生じた磁界がレゾルバのコイルに生じさせる誘導電圧を確実に相
殺し、当該モータの回転軸の回転角度の正確な検知を可能にするレゾルバの提供を目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and in any type of electric motor, the magnetic field generated by the electric motor surely cancels the induced voltage generated in the coil of the resolver. An object of the present invention is to provide a resolver that enables accurate detection of the rotation angle of the rotation shaft of a motor.
本発明に係るレゾルバは、
回転軸の回転角度を検知するためのレゾルバであって、
上記回転軸に固着され、当該回転軸と一体的に回転する第１ロータと、
上記回転軸に固着され、上記第１ロータと上記回転軸延伸方向に隣り合い、当該回転軸と一体的に回転する第２ロータと、
上記第１ロータの周面に沿って設けられ、当該第１ロータと対向する位置に複数の磁極歯が形成された第１ステータと、
上記第２ロータの周面に沿って設けられ、当該第２ロータと対向する位置に複数の磁極歯が形成され、当該磁極歯が上記第１ステータの各上記磁極歯と上記回転軸延伸方向に隣り合う第２ステータと、
上記第１及び第２ステータの各上記磁極歯に巻回され、各巻回部分が連続している励磁巻線と、
上記第１及び第２ステータの各上記磁極歯に巻回され、各巻回部分が連続している出力巻線とを備え、
上記励磁巻線の巻回方向が、上記回転軸延伸方向に隣り合う上記磁極歯において互いに逆向きとされ、当該励磁巻線の巻数が、上記回転軸延伸方向に隣り合う上記磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して当該励磁巻線に生じた誘導起電力が相殺され、
上記出力巻線の巻回方向が、上記回転軸延伸方向に隣り合う上記磁極歯において互いに逆向きとされ、当該出力巻線の巻数が、上記回転軸延伸方向に隣り合う上記磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して当該出力巻線に生じた誘導起電力が相殺されることを特徴とする。
The resolver according to the present invention is:
A resolver for detecting a rotation angle of a rotation shaft,
A first rotor fixed to the rotating shaft and rotating integrally with the rotating shaft;
A second rotor fixed to the rotating shaft, adjacent to the first rotor in the extending direction of the rotating shaft, and rotated integrally with the rotating shaft;
A first stator provided along the circumferential surface of the first rotor, wherein a plurality of magnetic pole teeth are formed at positions facing the first rotor;
A plurality of magnetic pole teeth are formed along the peripheral surface of the second rotor and facing the second rotor, and the magnetic pole teeth are in the direction of extending the rotation axis with the magnetic pole teeth of the first stator. An adjacent second stator;
An excitation winding wound around each of the magnetic pole teeth of the first and second stators, each winding portion being continuous;
An output winding wound around each of the magnetic pole teeth of the first and second stators, each winding portion being continuous,
The winding direction of the excitation winding is opposite to each other in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction, and the number of turns of the excitation winding is the same in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction. Thereby, the induced electromotive force generated in the excitation winding due to the external magnetic field is canceled,
The winding direction of the output winding is opposite to each other in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction, and the number of turns of the output winding is the same in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction. Thus, the induced electromotive force generated in the output winding due to the external magnetic field is canceled out.
本発明によれば、励磁巻線の巻回方向が、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯において互いに逆向きとされ、励磁巻線の巻数が、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して励磁巻線に生じた誘導起電力が回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯の各組毎に相殺される。また、出力巻線の巻回方向が、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯において互いに逆向きとされ、出力巻線の巻数が、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して出力巻線に生じた誘導起電力が回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯の各組毎に相殺される。
従って、電動モータで生じた磁界がレゾルバのコイルに生じさせる誘導電圧が確実に相殺される。よって、当該レゾルバは、電動モータの回転軸の回転角度の正確な検知を可能にする。
According to the present invention, the winding directions of the excitation windings are opposite to each other in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction, and the number of turns of the excitation winding is the same in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction. Thus, the induced electromotive force generated in the excitation winding due to the external magnetic field is canceled for each pair of magnetic pole teeth adjacent to each other in the rotating shaft extending direction. Further, the winding direction of the output winding is opposite to each other in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction, and the number of turns of the output winding is the same in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction, As a result, the induced electromotive force generated in the output winding due to the external magnetic field is canceled for each pair of magnetic pole teeth adjacent to each other in the rotation axis extending direction.
Therefore, the induced voltage generated in the resolver coil by the magnetic field generated by the electric motor is surely offset. Therefore, the resolver enables accurate detection of the rotation angle of the rotating shaft of the electric motor.
本発明においては、
各上記ステータが、円弧状に形成されていることが好ましい。
In the present invention,
Each of the stators is preferably formed in an arc shape.
各ステータを円弧状に形成することにより、当該ステータの点検または交換作業の際、当該ステータの着脱を容易に行うことができる。 By forming each stator in an arc shape, the stator can be easily attached and detached during inspection or replacement work of the stator.
本発明においては、
上記第１ステータには、第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯からなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の上記磁極歯が上記第１ロータの回転方向又はその逆方向に順に形成され、
上記第２ステータには、第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯からなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の上記磁極歯が上記第２ロータの回転方向又はその逆方向に順に形成
され、
上記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯は、それぞれ、上記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯に対向しており、
上記励磁巻線の各上記巻回部分が、上記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、上記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続しており、
上記出力巻線の各上記巻回部分が、上記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、上記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続していることが好ましい。
In the present invention,
The first stator includes N magnetic pole teeth (N is an integer of 2 or more) made up of the first magnetic pole teeth, the second magnetic pole teeth,. Formed in the opposite direction in order,
The second stator has N magnetic pole teeth (N is an integer of 2 or more) made up of the first magnetic pole teeth, the second magnetic pole teeth,. Formed in the opposite direction in order,
The first magnetic pole teeth, the second magnetic pole teeth,..., And the Nth magnetic pole teeth of the first stator are the first magnetic pole teeth, the second magnetic pole teeth,. Facing the
Each winding portion of the exciting winding includes a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth,..., An N magnetic pole tooth, a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth of the second stator. ..., the Nth magnetic pole teeth are continuous in this order,
Each winding portion of the output winding includes a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth,..., An N magnetic pole tooth, a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth of the second stator. ,..., Preferably in the order of the N-th magnetic pole teeth.
励磁巻線の各巻回部分が、第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続し、出力巻線の各巻回部分が、第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続した構造とすることにより、当該磁極歯への当該励磁巻線及び当該出力巻線の巻回作業が容易になる。すなわち、各巻回部分の連続順序をこのように設定することにより、第１ステータの第１磁極歯への巻回回数と第２ステータの第１磁極歯への巻回回数を等しくし、第１ステータの第２磁極歯への巻回回数と第２ステータの第２磁極歯への巻回回数を等しくし、以下同様に巻回回数を設定すればよい。従って、第１ステータの各磁極歯への巻回回数のパターンと第２ステータの各磁極歯への巻回回数のパターンを同じにできるので、各巻線の巻回作業が容易となる。 Each winding portion of the excitation winding includes a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth,..., An Nth magnetic pole tooth, a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth,. The N-th magnetic pole tooth is continuous in this order, and each winding portion of the output winding includes a first magnetic pole tooth of the first stator, a second magnetic pole tooth, ..., an N-th magnetic pole tooth, a first magnetic pole tooth of the second stator, By adopting a structure in which the second magnetic pole teeth,..., And the Nth magnetic pole teeth are continuous in this order, the winding operation of the excitation winding and the output winding around the magnetic pole teeth is facilitated. That is, by setting the continuous order of the respective winding portions in this way, the number of windings of the first stator around the first magnetic pole teeth and the number of windings of the second stator around the first magnetic pole teeth are made equal to each other. The number of windings of the stator around the second magnetic pole teeth and the number of windings of the second stator around the second magnetic pole teeth may be made equal, and thereafter the number of windings may be set similarly. Accordingly, since the pattern of the number of windings on each magnetic pole tooth of the first stator and the pattern of the number of windings on each magnetic pole tooth of the second stator can be made the same, the winding operation of each winding becomes easy.
本発明によれば、どのような種類の電動モータであっても、当該電動モータで生じた磁界がレゾルバのコイルに生じさせる誘導電圧を確実に相殺し、当該モータの回転軸の回転角度の正確な検知を可能にするレゾルバを提供することができる。 According to the present invention, in any type of electric motor, the magnetic field generated by the electric motor reliably cancels the induced voltage generated in the resolver coil, and the rotational angle of the rotation shaft of the motor is accurately determined. It is possible to provide a resolver that enables accurate detection.
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るレゾルバについて、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係るレゾルバの正面図である。図２は図１に示されるレゾルバのＡ方向矢視図である。図３は第１実施形態に係るレゾルバの第１ステータ及び第１ロータを図２におけるＢ方向から見た図である。図４は第１実施形態に係るレゾルバの第２ステータ及び第２ロータを図２におけるＢ方向から見た図である。図３及び４における符号＜１＞乃至＜１０＞はステータ上の磁極歯の存在位置を示している。図５は第１実施形態に係るレゾルバの励磁巻線、ｓｉｎ相出力巻線、ｃｏｓ相出力巻線のそれぞれの巻回数及び巻回方向の一例を示す図である。図５における符号＜１＞乃至＜１０＞は、図３及び４における符号＜１＞乃至＜１０＞にそれぞれ対応している。
(First embodiment)
A resolver according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a resolver according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view in the A direction of the resolver shown in FIG. FIG. 3 is a view of the first stator and the first rotor of the resolver according to the first embodiment viewed from the direction B in FIG. 4 is a view of the second stator and the second rotor of the resolver according to the first embodiment as viewed from the direction B in FIG. Symbols <1> to <10> in FIGS. 3 and 4 indicate the positions of the magnetic pole teeth on the stator. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the number of turns and the winding direction of each of the exciting winding, the sin phase output winding, and the cos phase output winding of the resolver according to the first embodiment. Reference numerals <1> to <10> in FIG. 5 correspond to reference signs <1> to <10> in FIGS. 3 and 4, respectively.
以下の説明では、第１実施形態に係るレゾルバとして、可変リラクタンス型（ＶＲ型）レゾルバを例にとって説明する。なお、第１実施形態に係るレゾルバは、可変リラクタンス型レゾルバに限定されるものではなく、他の形式のレゾルバであってもよい。 In the following description, a variable reluctance type (VR type) resolver will be described as an example of the resolver according to the first embodiment. Note that the resolver according to the first embodiment is not limited to the variable reluctance resolver, but may be another type of resolver.
第１実施形態に係るレゾルバ１は、電動モータ等（図示せず）の回転軸８の回転角度を検知するためのレゾルバである。レゾルバ１は、第１ロータ２と、第２ロータ３と、第１ステータ４と、第２ステータ５と、励磁巻線６と、出力巻線７とを備える。 A resolver 1 according to the first embodiment is a resolver for detecting a rotation angle of a rotary shaft 8 of an electric motor or the like (not shown). The resolver 1 includes a first rotor 2, a second rotor 3, a first stator 4, a second stator 5, an excitation winding 6, and an output winding 7.
第１ロータ２は、回転軸８に固着され、回転軸８と一体的に回転するものである。第１ロータ２は磁性体で構成される。第１ロータ２の外周面には、複数個（図示例では６個）のロータ歯２０が形成されている。各ロータ歯２０は、正弦波状の山形をなしており、互
いに同一形状である。
The first rotor 2 is fixed to the rotary shaft 8 and rotates integrally with the rotary shaft 8. The first rotor 2 is made of a magnetic material. A plurality (six in the illustrated example) of rotor teeth 20 are formed on the outer peripheral surface of the first rotor 2. Each rotor tooth 20 has a sinusoidal mountain shape, and has the same shape as each other.
第２ロータ３は、回転軸８に固着され、第１ロータ２と回転軸延伸方向に隣り合い、回転軸８と一体的に回転する。第２ロータ３は磁性体で構成され、第１ロータ２と同一形状である。 The second rotor 3 is fixed to the rotary shaft 8, is adjacent to the first rotor 2 in the direction of extending the rotary shaft, and rotates integrally with the rotary shaft 8. The second rotor 3 is made of a magnetic material and has the same shape as the first rotor 2.
第１ステータ４は、第１ロータ２の周面に沿って設けられている。第１ステータ４は、第１ロータ２と対向する位置に複数の磁極歯９を有している。第１ステータ４は磁性体で構成される。 The first stator 4 is provided along the peripheral surface of the first rotor 2. The first stator 4 has a plurality of magnetic pole teeth 9 at positions facing the first rotor 2. The first stator 4 is made of a magnetic material.
具体的には、第１ステータ４には、第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９ＮからなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の磁極歯９が第１ロータ２の回転方向又はその逆方向に順に形成されている。 Specifically, the first stator 4 has N (N is an integer of 2 or more) magnetic pole teeth 9 including first magnetic pole teeth 91, second magnetic pole teeth 92,. The first rotor 2 is formed in the rotation direction or in the opposite direction.
第２ステータ５は、第２ロータ３の周面に沿って設けられ、第２ロータ３と対向する位置に複数の磁極歯１０が形成されている。磁極歯１０は第１ステータ４の各磁極歯９と回転軸延伸方向に隣り合う。第２ステータ５は第１ステータ４と同一形状であり、磁性体で構成される。 The second stator 5 is provided along the peripheral surface of the second rotor 3, and a plurality of magnetic pole teeth 10 are formed at positions facing the second rotor 3. The magnetic pole teeth 10 are adjacent to the magnetic pole teeth 9 of the first stator 4 in the rotation axis extending direction. The second stator 5 has the same shape as the first stator 4 and is made of a magnetic material.
具体的には、第２ステータ５には、第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０ＮからなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の磁極歯１０が第２ロータ３の回転方向又はその逆方向に順に形成されている。 Specifically, the second stator 5 has N (N is an integer of 2 or more) magnetic pole teeth 10 including first magnetic pole teeth 101, second magnetic pole teeth 102,..., N magnetic pole teeth 10N. The second rotor 3 is formed in order in the rotational direction or the opposite direction.
第１ステータ４の第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９Ｎは、それぞれ、第２ステータ５の第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０Ｎと回転軸延伸方向に隣り合っている。 The first magnetic pole teeth 91, the second magnetic pole teeth 92,..., And the Nth magnetic pole teeth 9N of the first stator 4 are respectively the first magnetic pole teeth 101, the second magnetic pole teeth 102,. The N-th magnetic pole teeth 10N are adjacent to each other in the direction of extending the rotation axis.
第１ステータ４及び第２ステータ５の形状は特に限定されるものではないが、例えば、図１に示される如く、共に円弧状に形成される。第１ステータ４及び第２ステータ５を円弧状に形成することにより、各ステータ４，５の点検作業または交換作業の際、各ステータ４，５の着脱を容易に行うことができる。円弧状の具体例としては、例えば半円状を挙げることができる。
なお、第１ステータ４及び第２ステータ５の形状は円弧状でなくてもよく、例えば、リング状であってもよい。
Although the shape of the 1st stator 4 and the 2nd stator 5 is not specifically limited, For example, as FIG. 1 shows, both are formed in circular arc shape. By forming the first stator 4 and the second stator 5 in an arc shape, the stators 4 and 5 can be easily attached and detached when the stators 4 and 5 are inspected or replaced. A specific example of the arc shape is a semicircular shape.
In addition, the shape of the 1st stator 4 and the 2nd stator 5 may not be circular arc shape, for example, may be ring shape.
励磁巻線６は、第１ステータ４及び第２ステータ５の各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎに巻回されている。図５に示されるように、励磁巻線６の各巻回部分（以下、励磁コイルと称する）６００，・・・，６００，６０１，・・・，６０１は連続している。 The exciting winding 6 is wound around the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N, 101, 102,. As shown in FIG. 5, the winding portions (hereinafter referred to as excitation coils) 600,..., 600, 601,.
出力巻線７は、ｓｉｎ相出力巻線７０と、ｃｏｓ相出力巻線７１とからなる。 The output winding 7 includes a sin phase output winding 70 and a cos phase output winding 71.
ｓｉｎ相出力巻線７０は、第１ステータ４の磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ及び第２ステータ５の磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに巻回されている。図５に示されるように、ｓｉｎ相出力巻線７０は、磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎへの各巻回部分（以下、ｓｉｎ相出力コイルと称する）７００，・・・，７００と磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの各巻回部分（以下、ｓｉｎ相出力コイルと称する）７０１，・・・，７０１が連続している。なお、ｓｉｎ相出力巻線７０は、図５に示されるように、位置＜１＞及び＜６＞において０回巻きとされている。 The sin phase output winding 70 is wound around the magnetic pole teeth 91, 92, ..., 9N of the first stator 4 and the magnetic pole teeth 101, 102, ..., 10N of the second stator 5. As shown in FIG. 5, the sin phase output winding 70 includes winding portions (hereinafter referred to as sin phase output coils) 700,..., 700 around the magnetic pole teeth 91, 92,. Each of the winding portions (hereinafter referred to as “sin phase output coils”) 701,..., 701 around the magnetic pole teeth 101, 102,. As shown in FIG. 5, the sin phase output winding 70 is wound zero times at positions <1> and <6>.
ｃｏｓ相出力巻線７１は、第１ステータ４の磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ及び第２ステータ５の磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに巻回されている。図５に示されるように、ｃｏｓ相出力巻線７１は、磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎへの各巻回部分（以下、ｃｏｓ相出力コイルと称する）７１０，・・・，７１０と磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの各巻回部分（以下、ｃｏｓ相出力コイルと称する）７１１，・・・，７１１が連続している。 The cos phase output winding 71 is wound around the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N of the first stator 4 and the magnetic pole teeth 101, 102,. As shown in FIG. 5, the cos phase output winding 71 includes winding portions (hereinafter referred to as “cos phase output coils”) 710,..., 710 around the magnetic pole teeth 91, 92,. Each of the winding portions (hereinafter referred to as “cos phase output coils”) 711,..., 711 around the magnetic pole teeth 101, 102,.
励磁巻線６の巻回方向は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに逆向きとされる。励磁巻線６の巻数は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同数とされる。これにより、電動モータ（図示せず）からの外部磁界に起因して励磁巻線６に生じる誘導電圧（誘導起電力）は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎは、各組毎に近接している。従って、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに作用する外部磁界の強さ及び方向は、各組毎に略同じである。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。 .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotating shaft extending direction are opposite to each other. Is done. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotation axis extending direction are the same number for each set. Thereby, the induced voltage (induced electromotive force) generated in the exciting winding 6 due to the external magnetic field from the electric motor (not shown) is the magnetic pole teeth 91, 92,. In 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N, each set has the same size and the opposite direction. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotation axis extending direction are close to each other. Therefore, the strength and direction of the external magnetic field acting on the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N and the magnetic pole teeth 101, 102,. It is. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotating shaft extending direction are surely canceled out.
ｓｉｎ相出力巻線７０の巻回方向は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに逆向きとされる。ｓｉｎ相出力巻線７０の巻数は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同数とされる。これにより、電動モータ（図示せず）からの外部磁界に起因してｓｉｎ相出力巻線７０に生じる誘導電圧（誘導起電力）は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎは、各組毎に近接している。従って、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに作用する外部磁界の強さ及び方向は、各組毎に略同じである。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。 .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotation axis extending direction are opposite to each other for each set. It is supposed to be oriented. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotation axis extending direction are the same number for each set. The Thereby, the induced voltage (induced electromotive force) generated in the sin phase output winding 70 due to the external magnetic field from the electric motor (not shown) is the magnetic pole teeth 91, 92,. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N have the same size and opposite directions for each set. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotation axis extending direction are close to each other. Therefore, the strength and direction of the external magnetic field acting on the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N and the magnetic pole teeth 101, 102,. It is. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotating shaft extending direction are surely canceled out.
ｃｏｓ相出力巻線７１の巻回方向は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに逆向きとされる。ｃｏｓ相出力巻線７１の巻数は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に同数とされる。これにより、電動モータ（図示せず）からの外部磁界に起因してｃｏｓ相出力巻線７１に生じる誘導電圧（誘導起電力）は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎは、各組毎に近接している。従って、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに作用する外部磁界の強さ及び方向は、各組毎に略同じである。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。 .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotation axis extending direction are opposite to each other for each set. It is supposed to be oriented. The number of turns of the cos phase output winding 71 is the same for each pair of the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N and the magnetic pole teeth 101, 102,. . Thereby, the induced voltage (induced electromotive force) generated in the cos phase output winding 71 due to the external magnetic field from the electric motor (not shown) is the magnetic pole teeth 91, 92,. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N have the same size and opposite directions for each set. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotation axis extending direction are close to each other. Therefore, the strength and direction of the external magnetic field acting on the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N and the magnetic pole teeth 101, 102,. It is. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotating shaft extending direction are surely canceled out.
ｓｉｎ相出力巻線７０及びｃｏｓ相出力巻線７１は、回転角度検知回路（図示せず）に
接続される。回転角度検知回路は、例えば、ｓｉｎ相出力巻線７０及びｃｏｓ相出力巻線７１からのそれぞれの出力信号に基づきアークタンジェントの値を算出する。これにより、回転角度検知回路は回転軸８の回転角度を求めることができる。回転角度検知回路は、例えばＲＤ（Ｒｅｓｏｌｖｅｒ−Ｄｅｇｉｔａｌ）コンバータである。
The sin phase output winding 70 and the cos phase output winding 71 are connected to a rotation angle detection circuit (not shown). The rotation angle detection circuit calculates the arc tangent value based on the output signals from the sin phase output winding 70 and the cos phase output winding 71, for example. Thereby, the rotation angle detection circuit can obtain the rotation angle of the rotating shaft 8. The rotation angle detection circuit is, for example, an RD (Resolver-Digital) converter.
なお、第１実施形態における励磁巻線６の各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの巻回の順序、ｓｉｎ相出力巻線７０の各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの巻回の順序、ｃｏｓ相出力巻線７１の各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの巻回の順序はそれぞれ特に限定されるものではないが、例えば以下のような順序とすることができる。 In addition, in the first embodiment, the magnetic winding teeth 91, 92,..., 9N, 101, 102,. , 9N, 101, 102,..., 10N, the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N, 101, 102 of the cos phase output winding 71 ,..., 10N are not particularly limited in order of winding, but may be the following order, for example.
励磁コイル６００を、第１ステータ４の第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９Ｎ、第２ステータ５の第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０Ｎの順に連続させることができる。 The exciting coil 600 includes the first magnetic pole teeth 91, the second magnetic pole teeth 92,..., The N magnetic pole teeth 9N, the first magnetic pole teeth 101, the second magnetic pole teeth 102,. .., And can be continued in the order of the N-th magnetic pole teeth 10N.
ｓｉｎ相出力コイル７００，７０１を、第１ステータ４の第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９Ｎ、第２ステータ５の第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０Ｎの順に連続させることができる。 The sin phase output coils 700, 701 are connected to the first magnetic pole tooth 91, the second magnetic pole tooth 92,..., the N magnetic pole tooth 9N, the first magnetic pole tooth 101 of the second stator 5, and the second magnetic pole. The teeth 102,..., And the Nth magnetic pole tooth 10N can be continued in this order.
ｃｏｓ相出力コイル７１０，７１１を、第１ステータ４の第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９Ｎ、第２ステータ５の第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０Ｎの順に連続させることができる。 The cos phase output coils 710 and 711 are connected to the first magnetic pole teeth 91, the second magnetic pole teeth 92,..., the N magnetic pole teeth 9N, the first magnetic pole teeth 101 of the second stator 5, and the second magnetic poles. The teeth 102,..., And the Nth magnetic pole tooth 10N can be continued in this order.
このような順序で励磁コイル６００が連続し、ｓｉｎ相出力コイル７００，７０１が連続し、ｃｏｓ相出力コイル７１０，７１１が連続した構造とすることにより、各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの励磁巻線６、ｓｉｎ相出力巻線７０、及びｃｏｓ相出力巻線７１の巻回作業が容易になる。
すなわち、各巻回部分の連続順序をこのように設定することにより、第１ステータ４の第１磁極歯９１への巻回回数と第２ステータ５の第１磁極歯１０１への巻回回数を等しくし、第１ステータ４の第２磁極歯９２への巻回回数と第２ステータ５の第２磁極歯１０２への巻回回数を等しくし、以下同様に巻回回数を設定すればよい。従って、第１ステータ４の第１磁極歯９１から第Ｎ磁極歯１０Ｎまでの巻回回数のパターンと第２ステータ５の第１磁極歯９１から第Ｎ磁極歯１０Ｎまでの巻回回数のパターンを同じにできるので、各巻線の巻回作業が容易となる。
In this order, the excitation coil 600 is continuous, the sin phase output coils 700 and 701 are continuous, and the cos phase output coils 710 and 711 are continuous, so that the magnetic pole teeth 91, 92,. The winding work of the exciting winding 6, the sin phase output winding 70, and the cos phase output winding 71 to 9N, 101, 102,.
That is, by setting the continuous order of each winding portion in this way, the number of windings of the first stator 4 around the first magnetic pole teeth 91 and the number of windings of the second stator 5 around the first magnetic pole teeth 101 are equal. Then, the number of windings of the first stator 4 around the second magnetic pole teeth 92 and the number of windings of the second stator 5 around the second magnetic pole teeth 102 may be made equal, and then the number of windings may be set similarly. Therefore, the pattern of the number of winding times from the first magnetic pole tooth 91 to the Nth magnetic pole tooth 10N of the first stator 4 and the pattern of the number of winding times from the first magnetic pole tooth 91 to the Nth magnetic pole tooth 10N of the second stator 5 are shown. Since it can be made the same, the winding work of each winding becomes easy.
次に、図３乃至９を参照しつつ、第１実施形態に係るレゾルバ１の動作について説明する。
図６は、図５における位置＜３＞と位置＜８＞に同じ強さで且つ同じ方向の外部磁界が作用している様子を示す部分断面図である。なお、図６においては、ｓｉｎ相出力巻線７０及びｃｏｓ相出力巻線７１の図示を省略している。図７は、第１実施形態に係るレゾルバ１を分割型モータの回転軸８に装着した状態を示す正面図である。図８は、図７において分割型モータの２系統が同期して動作したときにレゾルバ１に当該分割モータから外部磁界が作用する様子を示す正面図である。図９は、図７において分割型モータの１系統のみが動作したときにレゾルバ１に当該分割モータから外部磁界が作用する様子を示す正面図である。
Next, the operation of the resolver 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an external magnetic field having the same strength and the same direction acting at positions <3> and <8> in FIG. In FIG. 6, illustration of the sin phase output winding 70 and the cos phase output winding 71 is omitted. FIG. 7 is a front view showing a state in which the resolver 1 according to the first embodiment is mounted on the rotary shaft 8 of the split motor. FIG. 8 is a front view showing a state in which an external magnetic field acts on the resolver 1 from the divided motor when the two systems of the divided motor in FIG. 7 operate in synchronization. FIG. 9 is a front view showing a state where an external magnetic field acts on the resolver 1 from the split motor when only one system of the split motor operates in FIG.
図７，８，９に示される分割型の電動モータ１３の回転軸８が回転すると、回転軸８と一体的に第１ロータ２及び第２ロータ３が回転する。第１ロータ２及び第２ロータ３が回転すると、第１ロータ２のロータ歯２０と第１ステータ４の磁極歯９の間のギャップパー
ミアンス、及び、第２ロータ３のロータ歯３０と第２ステータ５の磁極歯１０の間のギャップパーミアンスがそれぞれ変化する。
When the rotating shaft 8 of the split-type electric motor 13 shown in FIGS. 7, 8, and 9 rotates, the first rotor 2 and the second rotor 3 rotate integrally with the rotating shaft 8. When the first rotor 2 and the second rotor 3 rotate, the gap permeance between the rotor teeth 20 of the first rotor 2 and the magnetic pole teeth 9 of the first stator 4, and the rotor teeth 30 of the second rotor 3 and the second stator The gap permeance between the five magnetic pole teeth 10 changes.
励磁コイル６００（図５参照）に交流電圧を印加すると、各ロータ２，３の１回転をｎ周期（ｎは任意の自然数であり、ロータの形状に応じて自在に設定可能）とするリラクタンス変動が生じる。これにより、ｓｉｎ相出力コイル７００，７０１及びｃｏｓ相出力コイル７１０，７１１に各ロータ２，３の回転角度に応じた正弦波状の誘導電圧（誘導起電力）が発生する。ｓｉｎ相出力巻線７０及びｃｏｓ相出力巻線７１に接続された回転角度検知回路は、ｓｉｎ相の誘導電圧とｃｏｓ相の誘導電圧を検知する。更に、回転角度検知回路は、ｓｉｎ相の誘導電圧とｃｏｓ相の誘導電圧に基づいて回転軸８の回転角度を算出する。 When an AC voltage is applied to the exciting coil 600 (see FIG. 5), the reluctance fluctuations in which one rotation of each of the rotors 2 and 3 is n cycles (n is an arbitrary natural number and can be freely set according to the rotor shape). Occurs. As a result, sinusoidal induced voltages (induced electromotive forces) corresponding to the rotation angles of the rotors 2 and 3 are generated in the sin phase output coils 700 and 701 and the cos phase output coils 710 and 711. The rotation angle detection circuit connected to the sin phase output winding 70 and the cos phase output winding 71 detects the sin phase induced voltage and the cos phase induced voltage. Further, the rotation angle detection circuit calculates the rotation angle of the rotating shaft 8 based on the sin phase induced voltage and the cos phase induced voltage.
図７，８，９に示される如く、レゾルバ１は電動モータ１３の近傍に位置している。このため、図３，４，６に例示される如く、電動モータ１３のコイル１４で発生する磁界（外部磁界）がレゾルバ１にも作用する。ここで、図３における位置＜１＞，＜２＞，＜３＞，＜４＞，＜５＞は、それぞれ、図４における位置＜６＞，＜７＞，＜８＞，＜９＞，＜１０＞と近接している。従って、位置＜１＞，＜２＞，＜３＞，＜４＞，＜５＞に作用する外部磁界は、それぞれ、位置＜６＞，＜７＞，＜８＞，＜９＞，＜１０＞に作用する外部磁界と磁界の強さ及び方向が略同じである。 As shown in FIGS. 7, 8, and 9, the resolver 1 is located in the vicinity of the electric motor 13. Therefore, as illustrated in FIGS. 3, 4 and 6, a magnetic field (external magnetic field) generated by the coil 14 of the electric motor 13 also acts on the resolver 1. Here, positions <1>, <2>, <3>, <4>, <5> in FIG. 3 are positions <6>, <7>, <8>, <9>, <9>, respectively in FIG. It is close to <10>. Therefore, the external magnetic fields acting on the positions <1>, <2>, <3>, <4>, <5> are the positions <6>, <7>, <8>, <9>, <10, respectively. The intensity and direction of the external magnetic field acting on> are substantially the same.
従って、電動モータ１３からの外部磁界に起因して励磁巻線６に生じる誘導電圧は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。 Therefore, the induced voltage generated in the excitation winding 6 due to the external magnetic field from the electric motor 13 is the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N and the magnetic pole teeth 101, 102,.・ At 10N, each group has the same size and the opposite direction. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotating shaft extending direction are surely canceled out.
また、電動モータ１３からの外部磁界に起因してｓｉｎ相出力巻線７０に生じる誘導電圧（誘導起電力）は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。 In addition, the induced voltage (induced electromotive force) generated in the sin phase output winding 70 due to the external magnetic field from the electric motor 13 is the magnetic pole teeth 91, 92,... In the teeth 101, 102,..., 10N, each group has the same size and the opposite direction. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotating shaft extending direction are surely canceled out.
また、電動モータ１３からの外部磁界に起因してｃｏｓ相出力巻線７１に生じる誘導電圧は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。 In addition, the induced voltage generated in the cos phase output winding 71 due to the external magnetic field from the electric motor 13 is the magnetic pole teeth 91, 92,..., 9N and the magnetic pole teeth 101, 102, adjacent to each other in the rotation axis extending direction. .., 10N, each pair has the same size and the opposite direction. .., 9N and magnetic pole teeth 101, 102,..., 10N adjacent to each other in the rotating shaft extending direction are surely canceled out.
従って、モータ１３のコイル１４で生じた外部磁界によってレゾルバ１に生じる誘導電圧は全て相殺される。このため、図８に示される如く分割型の電動モータ１３が２系統で同期して動作する場合は勿論、図９に示される如く当該電動モータ１３が２系統のうち１系統のみで動作する場合であっても、レゾルバ１は回転軸８の回転角度を正確に反映した信号を回転角度検知回路に出力することができる。よって、レゾルバ１は、回転軸８の回転角度の正確な検知を可能にする。この優れた効果は、分割型モータを含む様々な電動モータ１３からの外部磁界に対して奏することができる。 Therefore, all induced voltages generated in the resolver 1 by the external magnetic field generated in the coil 14 of the motor 13 are canceled. Therefore, not only when the split type electric motor 13 operates in synchronization with two systems as shown in FIG. 8, but also when the electric motor 13 operates with only one of the two systems as shown in FIG. Even so, the resolver 1 can output a signal accurately reflecting the rotation angle of the rotary shaft 8 to the rotation angle detection circuit. Therefore, the resolver 1 enables accurate detection of the rotation angle of the rotating shaft 8. This excellent effect can be exerted against external magnetic fields from various electric motors 13 including a split motor.
なお、上記の例ではレゾルバ１の軸倍角ｎＸを６Ｘとしたが、軸倍角は特に限定されるものではない（ｎは任意の自然数）。 In the above example, the axial multiplication angle nX of the resolver 1 is 6X, but the axial multiplication angle is not particularly limited (n is an arbitrary natural number).
本発明は、自動車用の強力な電動モータの回転角度を検知するために当該電動モータの近傍に配置されるレゾルバ等として適用可能であり、特に分割型モータからの不均一な外部磁界に晒されるレゾルバ等に好適に使用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied as a resolver or the like disposed in the vicinity of an electric motor for detecting the rotation angle of a powerful electric motor for automobiles, and is particularly exposed to a non-uniform external magnetic field from a split motor. It can be suitably used for a resolver or the like.
１ レゾルバ
２ 第１ロータ
３ 第２ロータ
４ 第１ステータ
５ 第２ステータ
６ 励磁巻線
６００ 第１ステータの磁極歯への励磁巻線の巻回部分（励磁コイル）
６０１ 第２ステータの磁極歯への励磁巻線の巻回部分（励磁コイル）
７ 出力巻線
７００ 第１ステータの磁極歯へのｓｉｎ相出力巻線の巻回部分（ｓｉｎ相出力コイ
ル）
７０１ 第２ステータの磁極歯へのｓｉｎ相出力巻線の巻回部分（ｓｉｎ相出力コイ
ル）
７１０ 第１ステータの磁極歯へのｃｏｓ相出力巻線の巻回部分（ｃｏｓ相出力コイ
ル）
７１１ 第２ステータの磁極歯へのｃｏｓ相出力巻線の巻回部分（ｃｏｓ相出力コイ
ル）
８ 回転軸
９ 第１ステータの磁極歯
１０ 第２ステータの磁極歯
１１ 絶縁板
１３ 電動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resolver 2 1st rotor 3 2nd rotor 4 1st stator 5 2nd stator 6 Excitation winding 600 The winding part (excitation coil) of the excitation winding to the magnetic pole teeth of the 1st stator
601 Winding portion of exciting winding to magnetic teeth of second stator (exciting coil)
7 Output Winding 700 Winding portion of the sin phase output winding on the magnetic pole teeth of the first stator (sin phase output coil)
Le)
701 The winding portion of the sin phase output winding on the magnetic pole teeth of the second stator (sin phase output coil)
Le)
710 The winding portion of the cos phase output winding on the magnetic pole teeth of the first stator (cos phase output coil)
Le)
711 The winding portion of the cos phase output winding on the magnetic pole teeth of the second stator (cos phase output coil)
Le)
8 Rotating shaft 9 Magnetic pole teeth of the first stator 10 Magnetic pole teeth of the second stator 11 Insulating plate 13 Electric motor
Claims (3)
前記回転軸に固着され、当該回転軸と一体的に回転する第１ロータと、
前記回転軸に固着され、前記第１ロータと前記回転軸延伸方向に隣り合い、当該回転軸と一体的に回転する第２ロータと、
前記第１ロータの周面に沿って設けられ、当該第１ロータと対向する位置に複数の磁極歯が形成された第１ステータと、
前記第２ロータの周面に沿って設けられ、当該第２ロータと対向する位置に複数の磁極歯が形成され、当該磁極歯が前記第１ステータの各前記磁極歯と前記回転軸延伸方向に隣り合う第２ステータと、
前記第１及び第２ステータの各前記磁極歯に巻回され、各巻回部分が連続している励磁巻線と、
前記第１及び第２ステータの各前記磁極歯に巻回され、各巻回部分が連続している出力巻線とを備え、
前記励磁巻線の巻回方向が、前記回転軸延伸方向に隣り合う前記磁極歯において互いに逆向きとされ、当該励磁巻線の巻数が、前記回転軸延伸方向に隣り合う前記磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して当該励磁巻線に生じた誘導起電力が相殺され、
前記出力巻線の巻回方向が、前記回転軸延伸方向に隣り合う前記磁極歯において互いに逆向きとされ、当該出力巻線の巻数が、前記回転軸延伸方向に隣り合う前記磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して当該出力巻線に生じた誘導起電力が相殺されることを特徴とするレゾルバ。 A resolver for detecting a rotation angle of a rotation shaft,
A first rotor fixed to the rotating shaft and rotating integrally with the rotating shaft;
A second rotor fixed to the rotating shaft, adjacent to the first rotor in the extending direction of the rotating shaft, and rotating integrally with the rotating shaft;
A first stator provided along a circumferential surface of the first rotor and having a plurality of magnetic pole teeth formed at positions facing the first rotor;
A plurality of magnetic pole teeth are formed along the circumferential surface of the second rotor and facing the second rotor, and the magnetic pole teeth are in the direction of extending the rotation axis with the magnetic pole teeth of the first stator. An adjacent second stator;
An excitation winding wound around each of the magnetic pole teeth of the first and second stators and each winding portion being continuous;
An output winding wound around each of the magnetic pole teeth of the first and second stators, each winding portion being continuous,
The winding direction of the excitation winding is opposite to each other in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction, and the number of turns of the excitation winding is the same in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction. Thereby, the induced electromotive force generated in the excitation winding due to the external magnetic field is canceled,
The winding direction of the output winding is opposite to each other in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction, and the number of turns of the output winding is the same in the magnetic pole teeth adjacent in the rotation axis extending direction. This resolves an induced electromotive force generated in the output winding due to an external magnetic field.
前記第２ステータには、第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯からなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の前記磁極歯が前記第２ロータの回転方向又はその逆方向に順に形成され、
前記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯は、それぞれ、前記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯に対向しており、
前記励磁巻線の各前記巻回部分が、前記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、前記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続しており、
前記出力巻線の各前記巻回部分が、前記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、前記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続していることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。 The first stator has N magnetic pole teeth (N is an integer of 2 or more) composed of first magnetic pole teeth, second magnetic pole teeth,..., N magnetic pole teeth, or the rotational direction of the first rotor or Formed in the opposite direction in order,
The second stator has N magnetic pole teeth (N is an integer of 2 or more) made up of the first magnetic pole teeth, the second magnetic pole teeth,. Formed in the opposite direction in order,
The first magnetic pole teeth, the second magnetic pole teeth, ..., the Nth magnetic pole teeth of the first stator are the first magnetic pole teeth, the second magnetic pole teeth, ..., the Nth magnetic pole teeth of the second stator, respectively. Facing the
Each winding portion of the excitation winding includes a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth,..., An Nth magnetic pole tooth, a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth of the second stator. ..., the Nth magnetic pole teeth are continuous in this order,
Each winding portion of the output winding includes a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth,..., An N magnetic pole tooth, a first magnetic pole tooth, a second magnetic pole tooth of the second stator. The resolver according to claim 1, wherein the resolver is continuous in the order of the N-th magnetic pole teeth.
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