JP2017111104A - Brushless resolver, tabular rotor, and tabular stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はブラシレスレゾルバ、板状ロータおよび板状ステータに係り、特に、薄型化されたブラシレスレゾルバ等に関するものである。 The present invention relates to a brushless resolver, a plate-like rotor, and a plate-like stator, and more particularly, to a thin brushless resolver and the like.
回転位置検出器の一つであるレゾルバは、励磁側巻線を交流電圧により励磁すると回転角度によって出力側巻線において誘起される交流の出力電圧の位相もしくは振幅が変化することを利用して、回転機器の回転角度を検出するものである。動作原理はトランスと共通するが、トランスにおける鉄心がロータとステータに分かれている点が異なる。レゾルバは、高温、高振動等の環境下でも使用でき、故障しにくく、さらにノイズにも強いため、高度な信頼性を要求される機器の検出器として広く用いられている。なお、レゾルバのうちブラシレスレゾルバでは、ロータに信号を伝達する手段として、従前のブラシおよびスリップリングの代わりに、回転トランスを用いるのが一般的である。 The resolver, which is one of the rotational position detectors, utilizes the fact that the phase or amplitude of the AC output voltage induced in the output side winding changes depending on the rotation angle when the excitation side winding is excited by an AC voltage, The rotation angle of the rotating device is detected. The operating principle is the same as that of the transformer, except that the iron core in the transformer is divided into a rotor and a stator. Resolvers are widely used as detectors for devices that require a high degree of reliability because they can be used even in environments such as high temperatures and high vibrations, are less likely to fail, and are also resistant to noise. Of the resolvers, a brushless resolver generally uses a rotary transformer as means for transmitting a signal to the rotor instead of the conventional brush and slip ring.
図８は、従来のブラシレスレゾルバの構造を示す半断面図である。図示するように従来のブラシレスレゾルバは、ステータ鉄心１３１ならびにステータ巻線１３２からなるステータと、および、ロータ鉄心１４１ならびにロータ巻線１４２からなるロータとにより構成される検出部（レゾルバ部）と、ステータトランス１５１ならびにステータトランス巻線１５２からなるステータトランスと、および、ロータトランス１６１ならびにロータトランス巻線１６２からなるロータトランスとにより構成される回転トランス（トランス部）とから、主として構成される。 FIG. 8 is a half sectional view showing the structure of a conventional brushless resolver. As shown in the figure, a conventional brushless resolver includes a detection unit (resolver unit) including a stator including a stator iron core 131 and a stator winding 132, and a rotor including a rotor iron core 141 and a rotor winding 142, and a stator. It is mainly comprised from the stator transformer which consists of the transformer 151 and the stator transformer coil | winding 152, and the rotation transformer (transformer part) comprised by the rotor transformer which consists of the rotor transformer 161 and the rotor transformer coil 162.
つまりブラシレスレゾルバは、回転角に応じた電圧が得られるレゾルバ部と、ロータへの信号伝達を目的とするトランス部とを主たる構成としている。機能面からみるとブラシレスレゾルバは、ステータトランス、ロータトランス、ロータ鉄心、ステータ鉄心によって磁気回路を構成し、ステータトランスおよびロータトランスからなるトランス部は、ステータ側からロータ側へレゾルバ励磁信号を非接触で伝達する機能のみを担う。一方、ロータ鉄心およびレゾルバ鉄心からなるレゾルバ部は、回転角に応じたレゾルバ励磁信号の変調というレゾルバ本来の機能を担う。 That is, the brushless resolver mainly includes a resolver unit that can obtain a voltage according to the rotation angle and a transformer unit that is intended to transmit a signal to the rotor. From a functional standpoint, the brushless resolver forms a magnetic circuit with the stator transformer, rotor transformer, rotor core, and stator core, and the transformer section consisting of the stator transformer and the rotor transformer does not contact the resolver excitation signal from the stator side to the rotor side. It bears only the function that communicates with On the other hand, the resolver part which consists of a rotor iron core and a resolver iron core bears the resolver's original function of the modulation | alteration of the resolver excitation signal according to a rotation angle.
レゾルバについては従来、技術的な提案も多くなされている。たとえば後掲特許文献１には、薄型で高精度のレゾルバとして、励磁信号が入力する励磁コイルと検出信号を出力する検出コイルを有し、これらを設けた受動体の変位量に応じて検出信号が変化することで受動体の変位量を検出するレゾルバにおいて、両コイルのうち径方向の内側の形成される内側コイルと、外側に形成される外側コイルとのコイル面積を均しくし、かつ内側コイルに対して外側コイルの位相を半周期ずらすという構成が開示されている。 Many technical proposals have been made for resolvers. For example, in Patent Document 1 described later, as a thin and highly accurate resolver, an excitation coil to which an excitation signal is input and a detection coil that outputs a detection signal are provided, and the detection signal is determined according to the amount of displacement of a passive body provided with these. In the resolver that detects the amount of displacement of the passive body by changing the coil, the coil area of the inner coil formed radially inside of both coils and the outer coil formed outside is made uniform, and the inner A configuration in which the phase of the outer coil is shifted by a half period with respect to the coil is disclosed.
さて、上述したように従来のブラシレスレゾルバは、構成部品としてステータトランス、ロータトランス、ロータ鉄心、ステータ鉄心を有しており、それぞれに巻線がなされている。すなわち、ステータトランス巻線、ロータトランス巻線、ロータ巻線、ステータ巻線と、多くの巻線を必要とし、したがってブラシレスレゾルバは、かかる構造による厚さを必然的に有したものとなっている。 As described above, the conventional brushless resolver has a stator transformer, a rotor transformer, a rotor iron core, and a stator iron core as components, and each of them is wound. That is, a stator transformer winding, a rotor transformer winding, a rotor winding, a stator winding, and many windings are required. Therefore, the brushless resolver necessarily has a thickness due to such a structure. .
ブラシレスレゾルバの構造中、ロータ鉄心およびステータ鉄心によるレゾルバ部は、レゾルバ本来の機能を担うものであり、レゾルバとして欠かせない。一方、トランス部は、ステータ側からロータ側へレゾルバ励磁信号を非接触で伝達する機能のみを担うものであり、レゾルバ本来の機能に寄与するものではない。つまり、本来、角度検出する際にステータトランス、ロータトランスは不要である。 In the structure of the brushless resolver, the resolver portion formed by the rotor iron core and the stator iron iron bears the original function of the resolver and is indispensable as a resolver. On the other hand, the transformer portion has only the function of transmitting the resolver excitation signal from the stator side to the rotor side in a non-contact manner, and does not contribute to the original function of the resolver. That is, originally, a stator transformer and a rotor transformer are not necessary for angle detection.
ところで、レゾルバの応用範囲は広範であり、これが搭載されるモータ全体の小型化の要請に対応するには、レゾルバの薄型化が求められている。したがって、従来のブラシレスレゾルバにおけるトランス部を取り除いた新たな方式を実現することができれば、その分省スペース化となり、レゾルバを薄型化し、それによりモータ寸法を小さくすることができる。 By the way, the application range of the resolver is wide, and in order to meet the demand for downsizing of the entire motor in which the resolver is mounted, it is required to make the resolver thinner. Therefore, if a new system in which the transformer part in the conventional brushless resolver is removed can be realized, the space can be saved correspondingly, and the resolver can be made thinner, thereby reducing the motor size.
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、新方式によって従来のトランス部を取り除くことができ、これによって薄型化することのできるブラシレスレゾルバを提供することである。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a brushless resolver that eliminates the problems of the prior art and can remove the conventional transformer portion by a new method, thereby reducing the thickness.
本願発明者は上記課題について検討した結果、対向配置された励磁側ステータおよび出力側ステータと、両ステータ間に設けられるロータとからなる新方式のブラシレスレゾルバを考案した。そして、励磁側ステータの巻線は同心円状の巻線とし、出力側ステータには最低２個の空芯コイルを空間的に９０°ずれた位置に配置し、検出コイルで正弦波状の電圧を出力するために、ロータは正弦波形状の遮蔽構造とすることによって課題解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。 As a result of studying the above problems, the inventor of the present application has devised a new-type brushless resolver comprising an excitation-side stator and an output-side stator arranged opposite to each other, and a rotor provided between the stators. The excitation side stator windings are concentric windings, and the output side stator has at least two air-core coils that are spatially displaced by 90 ° and outputs a sinusoidal voltage from the detection coil. In order to achieve this, it has been found that the problem can be solved by making the rotor have a sinusoidal shielding structure, and the present invention has been completed based on this. That is, the invention claimed in the present application, or at least the disclosed invention, as means for solving the above-described problems is as follows.
〔１〕 対向配置された励磁側ステータおよび出力側ステータと、両ステータ間に設けられるロータとからなるブラシレスレゾルバであって、該励磁側ステータは基板上に巻線が配置されてなり、該出力側ステータは基板上に空芯コイルが配置されてなり、該ロータは外周が略正弦波形状により形成されていることを特徴とする、ブラシレスレゾルバ。
〔２〕 前記ロータの回転により、正弦波状に変化する磁束が空芯コイルに鎖交可能であり、ステータトランスおよびロータトランスを要することなく角度検出を行うことを特徴とする、〔１〕に記載のブラシレスレゾルバ。
〔３〕 前記励磁側ステータ、出力側ステータおよびロータはいずれも板状であり、該励磁側ステータは基板上に円状に巻線が配置されてなり、該出力側ステータは基板上に２個以上の空芯コイルが軸周り上に配置されてなり、かかる構成により該出力側ステータにおいて正弦波状の電圧が出力されることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載のブラシレスレゾルバ。
[1] A brushless resolver comprising an excitation-side stator and an output-side stator arranged opposite to each other, and a rotor provided between both stators, wherein the excitation-side stator has a winding disposed on a substrate, and the output A brushless resolver characterized in that the side stator has an air-core coil disposed on a substrate, and the outer periphery of the rotor is formed in a substantially sinusoidal shape.
[2] The magnetic flux changing in a sinusoidal shape by the rotation of the rotor can be linked to the air-core coil, and angle detection is performed without requiring a stator transformer and a rotor transformer. Brushless resolver.
[3] The excitation side stator, the output side stator and the rotor are all plate-shaped, the excitation side stator has circular windings arranged on the substrate, and the output side stator has two pieces on the substrate. The brushless resolver according to [1] or [2], wherein the air-core coil described above is arranged on the periphery of the shaft, and a sinusoidal voltage is output from the output-side stator by such a configuration.
〔４〕 前記空芯コイルは等間隔に周状に配置されていることを特徴とする、〔１〕ないし〔３〕のいずれかに記載のブラシレスレゾルバ。
〔５〕 前記空芯コイルは８個設けられ、前記ロータの略正弦波形が５個設けられていることを特徴とする、〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載のブラシレスレゾルバ。
〔６〕 信号数を増やすためのバッファ回路と信号レベルを上げるための増幅回路と、出力信号を生成するための加算回路を備えることを特徴とする、〔１〕ないし〔５〕のいずれかに記載のブラシレスレゾルバ。
〔７〕 前記増幅回路および加算回路は前記出力側ステータに設けられることを特徴とする、〔６〕に記載のブラシレスレゾルバ。
[4] The brushless resolver according to any one of [1] to [3], wherein the air-core coils are circumferentially arranged at equal intervals.
[5] The brushless resolver according to any one of [1] to [4], wherein eight air-core coils are provided, and five substantially sinusoidal waveforms of the rotor are provided.
[6] Any one of [1] to [5], comprising a buffer circuit for increasing the number of signals, an amplifier circuit for increasing the signal level, and an adder circuit for generating an output signal. The brushless resolver described.
[7] The brushless resolver according to [6], wherein the amplifier circuit and the adder circuit are provided in the output side stator.
〔８〕 前記増幅回路は前記空芯コイル数の２倍以上の信号を発生することを特徴とする、〔６〕または〔７〕に記載のブラシレスレゾルバ。
〔９〕 前記加算回路による出力信号からＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号を発生することを特徴とする、〔６〕ないし〔８〕のいずれかに記載のブラシレスレゾルバ。
〔１０〕 〔１〕ないし〔９〕のいずれかに記載のブラシレスレゾルバに用いるための板状ロータ。
〔１１〕 〔１〕ないし〔９〕のいずれかに記載のブラシレスレゾルバに用いるための板状ステータ。
[8] The brushless resolver according to [6] or [7], wherein the amplifier circuit generates a signal more than twice the number of air-core coils.
[9] The brushless resolver according to any one of [6] to [8], wherein a SIN signal and a COS signal are generated from an output signal from the adder circuit.
[10] A plate-like rotor for use in the brushless resolver according to any one of [1] to [9].
[11] A plate-shaped stator for use in the brushless resolver according to any one of [1] to [9].
本発明のブラシレスレゾルバ、板状ロータおよび板状ステータは上述のように構成されるため、これらによれば、従来のブラシレスレゾルバに設けられていたトランス部を取り除くことができ、これによって薄型ブラシレスレゾルバを提供することができる。それにより、ブラシレスレゾルバが搭載されるモータ全体の寸法を小さくすることができ、装置を小型化することができる。 Since the brushless resolver, the plate-like rotor and the plate-like stator of the present invention are configured as described above, according to these, the transformer portion provided in the conventional brushless resolver can be removed, and thereby the thin brushless resolver can be removed. Can be provided. Thereby, the dimension of the whole motor in which the brushless resolver is mounted can be reduced, and the apparatus can be miniaturized.
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明ブラシレスレゾルバの基本構成を示す概念的説明図である。また、図１−２は、本発明ブラシレスレゾルバのロータの外周上における形状を示した説明図である。これらに図示するように本ブラシレスレゾルバ１０は、対向配置された励磁側ステータ１および出力側ステータ２と、両ステータ１、２間に設けられるロータ３とからなり、励磁側ステータ１は基板４上に巻線５が配置されてなり、出力側ステータ２は基板６上に空芯コイル７が配置されてなり、ロータ３は外周８が略正弦波形状により形成されていることを、主たる構成とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual explanatory diagram showing the basic configuration of the brushless resolver of the present invention. FIGS. 1-2 is explanatory drawing which showed the shape on the outer periphery of the rotor of this invention brushless resolver. As shown in the figure, the brushless resolver 10 is composed of an excitation side stator 1 and an output side stator 2 which are arranged opposite to each other, and a rotor 3 provided between both the stators 1 and 2. The main structure is that the output side stator 2 has an air-core coil 7 disposed on a substrate 6, and the rotor 3 has an outer periphery 8 formed in a substantially sinusoidal shape. To do.
さらに、励磁側ステータ１、出力側ステータ２およびロータ３の形状はいずれも板状とし、励磁側ステータ１は基板４上に円状に巻線５が配置されてなり、出力側ステータ２は基板６上に２個以上の空芯コイル７が軸周り上に配置された構成とすることができる。 Further, the excitation-side stator 1, the output-side stator 2 and the rotor 3 are all plate-shaped, the excitation-side stator 1 has a circular winding 5 disposed on the substrate 4, and the output-side stator 2 is a substrate. Two or more air-core coils 7 may be arranged on the periphery of the axis 6.
ロータ３は、外周８が略正弦波形状により形成されているため、中央部から複数の曲線状の凸部が複数突出した、いわば放射状または花びら形状を呈する。ロータ３の形状はすなわち、鎖交させる磁束を遮蔽して正弦波状に変化させるためのものであり、材料としては、たとえば磁性材料または非鉄金属を好適に用いることができる。 Since the outer periphery 8 is formed in a substantially sinusoidal shape, the rotor 3 has a so-called radial or petal shape in which a plurality of curved convex portions protrude from the central portion. That is, the shape of the rotor 3 is for shielding the interlinkage magnetic flux and changing it into a sinusoidal shape. As the material, for example, a magnetic material or a non-ferrous metal can be suitably used.
かかる構成により本発明ブラシレスレゾルバ１０では、励磁側ステータ１の円状の巻線５から磁束が１方向に、つまり出力側ステータ２方向に鎖交するが、この状態で両ステータ１、２間に設けられたロータ３が回転することにより、出力側ステータ２の空芯コイル７には正弦波状に変化する磁束が鎖交することになり、出力側ステータ２において正弦波状の電圧が出力される。したがって、従来のようなトランス部、すなわちステータトランスおよびロータトランスを要することなく、角度検出がなされる。 With this configuration, in the brushless resolver 10 of the present invention, the magnetic flux is linked in one direction from the circular winding 5 of the excitation side stator 1, that is, in the direction of the output side stator 2. When the provided rotor 3 rotates, the air core coil 7 of the output side stator 2 is linked with a magnetic flux that changes in a sine wave shape, and a sine wave voltage is output from the output side stator 2. Therefore, angle detection is performed without requiring a conventional transformer section, that is, a stator transformer and a rotor transformer.
かかる本発明ブラシレスレゾルバ１０が従来と比較して薄型であることを、再度従来技術を図示しつつ説明する。
図２は、従来のブラシレスレゾルバの基本構成を示す概念的説明図である。従来のブラシレスレゾルバ２１０は、ステータ鉄心ＳＲからなるステータおよびロータ鉄心ＲＲからなるロータとにより構成される検出部（レゾルバ部）と、ステータトランスＳＴおよびロータトランスＲＴとにより構成される回転トランス（トランス部）とから構成されている。ステータ鉄心ＳＲ、ロータ鉄心ＲＲ、ステータトランスＳＴ、ロータトランスＲＴにはいずれも巻線がなされている。
The fact that the brushless resolver 10 of the present invention is thinner than the conventional one will be described again with reference to the prior art.
FIG. 2 is a conceptual explanatory diagram showing a basic configuration of a conventional brushless resolver. A conventional brushless resolver 210 includes a rotation transformer (transformer part) constituted by a detection part (resolver part) constituted by a stator comprising a stator iron core SR and a rotor comprising a rotor iron core RR, a stator transformer ST and a rotor transformer RT. ). The stator iron core SR, the rotor iron core RR, the stator transformer ST, and the rotor transformer RT are all wound.
これと、前掲図１に示した本発明の基本構成とを対比すると、本発明ブラシレスレゾルバ１０における励磁側ステータ１が、従来のブラシレスレゾルバ２１０における回転トランス（トランス部 ステータトランスＳＴおよびロータトランスＲＴとにより構成）に機能的に該当し、ロータ３および出力側ステータ２が、従来のブラシレスレゾルバ２１０における検出部（レゾルバ部 ステータ鉄心ＳＲおよびロータ鉄心とにより構成）に機能的に該当する。この対比からも、本発明ブラシレスレゾルバ１０において、相当程度の薄型化が可能であることが認められる。 When this is compared with the basic configuration of the present invention shown in FIG. 1, the excitation-side stator 1 in the brushless resolver 10 of the present invention is a rotary transformer (transformer part stator transformer ST and rotor transformer RT in the conventional brushless resolver 210). The rotor 3 and the output-side stator 2 functionally correspond to the detection part (configured by the resolver part stator core SR and the rotor core) in the conventional brushless resolver 210. From this comparison, it is recognized that the brushless resolver 10 of the present invention can be made considerably thin.
図３は、本発明ブラシレスレゾルバの構成例を示す説明図である。図示するように本ブラシレスレゾルバ３１０は、 出力側ステータ３２に設ける空芯コイル３７について、これを最低２個用い、かつ空間的に９０°ずれた位置に配置する構成とすることができる。最低限かかる構成をとることにより、正弦波形状の外周３８を有するロータ３３の回転に伴って、空芯コイル３７に正弦波状に変化する磁束を鎖交させることができ、出力側ステータ３２において正弦波状の電圧が出力されるため、本発明の作用効果を得ることができる。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration example of the brushless resolver of the present invention. As shown in the figure, the brushless resolver 310 can be configured such that at least two air-core coils 37 provided on the output side stator 32 are used and are disposed at positions spatially shifted by 90 °. By adopting such a configuration as a minimum, a magnetic flux that changes in a sinusoidal manner can be linked to the air-core coil 37 as the rotor 33 having the sinusoidal outer periphery 38 rotates, and the output side stator 32 has a sine. Since a wave-like voltage is output, the effect of the present invention can be obtained.
図４は、本発明ブラシレスレゾルバの別の構成例を示す説明図である。本ブラシレスレゾルバ４１０は、 出力側ステータ４２に設ける空芯コイル４７を等間隔に周状に配置するものとすることができる。図３に示した例でも本発明作用効果はもちろん得られるが、空芯コイル４７の等間隔での周状配置によって、より効果的に出力信号を得ることができる。特に図示するように、出力側ステータ４２の同心円の円周上に配置する構成とすることが好ましい。 FIG. 4 is an explanatory view showing another configuration example of the brushless resolver of the present invention. In the brushless resolver 410, the air-core coils 47 provided in the output side stator 42 can be arranged circumferentially at equal intervals. Although the operation and effect of the present invention can be obtained in the example shown in FIG. 3, the output signal can be obtained more effectively by the circumferential arrangement of the air-core coils 47 at equal intervals. In particular, as shown in the drawing, it is preferable that the output side stator 42 be arranged on a concentric circle.
本発明ブラシレスレゾルバにおける空芯コイルの設置数やロータの具体的形状などは特に限定されるものではないが、図では、空芯コイル４７を８個設け、ロータの略正弦波形を５個設けた構成のブラシレスレゾルバ４１０を例示している。本例に即して、改めて本発明を説明する。同心円状に並べた空芯コイル４７から構成される出力側ステータ４２に対して、磁束を１方向に鎖交させることのできる円形の巻線（同心円状に巻いたコイル）４５から構成された励磁側ステータ４１を対向させる。 The number of air-core coils installed in the brushless resolver of the present invention and the specific shape of the rotor are not particularly limited, but in the figure, eight air-core coils 47 are provided and five substantially sinusoidal waveforms of the rotor are provided. A brushless resolver 410 having a configuration is illustrated. The present invention will be described again in line with this example. Excitation composed of circular windings (coils wound concentrically) 45 capable of interlinking magnetic flux in one direction with respect to the output side stator 42 composed of concentric air core coils 47. The side stator 41 is opposed.
さらに、鎖交させる磁束を正弦波状に変化させるための形状であるところの、放射型ないしは花びら型の外周形状を備えた磁性材料または非鉄金属製のロータ４３を両ステータ４１、４２間に配置する。このように構成したブラシレスレゾルバ４１０において、同心円状に巻いた巻線４５から出力される磁束を、対向させた空芯コイル４７に鎖交させるが、この状態でロータ４３を回転させると、磁束に対するロータ４３の遮蔽作用によって磁束は正弦波状に変化し、空芯コイル４７には正弦波状に変化する磁束を鎖交させることができ、出力側ステータ４２において正弦波状の電圧が出力される。したがって本発明によれば、従来のブラシレスレゾルバに用いられていたトランスは不要となる。 Furthermore, a magnetic material or non-ferrous metal rotor 43 having a radial or petal-shaped outer peripheral shape, which is a shape for changing the interlinkage magnetic flux into a sine wave shape, is disposed between the stators 41 and 42. . In the brushless resolver 410 configured as described above, the magnetic flux output from the winding 45 wound concentrically is linked to the opposed air-core coil 47. When the rotor 43 is rotated in this state, The magnetic flux changes in a sine wave shape due to the shielding action of the rotor 43, and the magnetic flux changing in a sine wave shape can be linked to the air-core coil 47, and a sine wave voltage is output from the output side stator 42. Therefore, according to the present invention, the transformer used in the conventional brushless resolver becomes unnecessary.
図３（および図４）に示すように本発明ブラシレスレゾルバ３１０（４１０）は、信号数を増やすためのバッファ回路、信号レベルを上げるための増幅回路、および、出力信号を生成するための加算回路を備えるものとすることができる。図では、バッファ回路はバッファアンプ３Ｂ（４Ｂ）、また、加算回路はＣＯＳ信号用としてＣＯＳ出力加算回路３Ｃ（４Ｃ）、ＳＩＮ信号用としてＳＩＮ出力加算回路３Ｓ（４Ｓ）が設けられている。 As shown in FIG. 3 (and FIG. 4), the brushless resolver 310 (410) of the present invention includes a buffer circuit for increasing the number of signals, an amplifier circuit for increasing the signal level, and an adding circuit for generating an output signal. Can be provided. In the figure, the buffer circuit is provided with a buffer amplifier 3B (4B), the addition circuit is provided with a COS output addition circuit 3C (4C) for a COS signal, and a SIN output addition circuit 3S (4S) for a SIN signal.
図示するように、これらの回路を空芯コイル３７（４７）に接続することにより、軸角度に応じて正弦波状に変化する９０°位相がずれた２相の電圧を出力することが可能となる。また、各回路は、出力側ステータ３２（４２）または励磁側ステータ３１（４１）のいずれかと一体に構成することにより、本発明ブラシレスレゾルバ３１０（４１）の薄さを十分に確保することができる。なお各回路は、空芯コイル３７（４７）と接続するため、図示するように出力側ステータ３２（４２）側と一体に設けることが、より好ましい。 As shown in the figure, by connecting these circuits to the air-core coil 37 (47), it becomes possible to output a two-phase voltage with a 90 ° phase shift that changes sinusoidally according to the axial angle. . Further, each circuit is configured integrally with either the output side stator 32 (42) or the excitation side stator 31 (41), so that the thinness of the brushless resolver 310 (41) of the present invention can be sufficiently ensured. . In addition, in order to connect each circuit with the air-core coil 37 (47), it is more preferable to provide integrally with the output side stator 32 (42) side as shown in the figure.
本発明ブラシレスレゾルバ３１０（４１０）において、増幅回路では、設ける空芯コイル３７（４７）の数の２倍以上の信号を発生することができ、信号が十分に増幅されたものとなる。図４に示す例では、バッファアンプ４Ｂにより、８個の空芯コイル４７から、その２倍の１６個の信号を発生させることができる。また、各加算回路３Ｃ（４Ｃ）、３Ｓ（４Ｓ）による出力信号から、ＣＯＳ信号およびＳＩＮ信号が発生する。 In the brushless resolver 310 (410) of the present invention, the amplifier circuit can generate a signal twice or more the number of air-core coils 37 (47) provided, and the signal is sufficiently amplified. In the example shown in FIG. 4, the buffer amplifier 4B can generate 16 signals, which are twice as many, from the eight air-core coils 47. Further, a COS signal and a SIN signal are generated from output signals from the adder circuits 3C (4C) and 3S (4S).
図４の例におけるバッファアンプ４Ｂによる信号増幅について説明する。本来、１箇所にＣＯＳ出力用空芯コイル１個とＳＩＮ出力用空芯コイル１個を配置し、かかる配置を８箇所設けること、すなわち、計１６個の空芯コイルを用いることによって、各８個のＣＯＳ出力とＳＩＮ出力を発生させることができる。 Signal amplification by the buffer amplifier 4B in the example of FIG. 4 will be described. Originally, one COS output air-core coil and one SIN output air-core coil are arranged in one place, and eight such arrangements are provided, that is, a total of 16 air-core coils are used. A number of COS outputs and SIN outputs can be generated.
しかし、かかる構成では、その分設置スペースや配線数を要するため、本例のようにバッファアンプ４Ｂを用いることにより、信号を分岐させて、設ける空芯コイル４７の数を減らし、省スペース化し、配線数を削減することができる。そして、ＣＯＳ出力用、ＳＩＮ出力用の各加算回路４Ｃ、４Ｓにて、それぞれ８個の出力信号を加算することにより、ＳＩＮ出力とＣＯＳ出力を発生させることができる。 However, in such a configuration, since the installation space and the number of wirings are required accordingly, by using the buffer amplifier 4B as in this example, the signal is branched, the number of air core coils 47 to be provided is reduced, and the space is saved. The number of wirings can be reduced. Then, the SIN output and the COS output can be generated by adding eight output signals respectively in the addition circuits 4C and 4S for COS output and SIN output.
図５は、図４の例における空芯コイルの各ＣＯＳ出力を示すグラフである。また図６は、図４の例における空芯コイルの各ＳＩＮ出力を示すグラフである。いずれのグラフも、軸角度による出力電圧を表している。これらに示す通り、全８個の空芯コイル４７の信号は、軸角度によってそれぞれ変化している。 FIG. 5 is a graph showing each COS output of the air-core coil in the example of FIG. FIG. 6 is a graph showing each SIN output of the air-core coil in the example of FIG. Both graphs represent the output voltage depending on the shaft angle. As shown in these figures, the signals of all eight air-core coils 47 change according to the shaft angle.
図７は、図５、６における各信号を加算した結果を示すグラフである。各図に示した各信号を、加算回路によって加算することにより、図７に示すとおり、ＣＯＳ出力とＳＩＮ出力を発生させることができる。つまり、本発明のブラシレスレゾルバは、全ての空芯コイルは巻線にて直列に接続されていないため、回路上で加算回路を組むことにより、ＳＩＮ出力とＣＯＳ出力を発生させるものである。 FIG. 7 is a graph showing the result of adding the signals in FIGS. By adding each signal shown in each figure by an adder circuit, a COS output and a SIN output can be generated as shown in FIG. That is, in the brushless resolver of the present invention, since all the air-core coils are not connected in series by windings, a SIN output and a COS output are generated by assembling an addition circuit on the circuit.
なお、以上説明した本発明ブラシレスレゾルバに用いるための板状ロータや板状ステータもまた、本発明の範囲内である。 In addition, the plate-shaped rotor and plate-shaped stator used for the brushless resolver of the present invention described above are also within the scope of the present invention.
本発明のブラシレスレゾルバ、板状ロータおよび板状ステータによれば、従来のブラシレスレゾルバに設けられていたトランス部を取り除くことができ、薄型ブラシレスレゾルバを提供することができる。それにより、ブラシレスレゾルバが搭載されるモータ全体の寸法を小さくでき、装置を小型化できる。したがって、レゾルバ・モータ製造分野、使用分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。 According to the brushless resolver, the plate-like rotor, and the plate-like stator of the present invention, the transformer portion provided in the conventional brushless resolver can be removed, and a thin brushless resolver can be provided. Thereby, the dimension of the whole motor in which the brushless resolver is mounted can be reduced, and the apparatus can be miniaturized. Therefore, the invention is highly industrially applicable in the resolver motor manufacturing field, the field of use, and all related fields.
１、３１、４１…励磁側ステータ
２、３２、４２…出力側ステータ
３、３３、４３…ロータ
４、３４、４４…基板
５、３５、４５…巻線
６、３６、４６…基板
７、３７、４７…空芯コイル
８、３８…ロータ外周
１０、３１０、４１０…ブラシレスレゾルバ
３０、４０…励磁電源
３Ｂ、４Ｂ…バッファアンプ
３Ｃ、４Ｃ…ＣＯＳ出力加算回路
３Ｓ、４Ｓ…ＳＩＮ出力加算回路
Ｘ…軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 31, 41 ... Excitation side stator 2, 32, 42 ... Output side stator 3, 33, 43 ... Rotor 4, 34, 44 ... Substrate 5, 35, 45 ... Winding 6, 36, 46 ... Substrate 7, 37 , 47 ... Air-core coil 8, 38 ... Rotor outer periphery 10, 310, 410 ... Brushless resolver 30, 40 ... Excitation power supply 3B, 4B ... Buffer amplifier 3C, 4C ... COS output addition circuit 3S, 4S ... SIN output addition circuit X ... axis
１３１…ステータ鉄心
１３２…ステータ巻線
１４１…ロータ鉄心
１４２…ロータ巻線
１５１…ステータトランス
１５２…ステータトランス巻線
１６１…ロータトランス
１６２…ロータトランス巻線
２１０…ブラシレスレゾルバ
ＳＲ…ステータ鉄心
ＲＲ…ロータ鉄心
ＳＴ…ステータトランス
ＲＴ…ロータトランス
２Ｘ…軸
131 ... Stator iron core 132 ... Stator coil 141 ... Rotor iron core 142 ... Rotor coil 151 ... Stator transformer 152 ... Stator transformer coil 161 ... Rotor transformer 162 ... Rotor transformer coil 210 ... Brushless resolver SR ... Stator iron core RR ... Rotor iron core ST ... Stator transformer RT ... Rotor transformer 2X ... Shaft
Claims (11)
A plate-shaped stator for use in the brushless resolver according to claim 1.
Priority Applications (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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2015
- 2015-12-18 JP JP2015248053A patent/JP2017111104A/en active Pending
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