JP3060525B2 - レゾルバ装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/243—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the phase or frequency of ac
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
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- H02K24/00—Machines adapted for the instantaneous transmission or reception of the angular displacement of rotating parts, e.g. synchro, selsyn
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- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
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- H03M1/64—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals
- H03M1/645—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals for position encoding, e.g. using resolvers or synchros
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転角度位置や回転速度を検出するレゾル
バ装置に関する。
バ装置に関する。
（従来の技術） 従来のレゾルバ装置としては、例えば、ロータ鉄心と
ステータ歯間の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置
により変化し、ロータ鉄心１回転でリラクタンス変化の
基本波成分が１周期となる構造のステータとロータを持
ち、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角
度位置又は回転速度を検出する２極バリアブルリラクタ
ンス型レゾルバにおいて、３相交流励磁巻線と出力巻線
をそれぞれ別に持つ３個のステータ歯を120゜間隔で設
け、各相ステータ歯の180゜対称位置に同様の励磁巻線
と逆向きの出力巻線を持つステータ歯を設けてＡ組のス
テータ歯とし、これらの６個のＡ組のステータ歯に対し
各々90゜ずれた位置に６個のＡ組と同様な巻線を持つＢ
組のステータ歯を設けたことを特徴とするレゾルバが知
られている（特願平１−218344号公報）。このレゾルバ
装置では、各出力巻線からの出力信号を合成した出力電
圧と各励磁巻線に印加される励磁電圧の位相差（θ＋π
/4）を検出し、−π/4の位置に基準点を置くことによ
り、ロータの回転角度位置θが検出される。
ステータ歯間の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置
により変化し、ロータ鉄心１回転でリラクタンス変化の
基本波成分が１周期となる構造のステータとロータを持
ち、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角
度位置又は回転速度を検出する２極バリアブルリラクタ
ンス型レゾルバにおいて、３相交流励磁巻線と出力巻線
をそれぞれ別に持つ３個のステータ歯を120゜間隔で設
け、各相ステータ歯の180゜対称位置に同様の励磁巻線
と逆向きの出力巻線を持つステータ歯を設けてＡ組のス
テータ歯とし、これらの６個のＡ組のステータ歯に対し
各々90゜ずれた位置に６個のＡ組と同様な巻線を持つＢ
組のステータ歯を設けたことを特徴とするレゾルバが知
られている（特願平１−218344号公報）。このレゾルバ
装置では、各出力巻線からの出力信号を合成した出力電
圧と各励磁巻線に印加される励磁電圧の位相差（θ＋π
/4）を検出し、−π/4の位置に基準点を置くことによ
り、ロータの回転角度位置θが検出される。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来技術では、３相の各ステータ
歯には、磁界を形成するための励磁巻線と、ロータ位置
により回転角度分だけ位相変調された出力信号を検出す
るための出力巻線の２種類の巻線が巻回されているの
で、巻線のための広いスペースが必要であると共に、前
記各ステータ歯において前記２種類の巻線間を絶縁する
必要があるという問題点がある。
歯には、磁界を形成するための励磁巻線と、ロータ位置
により回転角度分だけ位相変調された出力信号を検出す
るための出力巻線の２種類の巻線が巻回されているの
で、巻線のための広いスペースが必要であると共に、前
記各ステータ歯において前記２種類の巻線間を絶縁する
必要があるという問題点がある。
本発明は、このような従来の問題点に着目して為され
たもので、ステータの各相の磁極に巻回される巻線のた
めのスペースを小さくすることができると共に、巻線間
を絶縁する必要のないレゾルバ装置を提供することを目
的としている。
たもので、ステータの各相の磁極に巻回される巻線のた
めのスペースを小さくすることができると共に、巻線間
を絶縁する必要のないレゾルバ装置を提供することを目
的としている。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は、ロータ鉄心と
ステータ鉄心の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置
により変化するロータとステータから成るレゾルバを備
え、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角
度位置又は回転速度を検出するレゾルバ装置において、
前記レゾルバは、ロータ鉄心の１回転でリラクタンスの
基本波成分が１周期となる構造の単極レゾルバを備え、
前記ステータは、120゜間隔で配置された少なくとも３
相の磁極と、該各磁極に巻回された１種類の巻線とを有
し、且つ前記各巻線に通電して前記各磁極を励磁する励
磁手段と、前記各巻線に流れる電流値を検出する電流検
出手段とが設けられ、該検出された電流値を用いて回転
角度位置又は回転速度を検出するように構成されている
ものである。
ステータ鉄心の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置
により変化するロータとステータから成るレゾルバを備
え、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角
度位置又は回転速度を検出するレゾルバ装置において、
前記レゾルバは、ロータ鉄心の１回転でリラクタンスの
基本波成分が１周期となる構造の単極レゾルバを備え、
前記ステータは、120゜間隔で配置された少なくとも３
相の磁極と、該各磁極に巻回された１種類の巻線とを有
し、且つ前記各巻線に通電して前記各磁極を励磁する励
磁手段と、前記各巻線に流れる電流値を検出する電流検
出手段とが設けられ、該検出された電流値を用いて回転
角度位置又は回転速度を検出するように構成されている
ものである。
好ましくは、上記課題を達成するために、本発明は、
前記レゾルバは、前記単極レゾルバに加え、少なくとも
３相の磁極及び各磁極に巻回された１種類の巻線を有す
るステータを備え、ロータ鉄心１回転でリラクタンスの
基本波成分が複数周期となる構造の多極レゾルバを備
え、且つ検出された前記単極レゾルバ及び多極レゾルバ
の各巻線の前記電流値を用いて回転角度位置又は回転速
度を検出するレゾルバ・ディジタル変換器が設けられて
いるものである。
前記レゾルバは、前記単極レゾルバに加え、少なくとも
３相の磁極及び各磁極に巻回された１種類の巻線を有す
るステータを備え、ロータ鉄心１回転でリラクタンスの
基本波成分が複数周期となる構造の多極レゾルバを備
え、且つ検出された前記単極レゾルバ及び多極レゾルバ
の各巻線の前記電流値を用いて回転角度位置又は回転速
度を検出するレゾルバ・ディジタル変換器が設けられて
いるものである。
（作用） 上記レゾルバ装置では、ステータの各相の磁極に巻回
された１種類の各巻線に流れる電流値を検出し、この検
出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度が検
出される。
された１種類の各巻線に流れる電流値を検出し、この検
出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度が検
出される。
（実施例） 以下、図面に基いて本発明の一実施例を説明する。
第３図は、一実施例に係るレゾルバ装置を示す概略構
成図である。
成図である。
このレゾルバ装置１には、第３図に示すように、メガ
トルクモータ２（メガトルクは登録商標）の回転子にロ
ータが夫々接続された単極レゾルバ３及び多極レゾルバ
４と、該各レゾルバ3,4の巻線に励磁信号を与えると共
に、各レゾルバ3,4の巻線に流れる電流値を検出し、こ
の検出した電流値を用いてデジタル位置信号φ及びアナ
ログ速度信号を検出するサーボドライバ５と、該サーボ
ドライバ５から出力されるデジタル位置信号φからメガ
トルクモータ２の回転角度位置を演算してその位置信号
を出力するマイクロコンピュータ等の制御手段（CPU）
６とが設けられている。
トルクモータ２（メガトルクは登録商標）の回転子にロ
ータが夫々接続された単極レゾルバ３及び多極レゾルバ
４と、該各レゾルバ3,4の巻線に励磁信号を与えると共
に、各レゾルバ3,4の巻線に流れる電流値を検出し、こ
の検出した電流値を用いてデジタル位置信号φ及びアナ
ログ速度信号を検出するサーボドライバ５と、該サーボ
ドライバ５から出力されるデジタル位置信号φからメガ
トルクモータ２の回転角度位置を演算してその位置信号
を出力するマイクロコンピュータ等の制御手段（CPU）
６とが設けられている。
前記単極レゾルバ３は、第１図に示すように、３相バ
リアブルリラクタンス形レゾルバであり、ロータ鉄心30
aとステータ鉄心31aの空隙32中のリラクタンスがロータ
鉄心30aの位置により変化し、ロータ鉄心30aの１回転で
リラクタンス変化の基本波成分が１周期となる構造のロ
ータ30とステータ31を備えているものである。即ち、ロ
ータ30の内径中心O1はステータ31の内径中心と一致して
いるが、ロータ30の外径中心O2がその内径中心O1から一
定の偏心量Ａだけ偏心するようにロータ鉄心30aの肉厚
を変化させてあり、これによって前記リラクタンスが上
述したようにロータ鉄心30aの位置により変化する。
リアブルリラクタンス形レゾルバであり、ロータ鉄心30
aとステータ鉄心31aの空隙32中のリラクタンスがロータ
鉄心30aの位置により変化し、ロータ鉄心30aの１回転で
リラクタンス変化の基本波成分が１周期となる構造のロ
ータ30とステータ31を備えているものである。即ち、ロ
ータ30の内径中心O1はステータ31の内径中心と一致して
いるが、ロータ30の外径中心O2がその内径中心O1から一
定の偏心量Ａだけ偏心するようにロータ鉄心30aの肉厚
を変化させてあり、これによって前記リラクタンスが上
述したようにロータ鉄心30aの位置により変化する。
前記ステータ31は、120゜間隔で配置されたＡ相、Ｂ
相及びＣ相の３双の磁極と、該Ａ相、Ｂ相及びＣ相に対
して夫々180゜ずれた所に配置された相、相及び
相の磁極とが配置されている。これら各相には、夫々３
つの磁極が配置されており、全部で18個の磁極331〜33
18がステータ31に設けられている。各磁極331〜3318に
は、１種類の巻線C1〜C18が巻回されている。そして、
第２図に示すように、Ａ相の３本の巻線C1,C2,C3は直列
に接続されており、他の各相の３本の巻線もＡ相と同様
に直列に接続されている。また、Ａ相の３本の巻線C1〜
C3は、共通端子34と電流検出用抵抗R1の一端との間に接
続されている。他の各相の３本の巻線も、Ａ相と同様に
共通端子34と電流検出用抵抗R2〜R6の一端との間に夫々
接続されている。R1〜R6の各他端は内部でアースされて
いる。
相及びＣ相の３双の磁極と、該Ａ相、Ｂ相及びＣ相に対
して夫々180゜ずれた所に配置された相、相及び
相の磁極とが配置されている。これら各相には、夫々３
つの磁極が配置されており、全部で18個の磁極331〜33
18がステータ31に設けられている。各磁極331〜3318に
は、１種類の巻線C1〜C18が巻回されている。そして、
第２図に示すように、Ａ相の３本の巻線C1,C2,C3は直列
に接続されており、他の各相の３本の巻線もＡ相と同様
に直列に接続されている。また、Ａ相の３本の巻線C1〜
C3は、共通端子34と電流検出用抵抗R1の一端との間に接
続されている。他の各相の３本の巻線も、Ａ相と同様に
共通端子34と電流検出用抵抗R2〜R6の一端との間に夫々
接続されている。R1〜R6の各他端は内部でアースされて
いる。
上記構成を有する単極レゾルバ３では、共通端子34に
ある周波数の正弦波が励磁信号として印加されると、ロ
ータ30が１回転する間に、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の各巻線
からは、各相毎に120゜ずつ位相のずれた１サイクルの
交流信号で、前記リラクタンス変化に応じて電流値が変
化した単極レゾルバ信号が、相、相及び相の各巻
線からは、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の信号に対し夫々180゜
位相のずれた単極レゾルバ信号が夫々出力される。
ある周波数の正弦波が励磁信号として印加されると、ロ
ータ30が１回転する間に、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の各巻線
からは、各相毎に120゜ずつ位相のずれた１サイクルの
交流信号で、前記リラクタンス変化に応じて電流値が変
化した単極レゾルバ信号が、相、相及び相の各巻
線からは、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の信号に対し夫々180゜
位相のずれた単極レゾルバ信号が夫々出力される。
前記多極レゾルバ４は、第４図に示すように、円筒状
のロータ40とステータ41とを有し、該ロータ40の外径中
心はステータ41の内径中心と一致している。ロータ40の
外周面には、多数（例えば150個）の突極状の歯40aが形
成されている。ステータ41の内周部には、Ａ相、Ｂ相及
びＣ相の各磁極が所定の間隔で交互に配置されており、
各相の磁極には巻線CA,CB,CCが夫々巻回されている。ス
テータ41の内周面には、各相が120゜ずつ電気角でずれ
るように、多数（例えば、ロータ40の歯40aが150個の場
合には144個）の突極状の歯が形成されている。各相の
巻線CA,CB,CCは、第５図に示すように、共通端子42と電
流検出用抵抗RA,RB,RCの一端との間に夫々接続されてい
る。RA,RB,RCの他端はアースされている。
のロータ40とステータ41とを有し、該ロータ40の外径中
心はステータ41の内径中心と一致している。ロータ40の
外周面には、多数（例えば150個）の突極状の歯40aが形
成されている。ステータ41の内周部には、Ａ相、Ｂ相及
びＣ相の各磁極が所定の間隔で交互に配置されており、
各相の磁極には巻線CA,CB,CCが夫々巻回されている。ス
テータ41の内周面には、各相が120゜ずつ電気角でずれ
るように、多数（例えば、ロータ40の歯40aが150個の場
合には144個）の突極状の歯が形成されている。各相の
巻線CA,CB,CCは、第５図に示すように、共通端子42と電
流検出用抵抗RA,RB,RCの一端との間に夫々接続されてい
る。RA,RB,RCの他端はアースされている。
上記構成を有する多極レゾルバ４では、共通端子42に
ある周波数の正弦波が励磁信号として印加されると、ロ
ータ40が１回転する間に、３相の各相毎に150サイクル
の交流信号が多極レゾルバ信号として前記各巻線CA,CB,
CCから出力される。
ある周波数の正弦波が励磁信号として印加されると、ロ
ータ40が１回転する間に、３相の各相毎に150サイクル
の交流信号が多極レゾルバ信号として前記各巻線CA,CB,
CCから出力される。
前記サーボドライバ５は、例えば6KHZ程度の正弦波を
出力する発振器50と、アンプ51とを有し、該アンプ51で
増幅された正弦波が励磁信号として前記単極レゾルバ３
及び多極レゾルバ４の各共通端子34及び42に同時に印加
される。また、このサーボドライバ５は、２つの電流／
電圧変換器52,53と、減算器54と、２つの3/2相変換器5
5,56と、アナログスイッチ57と、レゾルバ・ディジタル
変換器（RDC）58と、移相器59とを有している。
出力する発振器50と、アンプ51とを有し、該アンプ51で
増幅された正弦波が励磁信号として前記単極レゾルバ３
及び多極レゾルバ４の各共通端子34及び42に同時に印加
される。また、このサーボドライバ５は、２つの電流／
電圧変換器52,53と、減算器54と、２つの3/2相変換器5
5,56と、アナログスイッチ57と、レゾルバ・ディジタル
変換器（RDC）58と、移相器59とを有している。
電流／電圧変換器52は、前記電流検出用抵抗R1〜R6を
有し、単極レゾルバ３のＡ相、Ｂ相、Ｃ相、相、相
及び相の各巻線に流れる電流信号を電流検出用抵抗R1
〜R6により電圧信号に変換するものである。具体的に
は、この変換器52から、下記の電圧信号が減算器54に出
力される。Ａ相信号は第６図（ａ）で、相信号は第６
図（ｂ）で夫々示されている。
有し、単極レゾルバ３のＡ相、Ｂ相、Ｃ相、相、相
及び相の各巻線に流れる電流信号を電流検出用抵抗R1
〜R6により電圧信号に変換するものである。具体的に
は、この変換器52から、下記の電圧信号が減算器54に出
力される。Ａ相信号は第６図（ａ）で、相信号は第６
図（ｂ）で夫々示されている。
Ａ相信号＝（A0＋A1cosθ）・sinωｔ 相信号＝（A0−A1cosθ）・sinωｔ Ｂ相信号＝｛A0＋A1cos（θ＋2/3π）｝・sinωｔ 相信号＝｛A0−A1cos（θ＋2/3π）｝・sinωｔ Ｃ相信号＝｛A0＋A1cos（θ＋4/3π）｝・sinωｔ 相信号＝｛A0−A1cos（θ＋4/3π）｝・sinωｔ ここで、ω＝２πｆで、ｆはキャリア周波数である。
前記減算器54は、下記の減算を行ない、下記〜の
電圧信号を３相の単極レゾルバ信号（ABS信号）として3
/2相変換器55に出力するようになっている。
電圧信号を３相の単極レゾルバ信号（ABS信号）として3
/2相変換器55に出力するようになっている。
Ａ相−＝2A1cosθ・sinωｔ … Ｂ相−相＝2A1cos（θ＋2/3π）・sinωｔ … Ｃ相−相＝2A1cos（θ＋4/3π）・sinωｔ … 電流／電圧変換器53は、前記電流検出用抵抗RA,RB,RC
を有し、多極レゾルバ４のＡ相、Ｂ相及びＣ相の各巻線
に流れる電流信号（３相の交流信号）を電流検出用抵抗
RA,RB,RCにより電圧信号に変換し、この電圧信号を３相
の多極レゾルバ信号（INC信号）として3/2相変換器56に
出力するものである。
を有し、多極レゾルバ４のＡ相、Ｂ相及びＣ相の各巻線
に流れる電流信号（３相の交流信号）を電流検出用抵抗
RA,RB,RCにより電圧信号に変換し、この電圧信号を３相
の多極レゾルバ信号（INC信号）として3/2相変換器56に
出力するものである。
前記3/2相変換器55は、前記〜で表わされる３相
のABS信号を、２相の信号（下記のcos信号及びsin信
号）に変換し、この２相の信号をアナログスイッチ57に
出力するようになっている。cos信号は第７図（ａ）
で、sin信号は第７図（ｂ）で夫々示されている。
のABS信号を、２相の信号（下記のcos信号及びsin信
号）に変換し、この２相の信号をアナログスイッチ57に
出力するようになっている。cos信号は第７図（ａ）
で、sin信号は第７図（ｂ）で夫々示されている。
cos信号＝Ｋ・cosθ×sinωｔ sin信号＝Ｋ・sinθ×sinωｔ 前記3/2相変換器56も、3/2相変換器55と同様のもの
で、電流／電圧変換器53から出力される前記３相の多極
レゾルバ信号（INC信号）を２相の信号（cos信号及びsi
n信号）に変換し、この２相の信号をアナログスイッチ5
7に出力するようになっている。
で、電流／電圧変換器53から出力される前記３相の多極
レゾルバ信号（INC信号）を２相の信号（cos信号及びsi
n信号）に変換し、この２相の信号をアナログスイッチ5
7に出力するようになっている。
前記アナログスイッチ57は、ABS/INC切り換え信号に
より切り換わるスイッチで、ドライバ電源投入時には3/
2相変換器55から２相の信号を選択して通し、その後3/2
相変換器56からの２相の信号を選択して通すようになっ
ている。
より切り換わるスイッチで、ドライバ電源投入時には3/
2相変換器55から２相の信号を選択して通し、その後3/2
相変換器56からの２相の信号を選択して通すようになっ
ている。
前記移相器59は、前記アンプ51からの励磁信号の位相
を遅らせ、前記ABS又はINCの各cos信号及びsin信号のう
ちのキャリア信号の位相と同期させたRef信号（sinω
ｔ）をレゾルバ・ディジタル変換器58に出力するもので
ある。
を遅らせ、前記ABS又はINCの各cos信号及びsin信号のう
ちのキャリア信号の位相と同期させたRef信号（sinω
ｔ）をレゾルバ・ディジタル変換器58に出力するもので
ある。
前記レゾルバ・ディジタル変換器58は、２相の信号を
ディジタル信号に変換するもので、一般に市販されてい
るものである。この変換器58として、例えば12ビット仕
様のものを用いると、前記２相のABS信号は、4096（パ
ルス／ロータ１回転）のディジタル位置信号φに変換さ
れる。即ち、この位置信号φは、単極レゾルバ３のロー
タ30が１回転する間に、０から4095までカウントアップ
されたディジタル値（第９図（ｂ）を参照）となる。
ディジタル信号に変換するもので、一般に市販されてい
るものである。この変換器58として、例えば12ビット仕
様のものを用いると、前記２相のABS信号は、4096（パ
ルス／ロータ１回転）のディジタル位置信号φに変換さ
れる。即ち、この位置信号φは、単極レゾルバ３のロー
タ30が１回転する間に、０から4095までカウントアップ
されたディジタル値（第９図（ｂ）を参照）となる。
一方、前記２相のINC信号は、12ビット仕様の変換器5
8の場合、4096×150（前記突極状の歯40aの数）＝61440
0（パルス／ロータ１回転）のディジタル位置信号φに
変換される。即ち、この位置信号φは、多極レゾルバ４
のロータ40が１回転する間に、０から4095までのカウン
トアップが150回されたディジタル値（第９図（ａ）を
参照）となる。
8の場合、4096×150（前記突極状の歯40aの数）＝61440
0（パルス／ロータ１回転）のディジタル位置信号φに
変換される。即ち、この位置信号φは、多極レゾルバ４
のロータ40が１回転する間に、０から4095までのカウン
トアップが150回されたディジタル値（第９図（ａ）を
参照）となる。
具体的には、レゾルバ・ディジタル変換器58は、第８
図に示すように、高速sin/cos乗算器81と、減算器82
と、エラーアンプ83と、同期整流器84と、積分器85と、
電圧／周波数変換器86と、カウンター87と、D/A変換器8
8とを有している。
図に示すように、高速sin/cos乗算器81と、減算器82
と、エラーアンプ83と、同期整流器84と、積分器85と、
電圧／周波数変換器86と、カウンター87と、D/A変換器8
8とを有している。
前記高速sin/cos乗算器81は、前記ABS又はINC信号のc
os信号及びsin信号を、 cos信号＝cosθ×sinωｔ sin信号＝sinθ×sinωｔ とすると、 cosθ×sinωｔ×cosφの乗算、及び sinθ×sinωｔ×sinφの乗算を行ない、前者の乗算
値を減算値82のプラス側入力端子に、後者の乗算値をそ
のマイナス側入力端子に夫々出力するようになってい
る。ここで、cosφ及びsinφは、カウンター87のカウン
ト値φがD/A変換器88で２相のアナログ信号に変換され
た信号である。
os信号及びsin信号を、 cos信号＝cosθ×sinωｔ sin信号＝sinθ×sinωｔ とすると、 cosθ×sinωｔ×cosφの乗算、及び sinθ×sinωｔ×sinφの乗算を行ない、前者の乗算
値を減算値82のプラス側入力端子に、後者の乗算値をそ
のマイナス側入力端子に夫々出力するようになってい
る。ここで、cosφ及びsinφは、カウンター87のカウン
ト値φがD/A変換器88で２相のアナログ信号に変換され
た信号である。
減算器82は、 cosθ×sinωｔ×cosφ−sinθ×sinωｔ×sinφ＝si
nωｔ×sin（θ−φ）の減算を行なう。
nωｔ×sin（θ−φ）の減算を行なう。
この減算値の信号が、エラーアンプ83を介して同期整
流器84に入る。該同期整流器84には、前記移相器59から
Ref信号（sinωｔ）が入力されているので、該同期整流
器84からは、sin（θ−φ）の信号が積分器85に出力さ
れるようになっている。
流器84に入る。該同期整流器84には、前記移相器59から
Ref信号（sinωｔ）が入力されているので、該同期整流
器84からは、sin（θ−φ）の信号が積分器85に出力さ
れるようになっている。
積分器85は、前記sin（θ−φ）の信号を積分してア
ナログ速度信号を不図示の表示手段に出力するようにな
っている。
ナログ速度信号を不図示の表示手段に出力するようにな
っている。
前記電圧／周波数変換器86は、前記アナログ速度信号
の電圧値に応じた周波数のパルス列をカウンター87に出
力するものである。
の電圧値に応じた周波数のパルス列をカウンター87に出
力するものである。
そして、カウンター87は、電圧／周波数変換器86から
出力されるパルスをカウントする。
出力されるパルスをカウントする。
上記レゾルバ・ディジタル変換器58では、前記高速si
n/con乗算器81からD/A変換器88までのサーボ系が、sin
（θ−φ）＝０となるように、即ちθ＝φとなるように
追従するトラッキング型の信号処理部を採用しており、
θ＝φとなったときのカウンター87のカウント値をディ
ジタル位置信号φとして出力するようになっている。
n/con乗算器81からD/A変換器88までのサーボ系が、sin
（θ−φ）＝０となるように、即ちθ＝φとなるように
追従するトラッキング型の信号処理部を採用しており、
θ＝φとなったときのカウンター87のカウント値をディ
ジタル位置信号φとして出力するようになっている。
そして、前記制御手段（CPU）６は、前記ABSのcos信
号及びsin信号がレゾルバ・ディジタル変換器58でディ
ジタル変換されたディジタル位置信号φの値をabsと
し、前記INCのcos信号及びsin信号が変換器58でディジ
タル変換されたディジタル位置信号φの値をincとする
と、 abs×150＋（2048−inc）＋offset値 の演算を行って回転角度位置を算出するようになってい
る。
号及びsin信号がレゾルバ・ディジタル変換器58でディ
ジタル変換されたディジタル位置信号φの値をabsと
し、前記INCのcos信号及びsin信号が変換器58でディジ
タル変換されたディジタル位置信号φの値をincとする
と、 abs×150＋（2048−inc）＋offset値 の演算を行って回転角度位置を算出するようになってい
る。
次に、上記一実施例の作動を説明する。
メガトルクモータ２の回転子がある回転角度位置まで
回転すると、単極レゾルバ３のＡ相、Ｂ相、Ｃ相、
相、相及び相の各巻線には、その回転角度位置θに
応じたリラクタンス変化が電流値の変化として表された
電流が流れ、この６つの電流信号が電流／電圧変換器52
により電圧信号に変換され、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、相、
相及び相の前記各信号が該変換器52から減算器54に
出力される。該変換器52は、上記減算を行ない、前記
〜の電圧信号を３相のABS信号として3/2相変換器55に
出力する。該３相のABS信号が、3/2相変換器55により、
２相のcos信号及びsin信号に変換され、この２相のABS
信号がアナログスイッチ57に出力される。
回転すると、単極レゾルバ３のＡ相、Ｂ相、Ｃ相、
相、相及び相の各巻線には、その回転角度位置θに
応じたリラクタンス変化が電流値の変化として表された
電流が流れ、この６つの電流信号が電流／電圧変換器52
により電圧信号に変換され、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、相、
相及び相の前記各信号が該変換器52から減算器54に
出力される。該変換器52は、上記減算を行ない、前記
〜の電圧信号を３相のABS信号として3/2相変換器55に
出力する。該３相のABS信号が、3/2相変換器55により、
２相のcos信号及びsin信号に変換され、この２相のABS
信号がアナログスイッチ57に出力される。
一方、多極レゾルバ４の各巻線CA,CB,Ccからは、前記
回転角度位置θに応じたサイクルの交流信号がＡ相、Ｂ
相及びＣ相の３相の各相毎に出力され、この３相の交流
信号が電流／電圧変換器53により電圧信号に変換され、
さらに、この３相の交流信号が3/2相変化器で２相のcos
信号及びsin信号に変換され、この２相のINC信号がアナ
ログスイッチ57に出力される。
回転角度位置θに応じたサイクルの交流信号がＡ相、Ｂ
相及びＣ相の３相の各相毎に出力され、この３相の交流
信号が電流／電圧変換器53により電圧信号に変換され、
さらに、この３相の交流信号が3/2相変化器で２相のcos
信号及びsin信号に変換され、この２相のINC信号がアナ
ログスイッチ57に出力される。
該アナログスイッチ57は、ドライバ電源投入時には3/
2相変換器55からの２相のABS信号を選択して通し、その
後3/2相変換器56からの２相のINC信号を選択して通す。
2相変換器55からの２相のABS信号を選択して通し、その
後3/2相変換器56からの２相のINC信号を選択して通す。
前記２相のABS信号がレゾルバ・ディジタル変換器58
に入力されたとき、該変換器58は、この２相のABS信号
（cos信号及びsin信号）を上述したようにディジタル変
換してディジタル位置信号φを制御手段６に出力する。
このときのφの値がabsである。
に入力されたとき、該変換器58は、この２相のABS信号
（cos信号及びsin信号）を上述したようにディジタル変
換してディジタル位置信号φを制御手段６に出力する。
このときのφの値がabsである。
一方、前記２相のINC信号が前記変換器58に入力され
たとき、該変換器58は、この２相のINC信号（cos信号及
びsin信号）を上述したようにディジタル変換してディ
ジタル位置信号φを制御手段６に出力する。このときの
φの値がincである。
たとき、該変換器58は、この２相のINC信号（cos信号及
びsin信号）を上述したようにディジタル変換してディ
ジタル位置信号φを制御手段６に出力する。このときの
φの値がincである。
そして、制御手段６は、前記abs及びincを用いてabs
×150＋（2048−inc）＋offset値の演算を行ない、回転
角度位置θを算出する。
×150＋（2048−inc）＋offset値の演算を行ない、回転
角度位置θを算出する。
なお、上記一実施例のレゾルバ装置１の回転角度位置
θ検出の分解能は、以下の通りである。
θ検出の分解能は、以下の通りである。
レゾルバ・ディジタル変換器58が12ビット仕様の場合
で、 多極レゾルバ４のロータ40の突極状の歯40aが150個の
とき、分解能は614400（パルス/1回転）； 突極状の歯40aが120個のとき、分解能は491520（パル
ス/1回転）； 突極状の歯40aが100個のとき、分解能は409600（パル
ス/1回転）となる。
で、 多極レゾルバ４のロータ40の突極状の歯40aが150個の
とき、分解能は614400（パルス/1回転）； 突極状の歯40aが120個のとき、分解能は491520（パル
ス/1回転）； 突極状の歯40aが100個のとき、分解能は409600（パル
ス/1回転）となる。
また、レゾルバ・ディジタル変換器58が14ビット仕様
の場合には、分解能は12ビット仕様の場合の４倍にな
る。
の場合には、分解能は12ビット仕様の場合の４倍にな
る。
上記一実施例によれば、前記単極レゾルバ３におい
て、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、相、相及び相の各相に
は、夫々３つの磁極が配置されており、且つＡ相、Ｂ相
及びＣ相に対して夫々180゜ずれた所に配置された
相、相及び相の磁極が配置されている構造により、
該レゾルバ３のロータ30の外径形状の製造誤差等による
悪影響を受けにくく、その分だけ回転角度位置の検出精
度が向上する。なお、前記各相の磁極の数は３つに限ら
れず、その数は例えば２つであってもよい。
て、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、相、相及び相の各相に
は、夫々３つの磁極が配置されており、且つＡ相、Ｂ相
及びＣ相に対して夫々180゜ずれた所に配置された
相、相及び相の磁極が配置されている構造により、
該レゾルバ３のロータ30の外径形状の製造誤差等による
悪影響を受けにくく、その分だけ回転角度位置の検出精
度が向上する。なお、前記各相の磁極の数は３つに限ら
れず、その数は例えば２つであってもよい。
また、上記一実施例によれば、前記レゾルバ・ディジ
タル変換器58では、その内部のサーボ系として、上述し
たようなトラッキング型の信号処理部を採用しているの
で、ディジタル変換の高精度化を容易に図ることができ
る。
タル変換器58では、その内部のサーボ系として、上述し
たようなトラッキング型の信号処理部を採用しているの
で、ディジタル変換の高精度化を容易に図ることができ
る。
なお、上記一実施例では、前記単極レゾルバ３を３相
構造にしてあるが、これを６相構造にしてもよい。
構造にしてあるが、これを６相構造にしてもよい。
（発明の効果） 以上詳述した如く、本発明（請求項１及び２の発明）
に係るレゾルバ装置によれば、ステータの各相の磁極に
巻回された１種類の各巻線に流れる電流値を検出し、こ
の検出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度
が検出される。従って、ステータの各相の磁極に巻回さ
れる巻線のためのスペースを小さくすることができると
共に、巻線間を絶縁する必要がなく、これによって、製
造工数及び製造コストを削減できる。
に係るレゾルバ装置によれば、ステータの各相の磁極に
巻回された１種類の各巻線に流れる電流値を検出し、こ
の検出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度
が検出される。従って、ステータの各相の磁極に巻回さ
れる巻線のためのスペースを小さくすることができると
共に、巻線間を絶縁する必要がなく、これによって、製
造工数及び製造コストを削減できる。
また、ロータ鉄心の１回転でリラクタンスの基本波成
分が１周期となる構造の単極レゾルバを備えているの
で、ロータとステータとの間の絶対的な位置関係である
回転角位置を検出することができる。
分が１周期となる構造の単極レゾルバを備えているの
で、ロータとステータとの間の絶対的な位置関係である
回転角位置を検出することができる。
さらに、単極レゾルバの他に多極レゾルバを備え、両
方のレゾルバから得られた電流値に基づき、回転角度位
置や回転速度を検出するので、高分解能な回転角度位置
を検出することができる。
方のレゾルバから得られた電流値に基づき、回転角度位
置や回転速度を検出するので、高分解能な回転角度位置
を検出することができる。
第１図は本発明の一実施例に係るレゾルバ装置に使用さ
れる単極レゾルバを示す断面図、第２図は同レゾルバの
磁極に巻回された巻線の結線図、第３図は本発明の一実
施例に係るレゾルバ装置を示す概略構成図、第４図は同
レゾルバ装置に使用される多極レゾルバを示す断面図、
第５図は同レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線図、
第６図（ａ），（ｂ）は単極レゾルバのＡ相相の各巻
線から得られる電流信号を夫々電圧信号に変換したＡ相
信号，相信号を示す波形図、第７図（ａ），（ｂ）は
単極レゾルバから得られる３相のレゾルバ信号を２相の
信号に変換したcos信号,sin信号を夫々示す波形図、第
８図はレゾルバ・ディジタル変換器を示す概略構成図、
第９図（ａ）はディジタル変換された多極レゾルバ信号
を示すグラフ、第９図（ｂ）はディジタル変換された単
極レゾルバ信号を示すグラフである。 １……レゾルバ装置、３……単極レゾルバ（レゾル
バ）、30……ロータ、30a……ロータ鉄心、31……ステ
ータ、31a……ステータ鉄心、331〜3318……磁極、C1〜
C18……巻線、50……発振器（励磁手段）、52……電流
／電圧変換器（電流検出手段）、58……レゾルバ・ディ
ジタル変換器。
れる単極レゾルバを示す断面図、第２図は同レゾルバの
磁極に巻回された巻線の結線図、第３図は本発明の一実
施例に係るレゾルバ装置を示す概略構成図、第４図は同
レゾルバ装置に使用される多極レゾルバを示す断面図、
第５図は同レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線図、
第６図（ａ），（ｂ）は単極レゾルバのＡ相相の各巻
線から得られる電流信号を夫々電圧信号に変換したＡ相
信号，相信号を示す波形図、第７図（ａ），（ｂ）は
単極レゾルバから得られる３相のレゾルバ信号を２相の
信号に変換したcos信号,sin信号を夫々示す波形図、第
８図はレゾルバ・ディジタル変換器を示す概略構成図、
第９図（ａ）はディジタル変換された多極レゾルバ信号
を示すグラフ、第９図（ｂ）はディジタル変換された単
極レゾルバ信号を示すグラフである。 １……レゾルバ装置、３……単極レゾルバ（レゾル
バ）、30……ロータ、30a……ロータ鉄心、31……ステ
ータ、31a……ステータ鉄心、331〜3318……磁極、C1〜
C18……巻線、50……発振器（励磁手段）、52……電流
／電圧変換器（電流検出手段）、58……レゾルバ・ディ
ジタル変換器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34
Claims (2)
- 【請求項１】ロータ鉄心とステータ鉄心の空隙中のリラ
クタンスがロータ鉄心位置により変化するロータとステ
ータから成るレゾルバを備え、前記リラクタンス変化を
検出することにより回転角度位置又は回転速度を検出す
るレゾルバ装置において、 前記レゾルバは、ロータ鉄心の１回転でリラクタンスの
基本波成分が１周期となる構造の単極レゾルバを備え、 前記ステータは、120゜間隔で配置された少なくとも３
相の磁極と、該各磁極に巻回された１種類の巻線とを有
し、且つ 前記各巻線に通電して前記各磁極を励磁する励磁手段
と、 前記各巻線に流れる電流値を検出する電流検出手段とが
設けられ、該検出された電流値を用いて回転角度位置又
は回転速度を検出するように構成されていることを特徴
とするレゾルバ装置。 - 【請求項２】前記レゾルバは、前記単極レゾルバに加
え、少なくとも３相の磁極及び各磁極に巻回された１種
類の巻線を有するステータを備え、ロータ鉄心１回転で
リラクタンスの基本波成分が複数周期となる構造の多極
レゾルバを備え、且つ 検出された前記単極レゾルバ及び多極レゾルバの各巻線
の前記電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出
するレゾルバ・ディジタル変換器が設けられていること
を特徴とする請求項１記載のレゾルバ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2298473A JP3060525B2 (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | レゾルバ装置 |
| US07/786,506 US5189353A (en) | 1990-11-02 | 1991-11-01 | Resolver system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2298473A JP3060525B2 (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | レゾルバ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04169816A JPH04169816A (ja) | 1992-06-17 |
| JP3060525B2 true JP3060525B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=17860162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2298473A Expired - Lifetime JP3060525B2 (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | レゾルバ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5189353A (ja) |
| JP (1) | JP3060525B2 (ja) |
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| US5363032A (en) * | 1993-05-12 | 1994-11-08 | Sundstrand Corporation | Sensorless start of synchronous machine |
| US5461293A (en) * | 1993-05-12 | 1995-10-24 | Sundstrand Corporation | Rotor position detector |
| US5451945A (en) * | 1994-02-22 | 1995-09-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Multi-speed multi-phase resolver converter |
| GB9506354D0 (en) * | 1995-03-28 | 1995-05-17 | Switched Reluctance Drives Ltd | Angle controller for a switched reluctance drive utilizing a high frequency clock |
| JP4002308B2 (ja) * | 1995-08-10 | 2007-10-31 | 株式会社アミテック | 誘導型回転位置検出装置 |
| FR2748104B1 (fr) * | 1996-04-26 | 1998-07-17 | Sagem | Dispositif de mesure de grandeur representee par ses fonctions trigonometriques |
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| JP3442316B2 (ja) * | 1999-06-11 | 2003-09-02 | 多摩川精機株式会社 | アナログ信号のディジタル変換方法 |
| JP3630410B2 (ja) * | 2001-05-22 | 2005-03-16 | 三菱電機株式会社 | 位置検出装置および異常検出装置 |
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| JP4261945B2 (ja) * | 2003-03-06 | 2009-05-13 | 日本精工株式会社 | 角度位置検出装置 |
| JP4034690B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2008-01-16 | ミネベア株式会社 | ２重化バリアブルリラクタンスレゾルバおよびそれを用いた複速度レゾルバシステム |
| JP2005061943A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Minebea Co Ltd | バリアブルリラクタンス型レゾルバ |
| US7561968B2 (en) * | 2004-10-13 | 2009-07-14 | The Boeing Company | Scale factor calibration and compensation for angular position resolver |
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| JP4950824B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2012-06-13 | 株式会社東芝 | 回転機の制御装置、制御システムおよび制御方法 |
| JP5097922B2 (ja) * | 2007-12-17 | 2012-12-12 | 多摩川精機株式会社 | 振幅変調信号の同期検波方法及び回転信号処理器 |
| JP5456608B2 (ja) * | 2010-07-20 | 2014-04-02 | トヨタ自動車株式会社 | モータの制御装置および制御方法 |
| JP5174945B2 (ja) * | 2011-09-02 | 2013-04-03 | 日本航空電子工業株式会社 | バリアブルリラクタンス型レゾルバ及び回転角検出装置 |
| TWI633758B (zh) * | 2017-06-23 | 2018-08-21 | 大銀微系統股份有限公司 | Angular position sensing device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4568865A (en) * | 1983-11-29 | 1986-02-04 | Motornetics Corporation | Self-corrected synchro/resolver |
| JP2624747B2 (ja) * | 1988-02-24 | 1997-06-25 | 株式会社東芝 | レゾルバ |
| JPH0328715A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-06 | Okuma Mach Works Ltd | アブソリュート位置検出器 |
-
1990
- 1990-11-02 JP JP2298473A patent/JP3060525B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-01 US US07/786,506 patent/US5189353A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04169816A (ja) | 1992-06-17 |
| US5189353A (en) | 1993-02-23 |
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