JP3567443B2

JP3567443B2 - レゾルバ

Info

Publication number: JP3567443B2
Application number: JP03869996A
Authority: JP
Inventors: 透鹿山; 憲昭岩渕
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH09210725A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角度位置や回転速度を検出するバリアブル・リラクタンス形のレゾルバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、正弦波で励磁する１相の励磁巻線と、位相差を電気角で１２０°づつずらした３相の検出巻線とを、６０°の極ピッチで設けたティースに巻回したステータの内径側に、空隙を介し対向させて、磁性体の円筒状のロータを偏心させて設け、ロータが回転するとき、空隙値の変化によりリラクタンスを変化させ、角度位置や回転速度を検出するバリアブル・リラクタンス形（以下、ＶＲ形とする）レゾルバがある（例えば、特開平１−２１８３４４号公報、第３図）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ロータの表面が平面であるため、渦電流が生じ、ロータの発熱、効率の低下、検出精度の低下をきたしていた。また、ロータを偏心させて設けてあるので、回転時、アンバランス・ウエイトによりロータが振動し、高速回転には適さなかった。
そこで、本発明は、表面に渦電流が生じ難く、アンバランス・ウエイトの少ないロータを有するレゾルバを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、ステータ鉄心と同心にもうけたロータ鉄心の外周に、空隙パーミアンスを余弦波状に変化させる、幅角の異なるロータ歯を複数設け、ロータ歯間にロータ溝を形成する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
ステータ鉄心の内径側に、所定の極ピッチで設けたステータ歯と、このステータ歯に巻回した励磁巻線と検出巻線と、前記ステータ歯に空隙を介し対向させた、前記ステータ鉄心と同心に設けた円柱状のロータ鉄心を備えたレゾルバにおいて、
前記ロータ鉄心の外周に、複数のロータ歯を、おのおのの幅角が余弦波状に変化するように設け、ロータ歯間にロータ溝を形成する。
θｓをステータ歯の歯幅角、〔〕を絶対値、ｉをロータ歯番号（１・・ｎ）としたとき、ロータ歯の歯幅角θｉは、θｉ＝θｓ・〔ｃｏｓ（２π・（ｉ−１）／ｎ〕となるようにする。
ロータ鉄心の外周に形成されたロータ溝が渦電流の発生を抑制する。また、ステータ鉄心とロータ鉄心を同心上に設けたので、ロータのアンバランス・ウエイトが比較的少なくなる。
【０００６】
【実施例】
以下、図面に基づき実施例を説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示す断面図である。
ステータ鉄心１の内径側には、所定の極ピッチ（図では９０°）でｍ個（図では４個）の歯幅角θｓのステータ歯１１を設けてある。
おのおののステータ歯１１には、電気角で９０°の位相差をもたせた、α相巻線Ａαとβ相巻線Ａβよりなる２相巻線Ａを集中巻してある。２相巻線Ａの内側には、１相巻線Ｂを集中巻してある。
ステータ歯１１の内径側には、空隙を介し対向させて、磁性体よりなる円筒状のロータ鉄心２を、回転中心Ｏと同心に設けてある。
ロータ鉄心２の外周には、歯幅角θｉが異なるｎ（＞ｍ）個のロータ歯２１を設けてある。
歯幅角θｉは下記の（１）式で表される。
θｉ＝θｓ・〔ｃｏｓ（２π・（ｉ−１）／ｎ〕（１）
ただし、〔〕は絶対値、ｉはロータ歯番号（１・・ｎ）である。
すなわち、ロータ鉄心２の外周には、等ピッチ角θｐ（２π／ｎ）の間隔で、歯幅角θｉが連続的に変化するｎ個のロータ歯２１が、回転中心Ｏを中心とした放射状に形成され、おのおののロータ歯２１間には幅の異なるロータ溝２２が形成される。
なお、図では誇張してあるが、ロータ溝２２の深さは、表皮効果が生じない深さ（通常５００ミクロン程度）以上である。
その結果、ロータ鉄心２が１回転するとき、ステータ歯１１とロータ歯２１はいずれか１ケ所で同じ幅のもの同士が対向し、その他の位置では、歯幅の異なるものが対向することになる。
【０００７】
以下に、作用を説明する。
この例は、２相巻線Ａを励磁巻線とし、１相巻線Ｂを検出巻線とした、２相励磁で１相検出のＶＲ形レゾルバである。
ロータ鉄心２が１回転すると、空隙のパーミアンスＰは、図２に示すように、ステータ歯１１の歯幅角θｓとロータ歯２１の歯幅角θｉが等しいときのパーミアンスＰ_Ｕを上限にし、ロータ歯２１の歯幅角θｉが最少のときのパーミアンスＰ_Ｌを下限にした、ｎ個のステップを持った余弦波状に変化する。
なお、ロータ歯１１の数ｎを多くすればするほど、パーミアンスＰの変化は滑らかな余弦波状になる。
２相巻線Ａのα相巻線Ａαとβ相巻線Ａβおのおのを、電気角で９０°位相のずれた電圧Ｖ_０・ｓｉｎ（ω_０・ｔ）、Ｖ_０・ｃｏｓ（ω_０・ｔ）で励磁すると、１相巻線Ｂには、Ｖ・ｃｏｓ（ω_０・ｔ−ω）の電圧が誘起される。ＰＬＬ（フェイズ・ロック・ループ）等で位相差ωを検出する。
【０００８】
なお、上記では、１相巻線Ｂを検出巻線とし、２相巻線Ａを励磁巻線として説明したが、励磁巻線と検出巻線を入れ換えて、１相巻線Ｂを１相の正弦波もしくは余弦波で励磁し、２相巻線Ａに２相の電圧を誘起するようにしてもよいことは言うまでもないので、説明を省略する。
【０００９】
図３は、本発明の第２の実施例を示す断面図である。
この例は、ロータ溝２２の底２２ｂを、中心Ｏ’を回転中心Ｏに対し僅かに偏心させた半径ｒの円上に設けたもので、ロータ溝２２の底２２ｂはロータ歯２１の歯幅角θｉの大きい部分を深くし、歯幅角θｉの小さい部分を浅くなるようにしてある。
このようにすることにより、ロータ鉄心２のアンバランスを解消できる。
【００１０】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明は、空隙パーミアンスを余弦波状に変化させる幅角の異なるロータ歯を複数設け、ロータ歯間にロータ溝を形成したので、ロータ鉄心の外周に発生する渦電流が抑制され、また、ロータ溝の深さが比較的浅くできるので、ロータ鉄心のアンバランス・ウエイトが比較的少なくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図。
【図２】本発明の空隙パーミアンスの変化を示すグラフ。
【図３】本発明の第２の実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１ステータ鉄心
１１ステータ歯
Ａ２相巻線
Ａα α相巻線
Ａβ β相巻線
Ｂ１相巻線
２ロータ鉄心
２１ロータ歯
２２ロータ溝

Claims

ステータ鉄心の内径側に所定の極ピッチで設けたステータ歯と、このステータ歯に巻回した励磁巻線および検出巻線と、前記ステータ歯に空隙を介し対向させて、前記ステータ鉄心と同心に設けた円柱状のロータ鉄心を備えたレゾルバにおいて、
前記ロータ鉄心の外周に、複数のロータ歯を、おのおのの幅角が余弦波状に変化するように設け、ロータ歯間にロータ溝を形成したことを特徴とするレゾルバ。
前記ロータ溝の底を、回転中心に関し偏心させた円上に、前記ロータ歯の歯幅角の大きい部分を深くし、歯幅角の小さい部分を浅くなるように設けた請求項１に記載のレゾルバ。