JP3898611B2 - Resolver - Google Patents
Resolver Download PDFInfo
- Publication number
- JP3898611B2 JP3898611B2 JP2002275636A JP2002275636A JP3898611B2 JP 3898611 B2 JP3898611 B2 JP 3898611B2 JP 2002275636 A JP2002275636 A JP 2002275636A JP 2002275636 A JP2002275636 A JP 2002275636A JP 3898611 B2 JP3898611 B2 JP 3898611B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- resolver
- coil
- rotor
- coils
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転位置を検出するレゾルバに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工作機械等のワーク加工に用いられるインデックスユニットには割り出しテーブルが設けられ、この割り出しテーブルを予め割り出された停止位置に回転させるのにDDモータ(ダイレクトドライブモータ)が直結されている。DDモータを停止位置に正確に停止させることは、DDモータの回転位置(回転角)を検出するレゾルバの検出精度に依存される。レゾルバから出力されるアナログ位置信号に位相誤差が含まれていることは周知事項として知られている。そのため、従来のレゾルバ(特許文献1参照。)では、その検出精度を向上するために、製造段階において、DDモータが所定の回転速度ごとに、レゾルバから出力されるアナログ位置信号の位相誤差を測定し、その位相誤差を相殺するための補正データを作成している。そして、レゾルバから出力される実際のアナログ位置信号をデジタル信号に変換した値に、補正データを加算することにより、DDモータの位置検出精度を高めている。
【0003】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−082982
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレゾルバにおいては、補正データを用いてDDモータの位置検出を行っているため、その補正データを記憶するメモリが必要となり、コストアップの要因となっている。又、所定の回転速度に応じた補正データを備えるとなると、その補正データ量が膨大であることからその補正データを採取するコストも高くなる。更に、レゾルバから出力されるアナログ位置信号をデジタル信号に変換したものに補正データを用いて補正するとなると、その処理計算が複雑で、処理速度の速いマイコン等が必要となり、製造コストの上昇を招く原因となっている。
【0006】
加えて、レゾルバを構成するステータやロータは金属製であることから、レゾルバが外部環境の温度が比較的高いところで使用されると、それらステータやロータが熱膨張することとなり、それに伴ってDDモータの各停止位置における相対的な位相誤差も変わる。このような位相誤差が生じた場合には補正データによって補うことができず、レゾルバの検出精度が低下する要因となっている。
【0007】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、低コストであるにも拘わらず、検出精度を向上することが可能なレゾルバを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(請求項1の発明)
請求項1に記載の発明では、円周方向において等間隔に割り出される停止位置の割り出し数を複数パターン設定可能なモータの回転位置を検出するレゾルバにおいて、前記モータの回転軸に複数のロータ歯極を有するロータを設け、そのロータの外側にコイルが巻回された複数のコアを円周方向に有するステータを設け、前記各コアの先端面に前記ロータ歯極と同じ間隔でかつロータ歯極と対峙するように配置されたステータ歯極を突設し、前記ロータ歯極の総数を複数パターンある割り出し数の公倍数に設定したことを要旨とする。
【0009】
この構成にすれば、モータに設定された停止位置の割り出し数のパターン変更されたとしても、各停止位置での電気角はすべて同じとなる。各停止位置での電気角が同じであれば、レゾルバの位相誤差は電気角の1周期ごとに繰り返し現れるため、各停止位置での相対的な位相誤差もほぼ同じになる。よって、レゾルバから出力されるアナログ位置信号をデジタル変換した値を補正する必要がなく、補正データをメモリに記憶させておく必要がない。このことから、低コスト化を実現できるとともに、モータの位置検出精度を向上することが可能になる。
【0010】
(請求項2の発明)
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のレゾルバにおいて、前記ステータはその厚み方向に複数枚の鋼板を積層することで構成されるとともに、同ステータには円周方向へ等間隔に配置された3相分のコイルが巻回され、3相分のコイルから出力される出力信号を2相分の出力信号に変換する3相/2相変換器を備えていることを要旨とする。
【0011】
この構成にすれば、ステータを組み付ける際に、各層にある鋼板をステータの円周方向に位置ずれさせるようにして積層できる。従って、鋼板に成形上のばらつきが生じている場合であっても、鋼板の成形誤差に起因する磁束密度のばらつきが解消され、レゾルバの検出精度がよりいっそう向上する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、工作機械等に装備されるインデックスユニット11は、ワーク12が載置される割り出しテーブル13を備えており、その割り出しテーブル13はDDモータ(ダイレクトドライブモータ)14の回転軸14aに直結されている。そして、DDモータ14は予め設定された複数の停止位置P1〜P8で一時停止させた後に再び回転されるようになっている。これにより、割り出しテーブル13が一定の割り出し角度でもって旋回され、DDモータ14が停止されているときに、それぞれの停止位置P1〜P8でワーク12に加工が施される。
【0013】
インデックスユニット11を制御するプログラムを書き換えることにより、DDモータ14に設定された停止位置P1〜P8の割り出し数は、複数パターン変更可能になっている。本実施形態において、DDモータ14に設定された停止位置P1〜P8の割り出し数は12パターンあって、「2」、「3」、「4」、「5」、「6」、「8」、「10」、「12」、「15」、「16」、「24」、「30」に変更可能である。図1には停止位置P1〜P8の割り出し数が「8」なるインデックスユニット11のみを示してある。割り出し数が「8」であれば、同一円周方向において8等分(中心角が45°)される停止位置P1〜P8に割り出しテーブル13(DDモータ14の回転軸14a)が停止可能であることを意味する。
【0014】
図3に示すように、レゾルバ20は、DDモータ14の回転軸14aに装着されるものであって、DDモータ14の回転軸14aに設けられたロータ21と、ロータ21の外側に隙間をおいて配置されたステータ22とを備えている。レゾルバ20は、マルチターン方式となっており、ロータ21が回転すると、ロータ歯極23の1ピッチ分の回転量でステータ22に巻回された第1〜第16コイルC1〜C16のインダクタンスが電気角で1周期(360°)変化する。
【0015】
レゾルバ20のロータ歯極23の総数は、複数パターンある割り出し数の公倍数となるように240個に設定されている。本実施形態では、ロータ歯極23の総数は、複数パターンある割り出し数の最小公倍数となっている。言い方を換えれば、前記ロータ歯極23の総数(240個)は、複数パターンある割り出し数のうちいずれかで除した値が整数値となるように設定されている。
【0016】
レゾルバ20の総数を240個にしたのは次の理由による。例えば、本実施形態において、DDモータ14に設定された停止位置P1〜P8の割り出し数が「8」であるとすると、図1に示すように、各停止位置P1〜P8での機械角は45°、90°、135°、180°……となるのに対して、各停止位置P1〜P8での電気角はすべて同じ(0°)になる。これは、ロータ歯極23の総数である240を割り出し数「8」で除した値が整数(30)で割り切れるようになっているため、停止位置P1〜P8において、電気角が所定の角度でもって周期的に変化しない。参考までに、例えばロータ歯極23の総数が242であるような場合には、ロータ歯極23の総数を割り出し数で除した値が整数で割り切れず、端数が0.25(242/8=30.25)となる。このような場合には、電気角が90°の角度でもって周期的に変化する。つまり、各停止位置P1〜P8において、電気角が90°、180°、270、360°の順でもって周期的に変化する。
【0017】
なお、ロータ歯極23の総数を、複数パターンある割り出し数の最小公倍数にする以外に、その最小公倍数の整数倍、例えば480個、720個、或いはそれ以上の数に変更することが可能である。ロータ歯極23の総数を多くすれば、レゾルバ20の分解能を高めることが可能になる。もちろん、DDモータ14に設定された停止位置P1〜P8の割り出し数のパターンが変更された場合には、それら割り出し数の公倍数が変更されることに応じて、ロータ歯極23の総数を240個に限らず任意に変更することが可能である。例えば、DDモータ14に設定される停止位置の割り出し数のパターンが「2」、「3」、「4」、「5」、「6」、「8」、「10」、「12」、「15」となった場合には、それらの最小公倍数は60となるため、ロータ歯極23の総数を60の整数倍に変更することが可能である。
【0018】
ロータ21の外側にはステータ22が設けられ、このステータ22は、その内周面に中心部に向かって放射状に突設された第1〜第16コアL1〜L16を有している。各第1〜第16コアL1〜L16の先端面には、前記ロータ歯極23と同間隔に配置されたステータ歯極24が形成されている。
【0019】
第1,第5,第9,第13コアL1,L5,L9,L13は、中心角θ1が90°で等間隔に配置されている。第2,第3,第4コアL2,L3,L4は、第1コアL1を基準として中心角θ2が22°7'30"で等間隔に配置されている。第6,第7,第8コアL6,L7,L8は、第5コアL5を基準として中心角θ2が22°7'30"で等間隔に配置されている。第10,第11,第12コアL10,L11,L12は、第9コアL9を基準として中心角θ2が22°7'30"で等間隔に配置されている。更に、第14,第15,第16コアL14,L15,L16は、第13コアを基準として中心角θ2が22°7'30"で等間隔に配置されている。
【0020】
各第1〜第16コアL1〜L16には、それぞれに装着されたコイルボビン25を介して第1〜第16コイルC1〜C16が巻回されている。奇数番号のコイル、すなわち第1コイルC1、第5コイルC5、第9コイルC9、第13コイルC13、第15コイルC15、第11コイルC11、第7コイルC7、第3コイルC3は、それらの順で直列に接続されている。偶数番号のコイル、すなわち第2コイルC2、第6コイルC6、第10コイルC10、第14コイルC14、第16コイルC16、第12コイルC12、第8コイルC8、第4コイルC4は、それらの順で直列に接続されている。
【0021】
第1コイルC1及び第2コイルC2にプラス励磁電圧(以下、+励磁電圧と表記する。)が印加されると、第13コイルC13と第15コイルC15との接続点からsin位置信号(アナログ位置信号)が出力される。これに対して、第3コイルC3及び第4コイルC4にマイナス励磁電圧(以下、−励磁電圧と表記する。)が印加されると、第14コイルC14と第16コイルC16との接続点からcos位置信号(アナログ位置信号)が出力される。そして、sin位置信号及びcos位置信号は、図示しないRDコンバータ(レゾルバ・デジタル・コンバータ)によりデジタル信号に変換される。RDコンバータは、12ビットの分解能を有するものであれば、レゾルバ20の1周期の電気角(0〜360°)を0〜4095のデジタル信号に変換する。このデジタル信号に基づいて図示しないコントローラは、DDモータ14の停止位置を算出する。
【0022】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)レゾルバ20におけるロータ歯極23の総数が、インデックスユニット11において変更可能な割り出し数である、「2」、「3」、……「30」の公倍数である240に設定されている。これにより、停止位置P1〜P8の割り出し数が「8」からそれ以外の割り出し数に変更されても、割り出し数がどのパターンであっても、割り出しテーブル13の各停止位置P1〜P8での電気角はすべて同じ、0°にすることができる。図2に示すように、割り出しテーブル13の各停止位置P1〜P8での電気角が同じであれば、レゾルバ20の位相誤差は電気角の1周期(電気角360°)ごとに繰り返し現れるため、各停止位置P1〜P8における電気角の相対的な位相誤差もほぼ同じになる。そのため、レゾルバ20から出力される位置信号をデジタル変換した値に補正データを加算する必要がない。従って、補正データを予め記憶させておくメモリが必要ないため、レゾルバ20の低コスト化を図ることができ、更に補正データが不要となることからそれを採取するコストもかからない。しかも、各停止位置P1〜P8における電気角の相対的な位相誤差をほぼ同じにできれば、割り出しテーブル13、つまりDDモータ14の停止精度を向上することができる。
【0023】
(2)レゾルバ20が使用される環境の温度による影響を受けて位置信号の位相誤差が変化しても、その変化した分の位相誤差は、電気角の1周期(電気角360°)ごとに繰り返し現れる。この場合においても、割り出しテーブル13の各停止位置P1〜P8における電気角の相対的な位相誤差は変わらないため、補正データを用いることなく、レゾルバ20の検出精度が低下するのを防止でき、割り出しテーブル13を高精度に位置決めすることができる。
【0024】
(第2実施形態)
第2実施形態を、前記実施形態と異なる部分を中心に説明する。
この第2実施形態では、図5に示すように、ステータ22は、その厚み方向に環状の鋼板27が積層されることにより構成されている。図4に示すように、ステータ22の内周面には、第1〜第6U相コアU1〜U6、第1〜第6V相コアV1〜V6、第1〜第6W相コアW1〜W6が突設されている。そして、それらのコアU1〜U6,V1〜V6,W1〜W6は、U相、V相、W相の順で繰り返すように中心角θ3が20°で配置されている。
【0025】
各コアU1〜U6,V1〜V6,W1〜W6に対応して設けられるそれぞれのコイルCu1〜Cu6,Cv1〜Cv6,Cw1〜Cw6の接続は次のようになっている。すなわち、第1,第3,第5U相コイルCu1,Cu3,Cu5と、第2,第4,第6V相コイルCv2,Cv4,Cv6とがそれぞれ直列で接続されている。第1,第3,第5V相コイルCv1,Cv3,Cv5と、第2,第4,第6W相コイルCw2,Cw4,Cw6とがそれぞれ直列で接続されている。第1,第3,第5W相コイルCw1,Cw3,Cw5と、第2,第4,第6U相コイルCu2,Cu4,Cu6とがそれぞれ直列で接続されている。
【0026】
第1U相コイルCu1に+励磁電圧が印加され、第6V相コイルCv6に−励磁電圧が印加されると、第5U相コイルCu5と、第2V相コイルCv2との接続点からU相の出力信号が得られる。第1V相コイルCv1に+励磁電圧が印加され、第6W相コイルCw6に−励磁電圧が印加されると、第5V相コイルCv5と、第2W相コイルCw2との接続点からV相の出力信号が得られる。第1W相コイルCw1に+励磁電圧が印加され、第6U相コイルCu6に−励磁電圧が印加されると、第5W相コイルCw5と、第2U相コイルCu2との接続点からW相の出力信号が得られる。要するに、本実施形態のステータ22からは3相の出力信号が得られるようになっている。
【0027】
そして、図6に示すように、レゾルバ20に接続される3相/2相変換器29により、U相、V相及びW相それぞれの出力信号は、sin位置信号とcos位置信号とに変換される。具体的には、V相及びW相の各出力信号に基づいてレゾルバ20のsin位置信号に変換され、U相、V相及びW相の各出力信号に基づいてレゾルバ20のcos位置信号に変換される。このようにして得られたsin位置信号及びcos位置信号は、図示しないRDコンバータによりデジタル信号に変換され、DDモータ14の各停止位置P1〜P8が算出される。
【0028】
この第2実施形態においては、3相/2相変換器29により、U相、V相及びW相の出力信号からsin位置信号とcos位置信号とを得る構成を採用しているため、3相のコイルCu1〜Cu6,Cv1〜Cv6,Cw1〜Cw6を円周方向に沿って等間隔に配置することができる。そのため、プレス金型により圧延された板状の素材を打ち抜いて鋼板27を得る場合には、鋼板27に僅かな成形誤差が生じているが、各層の鋼板27を中心角θ3が20°でもって位置ずれさせるようにして積層することで、鋼板27の成形誤差をキャンセルすることができる。よって、鋼板27の成形誤差に起因する磁束密度のばらつきを解消することができ、レゾルバ20の位置検出精度をよりいっそう向上することができる。
【0029】
(第3実施形態)
図7に示すように、ステータ22の内周面には、3相のうちU相に対応するU相コイル+U1,+U2,+U3,−U1,−U2,−U3、V相に対応するV相コイル+V1,+V2,+V3,−V1,−V2,−V3、W相に対応するW相コイル+W1,+W2,+W3,−W1,−W2,−W3が設けられている。各コイル+U1,+W1,+V1,+U2,+W2,+V2,+U3,+W3,+V3は中心角θ4が40°で等間隔に配置されている。そして、残りのコイル−V1,−U1,−W1,−V2,−U2,−W2,−V3,−U3,−W3は、それぞれコイル+U1,+W1,+V1,+U2,+W2,+V2,+U3,+W3,+V3を基準として中心角θ5が19°15'で配置されている。
【0030】
U相コイル+U1,+U2,+U3,−U1,−U2,−U3と、V相コイル+V1,+V2,+V3,−V1,−V2,−V3と、W相コイル+W1,+W2,+W3,−W1,−W2,−W3とは、それぞれの位相差が120°ずれている。符号がプラス表示されているU相コイル+U1,+U2,+U3同士は同位相であるとともに、マイナス表示されているU相コイル−U1,−U2,−U3同士も同位相となっている。更に、プラス表示されているU相コイル+U1,+U2,+U3と、マイナス表示されているU相コイル−U1,−U2,−U3とは位相が180°ずれている。なお、残りのV相コイル+V1,+V2,+V3,−V1,−V2,−V3、W相コイル+W1,+W2,+W3,−W1,−W2,−W3についてもU相と同じ関係を有している。
【0031】
ここで、同位相のU相コイル(+U1,+U2,+U3),(−U1,−U2,−U3)をU相コイル群+U0,−U0とする。同位相のV相コイル(+V1,+V2,+V3),(−V1,−V2,−V3)をV相コイル群+V0,−V0とする。同位相のW相コイル(+W1,+W2,+W3),(−W1,−W2,−W3)をW相コイル群+W0,−W0とする。そして、各コイル群+U0,−U0,+V0,−V0,+W0,−W0からの出力信号をベクトル的に表示したものを図8に示す。
【0032】
図8に示すように、sin位置信号及びcos位置信号を得るには、U相コイル群+U0,−U0、V相コイル群+V0,−V0、W相コイル群+W0,−W0からの出力信号をベクトルと見なして合成すれば、90°位相差のベクトルA,Bが得られる。すなわち、90°位相差のベクトルA,Bのうち一方のベクトルAは、出力信号(+U)+(−V)+(−W)−(−U)−(+V)−(+W)のベクトルを合成することにより得られる。これに対して他方のベクトルBは、出力信号(+V)+(−W)−(−V)−(+W)を合成することにより得られる。
【0033】
従って、逆相のコイルを直列に接続し、sin位置信号、cos位置信号を得るには、図7に示すように、各コイル+U1,+U2,+U3,−V1,−W1,−U1,−U2,−U3,+V1,+W1を直列に接続する。それとともに、残りのコイル+V2,+V3,−W2,−W3,−V2,−V3,+W2,+W3を直列に接続する。
【0034】
そして、U相コイル+U1に+励磁電圧が印加されるとともに、W相コイル+W1に−励磁電圧が印加されると、W相コイル−W1とU相コイル−U1との接続点からsin位置信号が出力される。これに対し、V相コイル+V2に+励磁電圧が印加されるとともに、W相コイル+W3に−励磁電圧が印加されると、W相コイル−W3とV相コイル−V2との接続点からcos位置信号が出力される。
【0035】
従って、本実施形態においては、各相のコイル+U1,+U2,………,−W2,−W3を3相出力の配置としたにも拘わらず、第2実施形態で示した3相/2相変換器29を要することなく、sin位置信号及びcos位置信号を得ることができる。よって、レゾルバ20の製造コストを低減することができる。
【0036】
(別の実施形態)
本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記第3実施形態において、sin位置信号とcos位置信号とを出力するために、コイルの接続関係を次のように変更してもよい。すなわち、図9に示すように、各コイル+U1,+U2,+U3,−U1,−U2,−U3を直列に接続する。それとともに、残りのコイル+V1,+V2,+V3,−W1,−W2,−W3,−V1,−V2,−V3,+W1,+W2,+W3を直列に接続する。そして、U相コイル+U1に+励磁電圧を印加するとともに、U相コイル−U3に−励磁電圧を印加すれば、両U相コイル+U3,−U1の接続点からsin位置信号を出力することが可能である。これに対し、V相コイル+V1に+励磁電圧を印加するとともに、W相コイル+W3に−励磁電圧を印加すれば、W相コイル−W3とV相コイル−V1との接続点からcos位置信号を出力することが可能である。
【0037】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に示す。
(1) 円周方向において等間隔に割り出される停止位置の割り出し数を複数パターン設定可能なモータの回転位置を検出するレゾルバにおいて、前記モータの回転軸に複数のロータ歯極を有するロータを設け、そのロータの外側にコイルが巻回された複数のコアを円周方向に配置したステータと、前記各コアの先端面に前記ロータ歯極と同じ間隔でかつロータ歯極と対峙するように配置されたステータ歯極を突設し、前記ロータ歯極の総数を変更可能な停止位置の割り出し数で除した値が整数となるように設定したことを特徴とするレゾルバ。
【0038】
(2) 円周方向において等間隔に割り出される停止位置の割り出し数を複数パターン設定可能なモータの回転位置を検出するレゾルバにおいて、前記モータの回転軸に複数のロータ歯極を有するロータを設け、そのロータの外側にコイルが巻回された複数のコアを円周方向に配置したステータと、前記各コアの先端面に前記ロータ歯極と同じ間隔でかつロータ歯極と対峙するように配置されたステータ歯極を突設し、前記割り出し数のパターンが「2」、「3」、「4」、「5」、「6」、「8」、「10」、「12」、「15」、「16」、「24」、「30」のうちいずれか2つ以上選択されているとき、前記ロータ歯極の総数を、選択される割り出し数の公倍数に設定したことを特徴とするレゾルバ。
【0039】
(3)予め定めた停止位置で一時停止させた後に再び回動するDDモータを備え、そのDDモータの回転軸にワークを載置する割り出しテーブルを直結したインデックスユニットにおいて、前記DDモータの回転位置を検出するのに請求項1又は2に記載のレゾルバを用いたことを特徴とするインデックスユニット。この構成にすれば、割り出しテーブルの停止精度を向上することができる。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、低コストであるにも拘わらず、検出精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態におけるインデックスユニットの概略図。
【図2】同じく、割り出しテーブルの停止位置において電気角の位相誤差を説明するための図。
【図3】同じく、レゾルバの概略図。
【図4】第2実施形態におけるレゾルバの概略図。
【図5】同じく、ステータの断面図。
【図6】同じく、3相/2相変換器を示す図。
【図7】第3実施形態におけるレゾルバの概略図。
【図8】同じく、各相における出力信号をベクトル的に表示した図。
【図9】第3実施形態の別例であって、コイルの接続関係を説明する図。
【符号の説明】
14…DDモータ、14a…回転軸、20…レゾルバ、21…ロータ、23…ロータ歯極、22…ステータ、24…ステータ歯極、27…鋼板、29…3相/2相変換器、P1〜P8…停止位置、C1〜C16、Cu1〜Cu6,Cv1〜Cv6,Cw1〜Cw6,+U1,+U2,+U3,−U1,−U2,−U3,+V1,+V2,+V3,−V1,−V2,−V3,+W1,+W2,+W3,−W1,−W2,−W3…コイル、L1〜L16,U1〜U6,V1〜V6,W1〜W6…コア。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resolver that detects the rotational position of a motor.
[0002]
[Prior art]
An index unit is provided in an index unit used for machining a workpiece such as a machine tool, and a DD motor (direct drive motor) is directly connected to rotate the index table to a previously determined stop position. Accurately stopping the DD motor at the stop position depends on the detection accuracy of the resolver that detects the rotational position (rotation angle) of the DD motor. It is well known that the analog position signal output from the resolver includes a phase error. Therefore, in the conventional resolver (see Patent Document 1), in order to improve the detection accuracy, the DD motor measures the phase error of the analog position signal output from the resolver at every predetermined rotation speed in the manufacturing stage. Then, correction data for canceling the phase error is created. Then, correction data is added to the value obtained by converting the actual analog position signal output from the resolver into a digital signal, thereby improving the position detection accuracy of the DD motor.
[0003]
Prior art document information related to the invention of this application includes the following.
[0004]
[Patent Document 1]
JP2001 / 082982
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional resolver, since the position of the DD motor is detected using the correction data, a memory for storing the correction data is necessary, which causes an increase in cost. If correction data corresponding to a predetermined rotation speed is provided, the amount of correction data is enormous, and the cost for collecting the correction data also increases. Further, if the analog position signal output from the resolver is converted into a digital signal and corrected using correction data, the calculation is complicated and a microcomputer having a high processing speed is required, resulting in an increase in manufacturing cost. It is the cause.
[0006]
In addition, since the stator and the rotor constituting the resolver are made of metal, when the resolver is used in a place where the temperature of the external environment is relatively high, the stator and the rotor are thermally expanded. The relative phase error at each stop position also changes. When such a phase error occurs, it cannot be compensated by the correction data, which causes a decrease in the detection accuracy of the resolver.
[0007]
The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The object is to provide a resolver that can improve detection accuracy despite its low cost.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(Invention of Claim 1)
According to the first aspect of the present invention, in a resolver for detecting a rotational position of a motor capable of setting a plurality of patterns of stop positions indexed at equal intervals in the circumferential direction, a plurality of rotor teeth are provided on the rotation shaft of the motor. A rotor having poles is provided, and a stator having a plurality of cores around which coils are wound in the circumferential direction is provided on the outer side of the rotor. The stator tooth poles arranged so as to face each other are protruded, and the total number of the rotor tooth poles is set to a common multiple of the index number having a plurality of patterns.
[0009]
According to this configuration, even if the pattern of the number of stop positions determined for the motor is changed, the electrical angles at the respective stop positions are all the same. If the electrical angle at each stop position is the same, the phase error of the resolver repeatedly appears for each cycle of the electrical angle, so that the relative phase error at each stop position is substantially the same. Therefore, it is not necessary to correct the value obtained by digitally converting the analog position signal output from the resolver, and it is not necessary to store correction data in the memory. As a result, it is possible to reduce the cost and improve the position detection accuracy of the motor.
[0010]
(Invention of Claim 2)
According to a second aspect of the present invention, in the resolver according to the first aspect, the stator is configured by laminating a plurality of steel plates in the thickness direction, and the stator is equally spaced in the circumferential direction. The gist of the present invention is that a three-phase / two-phase converter is provided for winding the arranged three-phase coils and converting an output signal output from the three-phase coils into an output signal for two phases. .
[0011]
With this configuration, when assembling the stator, the steel plates in each layer can be stacked so as to be displaced in the circumferential direction of the stator. Therefore, even when the steel plate has variations in forming, the magnetic flux density variations due to the forming error of the steel plate are eliminated, and the resolver detection accuracy is further improved.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an
[0013]
By rewriting a program for controlling the
[0014]
As shown in FIG. 3, the
[0015]
The total number of
[0016]
The reason why the total number of
[0017]
In addition, the total number of
[0018]
A
[0019]
The first, fifth, ninth and thirteenth cores L1, L5, L9 and L13 are arranged at equal intervals with a central angle θ1 of 90 °. The second, third, and fourth cores L2, L3, and L4 are arranged at equal intervals with a center angle θ2 of 22 ° 7′30 ″ with respect to the first core L1. Sixth, seventh, and eighth The cores L6, L7, L8 are arranged at equal intervals with a central angle θ2 of 22 ° 7′30 ″ with respect to the fifth core L5. The tenth, eleventh, and twelfth cores L10, L11, and L12 are arranged at equal intervals with a center angle θ2 of 22 ° 7′30 ″ with respect to the ninth core L9. Further, the fourteenth, fifteenth, and fifteenth cores are arranged. The sixteenth cores L14, L15, and L16 are arranged at equal intervals with a central angle θ2 of 22 ° 7′30 ″ with respect to the thirteenth core.
[0020]
The first to sixteenth coils C1 to C16 are wound around the first to sixteenth cores L1 to L16 via
[0021]
When a positive excitation voltage (hereinafter referred to as + excitation voltage) is applied to the first coil C1 and the second coil C2, a sin position signal (analog position) is generated from the connection point between the thirteenth coil C13 and the fifteenth coil C15. Signal) is output. On the other hand, when a negative excitation voltage (hereinafter referred to as “−excitation voltage”) is applied to the third coil C3 and the fourth coil C4, cos from the connection point between the fourteenth coil C14 and the sixteenth coil C16. A position signal (analog position signal) is output. The sin position signal and the cos position signal are converted into digital signals by an RD converter (resolver digital converter) (not shown). If the RD converter has a resolution of 12 bits, the electrical angle (0 to 360 °) of one period of the
[0022]
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The total number of
[0023]
(2) Even if the phase error of the position signal changes under the influence of the temperature of the environment in which the
[0024]
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described focusing on the differences from the previous embodiment.
In this 2nd Embodiment, as shown in FIG. 5, the
[0025]
Connections of the coils Cu1 to Cu6, Cv1 to Cv6, and Cw1 to Cw6 provided corresponding to the cores U1 to U6, V1 to V6, and W1 to W6 are as follows. That is, the first, third, and fifth U-phase coils Cu1, Cu3, and Cu5 and the second, fourth, and sixth V-phase coils Cv2, Cv4, and Cv6 are connected in series, respectively. First, third, and fifth V-phase coils Cv1, Cv3, and Cv5 are connected in series with second, fourth, and sixth W-phase coils Cw2, Cw4, and Cw6, respectively. First, third, and fifth W-phase coils Cw1, Cw3, and Cw5 and second, fourth, and sixth U-phase coils Cu2, Cu4, and Cu6 are connected in series, respectively.
[0026]
When a positive excitation voltage is applied to the first U-phase coil Cu1 and a negative excitation voltage is applied to the sixth V-phase coil Cv6, a U-phase output signal from the connection point between the fifth U-phase coil Cu5 and the second V-phase coil Cv2 Is obtained. When a positive excitation voltage is applied to the first V-phase coil Cv1 and a negative excitation voltage is applied to the sixth W-phase coil Cw6, a V-phase output signal is generated from the connection point between the fifth V-phase coil Cv5 and the second W-phase coil Cw2. Is obtained. When a positive excitation voltage is applied to the first W-phase coil Cw1 and a negative excitation voltage is applied to the sixth U-phase coil Cu6, a W-phase output signal is generated from the connection point between the fifth W-phase coil Cw5 and the second U-phase coil Cu2. Is obtained. In short, a three-phase output signal can be obtained from the
[0027]
As shown in FIG. 6, the output signals of the U phase, the V phase, and the W phase are converted into a sin position signal and a cos position signal by the three-phase / two-
[0028]
In the second embodiment, the three-phase / two-
[0029]
(Third embodiment)
As shown in FIG. 7, on the inner peripheral surface of the
[0030]
U phase coil + U1, + U2, + U3, -U1, -U2, -U3, V phase coil + V1, + V2, + V3, -V1, -V2, -V3, W phase coil + W1, + W2, + W3, -W1, The phase difference between −W2 and −W3 is shifted by 120 °. The U-phase coils + U1, + U2, and + U3 that are indicated by plus signs have the same phase, and the U-phase coils -U1, -U2, and -U3 that are indicated by minus signs are also in the same phase. Furthermore, the U-phase coils + U1, + U2, + U3 indicated by plus and the U-phase coils -U1, -U2, -U3 indicated by minus are shifted in phase by 180 °. The remaining V-phase coils + V1, + V2, + V3, -V1, -V2, -V3, and W-phase coils + W1, + W2, + W3, -W1, -W2, -W3 have the same relationship as the U-phase. Yes.
[0031]
Here, U-phase coils (+ U1, + U2, + U3) and (-U1, -U2, -U3) having the same phase are defined as U-phase coil groups + U0 and -U0. V-phase coils (+ V1, + V2, + V3) and (−V1, −V2, −V3) having the same phase are defined as V-phase coil groups + V0 and −V0. W-phase coils (+ W1, + W2, + W3) and (−W1, −W2, −W3) having the same phase are defined as W-phase coil groups + W0 and −W0. FIG. 8 shows the output signals from the coil groups + U0, −U0, + V0, −V0, + W0, and −W0 in vector form.
[0032]
As shown in FIG. 8, in order to obtain the sin position signal and the cos position signal, output signals from the U-phase coil group + U0, -U0, the V-phase coil group + V0, -V0, and the W-phase coil group + W0, -W0 are used. If they are combined as vectors, 90 ° phase difference vectors A and B are obtained. That is, one of the 90 ° phase difference vectors A and B is the vector of the output signal (+ U) + (− V) + (− W) − (− U) − (+ V) − (+ W). It is obtained by synthesis. On the other hand, the other vector B is obtained by synthesizing the output signal (+ V) + (− W) − (− V) − (+ W).
[0033]
Therefore, in order to obtain the sin position signal and the cos position signal by connecting the coils of opposite phases in series, as shown in FIG. 7, each coil + U1, + U2, + U3, -V1, -W1, -U1, -U2 , -U3, + V1, + W1 are connected in series. At the same time, the remaining coils + V2, + V3, -W2, -W3, -V2, -V3, + W2, + W3 are connected in series.
[0034]
When a + excitation voltage is applied to the U-phase coil + U1 and a -excitation voltage is applied to the W-phase coil + W1, a sin position signal is generated from the connection point between the W-phase coil -W1 and the U-phase coil -U1. Is output. On the other hand, when a + excitation voltage is applied to the V-phase coil + V2 and a -excitation voltage is applied to the W-phase coil + W3, the cos position from the connection point between the W-phase coil -W3 and the V-phase coil -V2 A signal is output.
[0035]
Therefore, in the present embodiment, the three-phase / 2-phase shown in the second embodiment is employed in spite of the arrangement of the coils + U1, + U2,... The sin position signal and the cos position signal can be obtained without the need for the
[0036]
(Another embodiment)
The embodiment of the present invention may be modified as follows.
-In the said 3rd Embodiment, in order to output a sin position signal and a cos position signal, you may change the connection relation of a coil as follows. That is, as shown in FIG. 9, the coils + U1, + U2, + U3, -U1, -U2, and -U3 are connected in series. At the same time, the remaining coils + V1, + V2, + V3, -W1, -W2, -W3, -V1, -V2, -V3, + W1, + W2, + W3 are connected in series. When a + excitation voltage is applied to the U-phase coil + U1 and a -excitation voltage is applied to the U-phase coil -U3, it is possible to output a sin position signal from the connection point of both U-phase coils + U3 and -U1. It is. In contrast, if a + excitation voltage is applied to the V-phase coil + V1 and a -excitation voltage is applied to the W-phase coil + W3, a cos position signal is transmitted from the connection point between the W-phase coil -W3 and the V-phase coil -V1. It is possible to output.
[0037]
Next, in addition to the technical idea described in the claims, the technical idea grasped by the above-described embodiment will be described below.
(1) In a resolver for detecting a rotational position of a motor capable of setting a plurality of patterns of stop positions indexed at equal intervals in the circumferential direction, a rotor having a plurality of rotor tooth poles is provided on the rotating shaft of the motor A stator in which a plurality of cores each having a coil wound around the outer side of the rotor are arranged in the circumferential direction, and arranged at the front end surface of each core so as to face the rotor tooth poles at the same interval as the rotor tooth poles. The resolver is characterized in that a stator tooth pole is provided so as to be an integer obtained by dividing the total number of rotor tooth poles by the number of stop position indexes that can be changed.
[0038]
(2) In a resolver for detecting a rotational position of a motor capable of setting a plurality of patterns of stop positions indexed at equal intervals in the circumferential direction, a rotor having a plurality of rotor tooth poles is provided on the rotation shaft of the motor A stator in which a plurality of cores each having a coil wound around the outer side of the rotor are arranged in the circumferential direction, and arranged at the front end surface of each core so as to face the rotor tooth poles at the same interval as the rotor tooth poles. The stator tooth poles are projected, and the index number pattern is “2”, “3”, “4”, “5”, “6”, “8”, “10”, “12”, “15”. ”,“ 16 ”,“ 24 ”,“ 30 ”, when two or more are selected, the total number of the rotor tooth poles is set to a common multiple of the selected index number. .
[0039]
(3) In an index unit that includes a DD motor that rotates again after being temporarily stopped at a predetermined stop position, and that is directly connected to an index table on which a workpiece is placed on the rotation shaft of the DD motor, the rotational position of the
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, the detection accuracy can be improved despite the low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an index unit in a first embodiment.
FIG. 2 is also a diagram for explaining an electrical angle phase error at a stop position of an indexing table.
FIG. 3 is a schematic diagram of a resolver.
FIG. 4 is a schematic diagram of a resolver in the second embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of the stator, similarly.
FIG. 6 is a view similarly showing a three-phase / two-phase converter.
FIG. 7 is a schematic diagram of a resolver in the third embodiment.
FIG. 8 is a diagram similarly showing vector-wise output signals in each phase.
FIG. 9 is another example of the third embodiment and is a diagram for explaining the connection relationship of coils.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記モータの回転軸に複数のロータ歯極を有するロータを設け、そのロータの外側にコイルが巻回された複数のコアを円周方向に有するステータを設け、前記各コアの先端面に前記ロータ歯極と同じ間隔でかつロータ歯極と対峙するように配置されたステータ歯極を突設し、前記ロータ歯極の総数を複数パターンある割り出し数の公倍数に設定したことを特徴とするレゾルバ。In a resolver that detects the rotational position of a motor that can set a plurality of patterns for the number of stop positions that are equally spaced in the circumferential direction,
A rotor having a plurality of rotor tooth poles is provided on the rotating shaft of the motor, and a stator having a plurality of cores around which coils are wound is provided on the outer side of the rotor, and the rotor is provided on a tip surface of each core. A resolver characterized in that stator tooth poles are arranged so as to face the rotor tooth poles at the same interval as the tooth poles, and the total number of the rotor tooth poles is set to a common multiple of the index number.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002275636A JP3898611B2 (en) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | Resolver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002275636A JP3898611B2 (en) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | Resolver |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004109073A JP2004109073A (en) | 2004-04-08 |
JP3898611B2 true JP3898611B2 (en) | 2007-03-28 |
Family
ID=32271776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002275636A Expired - Fee Related JP3898611B2 (en) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | Resolver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3898611B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009075171A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Yokogawa Electric Corporation | Flat motor |
JP7251751B2 (en) * | 2017-11-07 | 2023-04-04 | 株式会社松尾製作所 | Electrical angle acquisition system, electrical angle acquisition method, electrical angle acquisition program, electrical angle acquisition characteristic measurement system, electrical angle acquisition characteristic measurement method, and electrical angle acquisition characteristic measurement program |
-
2002
- 2002-09-20 JP JP2002275636A patent/JP3898611B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004109073A (en) | 2004-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ge et al. | Analysis of windings in variable reluctance resolver | |
JP3938501B2 (en) | Rotation angle detection device, permanent magnet type rotating electrical machine using the same, and electric power steering device using permanent magnet type rotating electrical machine | |
US8803510B2 (en) | Rotation detecting device and bearing having rotation detecting device | |
EP1498699B1 (en) | Rotational angle sensor and rotary electric machine comprising it | |
CN1719719B (en) | Method and device for rotor position detection in an electrical machine | |
JP5892196B2 (en) | Resolver device, motor and actuator | |
JP6323630B1 (en) | Two-axis integrated motor | |
JP2004151040A (en) | Rotational angle detecting device and rotary electric machine | |
JP5939868B2 (en) | Variable reluctance resolver | |
WO2007029678A1 (en) | Resolver | |
JP4702526B2 (en) | Angular position detection apparatus and method | |
JP3898611B2 (en) | Resolver | |
JP2001183169A (en) | Position detector | |
CN202855524U (en) | Rotary transformer device, angle position detection device and stator of angle position detection device | |
JP2015186369A (en) | variable reluctance resolver, motor and robot | |
JP7291104B2 (en) | Three-phase brushless motor and method for detecting rotational position of three-phase brushless motor | |
JP2000081344A (en) | High-accuracy vr-type resolver | |
WO2001042743A1 (en) | Variable reluctance type angle detector | |
JP4226437B2 (en) | VR resolver iron core structure and manufacturing method thereof | |
JP2009092047A (en) | Vacuum pump device and phase difference detection method | |
CN117387664B (en) | Industrial-grade servo system | |
WO2024134705A1 (en) | Magnetic rotary encoder and backup control method therefor | |
WO2024075390A1 (en) | Rotation angle calculation device, rotation angle calculation system, rotation angle calculation method, and rotation angle calculation program | |
JPH02168113A (en) | Detecting device of rotational angle | |
JP3395147B2 (en) | Magnetic pole position detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040819 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |