JP4626095B2 - Magnetic pole detection device for synchronous motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にエレベータ巻上機用電動機として利用される永久磁石を使用した同期電動機の磁極検出装置、即ちロータリエンコーダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、図2に示すように昇降路内に同期電動機1を設置して、エレベータかご2を昇降させるマシンルームレスのエレベータが実用化されている。
【0003】
この電動機1は、図3に示すように永久磁石4を使用した同期電動機1であり、同期電動機の場合、磁極の位置を検出する必要があるため、それを検出する検出装置5を通常備えており、例えば中空のロータリエンコーダ或いはシャフト式のロータリエンコーダなどを電動機の回転軸に取付けるのが極めて普通である。
【0004】
このようなロータリエンコーダは、外力によって回転軸が回転すると回転角度に比例したパルス信号を発生するインクリメント形と回転角度がデジタル値で出力されるアブソリュート形とがあり、用途に応じて使い分けられている
【0005】
ここで、一般的には図4に示すように、スリットを有する回転スリット板6を挟んで受発光器7により図5のような3種類の電気信号、A相、B相、Z相の出力信号を発生させて、電動機の正転や逆転或いは校正などを行なって磁極位置を特定するようになっている。即ち、A相信号或いはB相信号をカウントし、Z相信号を頼りに校正することにより、磁極位置を演算するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これではそもそも電動機が1回転しないと磁極位置を正確に特定できない。又、アブソリュート形を使用すると磁極数に合せたパルス列が必要であり、電動機の極数が変れば別のロータリエンコーダを用意しなければならないなど問題があった。
【0007】
結局、磁極位置を特定できなければ、正規のトルクを電動機が発生することができず、特にギアレス巻上機を使用したエレベータの場合には、最悪シーブ1回転分かごが動くことにつながる。
【0008】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、磁極数の異なる電動機であっても共通して使用できる磁極検出装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、永久磁石式電動機の回転軸には、回転スリット板及び受発光器を有するインクリメンタルタイプのロータリエンコーダが取付けられ、パルス状の電気信号が出力されるものにおいて、前記電気信号は、前記回転軸が1/2回転毎にON/OFFを繰り返す第1のパルス列と前記回転軸が1/4回転毎にON/OFFを繰り返す第2のパルス列とを含み、前記第1のパルス列と前記第2のパルス列のHighとLowの組み合わせによる第1事象から第4事象までの区別と、前記ロータリエンコーダが1/4回転している間に捕らえられる前記第1のパルス列と前記第2のパルス列の立ち上がり又は立ち下がりとに基づいて、磁極数が4極よりも多い前記電動機の磁極の絶対位置を特定するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明は、ロータリエンコーダの回転スリット板に対し、出力信号状態を何段階かの事象に分けて区分できるようにスリットを入れるものである。
【0011】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、図面を用いて説明する。
図1は本発明に係るロータリエンコーダの回転スリット板を示す正面図、図6は本発明に係るロータリエンコーダの出力信号を示す図である。
【0012】
図中、10は本発明に係るロータリエンコーダの回転スリット板で、スリット11とスリット12とが設けられており、後述する適切なZ相の信号が出力される。13,14は従来からのA相、B相の信号を出力するためのスリットである。
【0013】
このようなスリット11,12であれば、磁極数が例えば4の倍数である12極の場合には、展開された磁極と出力信号11a,12aとの関係は図6(a)に示すようになり、一方磁極数が4の倍数以外の例えば14極ならば、展開された磁極と出力信号11a,12aとの関係は図6(b)のようになる。故に、ロータリエンコーダ1回転につき2bitのアブソリュート信号を発生することになる。
【0014】
このようなスリットの設け方を行なえば、出力信号11a,12aがそれぞれHighとLowとの組み合わせからなる第1事象(信号11a:High,信号12a:Low)から第4事象(信号11a:Low,信号12a:Low)までの区別ができ、少なくともロータリエンコーダが1/4回転すれば、電動機の回転子の位置が確認でき、その結果、磁極数に係わらず磁極の絶対位置を特定することが可能となる。
【0015】
このことは、次の説明からも明らかである。
即ち、電動機の磁極数により、以下のように磁極位置が判別できる。
何れの場合も、出力信号11a,12aの立ち上がりでN極として、事前に位置調整を行なっておく。
1)磁極数が4の倍数である場合
出力信号12aの立ち上がり、立ち下がりを捕らえることにより、図6(a)に示すように、立ち上がりを捕らえると次は必ずN極、立ち下がりを捕らえると次は必ずS極がくる。したがって、出力信号12aのみを捕らえることにより、最悪でも1/4回転すれば磁極位置を判別できる。
2)磁極数が4の倍数以外の場合
図6(b)に示す出力信号11a,12aの状態を捕らえることにより、次の通り判別する。
▲1▼右回転しているとき
出力信号11a ↑ ↓
出力信号12a ↑ ↑
次にくる磁極 N S
▲2▼左回転しているとき
出力信号11a ↑ ↓
出力信号12a ↓ ↓
次にくる磁極 N S
上記の方法によれば、1)、2)の何れの場合も、電動機が最悪約1/4回転すれば磁極位置を特定することが可能となる。
【0016】
次に、図7は本発明のその他の実施例を示す回転スリット板の正面図である。図中、11’、12’はスリットで、半円周分のスリットが2つ90°位相をずらせて配置されている。このようなスリット11’、12’でも図1の場合と同様、4つの事象に分けたパルス信号を得ることができ、磁極の位置を特定することができる。
【0017】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によればZ相の出力信号の発生のさせ方を工夫することにより、電動機の磁極数に関わらず単一の検出装置であっても素早く確実に磁極位置を特定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るロータリエンコーダの回転スリット板を示す正面図である。
【図2】マシンルームレスエレベータの全体図である。
【図3】永久磁石式同期電動機を示す全体図である。
【図4】従来のロータリエンコーダの全体構造を示す斜視図である。
【図5】図4のロータリエンコーダの出力信号波形を示す図である。
【図6】本発明に係るロータリエンコーダの出力信号波形を示す図である。
【図7】本発明に係るロータリエンコーダのその他の例の回転スリット板を示す正面図である。
【符号の説明】
10 ロータリエンコーダの回転スリット板
11,11’,12,12’,13,14 回転スリット板10のスリット
11a,12a ロータリエンコーダ10の出力信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic pole detection device for a synchronous motor using a permanent magnet used as an electric motor for an elevator hoisting machine, that is, a rotary encoder.
[0002]
[Prior art]
Recently, as shown in FIG. 2, a machine room-less elevator in which the synchronous motor 1 is installed in the hoistway and the
[0003]
This motor 1 is a synchronous motor 1 using a
[0004]
Such rotary encoders are classified into an increment type that generates a pulse signal proportional to the rotation angle when the rotation shaft is rotated by an external force, and an absolute type that outputs a rotation angle as a digital value. [0005]
In general, as shown in FIG. 4, the light receiving and emitting
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this case, the magnetic pole position cannot be accurately specified unless the motor is rotated once. In addition, when the absolute type is used, a pulse train corresponding to the number of magnetic poles is required, and if the number of poles of the motor changes, another rotary encoder must be prepared.
[0007]
Eventually, if the position of the magnetic pole cannot be specified, the motor cannot generate a normal torque, and in the case of an elevator using a gearless hoisting machine, the car moves in the worst sheave one rotation.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a magnetic pole detection device that can be used in common even with electric motors having different numbers of magnetic poles.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, an incremental type rotary encoder having a rotary slit plate and a light emitter / receiver is attached to a rotating shaft of a permanent magnet electric motor, and a pulsed electric signal is output. and a second pulse train in which the first pulse train and the rotary shaft to repeat oN / OFF rotary shaft every half rotation repeats oN / OFF at every quarter turn, prior Symbol said first pulse train The distinction from the first event to the fourth event by the combination of High and Low of the second pulse train, and the first pulse train and the second pulse train captured while the rotary encoder is rotating 1/4 Based on the rise or fall, the absolute position of the magnetic pole of the motor having more than four magnetic poles is specified.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, a slit is inserted into a rotary slit plate of a rotary encoder so that an output signal state can be divided into several stages of events.
[0011]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing a rotary slit plate of a rotary encoder according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing an output signal of the rotary encoder according to the present invention.
[0012]
In the figure,
[0013]
In the case of
[0014]
If such a slit is provided, the output signals 11a and 12a are changed from a first event (signal 11a: High, signal 12a: Low) to a fourth event (signal 11a: Low, each of which is a combination of High and Low). Signal 12a: Low), and if the rotary encoder rotates at least 1/4, the position of the rotor of the motor can be confirmed. As a result, the absolute position of the magnetic pole can be specified regardless of the number of magnetic poles. It becomes.
[0015]
This is clear from the following explanation.
That is, the magnetic pole position can be determined as follows according to the number of magnetic poles of the electric motor.
In either case, the position adjustment is performed in advance with the output signal 11a, 12a rising to the north pole.
1) When the number of magnetic poles is a multiple of 4 By capturing the rising and falling edges of the output signal 12a, as shown in FIG. 6A, when the rising edge is captured, the next is always the N pole, and when the falling edge is captured, the next Always has the S pole. Therefore, by capturing only the output signal 12a, the magnetic pole position can be discriminated if it makes a quarter turn at worst.
2) When the number of magnetic poles is other than a multiple of 4, the state of the output signals 11a and 12a shown in FIG.
▲ 1 ▼ Output signal 11a when rotating right ↑ ↓
Output signal 12a ↑ ↑
Next magnetic pole NS
▲ 2 ▼ Output signal 11a when turning left ↑ ↓
Output signal 12a ↓ ↓
Next magnetic pole NS
According to the above method, in either case 1) or 2), the magnetic pole position can be specified if the electric motor rotates about ¼ worst.
[0016]
Next, FIG. 7 is a front view of a rotary slit plate showing another embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 11 ′ and 12 ′ denote slits, and two semicircular slits are arranged 90 ° out of phase. As in the case of FIG. 1, such slits 11 ′ and 12 ′ can obtain pulse signals divided into four events and specify the positions of the magnetic poles.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by devising how to generate the Z-phase output signal, the position of the magnetic pole can be identified quickly and reliably even with a single detection device regardless of the number of magnetic poles of the motor. Can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a rotary slit plate of a rotary encoder according to the present invention.
FIG. 2 is an overall view of a machine roomless elevator.
FIG. 3 is an overall view showing a permanent magnet type synchronous motor.
FIG. 4 is a perspective view showing the overall structure of a conventional rotary encoder.
5 is a diagram showing an output signal waveform of the rotary encoder of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing output signal waveforms of a rotary encoder according to the present invention.
FIG. 7 is a front view showing a rotary slit plate of another example of the rotary encoder according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
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JP2001181076A JP4626095B2 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | Magnetic pole detection device for synchronous motor |
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JP2002372438A JP2002372438A (en) | 2002-12-26 |
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Citations (4)
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-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001181076A patent/JP4626095B2/en not_active Expired - Lifetime
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