JPH01107159A

JPH01107159A - 速度発電機を備える速度検出装置

Info

Publication number: JPH01107159A
Application number: JP26582787A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yamada; 昌啓山田
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1989-04-25
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH0672896B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、たとえば電動機などの回転速度を検出するた
めに用いられる速度検出装置に間し、もつと詳しくは、
タコジェネレータと呼ばれる速度発電機を備える速度検
出装置に関する。

背景技術典型的な先行技術は、第８図に示されている。

速度発電機１は、６１１ｍの巻線ａ１〜ｆ１を有し、こ
れらはＹ結線されて固定子９を構成する。速度が検出さ
れるべき電動機などの軸には、回転子２が固定される。

この回転子２には、その周方向に永久磁石片が固定され
、その磁極は周方向に交互に異なっている。固定位置に
は、磁気検出素子３ａ〜３ｃが配置され、回転子２の回
転位置を検出する。中点は参照符Ｎで示される。

固定子１の巻＆ｌａｌ〜ｆ１は、第９図に示されるよう
に巻回されており、参照符Ｐ１〜ｐ１８は固定子９の歯
を示し、これらの歯相互間のスロットに各巻線ａ１〜ｆ
１を構成するコイルが配置される。

固定子９の各巻線Ｅｔ１〜ｆ１は、個別的な抵抗Ｒ１を
介してアナログスイッチ４に与えられる。

アナログスイッチ４は、切換え制御回路５からの出力に
よってスイッチを順次的に切換える。アナログスイッチ
４からの出力は、抵抗Ｒ２を介して演算増幅器６の反転
入力端子に与えられる。演算増幅器６の反転入力端子と
出力端子との間には、ゲイン調整のための抵抗Ｒ３が接
続される。ライン７からは、回転子２の回転速度を表す
レベルを有する信号が、導出される。

発明が解決すべき問題点このような先行技術では、固定子９の寸法のばらつきに
よって、各巻線ａ１〜ｆ１から出力される誘起電圧がば
らつく。この各巻線Ｅｔ１〜ｆ１の誘起電圧のばらつき
を防ぐために、巻線ａ１〜ｆ１のうち、誘起電圧が最も
低い巻線を基準として、誘起電圧の高い残余の巻線の出
力を、抵抗Ｒ１によって個別的に調整する。これによっ
て、ライン７から導出される回転速度を表す信号のレベ
ルのリプルをノドさくする。二とができる。

したがって先行技術では、５数の各抵抗Ｒ１の抵抗値を
調整するために、手間がかかる。

本発明の目的は、速度発電機のりプルのｉ１１整を可及
的に簡略化することができるようにした速度発電機を備
える速度検出装置を提供することである。

問題点を解決するための手段本発明は、（ａ）速度発電機を備え、この速度発電機は
、（ａ１）固定子または回転子のいずれか一方には、周方
向に交互に磁極を有する直流磁界発生手段を設け、（ａ１）固定子または回転子のいずれか他方には、バイ
ファイラ巻きされた対を成すコイルを、周方向に隣接し
て配置し、各対毎に、各コイルを直列に接続して対を成
す巻線を楕成し、この対を成す巻線を、相互に巻き方向
が逆になるようにして、複数組の対を成す巻線を、Ｙ結
線し、（ｂ）各組毎に、対を成す巻線間に、抵抗を接続し、（
ｃ）前記抵抗は、各巻線からの出力レベルが等しくなる
値に定められ、（ｄ）各巻線からの出力を、スイッチを介して１１ｆｔ
次的に導出することを特徴とする速度発電機を備える速
度検出装置である。

１ヤ用本発明に従えば、バイファイラ巻のため、対を成す巻線
の出力レベルは同一であり、しかも逆相である。したか
−）て各巻線のＹ結線の中点との間に、出力レベルの調
整を行う抵抗を個別に接続することは、対を成す巻線間
に抵抗を接続することと等価である。この巻線間の抵抗
を調節することによって、対を成す巻線の各出力のレベ
ルを調節することが可能になる。したがって少ない抵抗
の抵抗値を定めればよく、これによって各巻線の出力レ
ベルを容易に調整することが可能になる。

実施例第１図は、本発明のブロック図である。速度発電機１１
は、固定子１２と回転子１３とを有し、回転子１３は、
回転速度が検出されるべき電動機の軸などに連結される
。回転子１３は、周方向に交互に磁極を有する永久磁石
片を有する。固定位置には、磁気検出素子１４ａ、１４
ｂ、１４ｃが配置される。磁気検出素子１４εＬ、１４
ｂ、１４Ｃは、回転時、その検出出力が互いに電気角１
２０°の位相差を持つような位置に配置される。

第２図は、速度発Ｔｈ機１１の正面図である。固定子１
２は、周方向に等間隔をあけた複数の歯ｐ１〜ｐ１８を
有し、これらの相互間にはスロットが形成される。

第３図は、固定子１２の周方向展Ｉ’ｍ図である。

固定子１２のスロットには、６つの巻線ａ〜ｆが設けら
れる。巻線ａは、コイル２ｔ１１〜εｔ１６が直列に接
続されて構成される。９照符ＮはＹ結線の中点を示す。

この巻線ａと対を成す巻線（ｌは、コイルｄｌｌ〜ｄ１
６が直列に接続されて構成される。コイルａｌｌ〜ａ　
１６とコイルｄｌｌ〜ｄ１６とは、各素線が平行で、そ
の素線の電気的特性が同一であり、同−回だけ巻回され
て構成され、いわゆるバイファイラ巻きされている。対
を成す巻線ａ、（１は、相互に巻き方向が逆となるよう
に接続され、したがって各巻線ａ、ｄの誘起電圧は同一
値であり、かつ逆相である。

巻線ａ、ｄは、もつと明瞭に示すために、第４図に簡略
化して示される。第４図では、図解を明瞭にするために
、コイルａｌｌ〜ａ１６　、　ｄ　１１〜ｄ　１６は、
−回だけ巻回されている。

第５図は、第１図に示された実施例の動作を説明するた
めの波形図である。第５図〈１）は、速度発電機１１に
おける巻線ａ〜ｆの誘起電圧を同一の参照符で示す。前
述のように、巻線ａ、ｄは対を成し、同一の電圧値であ
り、逆相である。同様にして巻線す、ｅは対を成し、ま
た巻線ｃ、ｆは対を成す。これらの３ｆｆｌの各組の対
を成す巻線ａ、ｄａｂ、ｅｔｃ、ｆの電圧の絶対値は、
固定子１２の寸法のばらつきなどに起因して、各組毎に
異なる。

磁気検出素子１４ａ〜１４ｃからの出力は、切換え制御
回路１６に与えられる。各磁気検出素子１４ａ〜１４ｃ
の出力波形は、第５図（２）〜第５図（４）にそれぞれ
示されている。これらの磁気検出素子１４ａ〜１４ｃの
出力は、電気角１２０゛ずつずれている。切換え制御回
路１６は、アナログスイッチ１７を制御する。アナログ
スイッチ１７は半導体素子によって実現され、巻線ａ〜
ｆに個別的に接続されているスイッチング素子５ａ−３
ｆを有する。これらのスイッチング素子５ａ−８ｆは、
切換え制御回路１６からの出力によって電気角で３０°
ずつ順次的に導通されて、そのスイッチング態様が繰返
される。

アナログスイッチ１７のスイッチング素子Ｓ　ａ〜Ｓｆ
は、ライン１８に共通に接続され、このライン１８は、
演算増幅器１９の非反転入力端子に接続される。演算増
幅器１９の反転入力端子は、抵抗Ｒ５を介して出力端子
に接続され、ライン２０からは回転子１３の回転速度に
対応したレベルを有する電気信号が導出される。演算増
幅器１９の非反転入力端子は、ゲイン調整のための抵抗
Ｒ６を介して接地される。

演算増幅器１９の非反転入力端子に入力信号が与えられ
ることによって、その入力インピーダンスをほぼ無限大
とすることができる。したがってアナログスイッチ１７
の内部抵抗にばらつきがあっても、ライン２０から導出
される電気信号のレベルに悪影響を及ぼさないようにす
ることができる。アナログスイッチ１７と、それを制御
する切換え制御回路１６と、演算増幅器１９と、抵抗Ｒ
５、Ｒ６は、配線基板２１に搭載されて組立てられる。

第６図は、巻線ａ、ｄに関連する等価回路を示す。巻線
ａ、ｄの誘起電圧をＶａ、−Ｖｄとするとき、ｌ　Ｖ　ａ　ｌ　＝　ｌ　Ｖ　ｄ　ｌ　　　　　　　−
（１）巻線ａ　□”　ｆの接地されている中点を参照符
２２で示す。この中点２２と巻線ａ、ｄとには、抵抗Ｒ
７，Ｒ８をそれぞれ接続し、ライン２３の電圧■。、と
し、巻線ｆのライン２４の電圧をｖ０２とするとき、次
式が成り立つ。ここでｒｌ、ｒ２は、巻線ａ、ｆの巻線
抵抗である。

したがって抵抗Ｒ７は、第３式のように定めることがで
きる。

ここで電・圧■。、を総ての巻線ａ　％　ｆにおいて等
しく定めるものとすると、巻線ａ、ｆはバイファイラ巻
であるため、第６図において、 ■。、＝■。２　　　　　　　　　　・・・（４，）ｒ
ｌ＝ｒ２　　　　　　　　　　　・・・（５）したがっ
て、Ｒ７＝Ｒ８・・・（６）となる。

したがって中点２２と２５との間には、電流が流れず、
抵抗Ｒ７，Ｒ８の接続点２５と中点２２とを切断して、
第７図のようにしても、接続点２５の電位は零である。

したがって第７図において、ライン２３．２４には、抵
抗Ｒ９（＝Ｒ７＋Ｒ８）が接続されることによって、ラ
イン２３の接地電位との間の電圧は■。１であり、この
電圧はライン２４の接地電位に対する電圧の絶対値と等
しくすることができる。このことからライン２３．２４
には、前述の第３式で示される抵抗Ｒ７の２倍の値２・
Ｒ７を接続すればよいことが判る。

同様にして、第１図において巻線す、ｅのライン間には
抵抗ＲＩＯを接続し、抵抗Ｒ９，ＲＩＯの抵抗値を調整
し、またゲイン調整のための抵抗Ｒ６の抵抗値を選ぶこ
とによって、もしも抵抗Ｒ９、ＲＩＯがないとすれば、
ライン２０は、第５図（５）で示される電圧波形が得ら
れるところを、上述のように本発明によれば、第５図（
６）で示されるように、回転子１３の回転速度に対応し
たレベルを有するリアルの少ない電気信号が得られる。

上述の実施例では、速度発電機１１の固定子１２に巻線
ａ〜ｆが設けられ、回転子１３に永久磁石片が設けられ
ているけれども、本発明の他の実施例として、回転子１
３に複数組の対を成す巻線が設けられ、スリップリング
およびブラシを介して電気的に接続され、固定子１２と
して永久磁石または電磁石が用いられるようにしてもよ
い。前述の第１図の実施例において、回転子１３は、直
流電力によってｆ１勢される電磁石を有する構成であっ
てもよい。

上述の実施例では、速度発電機１１に抵抗Ｒ９゜ＲＩＯ
が接続され、電気配線基板２１には、アナログスイッチ
１７と、それを駆動する切換え制御回路１６と、演算増
幅器１９と、抵抗Ｒ５，Ｒ６などが搭載されており、ア
ナログスイッチ１７はライン１８を介して演算増幅器１
つの非反転入力端子に接続されて、アナログスイッチの
内部抵抗が悪影響を及ぼさないように構成されている。

したがって抵抗Ｒ９，ＲＩＯが一体的である速度発電ｖ
１１１と、電気回路基板２１とを交換して使用すること
ができ、このとき抵抗Ｒ９，ＲＩＯの再調整が無くなる
という優れた利点が発揮される。

効　　果以上のように本発明によれば、回転速度に対応した出力
レベルを有する電気信号を、簡単な：Ａ整でそのリアル
を少なくして得ることができるようになり、しかも構成
が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は速度
発電機１１の正面図、第３図は固定子１２の周方向展開
図、第４図は巻線ａ、ｄの簡略化した周方向展開図、第
５図は第１図示の実施例の動ｆｖ−を説明するための波
形図、第６図は巻線ａ。（１に関ｊ１する等価回路図、第７図は第６図に示され
た回路の等価回路図、第８図は先行技術のブロック図、
第９図は先行技術における固定子の周方向展開図である
。１１・・・速度発電機、１２・・・固定子、１３・・・
回転子、１４　ａ〜１４ｃ・・・磁気検出素子、１６・
・・切換制御回路、１７・・・アナログスイッチ、１つ
・・・演算増幅器、２１・・・電気回路基板代理人　　弁理士　西教　圭一部第５図

Claims

【特許請求の範囲】（ａ）速度発電機を備え、この速度発電機は、（ａ１）
固定子または回転子のいずれか一方には、周方向に交互
に磁極を有する直流磁界発生手段を設け、（ａ２）固定子または回転子のいずれか他方には、バイ
フアイラ巻きされた対を成すコイルを、周方向に隣接し
て配置し、各対毎に、各コイルを直列に接続して対を成
す巻線を構成し、この対を成す巻線を、相互に巻き方向
が逆になるようにして、複数組の対を成す巻線を、Ｙ結
線し、（ｂ）各組毎に、対を成す巻線間に、抵抗を接続し、（
ｃ）前記抵抗は、各巻線からの出力レベルが等しくなる
値に定められ、（ｄ）各巻線からの出力を、スイッチを介して順次的に
導出することを特徴とする速度発電機を備える速度検出
装置。