JPH02168113A - Detecting device of rotational angle - Google Patents

Detecting device of rotational angle

Info

Publication number
JPH02168113A
JPH02168113A JP32449388A JP32449388A JPH02168113A JP H02168113 A JPH02168113 A JP H02168113A JP 32449388 A JP32449388 A JP 32449388A JP 32449388 A JP32449388 A JP 32449388A JP H02168113 A JPH02168113 A JP H02168113A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
stator
output
poles
conversion means
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.)
Pending
Application number
JP32449388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadao Yoneda
米田 忠男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP32449388A priority Critical patent/JPH02168113A/en
Publication of JPH02168113A publication Critical patent/JPH02168113A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To attain a high resolving power and a high speed by setting the amount of correction so that pulse signals outputted from first and second R/D (resolver/digital) conversion means have a phase difference of 0.5 pulse approximately between them. CONSTITUTION:An output of a detecting element 31 is adjusted with respect to the unbalance of a magnetic circuit of the detecting element 31 and the nonuniformity in DC resistance and the like of a coil thereof by variable resistors VR1 to VR4 of an adjusting element 32 so that the height of a peak value of an output voltage to be adjusted, and the value thus adjusted is supplied to amplifiers 33 and 34. Next, outputs of the amplifiers 33 and 34 are given to R/D converters 35 and 36. Subsequently, the amounts of correction of output signals of the converters 35 and 36 are set by correctors 37 and 38 so that they have a phase difference of 0.5 pulse approximately between them. Moreover, output signals of the correctors 37 and 38 are converted into analog signals by D/A converters 39 and 40. Then, the lowermost-bit output signals a0 and b0 out of the output signals of (n) bits of the converters 35 and 36 are given to an EXOR gate 41 to determine exclusive OR, and an output c0 thereof is added to an n-bit signal outputted form the converter 35 and is given to a register 42.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は回転角検出装置に関し、たとえば各種電気機
器のサーボシステムにおいて、回転部の回転角あるいは
位相角の検出やフィードバックのためにサーボモータな
どに取付けて使用される回転角検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a rotation angle detection device, and is used, for example, in a servo system for various electrical equipment, for detecting or giving feedback to the rotation angle or phase angle of a rotating part, such as a servo motor. The present invention relates to a rotation angle detection device used by being attached to a.

[従来の技術] ロータに複数の突極を設け、このロータに対して同心上
に配置されたステータの検出部と複数の突極との間の磁
気回路のリラクタンスの変化を電気信号として取出す可
変リラクタンス型の回転角検出装置として、誘導子型レ
ゾルバがある。
[Prior art] A variable rotor in which a rotor is provided with a plurality of salient poles, and changes in the reluctance of a magnetic circuit between the plurality of salient poles and a detection section of a stator arranged concentrically with respect to the rotor are extracted as an electrical signal. As a reluctance type rotation angle detection device, there is an inductor type resolver.

本願発明者らは、このような誘導子型レゾルバに関して
、検出精度の向上を図った回転角検出装置を特願昭63
−101126号において提案した。
The inventors of the present application filed a patent application in 1983 for a rotation angle detection device with improved detection accuracy for such an inductor type resolver.
It was proposed in No.-101126.

第4図は上述の提案された回転角検出装置の検出部を示
す図であり、第5図は同じく全体の構成を示す図である
。まず、第4図を参照して、ロータ1の外周には円周を
等分割した突極11が設けられている。このロータ1は
電磁鋼板を成形して数枚重ね合わせて構成される。この
ロータ1と同心上にエアギャップ4を介してステータ2
が設けられている。ステータ2にはロータ1の突極11
に対向して大突極AI、Bl、CI、Di、A2゜B2
.・・・C4,Diが設けられている。さらに、これら
の大突極A1・・・Diには、それぞれ小突極21がロ
ータ1の突極11と同一ピッチで複数設けられている。
FIG. 4 is a diagram showing the detection section of the above-mentioned proposed rotation angle detection device, and FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration as well. First, referring to FIG. 4, salient poles 11 are provided on the outer periphery of the rotor 1, with the circumference equally divided. This rotor 1 is constructed by forming several electromagnetic steel plates and stacking them together. A stator 2 is concentrically connected to the rotor 1 via an air gap 4.
is provided. Stator 2 has salient poles 11 of rotor 1.
Large salient poles AI, Bl, CI, Di, A2°B2 facing
.. ...C4 and Di are provided. Furthermore, each of these large salient poles A1...Di is provided with a plurality of small salient poles 21 at the same pitch as the salient poles 11 of the rotor 1.

なお、隣接したステータ2の大突極はこれに設けられた
小突極21がロータ1の突極11のピッチの1/4ピッ
チ分ずれた位相となるように配置されている。したがっ
て、ステータ2の大突極が16極の場合には、記号を時
計回りにAl、  Bl。
The large salient poles of adjacent stators 2 are arranged so that the small salient poles 21 provided thereon are shifted in phase by 1/4 pitch of the pitch of the salient poles 11 of the rotor 1. Therefore, when the stator 2 has 16 large salient poles, the symbols are changed clockwise to Al and Bl.

CI、Di、A2.B2・・・C4,Diとすれば、大
突極Al、A2.A3.A4はすべて同相となる。同様
にして、大突極81〜B4.C1〜C4゜D1〜D4も
それぞれが同相となる。なお、ステータ2もロータ1と
同様にして、電磁鋼板を成形したものを数枚重ね合わせ
て製作されている。
CI, Di, A2. If B2...C4, Di, large salient pole Al, A2. A3. All A4s are in phase. Similarly, large salient poles 81 to B4. C1 to C4 degrees and D1 to D4 are also in phase. Note that the stator 2 is also manufactured in the same way as the rotor 1 by stacking several molded electromagnetic steel plates.

ステータ2の大突極AI、Bl・・・Diには、励磁コ
イルがそれぞれal、bl・・・diのように巻回され
、コイルa1とC3,blとb3.clとC3,diと
d3.C2とC4,b2とb4.C2とC4,d2とd
iというように、同相の極のうちの1つ飛びに直列に接
続され、それぞれの端末が端子1alと1a2.lbl
と1’b2.lclと1c2.ldlと1d2,2ai
と2a2゜2blと2b2,2clと2c2,2dlと
2d2になっている。これらの端子は第5図に示すよう
に接続されている。すなわち、コイルal、a3とコイ
ルcl、c3は同極性で直列に接続され、高周波交流電
源eによって励磁される。コイルC2、C4とC2,C
4も前記コイルal、a3゜cl、C3と同極性で直列
に接続されて高周波交流電源eによって励磁されている
。一方、コイルbl、b2.b3.b4.di、d2.
d3、diは前記コイルa1〜a4.cl〜C4とは逆
極性で接続されている。したがって、成る瞬間における
ステータ1の大突極AI、Bl、CI、DI・・・の極
性は、N極、S極、N極 S極・・・というように交互
に極性が異なっていることになる。
Excitation coils are wound around the large salient poles AI, Bl...Di of the stator 2 like al, bl...di, respectively, and the coils a1 and C3, bl and b3... cl and C3, di and d3. C2 and C4, b2 and b4. C2 and C4, d2 and d
i, one pole of the same phase is connected in series, and each terminal is connected to terminals 1al and 1a2 . lbl
and 1'b2. lcl and 1c2. ldl and 1d2, 2ai
and 2a2°2bl and 2b2, 2cl and 2c2, 2dl and 2d2. These terminals are connected as shown in FIG. That is, the coils al, a3 and the coils cl, c3 are connected in series with the same polarity, and are excited by the high frequency AC power source e. Coils C2, C4 and C2, C
4 is also connected in series with the same polarity as the coils al, a3°cl, and C3, and is excited by the high frequency AC power source e. On the other hand, coils bl, b2. b3. b4. di, d2.
d3, di are the coils a1 to a4. It is connected with the opposite polarity to cl to C4. Therefore, the polarities of the large salient poles AI, BL, CI, DI, etc. of the stator 1 at the moment of formation are alternately different, such as N pole, S pole, N pole, S pole, etc. Become.

端子1a2とlcl、2c2と2al、lblと1d2
,2dlと2b2のそれぞれの接続点は、調整部32に
設けられている可変抵抗器VRI〜VR4のそれぞれの
可動端子に接続されるとともに、アンプ33.34を介
してR/D (レゾルバ/ディジタル)変換器35に与
えられる。R/D変換器35は:A整部32によって調
整されたsinθ出力とcosθ出力をより細分割して
、ロータ1の突極1ピッチあたり210〜216に分割
された信号を出力する。
Terminals 1a2 and lcl, 2c2 and 2al, lbl and 1d2
, 2dl and 2b2 are connected to respective movable terminals of variable resistors VRI to VR4 provided in the adjustment section 32, and R/D (resolver/digital) via amplifiers 33 and 34. ) is applied to converter 35. The R/D converter 35 further divides the sin θ output and the cos θ output adjusted by the A adjustment section 32, and outputs a signal divided into 210 to 216 signals per pitch of salient poles of the rotor 1.

なお、調整部32の可変抵抗器vR1〜VR4は、検出
部31の磁気回路のアンバランスやコイルの直流抵抗分
やリラクタンスなどのばらつきを調整して出力電圧のピ
ーク値の高さを調整するためのものである。
The variable resistors vR1 to VR4 of the adjustment section 32 are used to adjust the height of the peak value of the output voltage by adjusting the unbalance of the magnetic circuit of the detection section 31 and variations in the DC resistance and reluctance of the coil. belongs to.

[発明が解決しようとする課題] 上述の提案された回転角検出装置においては、R/D変
換器35の周波数特性によって、最高回転数が制限され
るために、高分解能化が困難であった。たとえば、DD
C社製のR/D変換器の周波数特性は800Hz (1
0ビツト出力において)である。したがって、上述の提
案された多極レゾルバにおいて、ロータ1の突極数が1
50の場合は、1周を150X2” −153600に
分割した場合に追従できる最高回転数は5.33rpS
 (320rpm)であり、さらに高分解能の12ビツ
トのR/D変換器では、その1/4の1゜33rps 
(80rpm)に制限される。
[Problems to be Solved by the Invention] In the rotation angle detection device proposed above, the maximum rotation speed is limited by the frequency characteristics of the R/D converter 35, so it is difficult to achieve high resolution. . For example, D.D.
The frequency characteristic of the R/D converter manufactured by Company C is 800Hz (1
0 bit output). Therefore, in the above-mentioned proposed multi-pole resolver, the number of salient poles of the rotor 1 is 1.
In the case of 50, the maximum rotation speed that can be followed when one revolution is divided into 150X2"-153600 is 5.33rpS
(320 rpm), and with an even higher resolution 12-bit R/D converter, it is 1/4 of that, 1°33 rps.
(80 rpm).

ところが、たとえばロボットのアームを直接駆動するダ
イレクトドライブモータには、100万分割以上を要求
される場合がある。このときには、最高回転数が5Or
pm以下となって、スピードの面でネックになることが
多いという欠点があった。
However, for example, a direct drive motor that directly drives the arm of a robot may be required to divide into one million or more. At this time, the maximum rotation speed is 5 Or
pm or less, which often becomes a bottleneck in terms of speed.

それゆえに、この発明の主たる目的は、高分解能化と高
速化を図ることができるような回転角検出装置を提供す
ることである。
Therefore, the main object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that can achieve high resolution and high speed.

[課題を解決するための手段] 第1請求項にかかる発明は、周をn等分(nは3以上の
整数)した各等分点に突極を設けたロータと、このロー
タと同心上に配置したステータに4m(mは1以上の整
数)個の極を設け、かつステータの凸極にはロータの突
極と対抗した小突極を設け、該ステータの極の並びの順
番にステータの小突極の位相をロータの突極ピッチの1
/4ピッチずつずらして配置した誘導子型レゾルバであ
って、出力誤差補正機能を有し、ステータの極に巻回さ
れたコイルから得られる電気角で90゛の位相差を有す
る2つの出力信号をディジタル信号に変換するための第
1および第2のレゾルバ/ディジタル変換手段と、これ
らの変換手段のパルス信号がほぼ0.5パルス分の位参
〇差を有するように、第1および第2のレゾルバ/ディ
ジタル変換手段に補正量を設定するための補正量設定手
段とを備えて構成される。
[Means for Solving the Problem] The invention according to the first claim provides a rotor having a circumference divided into n equal parts (n is an integer of 3 or more) and provided with a salient pole at each equally divided point, and a rotor that is concentric with the rotor. 4m (m is an integer of 1 or more) poles are provided on the stator arranged in The phase of the small salient pole is 1 of the salient pole pitch of the rotor.
It is an inductor type resolver arranged with a /4 pitch shift, and has an output error correction function, and has two output signals with a phase difference of 90 degrees in electrical angle obtained from the coil wound around the poles of the stator. first and second resolver/digital conversion means for converting into a digital signal; and a correction amount setting means for setting a correction amount to the resolver/digital conversion means.

第2請求項にかかる発明は、ロータと3m(mは1以上
の整数)個の極が設けられたステータを含み、ステータ
の凸極にはロータの突極と対向した小突極を設け、ステ
ータの極の並びの順番にステータの小突極の位相をロー
タの突極ピッチの1/3ずつずらして配置したシンクロ
装置であって、出力誤差補正機能を有し、ステータの極
に巻回されたコイルから得られる電気角で120°の位
相差を持つ2つの出力信号をディジタル信号に変換する
ための第1および第2のシンクロ/ディジタル変換手段
と、この変換手段のそれぞれから出力されるパルス信号
がほぼ0.5パルス分の位相差を有するように第1およ
び第2のシンクロ/ディジタル変換手段に補正量を設定
するための補正量設定手段を備えて構成される。
The invention according to claim 2 includes a rotor and a stator provided with 3 m (m is an integer of 1 or more) poles, and the convex poles of the stator are provided with small salient poles facing the salient poles of the rotor, This is a synchronizing device in which the phase of the small salient poles of the stator is shifted by 1/3 of the rotor salient pole pitch in the order of the stator pole arrangement, and has an output error correction function, and is wound around the stator poles. first and second synchro/digital conversion means for converting two output signals having a phase difference of 120 degrees in electrical angle obtained from the coils into digital signals; and output from each of the conversion means. The apparatus includes correction amount setting means for setting correction amounts in the first and second synchro/digital conversion means so that the pulse signals have a phase difference of approximately 0.5 pulses.

第3請求項:9かかる発明は、tt41および12のレ
ゾルバ/ディジタル変換手段または第1および第2のシ
ンクロ/ディジタル変換手段のそれぞれのnビットの出
力信号のうち、それぞれの最下位ビットの排他的論理和
をとって得られた信号を、nビットの2つの出力信号の
うちの一方の出力信号の最下位に付加することにより、
n+1ビットの出力信号とする論理回路手段を備えて構
成される。
Third Claim: 9 This invention provides exclusive control of the least significant bits of the respective n-bit output signals of the resolver/digital conversion means of tt41 and tt12 or the first and second synchro/digital conversion means. By adding the signal obtained by taking the logical sum to the lowest order of one of the two n-bit output signals,
It is configured to include logic circuit means for outputting an n+1-bit output signal.

[作用] 第1請求項および第2請求項にかかる発明では、第1お
よび第2のレゾルバ/ディジタル変換手段または第1お
よび第2のシンクロ/ディジタル変換手段のそれぞれか
ら出力されるパルス信号がほぼ0.5パルス分の位相差
を有するように補正量が設定される。そして、第3請求
項にかかる発明では、0.5パルス分の位相差を有する
nビットの出力信号のうち、それぞれの最下位ビットの
排他的論理和をとって得られた信号を、nビットの2つ
の出力信号のうちの一方の出力信号の最下位に付加する
ことにより、n+1ビットの出力信号として分解能を2
倍にすることができ、レゾルバ/ディジタル変換器また
はシンクロ/ディジタル変換器の周波数特性を2倍にし
たのと等価となる。
[Operation] In the invention according to the first and second claims, the pulse signals output from each of the first and second resolver/digital conversion means or the first and second synchro/digital conversion means are approximately The correction amount is set to have a phase difference of 0.5 pulses. In the invention according to claim 3, among the n-bit output signals having a phase difference of 0.5 pulses, the signal obtained by taking the exclusive OR of the respective least significant bits is By adding it to the lowest order of one of the two output signals, the resolution can be increased to 2 as an n+1 bit output signal.
This is equivalent to doubling the frequency characteristics of a resolver/digital converter or a synchro/digital converter.

[発明の実施例] 第1図はこの発明の一実施例の検出部および制御部の具
体的なブロック図である。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a concrete block diagram of a detection section and a control section of an embodiment of the invention.

第1図において、検出部31と調整部32は前述の第5
図に示した従来例と同じであり、アンプ33.34の出
力はそれぞれ並列に設けられた2つのR/D変換器35
.36に与えられる。R/D変換器35.36のそれぞ
れに対応して補正器37.38とD/A変換器39.4
0が設けられる。補正器37.38はR/D変換器35
. 36からそれぞれ出力される信号の誤差を補正する
ためのものであって、たとえばROMによって構成され
る。D/A変換器39.40は補正器37゜38の出力
信号をアナログ信号に変換するものである。R/D変換
器35.36のnビットの出力信号のうち、最下位ビッ
トの出力信号a。、b。
In FIG. 1, the detection section 31 and the adjustment section 32 are connected to the fifth
This is the same as the conventional example shown in the figure, and the outputs of the amplifiers 33 and 34 are connected to two R/D converters 35 provided in parallel.
.. given to 36. A corrector 37.38 and a D/A converter 39.4 correspond to each of the R/D converters 35.36.
0 is set. The correctors 37 and 38 are R/D converters 35
.. It is for correcting errors in the signals outputted from each of the 36, and is constructed of, for example, a ROM. The D/A converters 39 and 40 convert the output signals of the correctors 37 and 38 into analog signals. Among the n-bit output signals of the R/D converters 35 and 36, the least significant bit output signal a. ,b.

はEXORゲート41に与えられて排他的論理和が求め
られ、その出力C8はR/D変換器35から出力された
nビットの信号に付加されてレジスタ42に与えられる
is applied to the EXOR gate 41 to obtain an exclusive OR, and its output C8 is added to the n-bit signal output from the R/D converter 35 and applied to the register 42.

第2図はこの発明の一実施例に含まれる補正器によって
設定される補正量の決め方を説明するための図であり、
第3図はこの発明の一実施例の動作を説明するためのタ
イミング図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining how to determine the amount of correction set by the corrector included in one embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a timing diagram for explaining the operation of one embodiment of the present invention.

次に、第1図ないし第4図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。
Next, with reference to FIGS. 1 to 4, a specific operation of an embodiment of the present invention will be described.

まず、R/D変換器35.36にsinθ出力とCOS
θ出力が与えられるまでの動作について説明する。検出
部31のステータ2に設けられた大突極A1およびこの
大突極A1に設けられた複数の小突極21は、ステータ
2と同軸的に回転自在に配置されたロータ1の突極11
とエアギャップ4を介して対向しており、さらにそれら
の位相が同相であったとすれば、大突極A2. A3.
 A4の小突極もロータ1の突極と同相となっている。
First, R/D converters 35 and 36 have sinθ output and COS
The operation until the θ output is given will be explained. The large salient pole A1 provided on the stator 2 of the detection unit 31 and the plurality of small salient poles 21 provided on the large salient pole A1 are connected to the salient pole 11 of the rotor 1, which is coaxially arranged with the stator 2 and rotatably arranged.
are opposed to each other via the air gap 4, and furthermore, if their phases are the same, then the large salient pole A2. A3.
The small salient poles of A4 are also in phase with the salient poles of rotor 1.

一方、ステータ2の大突極CI、C2,C3゜C4は大
突極AI、A2.A3.A4とは位相差が180° (
電気角)であるため、ステータ2の大突極C1,C2,
C3,C4に設けられた複数の小突極はロータ1の突極
とは全く重なっていない状態となっている。このような
位相関係においては、ロータ1とステータ2で構成され
る磁気回路で見た場合、大突極Al、 A2、A3.A
4のリラクタンスはCI、C2,C3,C4部に比べて
小さい。
On the other hand, the large salient poles CI, C2, C3°C4 of the stator 2 are the large salient poles AI, A2. A3. The phase difference with A4 is 180° (
(electrical angle), the large salient poles C1, C2,
The plurality of small salient poles provided on C3 and C4 do not overlap the salient poles of the rotor 1 at all. In such a phase relationship, when viewed from the magnetic circuit composed of the rotor 1 and the stator 2, large salient poles Al, A2, A3 . A
The reluctance of part 4 is smaller than that of parts CI, C2, C3, and C4.

また、さらに大突極A1〜A4.C1〜C4のそれぞれ
に巻回されたコイルa1〜a4.cl〜c4のインダク
タンスで見れば、コイルa1〜a4のインダクタンスは
C1〜C4のインダクタンスに比べて大きくなる。
Furthermore, large salient poles A1 to A4. Coils a1 to a4. are wound around C1 to C4, respectively. Looking at the inductances of cl to c4, the inductances of the coils a1 to a4 are larger than the inductances of C1 to C4.

ここで、ロータ1をいずれか一方の方向に、ロータ1の
突極11の1ピッチの1/4だけずらしてやれば、ステ
ータ2の小突極2]とロータ1の突極11の位相関係は
ステータ2の大突極A1〜A4.C1〜C4のいずれも
突極どうしが半分型なり合った状態となる。したがって
、リラクタンスおよびインダクタンスともに大突極A1
〜A4゜C1〜C4のいずれもが等しくなる。
Here, if the rotor 1 is shifted in either direction by 1/4 of one pitch of the salient poles 11 of the rotor 1, the phase relationship between the small salient poles 2 of the stator 2 and the salient poles 11 of the rotor 1 will be Large salient poles A1 to A4 of stator 2. In all of C1 to C4, the salient poles are half aligned. Therefore, both reluctance and inductance are large salient pole A1
~A4° All of C1 to C4 are equal.

また、さらにロータ1を先と同じ方向にも1/4ピッチ
ずらした場合には、大突極A1〜A4の小突極とロータ
1の突極は全く重ならない状態となり、大突極C1〜C
4の小突極とロータ1の突極は同相となり、完全に重な
った状態となる。したがって、コイル01〜c4のイン
ダクタンスがコイルa1〜a4のインダクタンスよりも
大きくなる。
Furthermore, if the rotor 1 is further shifted by 1/4 pitch in the same direction as before, the small salient poles of the large salient poles A1 to A4 and the salient poles of the rotor 1 will not overlap at all, and the large salient poles C1 to A4 will not overlap at all. C
The small salient pole of rotor 4 and the salient pole of rotor 1 are in phase and completely overlapped. Therefore, the inductance of the coils 01 to c4 becomes larger than the inductance of the coils a1 to a4.

また、ステータ2の残りの大突IMBI〜B4の小突極
は大突極A1〜A4の小突極とはロータ1の突極ピッチ
の1/4ピッチ分ずれており、大突極D1〜D4の小突
極は大突極C1〜C4の小突極とは同様にして1/4ピ
ッチ分ずれているため、コイルb1〜b4.とコイルd
1〜d4のインダクタンスの変化は、それぞれコイルa
1〜a4とC1〜c4のインダクタンスの変化とはロー
タ1の突極11のピッチの1/4ピッチ(電気角で90
°)分だけ位相がずれていることになる。
Further, the small salient poles of the remaining large salient poles IMBI to B4 of the stator 2 are shifted from the small salient poles of the large salient poles A1 to A4 by 1/4 pitch of the salient pole pitch of the rotor 1, and the large salient poles D1 to Since the small salient pole of D4 is similarly shifted by 1/4 pitch from the small salient poles of large salient poles C1 to C4, the coils b1 to b4. and coil d
The changes in inductance of coils 1 to d4 are respectively
The change in inductance of 1 to a4 and C1 to c4 is 1/4 pitch of the pitch of salient poles 11 of rotor 1 (90 in electrical angle).
This means that the phase is shifted by an amount (°).

コイルa1とC3およびC1とC3はそれぞれ直列に接
続されて高周波交流電源eに接続されているため、ロー
タ1が回転した場合、コイルal。
Since the coils a1 and C3 and C1 and C3 are connected in series and connected to the high frequency AC power supply e, when the rotor 1 rotates, the coil a1 and C3 are connected in series.

C3,cl、C3のインダクタンスは相関関係を持って
変化する。つまり、コイルal、a3のインダクタンス
が最大の場合(ステータ2の小突極21とロータ1の突
極11が重なった場合)、コイルcl、c3のインダク
タンスは最小(ステータ2の小突極21とロータ1の突
極11が重なっていない状態)においては、コイルcl
、c3の両端の電位差は最小値を示す。
The inductances of C3, cl, and C3 change with a correlation. In other words, when the inductances of the coils al and a3 are maximum (when the small salient poles 21 of the stator 2 and the salient poles 11 of the rotor 1 overlap), the inductances of the coils cl and c3 are the minimum (when the small salient poles 21 of the stator 2 and the salient poles 11 overlap). When the salient poles 11 of the rotor 1 do not overlap, the coil cl
, c3 exhibits a minimum value.

ロータ1が1/4ピッチ回転した場合には、コイルal
、a3とcl、C3のインダクタンスが等しくなるため
、コイルcl、c3の両端の電位差は中間値(高周波交
流電源eの電圧の1/2の電圧)を示す。さらに、ロー
タ1が1/4ピッチ分回転すると、コイルal、a3の
インダクタンスが最小となり、コイルcl、c3のイン
ダクタンスが最大となるため、コイルcl、c3の両端
の電位差は最大となる。さらに、ロータ1が1/4ピッ
チ回転すると、コイルal、a3とコイルcl、c3の
インダクタンスが等しく、電位差は中間値となる。さら
に、ロータ1が1/4ピッチ回転して最初と同じ状態に
戻る。このサイクルが電気角360″分となる。
When rotor 1 rotates by 1/4 pitch, coil al
, a3 and cl, C3 are equal in inductance, so the potential difference between the ends of the coils cl, c3 shows an intermediate value (a voltage that is 1/2 of the voltage of the high-frequency AC power supply e). Further, when the rotor 1 rotates by 1/4 pitch, the inductance of the coils al and a3 becomes the minimum, and the inductance of the coils cl and c3 becomes the maximum, so the potential difference between the ends of the coils cl and c3 becomes the maximum. Further, when the rotor 1 rotates by 1/4 pitch, the inductances of the coils al, a3 and the coils cl, c3 are equal, and the potential difference becomes an intermediate value. Furthermore, the rotor 1 rotates by 1/4 pitch and returns to the same state as before. This cycle corresponds to 360'' electrical angle.

したがって、このサイクルにおけるコイルcl。Therefore, the coil cl in this cycle.

C3の両端の電位差は高周波交流電源eと同一周波数の
交流のピーク値がうねってsinカーブ状となる。
The potential difference between both ends of C3 has a sinusoidal curve in which the peak value of the AC having the same frequency as that of the high-frequency AC power source e undulates.

次に、コイルC2とC4,C2とC4の部分は前述のコ
イルa1とC3,clとC3とは順番が逆に接続されて
いるため、コイルa2とC4の両端の間の電位差はコイ
ルC1とC3の両端の電位と反転したような交流電圧が
出力される。このような2つの高周波交流電圧を取出し
た場合、両者の差が2つの高周波交流電圧の差分として
出力される。
Next, since the coils C2 and C4, C2 and C4 are connected in the opposite order to the aforementioned coils a1 and C3, and cl and C3, the potential difference between the ends of the coils a2 and C4 is the same as that of the coil C1. An alternating current voltage that is inverted from the potential across C3 is output. When such two high-frequency AC voltages are extracted, the difference between the two is output as a difference between the two high-frequency AC voltages.

また、コイルb1とb3.diとC3およびC2とC4
,b2とb4の部分の作用についても、全く前述の左半
分のコイルa1とC3,clとC3、C2とC4,C2
とC4の場合と同じであるが、前述のごとく、位相がロ
ータ1の突極11のピッチの1/4ピッチ分ずれている
ため、1/4ピッチずれたCOSカーブ状となる。
In addition, coils b1 and b3. di and C3 and C2 and C4
, b2 and b4, the above-mentioned left half coils a1 and C3, cl and C3, C2 and C4, C2
and C4, but as mentioned above, the phase is shifted by 1/4 pitch of the pitch of the salient poles 11 of the rotor 1, so the COS curve shape is shifted by 1/4 pitch.

上述のごとくして得られたsinθ出力とc。The sin θ output obtained as described above and c.

Sθ比出力アンプ33.34によって所定の電圧に増幅
され、R/D変換器35.36に与えられる。R/D変
換器35.36は、検出器31によって得られたsin
θ出力およびcosθ出力の波形の歪などによって生じ
る出力誤差を補正するための補正機能を有してる。この
補正機能は、R/D変換器35.36への入力信号の歪
などによって発生する誤差を調べておき、その誤差を打
消すような信号をR/D変換器35.36に入力するこ
とにより、正しい位置信号がR/D変換器35.36か
ら出力されるものである。
It is amplified to a predetermined voltage by Sθ ratio output amplifiers 33 and 34, and is applied to R/D converters 35 and 36. The R/D converters 35 and 36 are configured to convert the sin obtained by the detector 31 into
It has a correction function for correcting output errors caused by waveform distortion of the θ output and cos θ output. This correction function involves checking for errors caused by distortion of the input signal to the R/D converter 35.36, and inputting a signal to the R/D converter 35.36 that cancels out the error. Accordingly, correct position signals are output from the R/D converters 35 and 36.

この補正を行なうために、補正器37.38はR/D変
換器35.36から出力されるnビットの位置信号をア
ドレスとして、そのアドレスに予め決めておいた2進数
のディジタル量を記憶しており、R/D変換器35.3
6から出力された位置信号によりディジタル信号を出力
する。このディジタル信号はD/A変換器39.40に
よってアナログ信号に変換されてR/D変換器35,3
6に入力されて正しい位置に補正が行なわれる。
To perform this correction, the correctors 37 and 38 use the n-bit position signal output from the R/D converter 35 and 36 as an address, and store a predetermined binary digital quantity at that address. R/D converter 35.3
A digital signal is output based on the position signal output from 6. This digital signal is converted into an analog signal by D/A converters 39 and 40 and then sent to R/D converters 35 and 3.
6 and correction is made to the correct position.

この発明の一実施例では、R/D変換器35゜36から
それぞれnビットの位置信号を出力し、このnビットの
出力に位相差を設け、これらをEXORゲート41によ
って合成して1ビット分増やし、出力としてn+1ビッ
トとするようにしている。
In one embodiment of the present invention, each of the R/D converters 35 and 36 outputs n-bit position signals, a phase difference is provided to the n-bit outputs, and these are combined by an EXOR gate 41 to produce one bit of position signals. The number of bits is increased so that the output is n+1 bits.

この動作について、第2図および第3図を参照してより
詳細に説明する。第2図は第1図における補正器37.
38から一定のディジタル信号を出力しておき、R/D
変換器35.36に一定電圧信号を入力し、補正をしな
い状態で測定した誤差値を示している。横軸は絶対角を
パルス表示したものであり、縦軸にその絶対角よりのず
れとして誤差を求めたものが曲線SAI、SA2を示し
ているものとする。2つのチャネルの誤差が同じ値を示
していたとすると、この誤差を補正するために、第2図
(b)に示すような補正量を設定する。このとき、誤差
が0であれば補正量が0であり、誤差が十であれば補正
量は−でその誤差に見合った量とされる。
This operation will be explained in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows the corrector 37 in FIG.
A constant digital signal is output from 38, and R/D
Error values measured without correction are shown when a constant voltage signal is input to the converters 35 and 36. The horizontal axis represents the absolute angle expressed in pulses, and the vertical axis represents the error determined as the deviation from the absolute angle, indicating the curves SAI and SA2. Assuming that the errors of the two channels show the same value, in order to correct this error, a correction amount as shown in FIG. 2(b) is set. At this time, if the error is 0, the correction amount is 0, and if the error is 0, the correction amount is -, which is an amount commensurate with the error.

このようにして、各パルスごとに設定したものが第2図
(b)に示す曲線HAであり、この値が第1P1!Jの
補正器37に記憶される。また、第2図(b)に示した
曲線Haは前述の補正量より+0゜5パルス分誤差がで
るように設定した補正量である。この補正量は第1図の
補正器38に記憶させておく。このように設定した補正
器37.38によって、同じように絶対角を基準として
それらの誤差を測定すれば、第2図(c)に示したよう
に、R/D変換器35の出力であるAチャネルはSal
に示すように誤差が+0を示す。また、R/D変換器3
6の出力であるBチャネルはSa2のように常に絶対角
より十0.5パルス分の誤差を示している。
In this way, the curve HA shown in FIG. 2(b) is set for each pulse, and this value is the 1st P1! It is stored in the corrector 37 of J. Further, the curve Ha shown in FIG. 2(b) is a correction amount set such that there is an error of +0.5 pulses from the above-mentioned correction amount. This correction amount is stored in the corrector 38 shown in FIG. If the correctors 37 and 38 set in this way are used to measure the errors using the absolute angle as a reference, the output of the R/D converter 35 will be as shown in FIG. 2(c). A channel is Sal
As shown in , the error is +0. In addition, R/D converter 3
The B channel, which is the output of No. 6, always shows an error of 10.5 pulses from the absolute angle like Sa2.

第3図はAチャネルのnビット分a。+al・・・a 
n−+ と、Bチャネルのnビット分す。、b、・・・
bn−1の出力波形を示している。これらのA、  B
チャネルを比較するとわかるように、各ビットはBチャ
ネルの方が0,5パルス分進んだ波形を示している。こ
こで、両チャネルの最下位ビットであるaoとす。の排
他的論理和を求めると、第3図のC8のような波形が合
成される。この合成は第1図に示したEXORゲート4
1によって行なわれる。ここで求められた合成波形C8
をaチャネルのnビットの出力の最下位に付加すること
により、n+1ビットの連続した出力が得られる。
FIG. 3 shows n bits a of the A channel. +al...a
n-+ and n bits of the B channel. ,b,...
The output waveform of bn-1 is shown. These A, B
As can be seen by comparing the channels, each bit shows a waveform that is advanced by 0.5 pulses in the B channel. Here, ao is the least significant bit of both channels. When the exclusive OR of is calculated, a waveform like C8 in FIG. 3 is synthesized. This synthesis is performed by the EXOR gate 4 shown in Figure 1.
This is done by 1. The composite waveform C8 obtained here
By adding the n bits to the lowest order of the n-bit output of the a channel, a continuous output of n+1 bits is obtained.

このn+1ビットの出力はレジスタ42に与えられる。This n+1 bit output is given to register 42.

なお、Bチャネルの出力誤差は理想的には+0,5パル
スであるが、AチャネルとBチャネルの最下位ビットの
出力が交互に出ればよいのであって、0.5パルスは前
後の値でも実用上は差支えない。
Note that the output error of the B channel is ideally +0.5 pulses, but it is sufficient that the lowest bit outputs of the A channel and B channel are output alternately, and 0.5 pulses can be set to different values. There is no problem in practical terms.

上述のごとくこの発明の一実施例によれば、検出部31
と調整部32とアンプ33.34は従来と同じであるが
、R/D変換器36などを1チャネル分追加することに
より、出力ビツト数を1つ増やすことができる。つまり
、分解能を2倍とすることができ、周波数特性はR/D
変換器35゜36の特性で決まっているため、低下する
ことはない。つまり、R/D変換器35.36の周波数
特性を2倍としたのと等価となる。検出部31のロータ
の突極数を150とした場合、分解能と最高回転数を一
例として表に示す。なお、R/D変換器35.36の周
波数特性は10ビツトにおいて800Hzとする。
As described above, according to one embodiment of the present invention, the detection unit 31
Although the adjustment section 32 and amplifiers 33 and 34 are the same as in the prior art, the number of output bits can be increased by one by adding an R/D converter 36 or the like for one channel. In other words, the resolution can be doubled, and the frequency characteristics are R/D
Since it is determined by the characteristics of the converter 35 and 36, it will not drop. In other words, this is equivalent to doubling the frequency characteristics of the R/D converters 35 and 36. When the number of salient poles of the rotor of the detection unit 31 is 150, the resolution and the maximum rotation speed are shown in the table as an example. The frequency characteristics of the R/D converters 35 and 36 are assumed to be 800 Hz at 10 bits.

(以下余白) なお、上述の実施例は、ステータ2に設けられた極の位
相がロータ1の突極ピッチの1/4ピッチずつずらした
4柑のステータ突極に巻回されたコイルから90゛の位
相差を持つ2つの出力、つまりsinθ、cosθ出力
波形を作り出すレゾルバにこの発明を適用した。しかし
ながら、これに対して、ステータの突極をロータの突極
ピッチの1/3ピッチずつずらして並べ、3柑のステー
タの突極に巻回されたコイルから120°の位相差を有
する3つの出力を得るいわゆるシンクロ装置においても
、2つのシンクロ/ディジタル変換器を2つ並列に使用
することにより、前述の実施例と同様にして、周波数特
性を2倍に上げることができる。このようなシンクロと
しては、たとえば特開昭60−125153号公報に記
載されたものがある。
(Left below) In the above-mentioned embodiment, the phase of the poles provided on the stator 2 is shifted by 1/4 pitch of the salient pole pitch of the rotor 1 from a coil wound around four salient poles of the rotor 1. The present invention was applied to a resolver that produces two outputs having a phase difference of 2, ie, sin θ and cos θ output waveforms. However, in contrast, the salient poles of the stator are arranged so as to be shifted by 1/3 pitch of the salient pole pitch of the rotor, and three coils having a phase difference of 120° are generated from the coils wound around the salient poles of the three stators. Even in a so-called synchro device that obtains an output, by using two synchro/digital converters in parallel, the frequency characteristics can be doubled in the same way as in the above embodiment. Such a synchronizer is described, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 125153/1983.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、R/D変換器などを
1チャネル分追加することにより、分解能を2倍にする
ことができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the resolution can be doubled by adding one channel of R/D converters and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例のブロック図である。第2
図はこの発明の一実施例における補正器によって設定さ
れる補正量の決め方を説明するための図である。第3図
はこの発明の一実施例の動作を説明するためのタイミン
グ図である。第4図はこの発明の先行技術となるレゾル
バの検出部を示す図である。第5図はレゾルバの全体の
構成を示すブロック図である。 図において、31は検出部、32は調整部、33.34
はアンプ、35.36はR/D変換器、37.38は補
正器、39.40はD/A変換器、41はEXORゲー
トを示す。 第2図 (a) (c) 第3図
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. Second
The figure is a diagram for explaining how to determine the amount of correction set by the corrector in one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a timing diagram for explaining the operation of one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a detecting section of a resolver which is a prior art of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of the resolver. In the figure, 31 is a detection section, 32 is an adjustment section, 33.34
is an amplifier, 35.36 is an R/D converter, 37.38 is a corrector, 39.40 is a D/A converter, and 41 is an EXOR gate. Figure 2 (a) (c) Figure 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)周をn等分(nは3以上の整数)した各等分点に
突極を設けたロータと、前記ロータと同心上に配置した
ステータに4m(mは1以上の整数)個の極を設け、か
つ前記ステータの各極には前記ロータの突極と対抗した
小突極を設け、該ステータの極の並びの順番に前記ステ
ータの小突極の位相を前記ロータの突極ピッチの1/4
ピッチずつずらして配置した誘導子型レゾルバにおいて
、 出力誤差補正機能を有し、前記ステータの極に巻回され
たコイルから得られる電気角で90゜の位相差を有する
2つの出力信号をディジタル信号に変換するための第1
および第2のレゾルバ/ディジタル変換手段、および 前記第1および第2のレゾルバ/ディジタル変換手段の
それぞれから出力されるパルス信号がほぼ0.5パルス
分の位相差を有するように、該第1および第2のレゾル
バ/ディジタル変換手段に補正量を設定するための補正
量設定手段を備えた、回転角検出装置。
(1) A rotor whose circumference is divided into n equal parts (n is an integer of 3 or more) with salient poles provided at each equally divided point, and a stator with 4 m (m is an integer of 1 or more) salient poles arranged concentrically with the rotor. , and each pole of the stator is provided with a small salient pole opposing the salient pole of the rotor, and the phase of the small salient pole of the stator is adjusted in the order of the arrangement of the stator poles to the salient pole of the rotor. 1/4 of the pitch
The inductor type resolver, which is arranged at different pitches, has an output error correction function, and converts two output signals having a phase difference of 90 degrees in electrical angle obtained from the coils wound around the poles of the stator into digital signals. The first to convert to
and second resolver/digital conversion means, and the first and second resolver/digital conversion means such that the pulse signals output from each of the first and second resolver/digital conversion means have a phase difference of approximately 0.5 pulse. A rotation angle detection device comprising a correction amount setting means for setting a correction amount in the second resolver/digital conversion means.
(2)周をn等分(nは5以上の整数)した各等分点に
突極を設けたロータと、前記ロータと同心上に配置した
ステータに3m(mは1以上の整数)個の極を設け、か
つ前記ステータの各極には前記ロータの突極と対抗した
小突極を設け、該ステータの極の並びの順番に前記ステ
ータの小突極の位相を前記ロータの突極ピッチの1/3
ずつずらして配置したシンクロ装置において、 出力誤差補正機能を有し、前記ステータの極に巻回され
たコイルから得られる電気角で120゜の位相差を有す
る2つの出力信号をディジタル信号に変換するための第
1および第2のシンクロ/ディジタル変換手段、および 前記第1のおよび第2のシンクロ/ディジタル変換手段
のそれぞれから出力されるパルス信号がほぼ0.5パル
ス分の位相差を有するように、該第1および第2のシン
クロ/ディジタル変換手段に補正量を設定するための補
正量設定手段を備えた、回転角検出装置。
(2) A rotor whose circumference is divided into n equal parts (n is an integer of 5 or more) with salient poles provided at each equally divided point, and a stator with salient poles of 3m (m is an integer of 1 or more) arranged concentrically with the rotor. , and each pole of the stator is provided with a small salient pole opposing the salient pole of the rotor, and the phase of the small salient pole of the stator is adjusted in the order of the arrangement of the stator poles to the salient pole of the rotor. 1/3 of the pitch
The synchronizers arranged at different positions have an output error correction function and convert two output signals having a phase difference of 120 degrees in electrical angle obtained from the coils wound around the poles of the stator into digital signals. such that the pulse signals output from each of the first and second synchro/digital conversion means have a phase difference of approximately 0.5 pulse. , a rotation angle detection device comprising correction amount setting means for setting correction amounts in the first and second synchro/digital conversion means.
(3)前記第1および第2のレゾルバ/ディジタル変換
手段または前記第1および第2のシンクロ/ディジタル
変換手段のそれぞれのnビットの出力信号のうち、それ
ぞれの最下位ビットの排他的論理和をとって得られた信
号を、前記nビットの2つの出力信号のうちの一方の出
力信号の最下位に付加することにより、n+1ビットの
出力信号とする論理回路手段を含む、請求項第1項また
は第2項記載の回転角検出装置。
(3) Exclusive OR of the respective least significant bits of the n-bit output signals of the first and second resolver/digital conversion means or the first and second synchro/digital conversion means. Claim 1, further comprising logic circuit means for adding the obtained signal to the lowest order of one of the two n-bit output signals to obtain an n+1-bit output signal. Or the rotation angle detection device according to item 2.
JP32449388A 1988-12-21 1988-12-21 Detecting device of rotational angle Pending JPH02168113A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32449388A JPH02168113A (en) 1988-12-21 1988-12-21 Detecting device of rotational angle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32449388A JPH02168113A (en) 1988-12-21 1988-12-21 Detecting device of rotational angle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02168113A true JPH02168113A (en) 1990-06-28

Family

ID=18166422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32449388A Pending JPH02168113A (en) 1988-12-21 1988-12-21 Detecting device of rotational angle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02168113A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309735A (en) * 2006-05-17 2007-11-29 Nsk Ltd Resolver digital converter, rotation angular position detector, and rotary machine controller
JP2007322167A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Nsk Ltd Resolver digital converter, rotation angular position detection device, and rotary machine control device
WO2008120403A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Tamagawa Seiki Co., Ltd. Angle detector
JP2019124514A (en) * 2018-01-15 2019-07-25 多摩川精機株式会社 Multipolar resolver

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309735A (en) * 2006-05-17 2007-11-29 Nsk Ltd Resolver digital converter, rotation angular position detector, and rotary machine controller
JP2007322167A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Nsk Ltd Resolver digital converter, rotation angular position detection device, and rotary machine control device
WO2008120403A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Tamagawa Seiki Co., Ltd. Angle detector
JP2008268159A (en) * 2007-03-29 2008-11-06 Tamagawa Seiki Co Ltd Angle detector
JP2019124514A (en) * 2018-01-15 2019-07-25 多摩川精機株式会社 Multipolar resolver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930005881B1 (en) Motor drive system
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
CA1286385C (en) Variable reluctance position transducer
US5708344A (en) Resolver for detecting rotation position on the basis of response current to pulse voltage
KR102144254B1 (en) Zero Force Transform Vector Synthesis Active Resolver Apparatus
JP2558159B2 (en) Two-phase signal generator and two-phase signal generation method
US7138796B2 (en) Rotation angle sensor
JPH04169816A (en) Resolver device
JP2001235307A (en) Rotary type position detecting apparatus
JPH05122916A (en) Variable reluctance type resolver
JPS5866593A (en) Control system for ac induction motor
JP3170449B2 (en) Absolute encoder
JPH02168113A (en) Detecting device of rotational angle
JP2001183169A (en) Position detector
JP2624747B2 (en) Resolver
US4841213A (en) Current and torque feedback system and circuitry for sine-wave controlled brushless servo drive systems
JP3034744B2 (en) Absolute encoder
JPH11118521A (en) Vr type resolver and resolver signal processing circuit
JP2600912B2 (en) Motor drive system
JP2004304740A (en) Encoder output dividing device and r/d converter
JP2548726B2 (en) Rotation angle detector
JP4269246B2 (en) Encoder and motor with encoder
JP2554472B2 (en) Rotation position detector
JP2018189464A (en) Parallel winding resolver
JP3898611B2 (en) Resolver