JPH0311987A - Detection method of rotating position of motor - Google Patents

Detection method of rotating position of motor

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JPH0311987A
JPH0311987A JP1146160A JP14616089A JPH0311987A JP H0311987 A JPH0311987 A JP H0311987A JP 1146160 A JP1146160 A JP 1146160A JP 14616089 A JP14616089 A JP 14616089A JP H0311987 A JPH0311987 A JP H0311987A
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JP
Japan
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motor
rotational position
resolver
output
poles
Prior art date
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Pending
Application number
JP1146160A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Endo
遠藤 和弥
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH0311987A publication Critical patent/JPH0311987A/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To share a system by detecting a mechanical angle rotating position of a motor from a secondary winding of a resolver. CONSTITUTION:A rotating position detection system of an AC motor 10 is constituted of a bipolar resolver 1 connected to the rotary shaft thereof and a function generator 101 consisting of memories of R/D converter 100, ROM, etc. An output-signal phim of the R/D converter 100 is a digital signal indicating a mechanical angle rotating position of the motor 10. The rotating position phim is induced by the function generator 101 to output a specific electrical angle phie corresponding to the number of poles of the motor 10.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電動機の回転位置検出方法に関し、詳しくは、
レゾルバを用いて電動機の回転位置を電気角として検出
する回転位置検出方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for detecting the rotational position of an electric motor.
The present invention relates to a rotational position detection method for detecting the rotational position of a motor as an electrical angle using a resolver.

(従来の技術) 従来から、電動機の速度の検出や軸の回転位置の検出に
レゾルバが用いられている。第3図は、このレゾルバを
用いて交流電動機の速度制御等をのである。
(Prior Art) Conventionally, resolvers have been used to detect the speed of an electric motor and the rotational position of a shaft. Figure 3 shows how this resolver is used to control the speed of an AC motor.

ここで、レゾルバは巻線形の誘導機と同様の構造を持つ
一種の回転トランスである。−相励磁/二相出力のレゾ
ルバ1の固定子側−次巻線1aに発振器2から励磁信号
(sinωt)を印加すると1図示されていない電動機
の軸に直結されたレゾルバ1の回転子側二次直交巻線1
b、lcからは、軸の回転位置(回転角)Oに対応した
sin及びcosの二相振幅変調信号(cosθ・si
nωt、 5inO・sinωt)が得られる。
Here, the resolver is a type of rotating transformer with a structure similar to a wound induction machine. - The stator side of the resolver 1 with phase excitation/two-phase output - When the excitation signal (sinωt) is applied from the oscillator 2 to the next winding 1a, 1. Orthogonal winding 1
From b and lc, a sin and cos two-phase amplitude modulation signal (cos θ・si
nωt, 5inO·sinωt) is obtained.

これらの二相信号は変換器3に送られ、変換器3ではカ
ウンタ8の出力であるディジタルの位置信号φとレゾル
バ1の回転位置0との比較を行ない、θとφの相違を5
in(O−φ)・sinωtという信号として出力する
。この出力信号は同期整流回路4において発振器2から
の励磁信号sinωtによって同期整流される。そして
、同期整流回路4の出力信号はローパスフィルタ5を介
して平滑され。
These two-phase signals are sent to the converter 3, which compares the digital position signal φ, which is the output of the counter 8, with the rotational position 0 of the resolver 1, and calculates the difference between θ and φ by 5.
It is output as a signal in(O-φ)·sinωt. This output signal is synchronously rectified in the synchronous rectifier circuit 4 using the excitation signal sinωt from the oscillator 2. The output signal of the synchronous rectifier circuit 4 is then smoothed through a low-pass filter 5.

積分器6に入力されて積分された後、電動機の速度信号
Nとして出力される。
After being input to an integrator 6 and integrated, it is output as a speed signal N of the motor.

この速度信号Nは電圧制御発振器(VCO)7にも送ら
れ、電圧制御発振器7では速度信号Nに応じたパルスが
出力されると共に、この出力パルスはカウンタ8に送ら
れ、カウンタ8の出力位置信号φを制御するようになっ
ている。
This speed signal N is also sent to a voltage controlled oscillator (VCO) 7, and the voltage controlled oscillator 7 outputs a pulse corresponding to the speed signal N. At the same time, this output pulse is sent to a counter 8, and the output position of the counter 8 is The signal φ is controlled.

ここで、積分器6はその人力信号が零、つまりレゾルバ
1の回転位置0とカウンタ8の出力位置(R号φとが一
致するように動作するため、出力位置信号φは回転位置
θに一致することになる。
Here, the integrator 6 operates so that its human input signal is zero, that is, the rotational position 0 of the resolver 1 and the output position (R number φ) of the counter 8 match, so the output position signal φ matches the rotational position θ. I will do it.

なお、第3図において一点鎖線で囲んだ部分は。In addition, the part surrounded by the dashed line in Fig. 3 is.

R/D(レゾルバ/ディジタル)変換器100として市
販されているものである。
This is commercially available as an R/D (resolver/digital) converter 100.

(発明が解決しようとする課題) 上述したように、レゾルバ]−とR/ D変換器100
との組合せにより電動機の速度や回転位置を求めること
ができる。一方、近年では、ベクトル制御技術等の発達
により交流電動機の高性能制御が可能になってきており
、このような高性能制御においては、電動機の電気角位
置情報が必要になってくる。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the resolver and the R/D converter 100
In combination with this, the speed and rotational position of the motor can be determined. On the other hand, in recent years, advances in vector control technology have made it possible to perform high-performance control of AC motors, and such high-performance control requires information on the electrical angle position of the motor.

ここで、レゾルバ1とR/D変換器100とを用いて電
動機の電気角回転位置を検出するには、第4図に示すよ
うに電動機10の極数Pmとレゾルバ1の極数Prとを
一致させる必要があり、Pm=PrのときにR/D変換
器100の出力位置信号φは電動機10の電気角回転位
置となる。
Here, in order to detect the electrical angle rotational position of the electric motor using the resolver 1 and the R/D converter 100, the number of poles Pm of the electric motor 10 and the number of poles Pr of the resolver 1 are determined as shown in FIG. It is necessary to make them match, and when Pm=Pr, the output position signal φ of the R/D converter 100 becomes the electrical angle rotational position of the electric motor 10.

従って、電動機の速度制御等を高性能に行なうためには
、極数が電動機の極数と同一であるレゾルバを用いるこ
とが必要になる。このため従来では、電動機の極数に応
じて多種類の極数のレゾルバを博備する必要が生じてい
たが、このことは電動機駆動システムの共通化という要
請からすれば、システムのコス1−を上昇させる大きな
要因となっていた。
Therefore, in order to control the speed of the electric motor with high performance, it is necessary to use a resolver whose number of poles is the same as that of the electric motor. For this reason, in the past, it was necessary to have resolvers with various types of pole numbers depending on the number of poles of the motor, but this meant that the cost of the system was low in view of the need to standardize the motor drive system. This was a major factor in increasing the

本発明は上記問題点を解決するために提案されたもので
、その目的とするところは、*!PIJ機及びレゾルバ
の極数の一致不一致を問わず、共通の回路構成にて電気
角回転位置の検出や速度検出が行なえるようにし、電動
機駆動システムの低コスト化を可能にした電動機の回転
位置検出方法を提供することにある。
The present invention was proposed to solve the above-mentioned problems, and its purpose is *! A motor rotational position that makes it possible to detect the electrical angle rotational position and speed using a common circuit configuration, regardless of the number of poles of the PIJ machine and resolver, which makes it possible to reduce the cost of the motor drive system. The object of the present invention is to provide a detection method.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、電動機の極数にか
かわりなく、例えば2極レゾルバとR/D変換器との組
合せで機械角回転位置の検出が可能であることに着目し
たもので、前記機械角位置を検出してそのディジタル信
号出力をROM(リートオンリーメモリ)等の関数発生
器により電気角回転位置に変換するものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention makes it possible to detect mechanical angle rotational positions by, for example, combining a two-pole resolver and an R/D converter, regardless of the number of poles of the electric motor. The mechanical angle position is detected and the digital signal output thereof is converted into an electrical angle rotational position by a function generator such as a ROM (read only memory).

すなわち本発明は、電動機の回転軸に結合されたレゾル
バの二次巻線の出力信号から電動機の機械角回転位置を
検出し、この機械角回転位置を、電動機の極数に応じて
人出力特性を可変とした関数発生器により電動機の電気
角回転位置に変換するものである。
That is, the present invention detects the mechanical angle rotational position of the electric motor from the output signal of the secondary winding of the resolver coupled to the rotating shaft of the electric motor, and calculates the mechanical angle rotational position according to the human output characteristics according to the number of poles of the electric motor. This is converted into the electrical angle rotational position of the motor using a variable function generator.

(作用) 本発明によれば、電動機の極数に拘らず2極のレゾルバ
を用いることができ、電動機の極数が変わった場合には
関数発生器の内容を変えることで対応する電気角回転位
置を検出することができる。
(Function) According to the present invention, a two-pole resolver can be used regardless of the number of poles of the motor, and when the number of poles of the motor changes, the corresponding electrical angle rotation can be achieved by changing the contents of the function generator. The location can be detected.

従って、ハードウェア上では、同一構成の電動機駆動シ
ステムによって極数が異なる複数の電動機の回転位置検
出や速度検出が可能になる。
Therefore, in terms of hardware, it is possible to detect the rotational positions and speeds of a plurality of electric motors having different numbers of poles using a motor drive system having the same configuration.

(実施例) 以下5図に沿って本発明の一実施例を説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図は、この実施例が適用される電動機の回転位置検
出システムの概略的な構成を示すものであり、同図にお
いて、lOは交流電動機、1は交流電動機10の回転軸
に結合された2極のレゾルバ、100は第3図と同一構
成のR/D変換器、101はROM等のメモリからなる
関数発生器である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a rotational position detection system for an electric motor to which this embodiment is applied. A two-pole resolver, 100 is an R/D converter having the same configuration as in FIG. 3, and 101 is a function generator consisting of a memory such as a ROM.

ここで、レゾルバ1は2極であるため、R/D変換器1
00の出力信号φmは電動機10の機械角回転位置を示
すディジタル信号となる。
Here, since the resolver 1 has two poles, the R/D converter 1
The output signal φm of 00 is a digital signal indicating the mechanical angle rotational position of the electric motor 10.

次に、第2図(、)は電動機軸の回転位置OとIく/D
変換器100から出力されるφmとの関係の一例を示し
ており、OD〜360°の範囲では、回転位1ξ0に一
致した機械角回転位置φmがR/D変換器lOOから出
力される。この機械角回転位置φmは関数発生器101
に導かれ、関数発生器101においては電動機10の極
数PIIに応じた所定の電気角φeを出力する。
Next, Figure 2 (,) shows the rotational positions O and I/D of the motor shaft.
An example of the relationship with φm outputted from the converter 100 is shown, and in the range from OD to 360°, a mechanical angle rotational position φm matching the rotational position 1ξ0 is outputted from the R/D converter lOO. This mechanical angle rotational position φm is determined by the function generator 101
The function generator 101 outputs a predetermined electrical angle φe corresponding to the number of poles PII of the motor 10.

なお、第2図(b)は電動機10の極数Pm=4の場合
、同図(c)は同じ<Pm=6の場合の関数発生器10
1の入出力特性であり、φmに対するφeの値の変更は
ROMの内容の変更によって容易に実現することができ
る。また、この例かられかるように、関数発生器101
内の関数は、その入出力関係が入力回転角1回転(機械
角で360°)に対して(Pm/Pr)倍の電気角回転
位置相当のデータを出力するように構成すればよい。
Note that FIG. 2(b) shows the function generator 10 when the number of poles of the motor 10 is Pm=4, and FIG. 2(c) shows the function generator 10 when the number of poles of the motor 10 is <Pm=6.
1, and the value of φe relative to φm can be easily changed by changing the contents of the ROM. Also, as can be seen from this example, the function generator 101
The function within may be configured such that its input/output relationship outputs data equivalent to (Pm/Pr) times the electrical angle rotational position for one rotation of the input rotational angle (360° in mechanical angle).

このように本実施例によれば、電動機の極数に応じて関
数発生器101の入出力関係を表わす内容を変更するだ
けで、電動機の機械角回転位置から電気角回転位置を求
めることができ、これにJ、%づいて電動機の速度検出
や回転軸の位置検出を行なうことができる。
According to this embodiment, the electrical angle rotational position of the motor can be determined from the mechanical angle rotational position by simply changing the content representing the input/output relationship of the function generator 101 according to the number of poles of the motor. , J, % can be used to detect the speed of the motor and the position of the rotating shaft.

なお、本発明は交流電動機のみならず直流電動機の回転
位置検出にも適用することができる。
Note that the present invention can be applied to detecting the rotational position of not only AC motors but also DC motors.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、任意の極数の電fljJ
機と例えば2極のレゾルバとを組合せたうえ、レゾルバ
に比べてはるかに安価な関数発生器を用いてレゾルバの
出力である機械角回転位置を電気角回転位置に変換する
ことにより電動機の回転位置を検出するものであるから
、関数発生器の入出力特性を電動機極数に応じて変更す
ることにより、種々の極数の電動機に対して回転位置の
検出を行なうことができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the electric current fljJ with any number of poles
The rotational position of the electric motor can be determined by combining a motor with, for example, a two-pole resolver, and converting the mechanical angle rotational position, which is the output of the resolver, into an electrical angle rotational position using a function generator that is much cheaper than a resolver. Therefore, by changing the input/output characteristics of the function generator according to the number of motor poles, the rotational position can be detected for motors with various numbers of poles.

従って、単一の駆動システムにより種々の極数の電動機
を駆動することができ、コストの低減を図ることが可能
である。
Therefore, motors with various numbers of poles can be driven by a single drive system, and costs can be reduced.

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

第1図は本発明の一実施例が適用される電動機の回転位
置検出システムの概略構成図、第2図(a)は電動機軸
回転位置とR/D変換器の出力との関係を示す図、同図
(b)、(C)は関数発生器の入出力特性図、第3図は
電動機の回転位置検出の原理図、第4図は電動機とレゾ
ルバ及びR/D変換器の組合せを示す構成図である。 1・・・レゾルバ    10・・・交流電動機100
・・・レゾルバ/ディジタル変換器(R/D変換器)1
01・・関数発生器 特 許 出 願 人 富 士 電 機 株 式 \← G、←
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor rotational position detection system to which an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2(a) is a diagram showing the relationship between the motor shaft rotational position and the output of the R/D converter. , Figures (b) and (C) are input/output characteristic diagrams of the function generator, Figure 3 is a principle diagram of motor rotational position detection, and Figure 4 is a combination of the electric motor, resolver, and R/D converter. FIG. 1... Resolver 10... AC motor 100
...Resolver/digital converter (R/D converter) 1
01...Function generator patent applicant Fuji Electric Co., Ltd. \← G, ←

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電動機の回転軸に結合されたレゾルバの二次巻線の出力
信号から前記電動機の機械角回転位置を検出し、前記機
械角回転位置を、前記電動機の極数に応じて入出力特性
を可変とした関数発生器により前記電動機の電気角回転
位置に変換することを特徴とする電動機の回転位置検出
方法。
A mechanical angle rotational position of the motor is detected from an output signal of a secondary winding of a resolver coupled to a rotating shaft of the motor, and input/output characteristics of the mechanical angle rotational position are varied according to the number of poles of the motor. A method for detecting a rotational position of an electric motor, comprising converting the rotational position into an electrical angle rotational position of the electric motor using a function generator.
JP1146160A 1989-06-08 1989-06-08 Detection method of rotating position of motor Pending JPH0311987A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779589A (en) * 1993-09-09 1995-03-20 Ckd Corp Motor controller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779589A (en) * 1993-09-09 1995-03-20 Ckd Corp Motor controller

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