JPH0346515A - 磁気レゾルバ - Google Patents
磁気レゾルバInfo
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- JPH0346515A JPH0346515A JP18086389A JP18086389A JPH0346515A JP H0346515 A JPH0346515 A JP H0346515A JP 18086389 A JP18086389 A JP 18086389A JP 18086389 A JP18086389 A JP 18086389A JP H0346515 A JPH0346515 A JP H0346515A
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- JP
- Japan
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- phase
- salient pole
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- coils
- wound around
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は偏心型の磁気レゾルバの検出精度の向」二に関
するものである。
するものである。
〈従来の技術〉
磁気レゾルバには、ロータの回転中心をステー夕の中心
に対してずらし、ロータ・ステータ間のギャップがロー
タの回転によって変化することを利用して回転を検出す
る偏心型の磁気レゾルバがある。
に対してずらし、ロータ・ステータ間のギャップがロー
タの回転によって変化することを利用して回転を検出す
る偏心型の磁気レゾルバがある。
このような偏心型の磁気レゾルバとして、例えば、本出
願人による特願昭６３−２０５９７１号の出願明細書に
記載されたものがある。
願人による特願昭６３−２０５９７１号の出願明細書に
記載されたものがある。
〈発明が解決しようとする課題〉
この磁気レゾルバでは、ステータの突極に巻かれたコイ
ルのインダクタンスしは、ロータの回転角θに対して、
原理上は、 Ｌ＝Ｌ、）（１＋ｍｓ ｉ ｎθ） Ｌ（、、ｍ：定数 と変化する。
ルのインダクタンスしは、ロータの回転角θに対して、
原理上は、 Ｌ＝Ｌ、）（１＋ｍｓ ｉ ｎθ） Ｌ（、、ｍ：定数 と変化する。
しかし、磁気レゾルバにはロータコアの変形やロータ・
ステータ間のギャップはロータの回転角に対して線形に
変化しないことなどが原因となって、実際には、回転角
θに対してコイルのインダクタンスＬ′は次式で与えら
れるように変化する。
ステータ間のギャップはロータの回転角に対して線形に
変化しないことなどが原因となって、実際には、回転角
θに対してコイルのインダクタンスＬ′は次式で与えら
れるように変化する。
Ｌ′＝Ｌ、 （１＋ｍ、ｓｉｎ （θ十ｒ、）十ｍ２
ｓｉｎ（２θ＋９０２） 十ｍ３ｓｉｎ（３θ＋５／＋３）十−＋ｍ＋ ＋ ｍ２
＋ ｍ３”’＋ ９’＋ ＋ ９’２ ＋ ’Ｐ３−：
定数この式に示すように、インダクタンス、Ｌ′はｍ２
ｓｉｎ（２θ＋Ｆ２） 十ｍ３ｓｉｎ（３θ＋９０３）十・・・なる高調波成分
を含み、完全な正弦波ではない。
ｓｉｎ（２θ＋９０２） 十ｍ３ｓｉｎ（３θ＋５／＋３）十−＋ｍ＋ ＋ ｍ２
＋ ｍ３”’＋ ９’＋ ＋ ９’２ ＋ ’Ｐ３−：
定数この式に示すように、インダクタンス、Ｌ′はｍ２
ｓｉｎ（２θ＋Ｆ２） 十ｍ３ｓｉｎ（３θ＋９０３）十・・・なる高調波成分
を含み、完全な正弦波ではない。
このようなインダクタンスをもとに検出した磁気レゾル
バの検出信号は、精度が悪化するという問題点があった
。
バの検出信号は、精度が悪化するという問題点があった
。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、突極に巻かれたコイルの巻き方によってコイ
ルのインダクタンスに含まれる高調波成分を除去し、高
検出精度が得られる磁気レゾルバを実現することを目的
とする。
のであり、突極に巻かれたコイルの巻き方によってコイ
ルのインダクタンスに含まれる高調波成分を除去し、高
検出精度が得られる磁気レゾルバを実現することを目的
とする。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は次のとおりの構成になった磁気レゾルバである
。
。
（１）４部個（ｎは整数）の突極が設けられていて、隣
合うｎ個の突極群毎に、それぞれ０°突極、９０°突極
、１８０°突極および２７０°突極をなしているステー
タと、 このステータと対向していて回転中心は前記ステータの
中心から偏心しているロータと、各突極に２個ずつ巻か
れていて、前記０″突極と９０°突極に巻かれたものど
うしで第１相、９０″突極と１８０°突極に巻かれたも
のどうしで第２相、１８０°突極および２７０”突極に
巻かれたものどうしで第３相、２７０”突極と０゜突極
に巻かれたものどうしで第４相を構成する４相のコイル
と、 前記第１相のコイルと第３相のコイルには正弦波励磁信
号を与え、前記第２相のコイルと第４相のコイルには余
弦波励磁信号を与える信号源と、正弦波励磁信号が与え
られたコイルに流れる電流と、余弦波励磁信号が与えら
れたコイルに流れる電流をもとに位相変調型のロータの
回転検出信号を算出する演算回路、 を具備した磁気レゾルバ。
合うｎ個の突極群毎に、それぞれ０°突極、９０°突極
、１８０°突極および２７０°突極をなしているステー
タと、 このステータと対向していて回転中心は前記ステータの
中心から偏心しているロータと、各突極に２個ずつ巻か
れていて、前記０″突極と９０°突極に巻かれたものど
うしで第１相、９０″突極と１８０°突極に巻かれたも
のどうしで第２相、１８０°突極および２７０”突極に
巻かれたものどうしで第３相、２７０”突極と０゜突極
に巻かれたものどうしで第４相を構成する４相のコイル
と、 前記第１相のコイルと第３相のコイルには正弦波励磁信
号を与え、前記第２相のコイルと第４相のコイルには余
弦波励磁信号を与える信号源と、正弦波励磁信号が与え
られたコイルに流れる電流と、余弦波励磁信号が与えら
れたコイルに流れる電流をもとに位相変調型のロータの
回転検出信号を算出する演算回路、 を具備した磁気レゾルバ。
（２）前記４相のコイルは、Ｏ°突極に巻かれたもの全
部と９０″′突極に巻かれたものの１部で第１相、９０
″突極に巻かれたもの全部と１８０°突極に巻かれたも
のの１部で第２相、１８０°突極に巻かれたもの全部と
２７０°突極に巻かれたものの１部で第３相、２７０°
突極に巻かれたもの全部とＯ″突極巻かれたものの１部
で第４相を構成していることを特徴とする請求項（１）
記載の磁気レゾルバ。
部と９０″′突極に巻かれたものの１部で第１相、９０
″突極に巻かれたもの全部と１８０°突極に巻かれたも
のの１部で第２相、１８０°突極に巻かれたもの全部と
２７０°突極に巻かれたものの１部で第３相、２７０°
突極に巻かれたもの全部とＯ″突極巻かれたものの１部
で第４相を構成していることを特徴とする請求項（１）
記載の磁気レゾルバ。
く作用〉
このような本発明では、ステータの１つの相を形成する
コイルは、複数の突極にまたがって分布巻きされていて
、分布巻きのコイルのインダクタンスの平均を１つの相
のコイルのインダクタンスとすることによって、コイル
のインダクタンスに含まれる高調波成分を除去する。
コイルは、複数の突極にまたがって分布巻きされていて
、分布巻きのコイルのインダクタンスの平均を１つの相
のコイルのインダクタンスとすることによって、コイル
のインダクタンスに含まれる高調波成分を除去する。
〈実施例〉
以下、図面を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明にかかる磁気レゾルバの一実施例の構成
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）図のｚ−２
部分の断面図である。
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）図のｚ−２
部分の断面図である。
図で、２０は円筒状のロータ、３０はロータ２０の内部
に配置されたステータである。
に配置されたステータである。
ロータ２０は円筒の中心Ｏを回転中心にしている。
ステータ３０は、１枚のステータ板３１で構成されてい
て、このステータ板３１には円周方向に等間隔毎に配列
された４ｎ個（ｎは整数）の突極が設けられている。実
施例では１２個の突極が設けられている。これらの突極
を配列順に沿って３２１．３２２・・・３２１２とする
。
て、このステータ板３１には円周方向に等間隔毎に配列
された４ｎ個（ｎは整数）の突極が設けられている。実
施例では１２個の突極が設けられている。これらの突極
を配列順に沿って３２１．３２２・・・３２１２とする
。
突＠１３２１の位置を基準にすると、突極３２．。
３２２．３２３は０６突極、３２４．３２５３２６は９
０６突極、３２□、３２ｅ 、３２ｓは１８０°突極、
３２．。、３２１ ＋ 、３２１２は２７０°突極であ
る。
０６突極、３２□、３２ｅ 、３２ｓは１８０°突極、
３２．。、３２１ ＋ 、３２１２は２７０°突極であ
る。
ステータ３０の中心Ｏ７はロータ２０の回転中心０から
δだけずらして配置されている。このような配置により
、突極先端とロータ内周面の間のギャップはロータの回
転角によって変化する。
δだけずらして配置されている。このような配置により
、突極先端とロータ内周面の間のギャップはロータの回
転角によって変化する。
各突％３２＋、３２２・・・３２，２にはそれぞれ２個
ずつのコイル１と１′、２と２′・・・１２と１２′か
巻かれている。これらのコイルは分布巻きで巻かれてい
て、全部で４相のコイルを形成している。各相のコイル
の接続状態を第２図に示す。
ずつのコイル１と１′、２と２′・・・１２と１２′か
巻かれている。これらのコイルは分布巻きで巻かれてい
て、全部で４相のコイルを形成している。各相のコイル
の接続状態を第２図に示す。
第２図で、例えば、第１相コイルは、コイル１゜２．３
，４′、５′、６′を直列に接続して構成されている。
，４′、５′、６′を直列に接続して構成されている。
同様に、第２相〜第４相のコイルも図に示す番号のコイ
ルを直列接続して構成されている。
ルを直列接続して構成されている。
この磁気レゾルバではロータと突極には歯は形成されて
いない。
いない。
再び第１図にもどり、４０は第１相コイルと第３相コイ
ルをＡｓ１ｎωｔなる交流信号（Ａ：電圧または電流の
振幅、ω：角速度、ｔ：時間）で駆動し、第２相コイル
と第４相コイルをＡｃｏｓωｔなる交流信号で駆動する
信号源である。
ルをＡｓ１ｎωｔなる交流信号（Ａ：電圧または電流の
振幅、ω：角速度、ｔ：時間）で駆動し、第２相コイル
と第４相コイルをＡｃｏｓωｔなる交流信号で駆動する
信号源である。
５０は各コイルに流れる電流をもとにロータの回転検出
信号を算出する演算回路である。演算回路５０の具体的
楕成例を第３図に示す。
信号を算出する演算回路である。演算回路５０の具体的
楕成例を第３図に示す。
このように構成した磁気レゾルバの動作を説明する。
第１相コイルは、突極３２．〜３２６に巻かれたコイル
が直列接続されたものである。このため、第１相コイル
は１８０°の機械角の範囲にわたって配列されたコイル
のインダクタンスの平均をとったものになる。１８０°
の機械角の範囲では、インダクタンスの２次高調波は１
周期分に相当するため、２次高調波は１周期分の平均値
をとられることによってＯになる。これによってインダ
クタンスに含まれる２次高調波が除去される。
が直列接続されたものである。このため、第１相コイル
は１８０°の機械角の範囲にわたって配列されたコイル
のインダクタンスの平均をとったものになる。１８０°
の機械角の範囲では、インダクタンスの２次高調波は１
周期分に相当するため、２次高調波は１周期分の平均値
をとられることによってＯになる。これによってインダ
クタンスに含まれる２次高調波が除去される。
他の相のコイルについても同様に２次高調波が除去され
る。
る。
コイルのインダクタンスで、２次高調波は最も大きな誤
差成分である。これよりも小さい３次以上の高調波を基
本波に比べて十分小さいとすると、ロータの回転に対す
る各相のコイルのインダクタンス変化は、 Ｌ＋ ＝Ｌｏ （１＋ｍｓ ｉ ｎθ）１．２ ＝Ｌ
Ｏ（１＋ｍｓ ｉ ｎ （θ＋９０６））Ｌ３ ＝Ｌ
ｏ （１−ｍｓ ｉ ｎθ）Ｌ４ ＝Ｌｏ Ｉ １
＋ｍｓ ｉ ｎ （θ−９０″））Ｌｌ、 Ｌ２
、 Ｉ−３、Ｌ４：第１相、第２相、第３相、第４相
のコイルのインダクタンス のように高調波成分が除去された形になる。
差成分である。これよりも小さい３次以上の高調波を基
本波に比べて十分小さいとすると、ロータの回転に対す
る各相のコイルのインダクタンス変化は、 Ｌ＋ ＝Ｌｏ （１＋ｍｓ ｉ ｎθ）１．２ ＝Ｌ
Ｏ（１＋ｍｓ ｉ ｎ （θ＋９０６））Ｌ３ ＝Ｌ
ｏ （１−ｍｓ ｉ ｎθ）Ｌ４ ＝Ｌｏ Ｉ １
＋ｍｓ ｉ ｎ （θ−９０″））Ｌｌ、 Ｌ２
、 Ｉ−３、Ｌ４：第１相、第２相、第３相、第４相
のコイルのインダクタンス のように高調波成分が除去された形になる。
信号源４０により、第１相コイルと第３相コイルは励磁
信号Ａｓ１ｎωｔで励磁され、第２相コイルと第４相コ
イルは励磁信号Ａｃｏｓωｔで駆動されているため、各
相コイルに流れる電流１１〜Ｉ４は次のとおりになる。
信号Ａｓ１ｎωｔで励磁され、第２相コイルと第４相コ
イルは励磁信号Ａｃｏｓωｔで駆動されているため、各
相コイルに流れる電流１１〜Ｉ４は次のとおりになる。
Ｉ＋ ＝Ｋ （１＋ｍｓ ｉ ｎθ） ｓ ｉ ｎωｔ
Ｉ２ ＝Ｋ （１＋ｍｃｏｓθ）ｃＯ５ωｔＩ３＝Ｋ（
１−ｍｓｉｎθ）ｓｉｎ（Ｉ）ｔ。
Ｉ２ ＝Ｋ （１＋ｍｃｏｓθ）ｃＯ５ωｔＩ３＝Ｋ（
１−ｍｓｉｎθ）ｓｉｎ（Ｉ）ｔ。
１４＝Ｋ （１−ｍｃｏｓθ）ｃｏｓωｔＫ：定数
１１・ ■２・ Ｉ３．ｒ。
：第１相、第２相、第３相、第４相のコイルのインダク
タンス これらの電流がら、演算回路５ｏは次の演算を行う。
タンス これらの電流がら、演算回路５ｏは次の演算を行う。
（Ｉｔ Ｉ３）＋（Ｉ２ １４ ）＝２ｍＫｓ
ｉ ｎ θｓ ｉ ｎωｔ＋２ｍＫｃｏｓθＣ
Ｏ６ωｔ ＝２ｍＫｓ ｉ ｎ （ωｔ−θ＋９０°） ０
０式で与えられる信号はロータが１回転すると位相が３
６０°変調されるため、第３図の位相差カウンタＣで位
相変調されない励磁信号との位相差を計測すれば１回転
の絶対角度を検出できる。
ｉ ｎ θｓ ｉ ｎωｔ＋２ｍＫｃｏｓθＣ
Ｏ６ωｔ ＝２ｍＫｓ ｉ ｎ （ωｔ−θ＋９０°） ０
０式で与えられる信号はロータが１回転すると位相が３
６０°変調されるため、第３図の位相差カウンタＣで位
相変調されない励磁信号との位相差を計測すれば１回転
の絶対角度を検出できる。
また、位相の変動速度を計測すれば回転速度を検出でき
る。
る。
第４図は各相のコイルの他の接続例を示した図である。
このように接続すると、各相のコイルでは機械角で１２
０°の範囲にわたって配置されたコイルのインダクタン
スの平均をとっているため、インダクタンスの３次高調
波を除去できる。
０°の範囲にわたって配置されたコイルのインダクタン
スの平均をとっているため、インダクタンスの３次高調
波を除去できる。
また、実施例ではアウタロータ型の磁気レゾルバの例を
示したが、磁気レゾルバはインナロータ型であってもよ
い。
示したが、磁気レゾルバはインナロータ型であってもよ
い。
１
く効果〉
本発明によれば、ステータの１つの相を形成するコイル
は、複数の突極にまたがって分布巻きされているため、
分布巻きコイルのインダクタンスの平均が１つの相のコ
イルのインダクタンスとなる。これによって、ロータの
回転によるインダクタンス変化に含まれる高調波成分が
除去され、磁気レゾルバの検出精度を陶土、できる。
は、複数の突極にまたがって分布巻きされているため、
分布巻きコイルのインダクタンスの平均が１つの相のコ
イルのインダクタンスとなる。これによって、ロータの
回転によるインダクタンス変化に含まれる高調波成分が
除去され、磁気レゾルバの検出精度を陶土、できる。
第１図は本発明にかかる磁気レゾルバの一実施例の構成
図、第２図および第４図は各相のコイルの接続例を示し
た図、第３図は演算回路の具体的構成例を示した図であ
る。 １〜１２．１′〜１２′・・・コイル、２０・・・ロー
タ、３０・・・ステータ、３１１〜３１３・・・ステー
タ部材、３２１〜３２，２・・・突極、４０・・・信号
源、５０・・・演算回路。 ２
図、第２図および第４図は各相のコイルの接続例を示し
た図、第３図は演算回路の具体的構成例を示した図であ
る。 １〜１２．１′〜１２′・・・コイル、２０・・・ロー
タ、３０・・・ステータ、３１１〜３１３・・・ステー
タ部材、３２１〜３２，２・・・突極、４０・・・信号
源、５０・・・演算回路。 ２
Claims (2)
- （１）４ｎ個（ｎは整数）の突極が設けられていて、隣
合うｎ個の突極群毎に、それぞれ０°突極、９０°突極
、１８０°突極および２７０°突極をなしているステー
タと、 このステータと対向していて回転中心は前記ステータの
中心から偏心しているロータと、各突極に２個ずつ巻か
れていて、前記０°突極と９０°突極に巻かれたものど
うしで第１相、９０°突極と１８０°突極に巻かれたも
のどうしで第２相、１８０°突極および２７０°突極に
巻かれたものどうしで第３相、２７０°突極と０°突極
に巻かれたものどうしで第４相を構成する４相のコイル
と、 前記第１相のコイルと第３相のコイルには正弦波励磁信
号を与え、前記第２相のコイルと第４相のコイルには余
弦波励磁信号を与える信号源と、正弦波励磁信号が与え
られたコイルに流れる電流と、余弦波励磁信号が与えら
れたコイルに流れる電流をもとに位相変調型のロータの
回転検出信号を算出する演算回路、 を具備した磁気レゾルバ。 - （２）前記４相のコイルは、０°突極に巻かれたもの全
部と９０°突極に巻かれたものの１部で第１相、９０°
突極に巻かれたもの全部と１８０°突極に巻かれたもの
の１部で第２相、１８０°突極に巻かれたもの全部と２
７０°突極に巻かれたものの１部で第３相、２７０°突
極に巻かれたもの全部と０°突極に巻かれたものの１部
で第４相を構成していることを特徴とする請求項（１）
記載の磁気レゾルバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18086389A JPH0346515A (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 磁気レゾルバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18086389A JPH0346515A (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 磁気レゾルバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0346515A true JPH0346515A (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=16090673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18086389A Pending JPH0346515A (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 磁気レゾルバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0346515A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1653587A2 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-03 | Hitachi, Ltd. | Rotating electrical machine and manufacturing method thereof |
| JP2006158174A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-06-15 | Hitachi Ltd | 回転電機及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-07-13 JP JP18086389A patent/JPH0346515A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1653587A2 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-03 | Hitachi, Ltd. | Rotating electrical machine and manufacturing method thereof |
| JP2006158174A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-06-15 | Hitachi Ltd | 回転電機及びその製造方法 |
| EP1653587A3 (en) * | 2004-10-29 | 2007-08-08 | Hitachi, Ltd. | Rotating electrical machine and manufacturing method thereof |
| US7557483B2 (en) | 2004-10-29 | 2009-07-07 | Hitachi, Ltd. | Rotating electrical machine and manufacturing method thereof |
| JP4522901B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2010-08-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 回転電機及びその製造方法 |
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