JPH04169816A - レゾルバ装置 - Google Patents
レゾルバ装置Info
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- JPH04169816A JPH04169816A JP2298473A JP29847390A JPH04169816A JP H04169816 A JPH04169816 A JP H04169816A JP 2298473 A JP2298473 A JP 2298473A JP 29847390 A JP29847390 A JP 29847390A JP H04169816 A JPH04169816 A JP H04169816A
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- G—PHYSICS
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
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-
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- H03M1/645—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals for position encoding, e.g. using resolvers or synchros
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
装置に関する。
テータ歯間の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置に
より変化し、ロータ鉄心1回転でリラクタンス変化の基
本波成分が1周期となる構造のステータとロータを持ち
、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角度
位置又は回転速度を検出する2極バリアプルリラクタン
ス型レゾルバにおいて、3相交流励磁巻線と出力巻線を
それぞれ別に持つ3個のステータ歯を120′間隔で設
け、各相ステータ歯の180°対称位置に同様の励磁巻
線と逆向きの出力巻線を持つステータ歯を設けてA組の
ステータ歯とし、これらの6個のA組のステータ歯に対
し各々90’ずれた位置に6個のA組と同様な巻線を持
つB組のステータ歯を設けたことを特徴とするレゾルバ
が知られている(特開平1−218344号公報)。こ
のレゾルバ装置では、各出力巻線からの出力信号を合成
した出力電圧と各励磁巻線に印加される励磁電圧の位相
差(θ+π/4)を検出し、−π/4の位置に基準点を
置くことにより、ロータの回転角度位置Oが検出される
。
には、磁界を形成するための励磁巻線と、ロータ位置に
より回転角度分たけ位相変調された出力信号を検出する
ための出力巻線の2種類の巻線が巻回されているので、
巻線のための広いスペースが必要であると共に、前記各
ステータ歯において前記2種類の巻線間を絶縁する必要
があるという問題点がある。
もので、ステータの各相の磁極に巻回される巻線のため
のスペースを小さくすることができると共に、巻線間を
絶縁する必要のないレゾルバ装置を提供することを目的
としている。
テータ鉄心の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置に
より変化し、ロータ鉄心の1回転でリラクタンス変化の
基本波成分が1周期となる構造のロータとステータから
成るレゾルバを備え、°前記リラクタンス変化を検出す
ることにより回転角度位置又は回転速度を検出するレゾ
ルバ装置において、前記ステータは、120°間隔で配
置された少なくとも3相の磁極と、該各磁極に巻回され
た1種類の巻線とを有し、且つ前記各巻線に流れる電流
値を検出し、該検出された電流値を用いて回転角度位置
又は回転速度を検出するように構成されているものであ
る。
ータ鉄心とステータ鉄心の空隙中のりラグタンスがロー
タ鉄心位置により変化し、ロータ鉄心の1回転でリラク
タンス変化の基本波成分が1周期となる構造のロータと
ステータから成るレゾルバを備え、前記リラクタンス変
化を検出することにより回転角度位置又は回転速度を検
出するレゾルバ装置において、前記ステータは、12o
。
巻回された1種類の巻線とを有し、且つ前記各巻線に通
電して前記各磁極を励磁する励磁手段と、前記各巻線に
流れる電流値を検出する電流検出手段と、検出された前
記電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出する
レゾルバ・ディジタル変換器とが設けられているもので
ある。
れた1種類の各巻線に流れる電流値を検出し、この検出
された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度が検出
される。
図である。
ルクモータ2(メガトルクは登録商標)の回転子にロー
タが夫々接続された単極レゾルバ3及び多極レゾルバ4
と、該各レゾルバ3,4の巻線に励磁信号を与えると共
に、各レゾルバ3.4の巻線に流れる電流値を検出し、
この検出した電流値を用いてデジタル位置信号φ及びア
ナログ速度信号を検出するサーボドライバ5と、該サー
ボドライバ5から出力されるデジタル位置信号φがらメ
ガトルクモータ2の回転角度位置を演算してその位置信
号を出力するマイクロコンピュータ等の制御手段(CP
U)6とが設けられている。
アプルリラクタンス形レゾルバであり、ロータ鉄心30
aとステータ鉄心31aの空隙32中のリラクタンスが
ロータ鉄心30aの位置により変化し、ロータ鉄心30
aの1回転でリラクタンス変化の基本波成分が1周期と
なる構造のロータ30とステータ31を備えているもの
である。即ち、ロータ30の内径中心○、はステータ3
1の内径中心と一致しているが、ロータ30の外径中心
O1がその内径中心01かも一定の偏心量Aだけ偏心す
るようにロータ鉄心30aの肉厚を変化させてあり、こ
れによって前記リラクタンスが上述したようにロータ鉄
心30aの位置にょす変化する。
B相及びC相の3相の磁極と、該A相、B相及びC相に
対して夫々180°ずれた所に配置された人相、B相及
びC相の磁極とが配置されている。これら各相には、夫
々3つの磁極が配置されており、全部で18個の磁極3
3.〜33.。
1.には、1種類の巻線C1〜C1,が巻回されている
。そして、第2図に示すように、A相の3本の巻線C,
,C,、C,は直列に接続されており、他の各相の3本
の巻線もA相と同様に直列に接続されている。また、A
相の3本の巻、IC,〜C2は、共通端子34と電流検
出用抵抗R1の一端との間に接続されている。他の各相
の3本の巻線も、A相と同様に共通端子34と電流検出
用抵抗R1〜R1の一端との間に夫々接続されている。
ある周波数の正弦波が励磁信号として印加されると、ロ
ータ40が1回転する間に、A相、B相及びC相の各巻
線からは、各相毎に+20°ずっ位相のずれた1サイク
ルの交流信号で、前記リラクタンス変化に応じて電流値
が変化した単極レゾルバ信号が、人相、B相及びC相の
各巻線からは、A相、B相及びC相の信号に対し夫々+
80’位相のずれた単極レゾルバ信号が夫々出力される
。
ロータ40とステータ41とを有し、該ロータ40の外
径中心はステータ4Iの内径中心と一致している。ロー
タ40の外周面には、多数(例えば150個)の突極状
の歯40aが形成されている。ステータ41の内周部に
は、A相、B相及びC相の各磁極が所定の間隔で交互に
配置されており、各相の磁極には巻線C^、 C,B、
Ccが夫々巻回されている。ステータ41の内周面に
は、各相が120’ずつ電気角でずれるように、多数(
例えば、ロータ40の歯40aが150個の場合には1
44個)の突極状の歯が形成されている。
共通端子42と電流検出用抵抗R^、 RB。
。
ある周波数の正弦波が励磁信号として印加されると、ロ
ータ40が1回転する間に、3相の各相毎に150サイ
クルの交流信号が多極レゾルバ信号として前記各巻#J
C^、Cs、Ccがら出力される。
正弦波を出力する発振器50と、アンプ51とを有し、
該アンプ51で増幅された正弦波が励磁信号として前記
単極レゾルバ3及び多極レゾルバ4の各共通端子34及
び42に同時に印加される。
器52.53と、減算器54と、2つの3/2相変換器
55.56と、アナログスイッチ57と、レゾルバ・デ
ィジタル変換器(RDC)58と、移相器59とを有し
ている。
R1を有し、単極レゾルバ3のA相、B相、C相、A相
、B相及びC相の各巻線に流れる電流信号を電流検出用
抵抗R1〜R1により電圧信号に変換するものである。
算器54に出力される。A相信号は第6図(a)で、人
相信号は第6図(b)で夫々示されている。
。
。
)・sinωしB相信号= (A、−A、cos(θ+
2/3 π))・sinωLC相信号=儲。+A、co
s(θ+4/3x))・sinωtC相信号= (A、
−A、cos(0+4/3π))・sinωt。
電圧信号を3相の単極レゾルバ信号(ABS位置信号し
て3/2相変換器55に出力するようになっている。
相=2A、cos(θ+2/3π戸sinωt−■C相
−C相=2A、cos(θ+4/3yr)−sinωt
−■電流/電圧変換器53は、前記電流検出用抵抗RA
、RB、RCを有し、多極レゾルバ4のA相、B相及び
C相の各巻線に流れる電流信号(3相の交流信号)を電
流検出用抵抗R^、RB、RCにより電圧信号に変換し
、この電圧信号を3相の多極レゾルバ信号(INC信号
)として3/2相変換器S6に出力するものである。
相のABS位置信号2相の信号(下記のcos信号及び
sin信号)に変換し、この2相の信号をアナログスイ
ッチ57に出力するようになっている。COS信号は第
7図(a)で、sin信号は第7図(b)で夫々示され
ている。
= K −sinθX5inωを前記3/2相変換器5
6も、3/2相変換器55と同様のもので、電流/電圧
変換器53から出力される前記3相の多極レゾルバ信号
(INC信号)を2相の信号(cos信号及びsin信
号)に変換し、この2相の信号をアナログスイッチ57
に出力するようになっている。
信号により切り換わるスイッチで、ドライバ電源投入時
には3/2相変換器55からの2和の信号を選択して通
し、その後3/2相変換器56からの2相の信号を選択
して通すようになっている。
相を遅らせ、前記ABS又はINCの各CQS信号及び
sjn信号のうちのキャリア信号の位相と同期させたR
ef信号(s i nωt)をレゾルバ・ディジタル変
換器58に出力するものである。
ディジタル信号に変換するもので、一般に市販されてい
るものである。この変換器58として、例えば12ビツ
ト仕様のものを用いると、前記2相のABS位置信号4
0’96(パルス/ロータ1回転)のディジタル位置信
号φに変換される。即ち、この位置信号φは、単極レゾ
ルバ3のロータ30が1回転する間に、0から4095
までカウントアツプされたディジタル値(第9図(b)
を参照)となる。
器58の場合、4096X150 (前記突極状の歯4
0aの数ン=614400(パルス/ロータ1回転)の
ディジタル位置信号φに変換される。即ち、この位置信
号φは、多極レゾルバ4のロータ40が1回転する間に
、Oから4095までのカウントアツプが150回され
たディジタル値(第9図(a)を参照)となる。
図に示すように、高速sin/con乗算器81と、減
算器82と、エラーアンプ83と、同期整流器84と、
積分器85と、電圧/周波数変換器86と、カウンター
87と、D/A変換器88とを有している。
INC信号のCOS信号及びsin信号を、cos信号
=cosθX5inωj sin信号=sinθ×Slnωし とすると、 C03OxS1nωしXcosφの乗算、及び5inO
XsinωtXsinφの乗算を行ない、前者の乗算値
を減算器82のプラス側入力端子に、後者の乗算値をそ
のマイナス側入力端子に夫々出力するようになっている
。ここで、COSφ及びsinφは、カウンター87の
カウント値φがD/A変換器88で2相のアナログ信号
に変換された信号である。
t+tXsinφ=sinωtXsin (θ−φ)の
減算を行なう。
流器84に入る。該同期整流器84には、前記移相器5
9からRef信号(sinωt)が入力されているので
、該同期整流器84からは、sin (θ−φ)の信号
が積分器85に出力されるようになっている。
てアナログ速度信号を不図示の表示手段に出力するよう
になっている。
の電圧値に応じた周波数のパルス列をカウンター87に
出力するものである。
ら出力されるパルスをカウントする。
in/con乗算器81からD/A変換器88までのサ
ーボ系が、sin (θ−φ)=0となるように、即ち
θ=φとなるように追従するトラッキング型の信号処理
部を採用しており、θ=φとなったときのカウンター8
7のカウント値をディジタル位置信号φとして出力する
ようになっている。
OS信号及びsin信号がレゾルバ・ディジタル変換器
58でディジタル変換されたディジタル位置信号φの値
をabsとし、前記INGのCOS信号及びsin信号
が変換器58でディジタル変換されたディジタル位置信
号φの値をincとすると、absX150+(204
8−inc)+offset値の演算を行なって回転角
度位置を算出するようになっている。
転すると、単極レゾルバ3のA相、B相、C相、A相、
B相及びC相の各巻線には、その回転角度位置Oに応じ
たリラクタンス変化が電流値の変化として表れた電流が
流れ、この6つの電流信号が電流/電圧変換器52によ
り電圧信号に変換され、A相、B相、C相、A相、B相
及びC相の前記各相信号が該変換器52から減算器54
に出力される。該変換器52は、上記減算を行ない、前
記■〜■の電圧信号を3相のABS信号として3/2相
変換器55に出力する。該3相のABS信号が、3/2
相変換器55により、2相のCOS信号及びsin信号
に変換され、この2相のABS信号がアナログスイッチ
57に出力される。
らは、前記回転角度位置θに応じたサイクルの交流信号
がA相、B相及びC相の3相の各相毎に出力され、この
3相の交流信号が電流/′@圧変換器53により電圧信
号に変換され、さらに、この3相の交流信号が3/2相
変換器で2相のcos信号及びsin信号に変換され、
この2相のINC信号がアナログスイッチ57に出力さ
れる。
/2相変換器55からの2相のABS信号を選択して通
し、その後3/2相変換器56からの2相のINC信号
を選択して通す。
8に入力されたとき、該変換器58は、この2相のAB
S信号(cos信号及びsin信号)を上述したように
ディジタル変換してディジタル位置信号φを制御手段6
に出力する。このときのφの値がabsである。
れたとき、該変換器58は、この2相のINC信号(c
os信号及びsin信号)を上述したようにディジタル
変換してディジタル位置信号φを制御手段6に出力する
。このときのφの値がincである。
absX150+(2048−jnc)+offset
値の演算を行ない、回転角度位置θを算出する。
検出の分解能は、以下の通りである。
合で、 多極レゾルバ4のロータ40の突極状の歯40aが15
0個のとき、分解能は614400 (パルス/1回転
); 突棒状の歯40aが120個のとき、分解能は4915
20 (パルス/1回転): 突極状の歯40aが100個のとき、分解能は4096
00 (パ、IL/、2./ 1回転)となる。
様の場合には、分解能は12ビツト仕様の場合の4倍に
なる。
A相、B相、C相、人相、B相及びC相の各相には、夫
々3つの磁極が配置されており、且つA相、B相及びC
相に対して夫々180°ずれた所に配置された人相、B
相及びC相の磁極が配置されている構造により、該レゾ
ルバ3のロータ30の外径形状の製造誤差等による悪影
響を受けにくく、その分たけ回転角度位置の検出精度が
向上する。なお、前記各相の磁極の数は3つに限られず
、その数は例えば2つであってもよい。
ル変換器58では、その内部のサーボ系として、上述し
たようなトラッキング型の信号処理部を採用しているの
で、ディジタル変換の高精度化を容易に図ることができ
る。
造にしであるが、これを6相構造にしてもよい。
係るレゾルバ装置によれば、ステータの各相の磁極に巻
回された1種類の各巻線に流れる電流値を検出し、この
検出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度が
検出される。従って、ステータの各相の磁極に巻回され
る巻線のためのスペースを小さくすることができると共
に、巻線間を絶縁する必要がなく、これによって、製造
工数及び製造コストを削減できる。
れる単極レゾルバを示す断面図、第2図は同レゾルバの
磁極に巻回された巻線の結線図、第3図は本発明の一実
施例に係るレゾルバ装置を示す概略構成図、第4図は同
レゾルバ装置に使用される多極レゾルバを示す断面図、
第5図は同レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線図、
第6図(a)、(b)は単極レゾルバのA相人相の各巻
線から得られる電流信号を夫々電圧信号に変換したA相
信号2人相信号を示す波形図、第7図(a)。 (b)は単極レゾルバから得られる3相のレゾルバ信号
を2相の信号に変換したcos信号、sin信号を夫々
示す波形図、第8図はレゾルバ・ディジタル変換器を示
す概略構成図、第9図(a)はディジタル変換された多
極レゾルバ信号を示すグラフ、第9図(b)はディジタ
ル変換された単極レゾルバ信号を示すグラフである。 1・・・レゾルバ装置、3・・・単極レゾルバ(レゾル
バ)、30−ロータ、30a ロータ鉄心、31・・
・ステータ、31a・・・ステータ鉄心、33.〜33
1.・・・磁極、C1〜C1,・・・巻線、50・・発
振器(励磁手段)、52・・・電流/電圧変換器(電流
検出手段)、58・・・レゾルバ・ディジタル変換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ロータ鉄心とステータ鉄心の空隙中のリラクタンス
がロータ鉄心位置により変化し、ロータ鉄心の1回転で
リラクタンス変化の基本波成分が1周期となる構造のロ
ータとステータから成るレゾルバを備え、前記リラクタ
ンス変化を検出することにより回転角度位置又は回転速
度を検出するレゾルバ装置において、 前記ステータは、120゜間隔で配置された少なくとも
3相の磁極と、該各磁極に巻回された1種類の巻線とを
有し、且つ前記各巻線に流れる電流値を検出し、該検出
された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出
するように構成されていることを特徴とするレゾルバ装
置。 2、ロータ鉄心とステータ鉄心の空隙中のリラクタンス
がロータ鉄心位置により変化し、ロータ鉄心の1回転で
リラクタンス変化の基本波成分が1周期となる構造のロ
ータとステータから成るレゾルバを備え、前記リラクタ
ンス変化を検出することにより回転角度位置又は回転速
度を検出するレゾルバ装置において、 前記ステータは、120゜間隔で配置された少なくとも
3相の磁極と、該各磁極に巻回された1種類の巻線とを
有し、且つ 前記各巻線に通電して前記各磁極を励磁する励磁手段と
、 前記各巻線に流れる電流値を検出する電流検出手段と、 検出された前記電流値を用いて回転角度位置又は回転速
度を検出するレゾルバ・ディジタル変換器とが設けられ
ていることを特徴とするレゾルバ装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2298473A JP3060525B2 (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | レゾルバ装置 |
US07/786,506 US5189353A (en) | 1990-11-02 | 1991-11-01 | Resolver system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2298473A JP3060525B2 (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | レゾルバ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04169816A true JPH04169816A (ja) | 1992-06-17 |
JP3060525B2 JP3060525B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=17860162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2298473A Expired - Lifetime JP3060525B2 (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | レゾルバ装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5189353A (ja) |
JP (1) | JP3060525B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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