JPH0419510A - 回転角度検出装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、１つの回転子巻線と２つの固定子巻線を有
する回転角度検出用のレゾルバを用いた回転角度検出装
置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、レゾルバを角度検出器として用いる場合、第４図
に示すように、２つの固定子巻線１３．１４を備え、こ
の固定子巻線１３．１４に第５図に示す電気角で９０°
の位相の異なる２相の正弦波を供給して励磁電流を流し
、１個の回転子巻線１５に誘導される出力と励磁信号と
の位相差θを求め、この位相角θを回転角度としている
。正弦波励磁を採用した、従来の回転角度検出装置を第
６図に示している。この回転角度検出装置は、発振器２
１と、発振器２１からのパルスを受けて分周する分周回
路２２と、スタートタイミング発生回路２３と、このス
タートタイミング発生回路２３からの信号に同期してＳ
ＩＮ波、　ＣＯ８波をそれぞれ発生するＳＩＮ波発生回
路２４、ＣＯＳ波発生回路２５と、ドライバ回路２６．
２７と、レゾルバ２８と、レゾルバ２８の回転子出力を
導出する出力回路２９と、出力の高調波成分を除去する
ローパスフィルタ３０と、０クロス点を検出するコンパ
レータ３１と、スタート信号を受けてから、０クロス点
検出によるストップ信号人力まで分周回路２２からのパ
ルス信号をカウントするカウンタ３２と、ＣＰＵ３３と
から構成されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記した従来の回転角検出装置では、正弦波の励磁信号
を使用するため、ＳＩＮ波発生回路、ＣＯ８波発生回路
を必要とするが、精度の良い２相の正弦波を発生するた
めには構成部品が多くなるため、装置が高価になるとい
う問題があった。−方矩形波等の発生の容易な非正弦波
を励磁電流源とすると、その中に含まれる高調波により
計測誤差が大きぐなり、この高調波の誤差をなくすため
には、−船釣にローパスフィルタを使用する。しかし、
基本波を通過させて３次高調波を十分（電圧比で４０ｄ
Ｂ程度）カットするためには、遮断傾度の大きい多段の
アクティブフィルタかＬＣフィルタを使用する必要があ
り、構成が複雑となり、さらに温度特性を考えると基本
波周波数での位相変化の温度特性も、使用温度範囲内（
例えば０°Ｃ〜５０°Ｃ）で角度測定精度（例えは０．
５°）以下に抑える設計が必要となり、温度変化の非常
に少ない素子でフィルタを構成するため装置が、やはり
高価になるという問題があった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、非正弦波駆動において安価で構成が簡単な回転角度
検出装置を提供することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明の回
転角度検出装置は、１つの回転子巻線と２つの固定子巻
線を有する回転角度検出用レゾルバを用いて回転角度を
検出するものにおいて、前記２つの固定子巻線に互いに
０８時間の重ならないパルス信号を供給するパルス発生
部と、前記回転子巻線の出力をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段よりの前記パル
ス信号に対応する出力パルスの振幅値よりレゾルバの回
転角度を算出する演算手段とを特徴的に備えている。

この回転角度検出装置では、パルス発生部より互いに０
８時間の重ならないパルス信号が発せられ、それぞれレ
ゾルバの固定子巻線に供給される。

伴れにより、レゾルバの回転子に入力パルスに同期して
、しかも回転子の回転角度に応じた振幅のパルス信号が
導出され、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、演
算手段に取り込まれ、演算手段は２つのパルスの振幅を
データとして、逆三角演算により、回転子の回転角度を
算出する。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図は、この発明の一実施例を示す回転角度検出装置
のブロック図である。同図において、ＣＰＵＩから０８
時間の異なる（０８時間の重ならない）２つのパルスが
それぞれドライバ回路２．３を経て、レゾルバ４のステ
ータ（固定子）ＡとステータＢに加えられている。これ
らステータＡ、ステータＢに入力されるパルス信号Ｅａ
、Ｅ＋＋は第１図に示す通りであり、いずれもパルス幅
が１０μｓ、周期が２００μｓのパルス信号である。

レゾルバ４のロータ（回転子）から入力パルスＥ。

Ｅ、に対応したパルス出力ｅ□、ｅｌＩｚがロータの角
度に応じた振幅で出力され、出力回路５、Ａ／Ｄ変換器
６を経てＣＰＵＩに取り込まれる。ＣＰＵ１は取り込ま
れたパルス信号ｅｊ１１−．ｅ）１□の振幅よりロータ
の回転角θを算出し、角度データを出力している。

この実施例回転角度検出装置において、レゾルバ４のス
テータＡに振幅ｅＡのパルス波形を加えると、この入力
パルスに同期したロータの出力電圧ＥＲは、 ｅ＊＋＝ｋ　ＨｅＡＨｓｉｎθ川（１）の振幅で変化し
、同様にレゾルバ４のステータＢに振幅ｅ８のパルスを
加えるとロータの出力電圧Ｅ、Ｉは、 ｅ＊ｚ＝ｋ　Ｈｅ＝　　ＨＣＯ３θ−（２）の振幅で変
化する（第３図参照）。ここで、ｋはレゾルバの結合係
数である。

したがって、ロータの出力Ｅ、Ｉは第１図に示すように
角度θによってｅｌｌｓ　ｅｌＬ２となる。これらのパ
ルス出力ｅｌｌｌ、ｅｌ！は、Ａ／Ｄ変換器６でサンプ
リングされ、デジタル信号に変換されてＣＰＵｌに取り
込まれる。ＣＰＵＩは、取り込まれたデータｅ　１１１
％　ｅ　ＲＺより、次の計算を行ってθを算出する。

に−ｅ。

角度θの算出は、上記（３）（４）式のどちらか一方で
行えば良いが、どちらか一方のみの計算であると、Ａ／
Ｄ変換器６の分解能を非常に細かくする必要がある。そ
のため角度θが０〜π／４．３π／４〜５π／４．７π
／４〜２πの時は（３）式で、角度θがπ／４〜３π／
４．５π／４〜７π／４の時は（４）式で算出すればＡ
／Ｄ変換器６の分解能が比較的少なくても高精度の角度
出力を得ることができる。

また、上記（３）式、（４）式とは別に次式の演算をＣ
ＰＵＩで行うことにより、角度θを求めることができる
。

ｅｌ１２　　φ　ｅ＾ （へ）発明の効果 この発明によれば、ＯＮ時間の重ならない２つのパルス
信号を、レゾルバの固定子巻線にそれぞれ印加し、回転
子に出力されるそれぞれの入力パルスに対応する振幅よ
り角度を算出するものであるから、従来のような正弦波
をレゾルバに印加・励磁して回転角度を検出する場合に
比し、正確なタイミングの励磁波は不要であり、容易に
励磁波を発生できる。励磁波の立ち上がり特性が悪くて
も十分時間を経過させた後、サンプリングすることによ
り高精度測定ができるのでドライバ回路もローコストに
できる。回転子巻線出力に高調波が含まれても精度に影
響しないため高価なローパスフィルタが不要である。高
速サンプリングが特に必要ないので、安価なＡ／Ｄ変換
器を使用できる等の点より、装置全体を簡単かつ安価に
実現できる。その上、サンプリング点が少なくてよいの
で、演算手段で角度検出以外の処理が可能となる利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例回転角度検出装置の動作
を説明するための入出力波形図、第２図は、同実施例回
転角度検出装置のプロ・ンク図、第３図は、同回転角度
検出装置のロータの回転角と出力との関係を示す波形図
、第４図は、レゾルバの原理的構成を示す図、第５図は
、同レゾルバを使用した従来の回転角度検出装置の励磁
信号、出力信号を示す波形図、第６図は、従来の回転角
度検出装置の回路構成を示すブロック図である。 １：ＣＰＵ、　　　　　　２・３：ドライバ回路、４：
レゾルバ、　　　　　５：Ａ／Ｄ変換器、１３・１４：
ステータ、１５：ロータ。 特許出願人　　　　　　オムロン株式会社代理人　　　
弁理士　　中　村　茂　信第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１つの回転子巻線と２つの固定子巻線を有する回
   転角度検出用レゾルバを用いて回転角度を検出する回転
   角度検出装置において、 前記２つの固定子巻線に互いにＯＮ時間の重ならないパ
   ルス信号を供給するパルス発生部と、前記回転子巻線の
   出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、この
   Ａ／Ｄ変換手段よりの前記パルス信号に対応する出力パ
   ルスの振幅値よりレゾルバの回転角度を算出する演算手
   段とを備えたことを特徴とする回転角度検出装置。