JPH04307306A - 回転軸の角位置センサー - Google Patents

回転軸の角位置センサー

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JPH04307306A
JPH04307306A JP3268261A JP26826191A JPH04307306A JP H04307306 A JPH04307306 A JP H04307306A JP 3268261 A JP3268261 A JP 3268261A JP 26826191 A JP26826191 A JP 26826191A JP H04307306 A JPH04307306 A JP H04307306A
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signal
phase
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JP3268261A
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English (en)
Inventor
Eric J Stacey
エリック　ジョン　スティシイ
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/38—Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices
    • G08C19/40—Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices of which only the rotor or the stator carries a winding to which a signal is applied, e.g. using step motor
    • G08C19/42—Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices of which only the rotor or the stator carries a winding to which a signal is applied, e.g. using step motor having three stator poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02—Details of the control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/30—Special adaptation of control arrangements for generators for aircraft

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速回転する軸の角位
置を正確に測定するセンサーに関し、さらに詳細には、
かかる角位置センサーを組み込んだ高性能の同期駆動装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在技術を用いた多くの交流駆動装置、
工業用コンベア、位置決め装置及びロボット・マニピュ
レータでは、電流制御式の電子コンバータが使用されて
いる。大きさと位相が機械的位置に正確に関連づけられ
た制御電流を発生させるために、高分解能の位置感知装
置が用いられ、これが適当な位相基準を与える。この目
的に用いられる装置を代表するものとして、レゾルバ、
磁気及び光学エンコーダ、ホールセンサー等がある。し
かしながら、より高速かつ高温度で、また高レベルの振
動及び汚染された環境のもとで作動可能な高堅牢性の装
置を用いると有利な用途が多数ある。かかる用途の１つ
として、２００℃を超える温度のもとでゼロから３００
００ｒｐｍの制御トルクを発生することが必要な噴霧オ
イル冷却式可変速同期モータ駆動装置がある。かかる装
置は、発電機が航空機のエンジンを始動させるために同
期モータとして作動される航空機用発電システムに見ら
れる。レゾルバ、磁気及び光学エンコーダ、ホールセン
サーのような上述の装置はかかる設備に用いるにはその
堅牢性が十分でない。この問題は、タービンのエンジン
を反対方向に空転する状況の下で始動できる能力を備え
る必要があるということによりさらに深刻となる。
【０００３】通常、航空機の始動発電機は永久磁石発電
機を有するが、これは緊急用の電源としてまた電力制御
用に用いられる。
【０００４】
【本発明により解決される課題】本発明の主要目的は、
高分解能を持つ高速回転軸位置センサーの改良型を提供
することにある。
【０００５】本発明のさらに別の目的は、回転軸が動的
に０ｒｐｍの両方向に変化する際、正確な位置情報を与
える位置センサーを提供することにある。
【０００６】本発明の別の目的は、改良型同期交流駆動
装置を提供することにある。
【０００７】本発明のさらに別の目的は、堅牢で過酷な
環境のもとで高い信頼性を有するセンサー及び交流駆動
装置を提供することにある。
【０００８】本発明のされに別の目的は、校正が容易な
改良型交流駆動装置を提供することにある。
【０００９】上述のそしてその他の目的は、高速回転す
る軸に連結された多相永久磁石発電機（ＰＭＧ）と、永
久磁石発電機により発生される多相信号から回転軸角位
置信号を発生させる回路とを用いる精密型高速回転軸角
位置センサーに関する本発明により実現される。この回
路は、多相基準信号の各相を永久磁石発電機出力の各相
と比較して回転軸角位置信号の発生に使用する位相エラ
ー信号を発生させる位相ロックループであるのが好まし
い。この回転軸角位置信号は永久磁石発電機出力に位相
ロックされる基準信号の位相を決定する。永久磁石発電
機出力信号はロータ基準信号と比較される前に積分され
る。これらの積分永久磁石発電機出力信号は、ロータ速
度が動的にゼロ点の両側で変化する際その大きさを維持
して、軸の回転が方向を変えるとき軸の位置が正確に表
示されるようにする。積分永久磁石発電機出力信号の絶
対値は基準信号と比較され、軸がゼロ点を通過する際角
位置信号が有効なことを表示する信号を発生する。最小
の変化率が維持される限り、その信号は軸が停止して反
対方向に回転する際有効であり続ける。
【００１０】この回転軸位置センサーは高性能の同期交
流駆動装置に特に有用である。ロータ角位置信号は、同
期モータのステータ電流を発生させる電流源の多相電流
基準信号を発生させるために用いられる。角位置センサ
ーの位相ロックループにおいて発生される多相ロータ基
準信号は、多相モータ電流基準信号として用いることが
できる。或いは、デジタルロータ角位置信号からの一組
の交流波形を同期させる別個の電流基準信号発生器を用
いて電流源制御のための多相モータ電流基準信号を発生
することができ、また位置センサーの位相ループのロー
タ基準信号発生器を用いてロータ角位置信号に関し所定
の位相角を有する多相モータ基準信号を発生させて、ロ
ータ角位置信号をロータの物理的角位置に関し校正する
ことができる。これにより、モータの所望のトルク角を
得るためにモータ軸上の永久磁石発電機ロータの位置を
機械的に調整する必要がなくなる。
【００１１】本発明によるかかる駆動装置を用いると、
モータは反対方向に空転している時でも始動することが
可能である。静止状態から最初の始動を行うには、まだ
積分永久磁石発電機信号が所定の大きさに到達するまで
、独立の基準信号が発生されるが、これはロータの角周
波数が約０のとき始動され一定の速度で加速されるため
、モータは利用可能な永久磁石発電機電圧が得られる前
に加速を開始する。
【００１２】本発明による位置センサー及び同期モータ
の制御装置は非常に健労であり極めて過酷な環境におい
ても高い信頼性を有する。
【００１３】以下、添付図面を参照して本発明を実施例
につき詳細に説明する。
【００１４】
【実施例】図１は、回転軸３の絶対角位置を表わす信号
を発生する本発明の位置センサー１を示す。この位置セ
ンサー１は、回転軸３により駆動される多相永久磁石発
電機（ＰＭＧ）５を有する。このＰＭＧ５の一例として
、一回転につき１つの電気サイクルを発生する二極三相
の発電機がある。回転軸３の回転時、リード線７ａ、７
ｂ、７ｃの開放回路出力電圧はそれぞれの相対的な大き
さが回転軸３の位置の関数である３つの相の電圧である
。これらの３つの相の電圧の大きさ及び周波数は速度に
比例するため、最初にその回転軸の位置を測定するには
その軸が回転中である必要がる。広い範囲の周波数に亘
って本質的に一定である信号を得るには、ＰＭＧ５の出
力を３つの演算積分器９ａ、乃至９ｃへ加える。積分器
の利得はその周波数に反比例するという固有の性質を持
つため、その結果得られる積分済み出力電圧は低い調波
成分を有し、ＰＭＧ５から得られるものよりも高い精度
で位相を表わす。交流積分器９の出力ドリフトを防止す
るため、積分器のキャパシタ（図示せず）の両端に漏洩
抵抗をわざわざ接続する。エラーを最少限に抑えるため
、低いオフセット及び低い入力バイアス電流を得るよう
最適化された演算増幅器を選択し、積分作用を行うキャ
パシタと漏洩抵抗の値を位相が通常の速度範囲に亘って
所望の許容誤差内の正確な値を維持するように選択する
。１５乃至２００００ｒｐｍの速度範囲に亘って２電気
度よりもよい精度を得ることが実用上必要である。速度
が非常に低い（１乃至１５ｒｐｍ）場合、位相エラー及
びその結果減少する振幅を計算により求めることができ
る。この位相エラーは非常に低い速度の動作が維持され
る場合に限り重要である。
【００１５】交流積分器出力の位相を追跡して軸位置を
示す二進コード化信号を発生するために、特別の位相ロ
ックループ１１を用いる。３つの位相ロックループ１１
は多重デジタル／アナログコンバータ１３ａ、１３ｂ、
１３ｃにより構成される位相比較器を有し、これらのコ
ンバータはＰＭＧの積分アナログ出力の各相に、リード
オンリーメモリ（ＲＯＭ）１５に蓄積された三相正弦波
探索表により構成される基準信号発生器により発生され
る三相デジタル基準信号の対応相を掛け合わせる。多重
デジタル／アナログコンバータ１３により発生されるそ
れぞれ独立のアナログ位相エラー信号は、加算点１７に
おいて加算される。その結果得られる総位相エラー信号
は、エラー積分器１９により積分されて積分総位相エラ
ー信号となる。絶対値回路２１から得られる積分総位相
エラー信号の大きさが電圧制御発振器（ＶＣＯ）に印加
されるが、この発振器は周波数が積分総位相エラー信号
の大きさに比例するパルス信号を発生する。この可変周
波数パルス信号はデジタルカウンタ２５に加えられるが
、このカウンタは符号（または極性）検出器２７により
検出される積分総位相エラー信号の符号に基づきカウン
トアップまたはカウントダウン動作を行う。
【００１６】カウンタ２５の出力はデジタルの二進回転
軸位置信号θである。この二進軸位置信号を用いてＲＯ
Ｍ１５に蓄積された三相正弦波探索表をアドレスするこ
とにより、三相ロータ位置基準信号が発生される。
【００１７】この位相ロックループ回路１１は二進軸位
置信号θを多相ＰＭＧ信号に位相ロックする。位相ロッ
クループ回路１１からはさらに別の信号が得られる。例
えば、エラー積分器１９が発生する積分総位相エラー信
号は回転軸３の回転速度に比例する。さらに、符号検出
器２７の出力は回転軸の回転方向のデジタル表示を与え
、またＶＣＯ２３により発生される可変周波数信号はＰ
ＭＧ電圧に位相ロックされたクロック信号である。
【００１８】前述したように、非常に低い速度では、セ
ンサー１は計算可能な位相エラーを発生する。この位相
エラーの存在を示すため、交流積分器９の出力の大きさ
を大きさ／直流コンバータ２９において直流信号へ変換
し、この直流信号をローパスフィルタ３１を通過させた
後、比較器３３においてバッテリー３５により与えられ
る最小電圧基準レベルと比較する。バッテリー３５によ
り与えられる電圧は漸近レベルよりも僅かに低い値とな
るよう選択するため、比較器３３の状態により位相ロッ
クループ１１により発生されるデータが有効かどうかが
分かる。交流積分器の周波数が動的にゼロを通過して回
転方向が変化する際低い速度で停滞しない場合、交流積
分器出力の大きさは有意な減少を示さず、実質的な位相
エラーは生じない。
【００１９】位置センサー１の動作は以下の通りである
。順方向回転中のＰＭＧ５に位相ロックされると、正シ
ーケンスの波形が発生して二進カウンタ２５がカウント
アップする。その後カウンタ２５の出力が３組のＲＯＭ
探索表１５をアドレスして正弦波の三相セットの二進表
示を発生させるが、この正弦波は交流積分器９の電圧よ
り９０°だけ進相状態にある。この状態のもとで、多重
デジタル／アナログコンバータ１３の平均出力及び加算
点１７の出力は正確にゼロであり、エラー積分器１９及
びＶＣＯ２３の出力は一定の状態を続ける。
【００２０】カウンタ２５により発生される二進カウン
トが交流積分器出力の位相に関し遅れ始める場合、多重
デジタル／アナログコンバータ１５の個々の平均出力及
び加算点１７の出力は正になり、エラー積分器１９の出
力電圧及びＶＣＯ２３の周波数が増加して、カウンタ２
５により発生される二進カウントは正しい位相関係が再
び得られるまでさらに早い速度で進む。
【００２１】カウンタ２５により発生される二進カウン
トが交流積分器９の出力位相に関し進みはじめる場合、
多重デジタル／アナログコンバータ１３の平均出力及び
加算点１７の出力は負になり、エラー積分器１９の出力
電圧及びＶＣＯ２３の周波数が減少して、カウンタによ
り発生される二進カウントは正しい位相関係が再び得ら
れるまで遅い速度で進む。
【００２２】逆回転中のＰＭＧ５に位相ロックされた状
態では、負シーケンスの波形が発生して符号検出器２７
がカウンタ２５のカウントダウンモードを選択する。こ
のため、ＲＯＭ探索表１５の出力は積分器の電圧より９
０°進んだ負シーケンスの正弦波三相セットの二進表示
を発生する。多重デジタル／アナログコンバータ１３の
平均出力及び加算点１７の出力は正確にゼロである。し
かしながら、エラー積分器１９の出力は負であり、絶対
値回路２１によりＶＣＯ２３の入力における正の電圧に
復元される。ＶＣＯ２３の周波数は一定状態を維持する
。二進カウントが交流積分器９の出力位相に関し遅れは
じめる場合、多重デジタル／アナログコンバータ１３の
平均出力及び加算点１７の出力は正となり、積分器出力
電圧の負の値がさらに減少すると共にＶＣＯ２３の入力
の正の値がさらに小さくなってその周波数が減少し、二
進カウンタ２５は正しい位相関係が再び得られるまてさ
らに遅い速度でカウントダウンする。
【００２３】カウンタ２５により発生される二進カウン
トが多重デジタル／アナログコンバータ１３の入力位相
に関し進みはじめる場合、これらのコンバータの出力及
び加算点１７の出力は負になり、エラー積分器１９の出
力電圧の負の値がさらに大きくなる。このため、絶対値
回路２１の出力及びＶＣＯ２３の周波数は増加して、カ
ウンタ２５により発生される二進カウントが正しい位相
関係が再び得られるまでさらにゆっくりとカウントダウ
ンする。
【００２４】周波数ゼロでは、エラー積分器１９の出力
ＶＣＯ２３の周波数はゼロであり、ＶＣＯ２３の周波数
がゼロであって、そのカウントが一定値を維持するのが
理想である。実際は、エラー積分器１９及びＶＣＯ２３
のオフセットエラーにより、エラー積分器１９の極性が
ゆっくりとアップ及びダウン方向にドリフトし、符号検
出器２７が数カウントだけカウントアップまたはカウン
トダウンを発生させるため、平均カウントは周波数ゼロ
の場合でも依然として入力信号の位相を表わす。
【００２５】ＰＭＧ５の取り付けを所望の角度からずら
せた場合、ＲＯＭ１５内でそれに応じてずらせた正弦波
探索表セットを用いることにより、二進出力の精度を補
正することができる。実際は、互いに数度だけ離れた数
セットの探索表を収容するスペースを持つＲＯＭが容易
に手に入るため、所要の数のセットを、二進出力の位相
を補正するに必要なセットを選択するスイッチと共に設
けるのは簡単なことである。出力位相を速度或いは他の
パラメータの関数として変化させるのが望ましい場合、
それらのスイッチの代わりに適当に復号したデジタル信
号を用いる。
【００２６】演算交流積分器９を用いて積分ＰＭＧ多相
信号を発生させる代わりに、ＰＭＧの出力をリード線３
７により短絡することが可能であり、また電流センサー
３９を用いて図２に示した短絡リード線を流れる電流を
感知することにより三相積分ＰＭＧ出力を発生すること
が可能である。
【００２７】さらに精度を向上できる別の基本的な構成
では、２対以上の極を有するＰＭＧ５を用いる。その結
果得られる出力はＰＭＧの各電気サイクルにつき繰り返
す。
【００２８】位置センサー１は非常に広い速度範囲に亘
って回転軸の位置を正確に表わすことが可能であり、ま
た速度が動的にゼロ点を通過する時も正確に追跡を行う
ことができる。回転軸の速度が低い値を持続し且つ予測
可能な角エラーが若干発生する場合、有効表示インジケ
ータがリセットされる。
【００２９】ＰＭＧ軸位置センサーは、例えば高速駆動
装置に利用可能である。かかる駆動装置の一例を図３に
示す。１２極の三相ＰＭＧ４１は三相同期モータ４５の
回転軸４３に一体的に取り付けられている。広い速度範
囲に亘ってＰＭＧ４１から一定振幅の三相信号を得るた
め、正確に決めた漏洩抵抗を有する３つの交流積分器９
ａ、９ｂ、９ｃを精密型低オフセット増幅器により構成
する。これらの積分器９ａ乃至９ｃの出力は瞬時値が広
い速度範囲（１乃至２００００ｒｐｍ）に亘って軸位置
を正確に表わす三相セットの電圧を形成する。位相ロッ
クループ１１´はアップ／ダウンデジタルカウンタ２５
に８ビットの二進基準角信号を発生させ、この角信号は
１．４電気度または０．２３機械度の分解能でモータ４
５のロータの電気位相を表わす。
【００３０】位相ロックループ１１´は図１に示した軸
位置センサーに関連して説明した位相ロックループ１１
と基本的に同一であるため、同様な構成要素は同一の参
照番号で示す。ＲＯＭ１５により発生される三相デジタ
ル正弦波基準信号は、積分三相ＰＭＧ出力と比較される
だけでなく三相パルス幅変調インバータ５１に３つの基
準電圧を与えるアナログ三相基準電圧発生器４９を含む
制御電流インバータ４７の基準値として用いられる。イ
ンバータ５１はモータ４５のために三相ステータ電流を
発生する。閉フィードバックループ５３が、ステータ電
流Ｉａ、Ｉｂ、ＩｃをしてＲＯＭ１５により発生される
三相電圧基準レベルを確実に追跡させる。このフィード
バックループは、一対の電流センサー５５、５７と第３
の電流基準レベルを発生する加算点５９と、三相電流基
準信号と基準電圧発生器４９の調整に用いるステータ電
流との間のエラー信号を発生する加算点６１、６３、６
５とを有する。始動信号を受信する前に、カウンタ２５
により発生される二進基準信号の周波数は、エラー積分
器１９に加えられるプリセット信号により予めゼロにセ
ットされる。二進基準角が位相ロック状態でなく有効で
ないゼロまたは非常に低い速度から始動を行う場合、有
効な信号により制御されるアナログスイッチ６７がエラ
ー積分器１９から総位相エラー信号を切り離してバッテ
リー６９により発生される最小加速基準信号に置き換え
る。かくして、プリセット信号が除去されると、バッテ
リー６９により発生される最小加速基準信号がＶＣＯ２
３により発生される基準周波数をランプ上昇させ、これ
によりインバータ５１により発生されるステータ電流が
モータ４５のロータを順方向に加速する。また、始動信
号がインバータ５１に印加されて、モータが始動すべき
ときにインバータ点弧回路をイネーブルする。ロータが
回転し始めるや否や位相ロックループ１１´が位相ロッ
ク状態を実現し、交流積分器出力が有効信号を発生する
に十分な大きさになる。有効信号が受信されると、電流
基準波形発生器１５の制御が加算点１７により発生され
る位相エラー信号に移され、このため基準波形の位相が
調整されて、インバータにより発生されるステータ電流
が全速度範囲に亘って最適トルクを発生させるべく選択
される角度においてロータ位置に関しロック状態となる
。
【００３１】モータ速度は速度フィードバックループ７
１により制御されるが、このループにおいて大きさ／直
流コンバータ７３がＰＭＧ４１の三相出力から速度フィ
ードバック信号を発生させる。速度フィードバック信号
はローパスフィルタ７５によりフィルタされ、加算点７
７において速度基準信号と比較されて速度エラー信号を
生ぜしめ、この速度エラー信号は電流基準波形発生器１
５に加えられてインバータ５１のセットポイントとして
用いられる電流基準信号の大きさを制御する。所望の速
度に到達すると、電流の大きさを減少することにより総
機械的負荷にマッチするに必要なだけトルクを減少させ
る。
【００３２】図４は、本発明による同期モータ駆動装置
の変形例を示す。本図においても、同一の参照番号が図
３の同期駆動装置の構成要素及び図１の位置センサーと
共通の構成要素を指示する。この駆動装置では、位相ロ
ックループ１１゛の基準波形発生器１５゛を形成するＲ
ＯＭにより発生された基準波形を制御電流インバータ４
７の基準電流としては用いない。その代わりに、別のＲ
ＯＭ基準電流波形発生器１５′がインバータ４７を制御
するために二進基準角信号から三相基準電流を発生させ
る。位相ロックループ１１゛のＲＯＭ１５゛には複数組
の三相正弦波探索表が蓄積されているが、これらの探索
表はそれぞれ二進基準角信号と異なる位相関係を有する
一組の基準信号を発生させる。その適当な組の基準表は
二進基準角信号の位相をモータのロータ位置へ校正する
ために選択することができる。適当な組の正弦波探索表
の選択はまた、トルク角の調整を行うために行うことが
できる。
【００３３】図４の同期駆動装置では、基準電流の大き
さ制御器７９により開ループ速度コントロールが行われ
る。しかしながら、図３に関して説明した閉ループフィ
ードバック装置も図４の駆動装置に用いることが可能で
ある。
【００３４】本発明の特定の実施例を詳細に説明したが
、当業者には本明細書及び図面の全体の教示からこれら
特定の実施例の種々の変形例及び設計変更が容易に想到
されるであろうことは明らかである。従って、この開示
した特定の構成は本発明の範囲を限定するものでなくて
それを例示するに過ぎないものであって、本発明の範囲
は頭書した特許請求の範囲の幅及び全ての均等物の範囲
を与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による回転軸角位置センサーの
概略図である。
【図２】図２は、図１のセンサーの一部を形成する永久
磁石発電機の出力を積分する別の構成の概略図である。
【図３】図３は、図１の角位置センサーを組み込んだ同
期駆動装置の概略回路図である。
【図４】図４は、図１の永久磁石発電機位置センサーが
組み込まれ、また位相の校正を行う手段を備えた同期駆
動装置の別の実施例を示す。
【符号の説明】
１　　位置センサー ３　　回転軸 ５　　永久磁石発電機 ９　　演算積分器 １３　　デジタル／アナログコンバータ１５　　リード
オンリーメモリ １７　　加算点 １９　　エラー積分器 ２１　　絶対値回路 ２３　　電圧制御発振器 ２５　　デジタルカウンタ ２７　　符号検出器 ２９　　大きさ／直流コンバータ ３１　　ローパスフィルタ ３５　　バッテリー

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　回転軸に連結されて該軸の角位置によ
    り決まる位相を持つ多相信号を発生する多相永久磁石発
    電機と、永久磁石発電機により発生される多相信号を積
    分して積分多相信号を発生する手段と、積分多相信号か
    ら回転軸の角位置信号を発生する手段とよりなることを
    特徴とする回転軸の絶対角位置センサー。
  2. 【請求項２】　　回転軸の角位置信号を発生する前記手
    段が、積分多相信号に位相ロックされた回転軸角位置信
    号を発生する位相ロックループ回路を有することを特徴
    とする請求項１に記載の角位置センサー。
  3. 【請求項３】　　位相ロックループ回路が、永久磁石発
    電機により発生される多相信号と多相基準信号とを比較
    して位相エラー信号を発生する位相比較手段と、周波数
    が位相エラー信号により決まる可変周波数信号を発生す
    る移相手段と、可変周波数信号から回転軸角位置信号を
    発生する発生手段と、回転軸角位置信号から多相基準信
    号を発生する基準信号発生手段とよりなり、移相手段が
    可変周波数信号の周波数を変化させて回転軸角位置信号
    を移相することにより多相基準信号を移相して位相エラ
    ー信号を減少させ、位相エラー信号が実質的にゼロのと
    き多相基準信号の位相が積分多相信号と直角位相関係に
    なるようにすることを特徴とする請求項２に記載の角位
    置センサー。
  4. 【請求項４】　　信号発生手段が回転軸のデジタル角位
    置信号を発生するデジタルカウンタであることを特徴と
    する請求項３に記載の角位置センサー。
  5. 【請求項５】　　デジタルカウンタが双方向性を持ち、
    位相比較手段がアナログ位相エラー信号を発生し、移相
    手段が、位相エラー信号を積分して積分アナログエラー
    信号を発生する積分器と、周波数が積分エラー信号の大
    きさに比例する可変周波数信号を発生する電圧制御発振
    器と、積分エラー信号の符号に応答する符号検出器とよ
    りなり、双方向デジタルカウンタが可変周波数信号の周
    波数を符号検出器により決まる方向でカウントして回転
    軸の両回転方向の回転軸デジタル角位置信号を発生する
    ことを特徴とする請求項４に記載の角位置センサー。
  6. 【請求項６】　　永久磁石発電機により発生される多相
    信号を積分する前記手段が、永久磁石発電機により発生
    される多相信号の各相を積分するＡＣ積分器であること
    を特徴とする請求項１に記載の角位置センサー。
  7. 【請求項７】　　永久磁石発電機により発生される多相
    信号を積分する前記手段が、永久磁石発電機の相を短絡
    する手段と、永久磁石発電機の短絡された各相につき電
    流信号を発生する電流センサーとよりなることを特徴と
    する請求項１に記載の角位置センサー。
  8. 【請求項８】　　積分多相信号をモニターして、積分多
    相信号の大きさが所定の値を超えると回転軸角位置信号
    が有効であることを指示する有効信号を発生する有効指
    示手段を備えてなることを特徴とする角位置センサー。
  9. 【請求項９】　　ロータと多相ステータ巻線を有する多
    相同期機の制御装置であって、ロータに連結されて同期
    機のロータ角位置により決まる位相を有する多相永久磁
    石発電機信号を発生する永久磁石発電機と、多相永久磁
    石発電機信号を積分して積分多相永久磁石発電機信号を
    発生する手段と、積分多相永久磁石発電機信号からロー
    タ角位置信号を発生するロータ位置感知手段と、ロータ
    角位置信号と所定の位相関係を有する多相電流基準信号
    を発生する電流基準信号発生手段と、位相が多相電流基
    準信号を追跡し振幅が多相電流基準信号により決まる電
    流を多相ステータ巻線に発生させる出力電流源手段とよ
    りなることを特徴とする制御装置。
  10. 【請求項１０】　　出力電流源手段が、出力電流源と、
    多相ステータ巻線電流に比例する多相フィードバック電
    流信号を発生する手段及び多相電流フィードバック信号
    の各相を多相電流基準信号の対応相と比較してモータ電
    流位相エラー信号を発生させるエラー信号発生手段より
    なるフィードバックループとを備え、モータ電流位相エ
    ラー信号が出力電流源に加えられてモータ電流位相エラ
    ー信号をゼロにする方向に多相ステータ巻線電流を発生
    させることを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
  11. 【請求項１１】　　ロータ位置感知手段が、ロータ位置
    信号の位相を積分多相永久磁石発電機信号の位相に選択
    的に調整する手段を備えてなることを特徴とする請求項
    ９に記載の制御装置。
  12. 【請求項１２】　　積分多相永久磁石発電機信号の絶対
    値に比例する速度信号を発生する手段よりなる速度制御
    手段と、速度信号を速度基準信号と比較して速度エラー
    信号を発生する手段とを有し、電流基準信号発生手段が
    速度エラー信号の関数として多相電流基準信号の大きさ
    を設定することを特徴とする請求項９に記載の制御装置
    。
  13. 【請求項１３】　　ロータ位置感知手段と電流基準信号
    発生手段とが、多相電流基準信号を積分多相永久磁石発
    電機信号に位相ロックする位相ロックループを構成する
    ことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
  14. 【請求項１４】　　位相ロックループ回路が、積分多相
    永久磁石発電機信号を多相電流基準信号と比較して位相
    エラー信号を発生させる位相比較手段と、周波数が位相
    エラー信号により決まる可変周波数信号を発生する移相
    手段と、可変周波数信号からロータ角位置信号を発生さ
    せる信号発生手段と、回転軸の角位置信号から多相電流
    基準信号を発生させる電流基準信号発生手段とよりなり
    、移相手段が可変周波数信号の周波数を変化させ回転軸
    角位置信号の位相をシフトすることにより多相電流基準
    信号を移相して位相エラー信号を減少させ、位相エラー
    信号が実質的にゼロのとき多相電流基準信号の位相が積
    分多相永久磁石発電機信号と直角位相関係になるように
    することを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
  15. 【請求項１５】　　信号発生器が双方向性デジタルカウ
    ンタであり、位相比較手段がアナログ位相エラー信号を
    発生し、移相手段が、位相エラー信号を積分して積分ア
    ナログエラー信号を発生させる積分器と、周波数が積分
    エラー信号の大きさに比例する可変周波数信号を発生す
    る電圧制御発振器と、積分エラー信号の符号に応答する
    符号検出器とを備え、双方向性デジタルカウンタが可変
    周波数信号の周波数を符号検出器により決まる方向にカ
    ウントして回転軸の両回転方向の回転軸角位置信号を発
    生させることを特徴とする請求項１４に記載の制御装置
    。
  16. 【請求項１６】　　積分アナログエラー信号を電圧制御
    発振器から選択的に切り離しその代わりに始動基準信号
    を加える始動手段を備えてなることを特徴とする請求項
    １５に記載の制御装置。
  17. 【請求項１７】　　始動手段が、積分多相永久磁石発電
    機信号が所定の値以下のとき電圧制御発振器に積分位相
    エラー信号の代わりに始動基準信号を印加することを特
    徴とする請求項１６に記載の制御装置。
  18. 【請求項１８】　　ロータ位置感知手段が、積分多相永
    久磁石発電機信号に位相ロックされたロータ角位置信号
    を発生させる位相ロックループよりなることを特徴とす
    る請求項９に記載の制御装置。
  19. 【請求項１９】　　位相ロックループが、積分多相永久
    磁石発電機信号と多相ロータ基準信号の間の位相差を表
    わす位相エラー信号を発生する位相比較手段と、周波数
    が位相エラー信号により決まる可変周波数信号を発生さ
    せる移相手段と、可変周波数信号からロータ角位置信号
    を発生させる位置信号発生手段と、ロータ角位置信号か
    ら多相ロータ基準信号を発生させるロータ基準信号発生
    手段とを備え、移相手段が可変周波数信号の周波数を変
    化させてロータ角位置信号の位相を変化させることによ
    りロータ基準信号の位相を変化させて位相差信号を減少
    させ、位相エラー信号が実質的にゼロのときロータ基準
    信号が積分多相永久磁石発電機信号と直角位相関係にな
    るようにすることを特徴とする請求項１８に記載の制御
    装置。
  20. 【請求項２０】　　ロータ基準信号発生手段が、ロータ
    角位置信号と多相ロータ基準信号との間の位相角を選択
    してロータ角位置信号を校正する手段を備えてなること
    を特徴とする請求項１９に記載の制御装置。
  21. 【請求項２１】　　信号発生手段が双方向性デジタルカ
    ウンタであり、位相比較手段がアナログ位相エラー信号
    を発生し、移相手段が、位相エラー信号を積分して積分
    アナログエラー信号を発生させる積分器と、周波数が積
    分エラー信号の大きさに比例する可変周波数信号を発生
    させる電圧制御発振器と、積分エラー信号の符号に応答
    する符号検出器とを有し、双方向性デジタルカウンタが
    可変周波数信号の周波数を符号検出器により決まる方向
    にカウントして回転軸の両回転方向のロータ角位置信号
    を発生させることを特徴とする請求項２０に記載の制御
    装置。
  22. 【請求項２２】　　積分アナログエラー信号を選択的に
    切り離しその代わりに始動基準信号を加える始動手段を
    備えてなることを特徴とする請求項２１に記載の制御装
    置。
  23. 【請求項２３】　　始動手段が、積分多相永久磁石発電
    機信号が所定の値以下になると積分位相エラー信号を電
    圧制御発振器から切り離しその代わりに始動基準信号を
    加えることを特徴とする請求項２２に記載の制御装置。
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