JPH0447218A - 磁気レゾルバ - Google Patents

磁気レゾルバ

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JPH0447218A
JPH0447218A JP15618590A JP15618590A JPH0447218A JP H0447218 A JPH0447218 A JP H0447218A JP 15618590 A JP15618590 A JP 15618590A JP 15618590 A JP15618590 A JP 15618590A JP H0447218 A JPH0447218 A JP H0447218A
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JP
Japan
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salient pole
wound around
coil
salient
rotor
Prior art date
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Pending
Application number
JP15618590A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Sato
光一 佐藤
Yutaka Ono
裕 小野
Shigeru Hashida
茂 橋田
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0447218A publication Critical patent/JPH0447218A/ja
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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)

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は磁気レゾルバの検出精度の向上に関するもので
ある。
〈従来の技術〉 磁気レゾルバには、ロータの回転中心を正規の中心に対
してずらし、ロータが1回転するとロータ・ステータ間
のギャップが1周期変化することを利用して絶対回転位
置を検出する信心型の磁気レゾルバがあった。この場合
、ギャップの検出は、ステータの突極に巻かれたコイル
により電気的に行う。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、偏心型の磁気レゾルバでは、ギャップは外的要
因、例えば、温度変化、モーメント荷重、等により変動
しやすい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、外的要因に対して強い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)SIN0突極、COS0突極、CO3180突極
からなる4N類の突極が並べられた突極群を1グループ
としてnグループの突極群が配列された第1のステータ
と、 1回転で前記第1のステータとのギャップがn周期(n
は整数)変動する形状になった第1のロタと、 このステータの各突極に巻かれていて同種類の突極に巻
かれたコイルどうしがそれぞれ直列に接続された第1の
コイル群と、 前記SINO突極とSIN180突極に巻かれたコイル
をEcosωtなる交流信号(E:振幅。
ω:各周波数、t:時間)で、前記COS0突極に巻か
れたコイルを Esinωtなる交流信号でそれぞれ励磁する第1の励
磁回路と、 SINO突極、COS0突衡、CO3180突極からな
る4種類の突極が並べられた突極群を1グループとして
n十1グループの突極群が配列された第2のステータと
、 前記第1のロータと連結していて、1回転で前記第2の
ステータとのギャップがn+1周期変動する形状になり
な第2のロータと、 このステータの各突極に巻かれていて同種類の突極に巻
かれたコイルどうしがそれぞれ直列に接続された第2の
コイル群と、 前記SINO突極とSIN180突極に巻かれたコイル
をEcosωtなる交流信号で、前記COS0突極に巻
かれたコイルをEsinωtなる交流信号でそれぞれ励
磁する第2の励磁回路と、 前記第1のコイル群について、次式の演算により位相変
調信号Vπを算出する第1の演算手段と、VTL =V
1−V3 十V2−V4 A+ cos (ωt−の−nθ) V、:SINO突極に巻かれたコイルの両端電圧 V2:C03O突優に巻かれたコイルの両端電圧 V3 :SIN180突極に巻かれたコイルの両端電圧 V4:CO3180突極に巻かれたコイルの両端電圧 A、二振幅、の:位相差 θ:ロータの回転角 前記第2のコイル群について、次式の演算により位相変
調信号vTLや、を算出する第2の演算手段と、 VTL + + =V5−V7 +Vg −Vg=Az
 cos (ωt−の−(n+1)θ)Vs:SINO
突極に巻かれたコイルの両端電圧 Vg:C05O突極に巻かれたコイルの両端電圧 V、:SIN180突極に巻かれたコイルの両端電圧 V8 :C08180突極に巻かれたコイルの両端電圧 A2:振幅 位相変調信号V1ヤ1とVILの位相差を計測して回転
角θを求める位相差カウンタ、 を具備したことを特徴とする磁気レゾルバ。
(2)前記第1及び第2の演算手段は、前記第1のコイ
ル群のコイルと第2のコイル群のコイルとともに各突極
に巻かれていて、これらのコイルに対する巻き方向の異
同に応じて加算または減算の演算を行う検出コイルを有
す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、ステータの全周にわたって一様
に配列されたコイルの両端電圧を平均化した電圧から、
ロータが1回転したときに位相がn周期変調される位相
変調信号と、ロータが1回転したときに位相がn+1周
期変調される位相変調信号を算出し、これら2つの位相
変調信号の位相差からロータの絶対回転位置を検出する
〈実施例〉 以下、図面を用いて本発明を説明する。
第1図は本発明の一実施例の構成図であり、(a)は平
面図、(b)はz−Z方向の断面図である。
第1図において、10は外側に設けられたロータ部、2
0はロータ部10の内側に設けられたステータ部である
ロータ部10は、2つのロータ11と12からなる。
ロータ11は、リング形状になっていて、第2図に示す
ように、内周の半径が1回転で6周期分変動するもので
ある。この半径R7は次式で与えられる。
R,=Δr−sin6θ+r0 Δr:振幅、ro:定数 θ:ロータの回転位置 ロータ12は、リング形状になっていて、第3図に示す
ように、内周の半径が1回転で7周期分変動するもので
ある。この半径R3は次式で与えられる。
R2”Δr−sln7θ+r0 Δr:振幅、ro:定数 ステータ部20は、2つのステータ21と22からなる
ステータ21には、第4図に示すように、一定ピツチで
24個の突極211.〜211□4が設けられている。
これらの突極は、4個ずつで1つのグループを形成して
いる。この411の突極は、SINO突極、COS0突
極、 及びC08180突極であり、これらはロータ11の内
周変化の1周期分を90°ずっのピッチで分割する。グ
ループはg、〜g6まで6グループ設けられている0例
えば、グループg、では、211+ 、2112.21
13.211aはそれぞれSINO突極、COS0突極
、costso突極になっている。各突極211、〜2
11□4にはそれぞれコイル 212、〜212□4が巻かれている。これらのコイル
は、SINO突優に巻かれたものどうし。
coso突極に巻かれたものどうし。
SIN180突極に巻かれたものどうし。
CO3180突極に巻かれたものどうしがそれぞれ直列
に接続されている。それぞれの直列接続されたコイルを
、SINO突極コイル、coso突極コイル、SIN1
80突極コイル。
CO3180突極コイルとする0例えば、5IGO突極
コイルは、コイル212+。
212s、212曽、212,3,212.t 。
2122+を直列接続したものである。
ステータ22には、第5図に示すように、一定ピツチで
28個の突極2211〜22128が設けられている。
ステータ21と同様に、SINO突極、COS0突極、 CO3180突極からなるグループがf1〜で7まで7
グループ設けられている。各グループでは各突% 22
1 j〜2212Elにはそれぞれコイル222、〜2
2228が巻かれている。これらのコイルは、SINO
突極に巻かれたものどうし。
coso突極に巻かれたものどうし。
SIN180突極に巻かれたものどうし。
CO3180突極に巻かれたものどうしがそれぞれ直列
に接続されている。
ロータとステータのコア部は積層鋼板で形成されている
第1図へ戻り、30はSINO突極コイルとSIN18
0突極コイルをEcosωtなる交流電圧(E:li圧
の振幅、ω:角速度、t:時rWJ)で、coso突極
コイルとCO5180突極コイルをBs1nωtなる交
流電圧でそれぞれ励磁する励磁回路である。
40はSINO突極コイル、coso突極コイル、SI
N180突極コイル、C08180突極コイルの両端電
圧をもとにロータ10の絶対回転位置を算出する演算部
である。
ロータ11とステータ21のギャップは、ロータが1回
転すると6周期分変化し、ロータ12とステータ22の
ギャップはロータが1回転すると7yfJ期分変化する
。このなめ、ロータ11とステータ21で6Xレゾルバ
を、ロータ12とステ〜り22で7Xレゾルバをそれぞ
れ形成している。
第6図は第1図の磁気レゾルバの電気的接続図である。
このように構成した磁気レゾルバの動作を説明する。
励磁回路30で励磁されることにより、6Xレゾルバの
SINO突極コイル、coso突極コイル、SIN18
0突衡コイル、CO3180突極コイルの両端にはそれ
ぞれ次式で示す電圧V。
V2.V、、V、が誘起する。
V1=a−sin6θcos+u>t V2==b−cos6θs  i  nωtV3 =−
c−sin6θcO5ωt Va  =−d  −cos6θs  i  nωta
、b、c、d:定数 演算部40は、減算器41.42と加算器43により次
式の演算を行って位相変調信号vgxを算出する。
Va X =V+  V3 +V2−V4:AI CO
8(ωt−φ−6θ)   ■φ=jan’  I (
b+d)/ (a+c)1=const。
従って、信号vexはロータが1回転すると位相が6周
期分変調される。
同様に、7Xレゾルバでも、第6図に示す加減算器44
〜46により次式で与えられる位相変調信号V?Xが得
られる。
V?X=V5  v、+v、  Ve =A2 Co5(ωt−φ−70)   ■V!l :
 S I Goコイルの両端電圧”v’6:cosoコ
イルの両端電圧 v7:5IG180コイルの両f!Mt圧V8  :C
O3180:フィルの両@電圧A2:定数 信号V7Xはロータの1回転により位相が7周期分変調
される。
位相差カウンタ47は、信号V6XとVEXの位相差を
計測する。これによって、絶対回転位置θが検出される
位相変調信号V6XとEcosωtの位相差。
VvXとEcosωtの位相差、V6XとVvXの位相
差は、ロータの回転位置θに応じて第7図に示すとおり
に変化する。
第8図は本発明の他の実施例の構成図である。
この磁気レゾルバでは、ステータ21と22の各突極に
は、励磁回路30によって励磁されるコイルのほかに、
これらのコイルの誘起電圧を検出する検出コイルが巻か
れている。
第9図と第10図はステータ21と22の構成を示した
図である。これらの図で、213.〜2132 aと2
23.〜223211は検出コイルである。
50は検出コイル511〜51□4と521〜522B
により絶対回転位置を算出する演算部である。
第11図はこのような磁気レゾルバの電気回路図である
この図に示すように、6Xレゾルバと7Xレゾルバのい
ずれでも、SINO突極とcoso突極では、検出コイ
ルと励磁コイルは同方向に巻かれていて、またSIN1
80突極とCO3180突極では、検出コイルと励磁コ
イルは逆方向に巻かれている。このような巻き方向の相
違により、前述した0式と0式の演算を行なって、位相
変調信号VgXとVEXを算出する。
第6図の回路では6Xレゾルバと7Xレゾルバに対して
接続される線が12本であるのに対して、第11図の回
路では8本に減らされる。
なお、実施例では、4個の突極からなるグループは、6
グループと7グループ設けられていたがこの数に限らす
nグループとn+1グループ(nは整数)設けられてい
てもよい。この場合、ロータの内周の半径は、1周する
とn周期分とn+1周期分たけ変動する。
また、ロータの内周の半径は正弦波状に限らず他の周期
関数例えば三角波状に変化する構成にしてもよい。
また、磁気レゾルバはアウタ・ロータ型に限らすインナ
・ロータ型であってもよい。
く効果〉 本発明によれば、ステータの全周にわたって一様に配列
されたコイルの両端電圧を平均化した電圧からロータの
回転位1を検出しているため、ステータの1周に対する
コイルの両端電圧のばらつきが均一化される。これによ
って、温度変化、モーメント加重等の外的要因による検
出誤差が低減された磁気レゾルバを実現できる。
また、第11図の実施例によれば、検出コイルにより直
接に加減算を行っているため、配線本数を削減できる。
このことは、磁気レゾルバをロボットアームの回転の検
出に用いる場合に、アームの動きにより配線がまとわり
つくことが防止され、特に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図〜第6図は
第1図の磁気レゾルバの要部構成図、第7図は各信号の
タイムチャート、第8図は本発明の他の実施例の構成図
、第9図〜第11図は第8図の磁気レゾルバの要部構成
図である。 10・・・ロータ部、11・・・第1のロータ、12・
・・第2のロータ、20・・・ステータ部、21・・・
第1のステータ、第2のステータ、211.〜2112
a 、221+〜221□8・・・突極、2121〜2
1224.222t〜22228・・・コイル、30・
・・励磁回路、40.50・・・演算部、511〜51
24.52+〜522日・・・検出コイル。 第 図 第 図 + 第 り 図 第 O 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)SIN0突極、COS0突極、SIN180突極
    、COS180突極からなる4種類の突極が並べられた
    突極群を1グループとしてnグループの突極群が配列さ
    れた第1のステータと、 1回転で前記第1のステータとのギャップがn周期(n
    は整数)変動する形状になった第1のロータと、 このステータの各突極に巻かれていて同種類の突極に巻
    かれたコイルどうしがそれぞれ直列に接続された第1の
    コイル群と、 前記SIN0突極とSIN180突極に巻かれたコイル
    をEcosωtなる交流信号(E:振幅,ω:各周波数
    ,t:時間)で、前記COS0突極とCOS180突極
    に巻かれたコイルをEsinωtなる交流信号でそれぞ
    れ励磁する第1の励磁回路と、 SIN0突極、COS0突極、SIN180突極、CO
    S180突極からなる4種類の突極が並べられた突極群
    を1グループとしてn+1グループの突極群が配列され
    た第2のステータと、前記第1のロータと連結していて
    、1回転で前記第2のステータとのギャップがn+1周
    期変動する形状になった第2のロータと、 このステータの各突極に巻かれていて同種類の突極に巻
    かれたコイルどうしがそれぞれ直列に接続された第2の
    コイル群と、 前記SIN0突極とSIN180突極に巻かれたコイル
    をEcosωtなる交流信号で、前記COS0突極とC
    OS180突極に巻かれたコイルをEsinωtなる交
    流信号でそれぞれ励磁する第2の励磁回路と、 前記第1のコイル群について、次式の演算により位相変
    調信号V_nを算出する第1の演算手段と、V_n=V
    _1−V_3+V_2−V_4 =A_1cos(ωt−■−nθ) V_1:SIN0突極に巻かれたコイルの両端電圧 V_2:COS0突極に巻かれたコイルの両端電圧 V_3:SIN180突極に巻かれたコイルの両端電圧 V_4:COS180突極に巻かれたコイルの両端電圧 A_1:振幅、■:位相差 θ:ロータの回転角 前記第2のコイル群について、次式の演算により位相変
    調信号V_n_+_1を算出する第2の演算手段と、 V_n_+_1=V_5−V_7+V_6−V_8=A
    _2cos{ωt−■−(n+1)θ}V_5:SIN
    0突極に巻かれたコイルの両端電圧 V_6:COS0突極に巻かれたコイルの両端電圧 V_7:SIN180突極に巻かれたコイルの両端電圧 V_8:COS180突極に巻かれたコイルの両端電圧 A_2:振幅 位相変調信号V_n_+_1とV_nの位相差を計測し
    て回転角θを求める位相差カウンタ、 を具備したことを特徴とする磁気レゾルバ。
  2. (2)前記第1及び第2の演算手段は、前記第1のコイ
    ル群のコイルと第2のコイル群のコイルとともに各突極
    に巻かれていて、これらのコイルに対する巻き方向の異
    同に応じて加算または減算の演算を行う検出コイルを有
    することを特徴とする請求項(1)記載の磁気レゾルバ
JP15618590A 1990-06-14 1990-06-14 磁気レゾルバ Pending JPH0447218A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1500909A2 (en) * 2003-07-25 2005-01-26 Minebea Co., Ltd. Rotation angle sensor with housing and several resolvers
CN103376053A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 株式会社捷太格特 分解器

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EP1500909A3 (en) * 2003-07-25 2006-04-26 Minebea Co., Ltd. Rotation angle sensor with housing and several resolvers
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CN103376053A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 株式会社捷太格特 分解器

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