JPH0781878B2 - 回転検出装置 - Google Patents
回転検出装置Info
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- JPH0781878B2 JPH0781878B2 JP6121787A JP6121787A JPH0781878B2 JP H0781878 B2 JPH0781878 B2 JP H0781878B2 JP 6121787 A JP6121787 A JP 6121787A JP 6121787 A JP6121787 A JP 6121787A JP H0781878 B2 JPH0781878 B2 JP H0781878B2
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- rotational position
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電動機などの回転体の位置や速度を検出する回
転検出装置に関する。
転検出装置に関する。
（従来の技術） レゾルバやセルシンなどと呼ばれているシンクロ電機は
電動機と同様な構造を持ち、信頼性も高いことから、広
く電動機の回転検出に用いられている。一般にシンクロ
電機を用いて回転検出装置を構成するにはシンクロ／デ
ジタルコンバータ（S/Dコンバータ），レゾルバ／デジ
タルコンバータ（R/Dコンバータ）などの変換器と組み
合わせる必要がある。
電動機と同様な構造を持ち、信頼性も高いことから、広
く電動機の回転検出に用いられている。一般にシンクロ
電機を用いて回転検出装置を構成するにはシンクロ／デ
ジタルコンバータ（S/Dコンバータ），レゾルバ／デジ
タルコンバータ（R/Dコンバータ）などの変換器と組み
合わせる必要がある。
これらの変換器の代表的な方式には２種類ある。１つは
トラッキング形コンバータと呼ばれる方式で、たとえば
アナログデバイセズ社の1S14,1S24,1S44,1S64等であ
る。シンクロ電機の１次巻線を単相励磁すると、２層の
２次巻線には回転位置に応じた正弦波および余弦波関数
で定まる振幅の誘起電圧信号が発生する。コンバータで
は、回転位置の変化によって正弦波状に変化する誘起電
圧信号の振幅に対して、アップダウンカウンタの係数値
から作られた正弦波，余弦波信号が追従するように、一
種のフェーズロックドループが構成されている。アップ
ダウンカウンタの計数値が回転位置に追従するように動
作し、この計数値を読み出すことによって、回転位置を
デジタル値に変換した値として得ることができる。この
方式は回転位置をいつでも読み出すことが可能である
が、構成が複雑でコストがかかり、アナログ部分が多く
集積回路化が難しい。
トラッキング形コンバータと呼ばれる方式で、たとえば
アナログデバイセズ社の1S14,1S24,1S44,1S64等であ
る。シンクロ電機の１次巻線を単相励磁すると、２層の
２次巻線には回転位置に応じた正弦波および余弦波関数
で定まる振幅の誘起電圧信号が発生する。コンバータで
は、回転位置の変化によって正弦波状に変化する誘起電
圧信号の振幅に対して、アップダウンカウンタの係数値
から作られた正弦波，余弦波信号が追従するように、一
種のフェーズロックドループが構成されている。アップ
ダウンカウンタの計数値が回転位置に追従するように動
作し、この計数値を読み出すことによって、回転位置を
デジタル値に変換した値として得ることができる。この
方式は回転位置をいつでも読み出すことが可能である
が、構成が複雑でコストがかかり、アナログ部分が多く
集積回路化が難しい。
他の１つは位相検出形コンバータと呼ばれる方式であ
る。シンクロ電機の２相の１次巻線を２相の正弦波信号
で励磁すると２次巻線には回転位置に応じて位相が変化
する正弦波の誘起電圧信号が発生する。この励磁正弦波
信号に対する誘起電圧信号の位相変化を検出して回転位
置を検出する方式である。
る。シンクロ電機の２相の１次巻線を２相の正弦波信号
で励磁すると２次巻線には回転位置に応じて位相が変化
する正弦波の誘起電圧信号が発生する。この励磁正弦波
信号に対する誘起電圧信号の位相変化を検出して回転位
置を検出する方式である。
基本構成を第５図に示す。１はクロック発生回路、２は
カウンタ回路、３は関数回路、４はシンクロ電機（レゾ
ルバ）、５はフィルタ回路、６はコンパレータ回路、７
はフリップフロップ回路、８はラッチ回路である。
カウンタ回路、３は関数回路、４はシンクロ電機（レゾ
ルバ）、５はフィルタ回路、６はコンパレータ回路、７
はフリップフロップ回路、８はラッチ回路である。
クロック発生回路１の出力のクロックパルスはカウンタ
回路２により計数され、その計数値θｏは時間とともに
増加する。この計数値θｏは関数回路３に入力され、計
数値θｏに応じた２相正弦波信号SINθo,COSθｏが出力
される。この関数回路３は例えば正弦波および余弦波関
数が書き込まれたリードオンリメモリ（ROM）とデジタ
ル／アナログ変換器で構成することができる。シンクロ
電機４は関数回路３の出力の正弦波信号により励磁さ
れ、２次巻線からは励磁正弦波信号に対しての位相が回
転位置θｒに応じて変化する誘起電圧信号SIN（θｏ−
θｒ）が出力される。このシンクロ電機４からの出力は
フィルタ回路５によりノイズや歪成分が除去され、コン
パレータ回路６に入力される。コンパレータ回路６から
は誘起電圧信号の正弦波の零点で変化する方形波が出力
され、その立ち上がり時点において（１）式の関係が成
り立つ。
回路２により計数され、その計数値θｏは時間とともに
増加する。この計数値θｏは関数回路３に入力され、計
数値θｏに応じた２相正弦波信号SINθo,COSθｏが出力
される。この関数回路３は例えば正弦波および余弦波関
数が書き込まれたリードオンリメモリ（ROM）とデジタ
ル／アナログ変換器で構成することができる。シンクロ
電機４は関数回路３の出力の正弦波信号により励磁さ
れ、２次巻線からは励磁正弦波信号に対しての位相が回
転位置θｒに応じて変化する誘起電圧信号SIN（θｏ−
θｒ）が出力される。このシンクロ電機４からの出力は
フィルタ回路５によりノイズや歪成分が除去され、コン
パレータ回路６に入力される。コンパレータ回路６から
は誘起電圧信号の正弦波の零点で変化する方形波が出力
され、その立ち上がり時点において（１）式の関係が成
り立つ。
θｏ−θｒ＝2nπ ただしｎは整数 （１） したがって、コンパレータ回路６の立上りにおいて、カ
ウンタ回路２の計数値θｏをラッチすれば（２）式の関
係が成り立つ。
ウンタ回路２の計数値θｏをラッチすれば（２）式の関
係が成り立つ。
θｏ＝2nπ＋θｒ （２） カウンタ回路２の計数値θｏの２π以上の値をオーバフ
ローとして無視すれば、結局、（３）式の関係が成り立
つ。
ローとして無視すれば、結局、（３）式の関係が成り立
つ。
θｏ＝θｒ （３） 常に計数を続けているカウンタ回路２の計数値θｏをタ
イミング良くラッチするために立ち下がりトリガのＤ形
フリップフロップ回路７を用いる。フリップフロップ回
路７のデータ入力Ｄにはコンパレータ回路６の出力が接
続され、クロック入力CKにはクロック発生回路１の出力
が接続される。データ入力Ｄがクロックパルスの立ち下
がり時点でサンプリングされることになり、フリップフ
ロップ回路７からは変化時点がクロックパルスの立ち下
がり時点に同期化した方形波が出力される。このフリッ
プフロップ回路７の出力をラッチ回路７のクロック入力
とすれば、カウンタ回路２の計数値θｏはクロックパル
スの立ち上がり時点で変化するので、計数値θｏを正し
くラッチできる。
イミング良くラッチするために立ち下がりトリガのＤ形
フリップフロップ回路７を用いる。フリップフロップ回
路７のデータ入力Ｄにはコンパレータ回路６の出力が接
続され、クロック入力CKにはクロック発生回路１の出力
が接続される。データ入力Ｄがクロックパルスの立ち下
がり時点でサンプリングされることになり、フリップフ
ロップ回路７からは変化時点がクロックパルスの立ち下
がり時点に同期化した方形波が出力される。このフリッ
プフロップ回路７の出力をラッチ回路７のクロック入力
とすれば、カウンタ回路２の計数値θｏはクロックパル
スの立ち上がり時点で変化するので、計数値θｏを正し
くラッチできる。
このようにして回転位置θｒは、ラッチ回路８によりラ
ッチされた値によってデジタル値として検出することが
できる。
ッチされた値によってデジタル値として検出することが
できる。
（発明が解決しようとする問題点） 位相検出形コンバータは回路構成が簡単で、大部分がデ
ジタル回路であり、安価にできる。しかし、検出値がシ
ンクロ電機の２次誘起電圧の零点ごとにしか更新され
ず、回転位置が変化している場合、回転速度によって検
出周期が変動することになる。したがって、デジタル制
御のサンプリング周期との同期がとれないため、この方
式を電動機のデジタル制御に適用することも難しい。ま
た複速シンクロと呼ばれる極数が異なったシンクロ電機
の組合せや歯車で減速された複数のシンクロ電機を用い
て、より高い分解能を得たり、多回転の回転位置検出を
行う場合、それぞれの検出タイミングが異なるため、特
に、回転速度が高くなると複数の検出値を合成すること
が難しくなる。
ジタル回路であり、安価にできる。しかし、検出値がシ
ンクロ電機の２次誘起電圧の零点ごとにしか更新され
ず、回転位置が変化している場合、回転速度によって検
出周期が変動することになる。したがって、デジタル制
御のサンプリング周期との同期がとれないため、この方
式を電動機のデジタル制御に適用することも難しい。ま
た複速シンクロと呼ばれる極数が異なったシンクロ電機
の組合せや歯車で減速された複数のシンクロ電機を用い
て、より高い分解能を得たり、多回転の回転位置検出を
行う場合、それぞれの検出タイミングが異なるため、特
に、回転速度が高くなると複数の検出値を合成すること
が難しくなる。
本発明は上記事情に鑑みてなされ、位相検出形コンバー
タの回路構成上に利点を生かしつつ、その欠点である検
出周期の変動を解決し、デジタル制御に適したシンクロ
電機を用いた回転検出装置を得ることを目的とする。
タの回路構成上に利点を生かしつつ、その欠点である検
出周期の変動を解決し、デジタル制御に適したシンクロ
電機を用いた回転検出装置を得ることを目的とする。
（問題点を解決するための手段） シンクロ電機の励磁信号と出力誘起電圧信号との間の位
相差を検出するとともにそれが検出された時刻も検出
し、さらに複数のこれらの検出データを使うことによっ
て、任意の時刻における回転位置を予測演算することを
基本としている。
相差を検出するとともにそれが検出された時刻も検出
し、さらに複数のこれらの検出データを使うことによっ
て、任意の時刻における回転位置を予測演算することを
基本としている。
本発明の概要を第１図により説明する。クロック発生回
路１、カウンタ回路２、関数回路３からなる交流励磁信
号を発生する励磁回路と、多相の１次巻線と２次巻線を
有し回転体に結合されたシンクロ電機４と、フィルタ回
路５、コンパレータ回路６、フリップフロップ回路７、
ラッチ回路９、カウンタ回路10からなる位相差およびそ
の検出時刻を検出する位相差検出回路と、ラッチ回路1
1,13,14,15、フリップフロップ回路12および演算器16か
らなる予測演算回路で構成される。
路１、カウンタ回路２、関数回路３からなる交流励磁信
号を発生する励磁回路と、多相の１次巻線と２次巻線を
有し回転体に結合されたシンクロ電機４と、フィルタ回
路５、コンパレータ回路６、フリップフロップ回路７、
ラッチ回路９、カウンタ回路10からなる位相差およびそ
の検出時刻を検出する位相差検出回路と、ラッチ回路1
1,13,14,15、フリップフロップ回路12および演算器16か
らなる予測演算回路で構成される。
（作用） シンクロ電機の多相１次巻線を励磁回路の出力の交流励
磁信号により励磁すると、２次巻線には回転位置に応じ
て位相が変化する誘起電圧信号が発生する。誘起電圧信
号の零点をフィルタ回路５、コンパレータ回路６、フリ
ップフロップ回路７によって検出し、その時点で交流励
磁信号の位相を示すカウンタ回路２の計数値をラッチ回
路９によってラッチすることによって、位相変化を交流
励磁信号と誘起電圧信号との位相差として位相差検出回
路によって検出する。この時、カウンタ回路２の上位の
カウンタ回路10の計数値もラッチすることにより、ラッ
チ回路９で位相差でけでなく、その時刻も検出する。こ
れと同時に予測演算回路のラッチ回路11にそれ以前の位
相差およびその検出時刻が転送される。予測演算回路で
は、これらのデータを用いて任意の時刻における予測回
転位置を演算する。
磁信号により励磁すると、２次巻線には回転位置に応じ
て位相が変化する誘起電圧信号が発生する。誘起電圧信
号の零点をフィルタ回路５、コンパレータ回路６、フリ
ップフロップ回路７によって検出し、その時点で交流励
磁信号の位相を示すカウンタ回路２の計数値をラッチ回
路９によってラッチすることによって、位相変化を交流
励磁信号と誘起電圧信号との位相差として位相差検出回
路によって検出する。この時、カウンタ回路２の上位の
カウンタ回路10の計数値もラッチすることにより、ラッ
チ回路９で位相差でけでなく、その時刻も検出する。こ
れと同時に予測演算回路のラッチ回路11にそれ以前の位
相差およびその検出時刻が転送される。予測演算回路で
は、これらのデータを用いて任意の時刻における予測回
転位置を演算する。
（実施例） （実施例の構成） 第１図の本発明の実施例を説明する。１はクロック発生
回路、２はカウンタ回路、３は関数回路、４はシンクロ
電機（レゾルバ）、５はフィルタ回路、６はコンパレー
タ回路、７はフリップフロップ回路であり、従来例と同
一である。9,11,13,14,15はラッチ回路で、13,14,15の
ラッチ回路は出力の制御ができる３ステート出力形であ
る。10はカウンタ回路、12はフリップフロップ回路、16
は演算器としてのマイクロコンピュータである。
回路、２はカウンタ回路、３は関数回路、４はシンクロ
電機（レゾルバ）、５はフィルタ回路、６はコンパレー
タ回路、７はフリップフロップ回路であり、従来例と同
一である。9,11,13,14,15はラッチ回路で、13,14,15の
ラッチ回路は出力の制御ができる３ステート出力形であ
る。10はカウンタ回路、12はフリップフロップ回路、16
は演算器としてのマイクロコンピュータである。
（実施例の作用） クロック発生回路１の出力のクロックパルスはカウンタ
回路２により計数され、その計数値θｏは時間とともに
増加する。この計数値θｏは関数回路３に入力され、計
数値θｏに応じた２相正弦波信号SINθo,COSθｏが出力
される。シンクロ電機（レゾルバ）４は関数回路３の出
力の２相正弦波信号によって励磁され、２次巻線からは
励磁正弦波信号に対しての位相が回転位置θｒに応じて
変化する誘起電圧信号SIN（θｏ−θｒ）が出力され
る。このシンクロ電機４からの出力は、従来例と同様に
フィルタ回路６によりノイズや歪成分が除去され、コン
パレータ回路6,フリップフロップ回路７を介して誘起電
圧信号の零点で変化する方形波に変換される。この方形
波の立ち上がり時点でカウンタ回路２の計数値θｏをラ
ッチ回路９でラッチし、励磁信号と誘起電圧信号との位
相差として回転位置θｒを検出する。この時、カウンタ
回路２の上位カウンタ10の計数値θｈも同じラッチ回路
９にthとしてラッチする。ラッチ回路９でラッチされた
上位のデータthと下位のデータθｒの結合したデータｔ
（＝th・θｒ）は回転位置θｒが検出された時刻を示す
ことになる。これと同時にラッチ回路９にラッチされて
いたそれ以前の回転位置およびその検出時刻データが転
送される。したがって常にラッチ回路９には最新の回転
位置およびその検出時刻データtNEW（＝thNEW・
θrNEW）がラッチされ、ラッチ回路11には１回前の回転
位置およびその検出時刻データtOLD（＝thOLD・
θrOLD）がラッチされている。マイクロコンピュータ16
は、これらのデータを読み込むための指令として、任意
の時刻に、フリップフロップ回路12のデータ入力Ｄを論
理０から１にする。フリップフロップ回路12のクロック
入力CKにはクロック発生回路１の出力が接続されてい
る。フリップフロップ回路７と同様な働きで、データ入
力Ｄがクロックパルスの立ち下がりに同期化されてフリ
ップフロップ回路12から出力される。このフリップフロ
ップ回路12の出力の立ち上がりで、その時の最新の回転
位置およびその検出時刻データtNEW（＝thNEW・
θrNEW）がラッチ回路９からラッチ回路14に転送され、
１回前の回転位置およびその検出時刻データtOLD（＝t
hOLD・θrOLD）がラッチ回路11からラッチ回路15に転送
される。またその時のカウンタ回路10とカウンタ回路２
の計数値θh,θｏが、時刻データtSYN（＝thSYn・
tISYN）としてラッチ回路13に同時にラッチされる。こ
れらのラッチ回路はマイクロコンピュータ16が同時にデ
ータを読み込むことができないために設けている。マイ
クロコンピュータ16はこれらのデータを順次読み込んで
予測演算を行う。第２図に回転位置の予測演算の原理を
示す。横軸は時刻t,縦軸は回転位置θｒである。ラッチ
回路14にラッチされた最新の回転位置データをθrNEW,
その検出時刻データをtNEW,ラツチ回路15にラッチされ
た１回前の回転位置データをθrOLD,その検出時刻デー
タをtOLD,ラッチ回路13にラッチされたマイクロコンピ
ュータ16がデータを読み込むための指令を出した時刻デ
ータをtSYNで示した。時刻tOUTにおける予測回転位置θ
rOUTを予測演算する場合、図示のように、１回前の回転
位置θrOLDおよびその検出時刻tOLDと、最新の回転位置
θrNEWおよびその検出時刻tNEWから、直線近似によつて
求める。この予測演算を式で示すと（４）式となる。
回路２により計数され、その計数値θｏは時間とともに
増加する。この計数値θｏは関数回路３に入力され、計
数値θｏに応じた２相正弦波信号SINθo,COSθｏが出力
される。シンクロ電機（レゾルバ）４は関数回路３の出
力の２相正弦波信号によって励磁され、２次巻線からは
励磁正弦波信号に対しての位相が回転位置θｒに応じて
変化する誘起電圧信号SIN（θｏ−θｒ）が出力され
る。このシンクロ電機４からの出力は、従来例と同様に
フィルタ回路６によりノイズや歪成分が除去され、コン
パレータ回路6,フリップフロップ回路７を介して誘起電
圧信号の零点で変化する方形波に変換される。この方形
波の立ち上がり時点でカウンタ回路２の計数値θｏをラ
ッチ回路９でラッチし、励磁信号と誘起電圧信号との位
相差として回転位置θｒを検出する。この時、カウンタ
回路２の上位カウンタ10の計数値θｈも同じラッチ回路
９にthとしてラッチする。ラッチ回路９でラッチされた
上位のデータthと下位のデータθｒの結合したデータｔ
（＝th・θｒ）は回転位置θｒが検出された時刻を示す
ことになる。これと同時にラッチ回路９にラッチされて
いたそれ以前の回転位置およびその検出時刻データが転
送される。したがって常にラッチ回路９には最新の回転
位置およびその検出時刻データtNEW（＝thNEW・
θrNEW）がラッチされ、ラッチ回路11には１回前の回転
位置およびその検出時刻データtOLD（＝thOLD・
θrOLD）がラッチされている。マイクロコンピュータ16
は、これらのデータを読み込むための指令として、任意
の時刻に、フリップフロップ回路12のデータ入力Ｄを論
理０から１にする。フリップフロップ回路12のクロック
入力CKにはクロック発生回路１の出力が接続されてい
る。フリップフロップ回路７と同様な働きで、データ入
力Ｄがクロックパルスの立ち下がりに同期化されてフリ
ップフロップ回路12から出力される。このフリップフロ
ップ回路12の出力の立ち上がりで、その時の最新の回転
位置およびその検出時刻データtNEW（＝thNEW・
θrNEW）がラッチ回路９からラッチ回路14に転送され、
１回前の回転位置およびその検出時刻データtOLD（＝t
hOLD・θrOLD）がラッチ回路11からラッチ回路15に転送
される。またその時のカウンタ回路10とカウンタ回路２
の計数値θh,θｏが、時刻データtSYN（＝thSYn・
tISYN）としてラッチ回路13に同時にラッチされる。こ
れらのラッチ回路はマイクロコンピュータ16が同時にデ
ータを読み込むことができないために設けている。マイ
クロコンピュータ16はこれらのデータを順次読み込んで
予測演算を行う。第２図に回転位置の予測演算の原理を
示す。横軸は時刻t,縦軸は回転位置θｒである。ラッチ
回路14にラッチされた最新の回転位置データをθrNEW,
その検出時刻データをtNEW,ラツチ回路15にラッチされ
た１回前の回転位置データをθrOLD,その検出時刻デー
タをtOLD,ラッチ回路13にラッチされたマイクロコンピ
ュータ16がデータを読み込むための指令を出した時刻デ
ータをtSYNで示した。時刻tOUTにおける予測回転位置θ
rOUTを予測演算する場合、図示のように、１回前の回転
位置θrOLDおよびその検出時刻tOLDと、最新の回転位置
θrNEWおよびその検出時刻tNEWから、直線近似によつて
求める。この予測演算を式で示すと（４）式となる。
θrOUT＝｛（θrNEW−θrOLD） ×（tOUT−tNEW）／（tNEW−tOLD）｝＋θrNEW （４） 時刻tOUTはマイクロコンピュータ16の予測演算に必要な
時間τCPUを考慮して（５）式とする。
時間τCPUを考慮して（５）式とする。
tOUT＝tSYN＋τCPU （５） マイクロコンピュータ16は（５）式，（４）式の予測演
算を実行して、時刻tOUTにおいて予測回転位置θrOUTを
出力する。
算を実行して、時刻tOUTにおいて予測回転位置θrOUTを
出力する。
以上述べた本発明の実施例によれば、任意の時刻におけ
る回転位置を予測して、その時刻に出力することができ
る。したがって、従来例のように励磁周波数や回転速度
によって検出周期が決ってしまうことがない。
る回転位置を予測して、その時刻に出力することができ
る。したがって、従来例のように励磁周波数や回転速度
によって検出周期が決ってしまうことがない。
（他の実施例） 第３図に本発明の他の実施例を示す。一般にデジタル制
御は一定のサンプリング周期であるので、回転検出装置
としても一定の検出周期が望ましい。この実施例では検
出周期を励磁周期と等しく一定としている。第１の実施
例に比べて、フリップフロップ回路12がなく、ラッチ回
路13はカウンタ回路10の計数値θｈのみラッチし、ラッ
チ回路13,14,15はカウンタ回路２の桁上げ出力Ｃによつ
てラッチ動作を行う点が異なっている。
御は一定のサンプリング周期であるので、回転検出装置
としても一定の検出周期が望ましい。この実施例では検
出周期を励磁周期と等しく一定としている。第１の実施
例に比べて、フリップフロップ回路12がなく、ラッチ回
路13はカウンタ回路10の計数値θｈのみラッチし、ラッ
チ回路13,14,15はカウンタ回路２の桁上げ出力Ｃによつ
てラッチ動作を行う点が異なっている。
ラッチ回路13,14,15は、第１の実施例ではマイクロコン
ピュータ16からの指令によつて任意の時刻にラッチ動作
をしていたが、励磁周期と同じ周期のカウンタ回路２の
桁上げ出力Ｃをラッチ指令としている。マイクロコンピ
ュータ16はラッチ回路13のデータの変化を調べ、変化が
あれば、ラツチ回路13,14,15のデータを順次読み込む。
ラッチ回路13はカウンタ回路10の計数値θｈのみしかラ
ッチしていないが、ラッチ動作時においてカウンタ回路
12の計数値は０であるので、ラッチ回路13にラッチされ
た時刻データthSYNの下位データtISYNを０とした時刻を
ラッチ指令の時刻tSYN（＝thSYN・０）として用いる。
マイクロコンピュータ16は、第１の実施例と同一の
（５）式，（４）式の予測演算を実行して、時刻tOUTに
おいて予測回転位置θrOUTを出力する。
ピュータ16からの指令によつて任意の時刻にラッチ動作
をしていたが、励磁周期と同じ周期のカウンタ回路２の
桁上げ出力Ｃをラッチ指令としている。マイクロコンピ
ュータ16はラッチ回路13のデータの変化を調べ、変化が
あれば、ラツチ回路13,14,15のデータを順次読み込む。
ラッチ回路13はカウンタ回路10の計数値θｈのみしかラ
ッチしていないが、ラッチ動作時においてカウンタ回路
12の計数値は０であるので、ラッチ回路13にラッチされ
た時刻データthSYNの下位データtISYNを０とした時刻を
ラッチ指令の時刻tSYN（＝thSYN・０）として用いる。
マイクロコンピュータ16は、第１の実施例と同一の
（５）式，（４）式の予測演算を実行して、時刻tOUTに
おいて予測回転位置θrOUTを出力する。
マイクロコンピュータ16が予測回転位置θrOUTを出力す
る周期は、励磁周期に等しい一定周期となる。
る周期は、励磁周期に等しい一定周期となる。
以上述べた２つの実施令は２回の位相差およびその検出
時刻を用いて予測演算をしているが、さらに多数回の位
相差およびその検出時刻を用いれば、より正確な予測演
算が可能である。第４図は３回の位相差およびその検出
時刻を用いて予測演算を行うために追加する回路を示し
た。ラッチ回路11の出力にラッチ回路17が追加接続さ
れ、さらにその出力にラッチ回路18が追加接続されてい
る。
時刻を用いて予測演算をしているが、さらに多数回の位
相差およびその検出時刻を用いれば、より正確な予測演
算が可能である。第４図は３回の位相差およびその検出
時刻を用いて予測演算を行うために追加する回路を示し
た。ラッチ回路11の出力にラッチ回路17が追加接続さ
れ、さらにその出力にラッチ回路18が追加接続されてい
る。
ラッチ回路17には常に２回前の回転位置およびその検出
時刻データtOLD2（＝thOLD2・θrOLD2）がラッチされる
ことになる。マイクロコンピュータ16は他のデータとと
もに、この２回前の回転位置およびその検出時刻データ
tOLD2（＝thOLD2・θrOLD2）をラツチ回路18を介して読
み込み、予測演算を実行する。時刻tOLDにおける回転速
度をωOLD,時刻tNEWにおける回転速度をωNEW,時刻tOUT
における予測回転速度をωOUTとすれば、それぞれ
（６）〜（８）式で近似できる。
時刻データtOLD2（＝thOLD2・θrOLD2）がラッチされる
ことになる。マイクロコンピュータ16は他のデータとと
もに、この２回前の回転位置およびその検出時刻データ
tOLD2（＝thOLD2・θrOLD2）をラツチ回路18を介して読
み込み、予測演算を実行する。時刻tOLDにおける回転速
度をωOLD,時刻tNEWにおける回転速度をωNEW,時刻tOUT
における予測回転速度をωOUTとすれば、それぞれ
（６）〜（８）式で近似できる。
ωOLD＝（θrOLD2−θrOLD）／（tOLD2−tOLD） （６） ωNEW＝（θrNEW−θrOLD）／（tNEW−tOLD） （７） ωOUT＝（ωNEW−ωOLD）／（tOUT−tNEW） （８） したがって、時刻tOUTにおける予測回転位置θrOUTは、
時刻tNEWからtOUTまでの間の速度をωOUTであるとし
て、（９）式で近似できる。
時刻tNEWからtOUTまでの間の速度をωOUTであるとし
て、（９）式で近似できる。
θrOUT＝ωOUT×（tOUT−tNEW）＋θrNEW （９） マイクロコンピュータ16は（６）〜（９）式の演算を実
行し、時刻tOUTにおいて予測回転位置θrOUTを出力す
る。演算は複数になるが、より誤差少ない回転位置が求
められる。
行し、時刻tOUTにおいて予測回転位置θrOUTを出力す
る。演算は複数になるが、より誤差少ない回転位置が求
められる。
なお、リニア形シンクロ電機に本発明を適用して、直線
検出装置として同様な効果を得ることができることは言
うまでもない。
検出装置として同様な効果を得ることができることは言
うまでもない。
本発明によれば、従来のシンクロ電機と位相検出形コン
バータを組み合わせた回転検出装置の欠点であった検出
周期の制約や、回転速度による検出周期の変動が無くな
り、任意の時刻における検出や、一定周期の検出が可能
となる。したがつて、電動機のデジタル制御に本発明の
回転検出装置を用いる場合でも、容易に制御のサンプリ
ング周期と検出周期との同期をとることができる。また
複速シンクロに適用すれば、複数のシンクロ電機の同時
刻における回転位置を求めることができ、回転速度が高
くても検出値を合成することが容易になる。また回路構
成の大部分はデジタル回路であり、集積回路化すること
が可能で、小形で安価に作ることができる。
バータを組み合わせた回転検出装置の欠点であった検出
周期の制約や、回転速度による検出周期の変動が無くな
り、任意の時刻における検出や、一定周期の検出が可能
となる。したがつて、電動機のデジタル制御に本発明の
回転検出装置を用いる場合でも、容易に制御のサンプリ
ング周期と検出周期との同期をとることができる。また
複速シンクロに適用すれば、複数のシンクロ電機の同時
刻における回転位置を求めることができ、回転速度が高
くても検出値を合成することが容易になる。また回路構
成の大部分はデジタル回路であり、集積回路化すること
が可能で、小形で安価に作ることができる。
第１図は本発明のブロック図、第２図は本発明を説明す
るための図、第３図，第４図は本発明の他の実施例を示
すブロック図、第５図は従来装置を示すブロック図であ
る。 １……クロック発生回路 2,10……カウンタ回路、３……関数発生回路 ４……シンクロ電機（レゾルバ） ５……フィルタ回路、６……コンパレータ回路 7,12……フリップフロップ回路 8,9,11,13,14,15,17,18……ラッチ回路 16……演算器（マイクロコンピュータ）
るための図、第３図，第４図は本発明の他の実施例を示
すブロック図、第５図は従来装置を示すブロック図であ
る。 １……クロック発生回路 2,10……カウンタ回路、３……関数発生回路 ４……シンクロ電機（レゾルバ） ５……フィルタ回路、６……コンパレータ回路 7,12……フリップフロップ回路 8,9,11,13,14,15,17,18……ラッチ回路 16……演算器（マイクロコンピュータ）
Claims (1)
- 【請求項１】多相の交流励磁信号を発生する励磁回路
と、回転体に結合され、多相の１次巻線が前記交流励磁
信号により励磁され、前記回転体の回転位置に比例した
角度だけ位相が変化する誘起電圧信号を２次巻線に発生
するシンクロ電機と、前記交流励磁信号と前記誘起電圧
信号との位相差およびその検出時刻を検出する位相差検
出回路と、前記位相差検出回路によって検出された２回
以上の位相差およびその検出時刻から任意の時刻におけ
る回転体の回転位置を予測する予測演算回路とからなる
シンクロ電機を用いた回転検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6121787A JPH0781878B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 回転検出装置 |
| DE8888104278T DE3860375D1 (de) | 1987-03-18 | 1988-03-17 | Drehbewegungsdetektor mit einem synchro. |
| EP88104278A EP0285878B1 (en) | 1987-03-18 | 1988-03-17 | Apparatus for detecting revolution using a synchro |
| KR1019880002865A KR910003518B1 (ko) | 1987-03-18 | 1988-03-18 | 싱크로 전기기계를 이용한 회전검출장치 |
| US07/169,977 US4837492A (en) | 1987-03-18 | 1988-03-18 | Apparatus for detecting revolution using a synchro |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6121787A JPH0781878B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 回転検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229320A JPS63229320A (ja) | 1988-09-26 |
| JPH0781878B2 true JPH0781878B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=13164809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6121787A Expired - Lifetime JPH0781878B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 回転検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781878B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4601789B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2010-12-22 | 株式会社アミテック | 位置検出データ生成方法及び装置 |
| JP2002116058A (ja) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Yaskawa Electric Corp | エンコーダデータ変換回路 |
| JP4175226B2 (ja) * | 2003-09-19 | 2008-11-05 | 松下電器産業株式会社 | エンコーダ通信異常検出装置 |
| EP2835616A1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-11 | Ams Ag | Position sensor device to determine a position of a moving device |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP6121787A patent/JPH0781878B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63229320A (ja) | 1988-09-26 |
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