JPH0781879B2 - Rotation detector - Google Patents

Rotation detector

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JPH0781879B2
JPH0781879B2 JP6121887A JP6121887A JPH0781879B2 JP H0781879 B2 JPH0781879 B2 JP H0781879B2 JP 6121887 A JP6121887 A JP 6121887A JP 6121887 A JP6121887 A JP 6121887A JP H0781879 B2 JPH0781879 B2 JP H0781879B2
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circuit
time
rotational position
phase
output
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良一 黒沢
耕三 河田
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Toshiba Corp
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【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a rotation detecting device for detecting the position and speed of a rotating body such as an electric motor.

(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。
(Prior Art) Synchronous electric machines called resolvers, celsins, etc. are widely used for rotation detection of electric motors because they have the same structure as electric motors and have high reliability. Generally, to configure a rotation detection device using a synchro electric machine, it is necessary to combine it with a converter such as a synchro / digital converter (S / D converter) or a resolver / digital converter (R / D converter).

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相の
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計数値
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。
There are two typical types of these converters. One is a system called a tracking converter, such as 1S14, 1S24, 1S44, 1S64 manufactured by Analog Devices, Inc. When the primary winding of the synchro electric machine is single-phase excited, an induced voltage signal having an amplitude determined by the sine wave and cosine wave functions according to the rotational position is generated in the two-phase secondary winding. In the converter, a kind of phase-locked loop is used so that the sine wave and cosine wave signals created from the count value of the up / down counter follow the amplitude of the induced voltage signal that changes sinusoidally due to the change of the rotational position. It is configured. The count value of the up / down counter operates so as to follow the rotation position, and by reading this count value, the rotation position can be obtained as a value converted into a digital value. Although this method can read the rotational position at any time, it has a complicated configuration, is costly, and has many analog parts, making it difficult to form an integrated circuit.

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
置を検出方式である。
The other one is a system called a phase detection converter. When the two-phase primary winding of the synchro electric machine is excited by the two-phase sine wave signal, a sinusoidal induced voltage signal whose phase changes according to the rotational position is generated in the secondary winding. The rotational position is detected by detecting the phase change of the induced voltage signal with respect to the excitation sine wave signal.

基本構成を第3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。
The basic structure is shown in FIG. 1 is a clock generation circuit, 2 is a counter circuit, 3 is a function circuit, 4 is a synchro electric machine (resolver), 5 is a filter circuit, 6 is a comparator circuit, 7
Is a flip-flop circuit, and 8 is a latch circuit.

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θは時間とともに
増加する。この計数値θは関数回路3に入力され、計
数値θに応じた2相正弦波信号SINθo,COSθ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トオンリメモリ(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θに応じて変化する誘起電圧信号SIN(θ
θ)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。
The clock pulse output from the clock generation circuit 1 is counted by the counter circuit 2, and the count value θ o increases with time. The count value theta o is inputted to the function circuit 3, two phases in accordance with the count value theta o sinusoidal signal SIN o, COS .theta o is output. The function circuit 3 can be composed of, for example, a read only memory (ROM) in which sine wave and cosine wave functions are written and a digital / analog converter. The synchro electric machine 4 is excited by the sine wave signal output from the function circuit 3, and the induced voltage signal SIN (θ o − from the secondary winding whose phase with respect to the excited sine wave signal changes according to the rotational position θ r
θ r ) is output. The filter circuit 5 removes noise and distortion components from the output of the synchro electric machine 4, and inputs the output to the comparator circuit 6. The comparator circuit 6 outputs a square wave that changes at the zero point of the sine wave of the induced voltage signal, and the relationship of the expression (1) is established at the rising time.

θ−θ=2nπ ただしnは整数 (1) したがって、コンパーレータ回路6の立上りにおいて、
カウンタ回路2の計数値θをラッチすれば(2)式の
関係が成り立つ。
θ o −θ r = 2nπ where n is an integer (1) Therefore, at the rising edge of the comparator circuit 6,
If the count value θ o of the counter circuit 2 is latched, the relationship of equation (2) is established.

θ=2nπ+θ (2) カウンタ回路2の計数値θ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。
θ o = 2nπ + θ r (2) If the value of the count value θ o of the counter circuit 2 which is equal to or greater than 2π is ignored as an overflow, the relationship of the expression (3) is satisfied.

θ=θ (3) 常に計数を続けているカウンタ回路2の計数値θ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θ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θを正し
くラッチできる。
θ o = θ r (3) A falling trigger D-type flip-flop circuit 7 is used to latch the count value θ o of the counter circuit 2 which is always counting at a good timing. The output of the comparator circuit 6 is connected to the data input D of the flip-flop circuit 7, and the output of the clock generation circuit 1 is connected to the clock input CK. The data input D is sampled at the falling edge of the clock pulse, and the flip-flop circuit 7 outputs a square wave whose changing point is synchronized with the falling edge of the clock pulse. When the output of the flip-flop circuit 7 is used as the clock input of the latch circuit 7, the count value θ o of the counter circuit 2 changes at the rising edge of the clock pulse, so that the count value θ o can be correctly latched.

このようにして回転位置θ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。
In this way, the rotational position θ r can be detected as a digital value by the value latched by the latch circuit 8.

(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、トラッキング形コンバータのように任意の時刻にお
ける回転位置を検出することができない。交流電動機の
制御では、電動機の回転に応じて時時刻刻と交流電圧や
電流を制御する必要があり、このような用途に位相検出
形コンバータを適用できない。また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。
(Problems to be Solved by the Invention) The phase detection converter has a simple circuit configuration, and most of it is a digital circuit, so that it can be inexpensive. However, the detected value is updated only at each zero point of the secondary induced voltage of the synchro electric machine, and the rotational position at an arbitrary time cannot be detected as in the tracking converter. In the control of the AC motor, it is necessary to control the time and the AC voltage or current according to the rotation of the motor, and the phase detection converter cannot be applied to such an application. Further, when the rotational position changes, the detection cycle changes depending on the rotational speed. Therefore, it is difficult to apply this method to the digital control of the electric motor because it cannot be synchronized with the sampling of the digital control.

本発明は上記事情に鑑みでなされ、位相検出形コンバー
タの回路構成上の利点を生かしつつ、間欠的な検出しか
できない欠点を解決し、交流電動機の制御やデジタル制
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。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and while utilizing the advantage in the circuit configuration of the phase detection type converter, solves the disadvantage that only intermittent detection is possible, and uses a synchro electric machine suitable for control of an AC motor or digital control. The purpose is to obtain a rotation detection device.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(問題点を解決するための手段) 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、フリップフリップ回路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
2,13,14,16、フリップフロップ回路7および演算器15か
らなる予測演算回路と、レートマルチプライヤ回路17
と、アップダウンカウンタ回路18で構成される。
(Means for Solving Problems) The outline of the present invention will be described with reference to FIG. An excitation circuit for generating an AC excitation signal, which includes a clock generation circuit 1, a counter circuit 2, and a function circuit 3, and a synchro electric machine 4 that has a multiphase primary winding and a secondary winding and is coupled to a rotating body, Filter circuit 5, comparator circuit 6, flip-flop circuit 7,
A phase difference detection circuit configured to include a latch circuit 9 and a counter circuit 10 for detecting a phase difference and its detection time, and a latch circuit 1.
2,13,14,16, a predictive arithmetic circuit including a flip-flop circuit 7 and an arithmetic unit 15, and a rate multiplier circuit 17
And an up-down counter circuit 18.

(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で位相差だけでなく、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一定周期ごとの時刻におけ
る予測回転位置を演算し、さらにこの予測回転位置の変
化分を演算して、レートマルチプライヤ回路17のレート
入力をセットする。レートマルチプライヤ回路17からは
レート入力に応じた周波数のパルスが出力され、このパ
ルスがアップダウンカウンタ回路18により計数される。
アップダウンカウンタ回路18の計数値は予測回転位置に
追従し、この追従遅れの時間と予測演算による進み時間
が相殺され、回転位置はアップダウンカウンタ回路18の
計数値によってほとんど遅れなくデジタル値として検出
できる。
(Operation) When the multiphase primary winding of the synchronous electric machine is excited by the AC excitation signal output from the exciting circuit, an induced voltage signal whose phase changes according to the rotational position is generated in the secondary winding. The zero point of the induced voltage signal is detected by the filter circuit 5, the comparator circuit 6, and the flip-flop circuit 7, and the count value of the counter circuit 2 indicating the phase of the alternating-current excitation signal at that time is latched by the latch circuit 9 to change the phase. Is detected by the phase difference detection circuit as a phase difference between the AC excitation signal and the induced voltage signal. At this time, the count value of the higher-order counter circuit 10 of the counter circuit 2 is also latched so that the latch circuit 9 detects not only the phase difference but also the time. At the same time, the phase difference and its detection time before that are transferred to the latch circuit 11 of the predictive calculation circuit.The predictive calculation circuit uses these data to calculate the predicted rotational position at the time of every fixed cycle, and The change amount of the predicted rotational position is calculated and the rate input of the rate multiplier circuit 17 is set. The rate multiplier circuit 17 outputs a pulse having a frequency corresponding to the rate input, and the up / down counter circuit 18 counts the pulse.
The count value of the up / down counter circuit 18 follows the predicted rotation position, and the time of this tracking delay and the advance time by the prediction calculation are offset, and the rotation position is detected as a digital value with almost no delay by the count value of the up / down counter circuit 18. it can.

(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。9,11,12,13,14,16はラッチ回路で、12,13,1
4,16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、15は演算器としてマイク
ロコンピュータで、17はレートマルチプライヤ回路、18
はアップダウンカウンタ回路である。
(Example) (Structure of Example) An example of the present invention in FIG. 1 will be described. 1 is a clock generation circuit, 2 is a counter circuit, 3 is a function circuit, 4 is a synchro electric machine (resolver), 5 is a filter circuit, 6 is a comparator circuit, and 7 is a flip-flop circuit, which is the same as the conventional example. 9,11,12,13,14,16 are latch circuits, 12,13,1
The 4, 16 latch circuits are 3-state output type which can control the output. 10 is a counter circuit, 15 is a microcomputer as an arithmetic unit, 17 is a rate multiplier circuit, 18
Is an up-down counter circuit.

(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θは時間とともに
増加する。この計数値θは関数回路3に入力され、計
計数値θに応じた2相正弦波信号SINθo,COSθ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θに応じ
て変化する誘起電圧信号SIN(θ−θ)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θ
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θ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θ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θの結合したデータ
t(=th・θ)は回転位置θ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・θ
rNEW)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。励磁周期の同じ周期ごとに出力さ
れるカウンタ回路2の桁上げ出力C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t
NEW(=thNEW・θrNEW)がラッチ回路9からラッチ回路
13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(=thOLD・θrOLD)がラッチ回路11からラッ
チ回路14に転送される。またその時のカウンタ回路10の
計数値θがラッチ回路12に同時に時刻データthSYN
してラッチされる。時刻データthSYNの下位データとし
て、カウンタ回路2の計数値θも同時にラッチする必
要があるが、桁上げ出力を出した直後で計数値θは0
となっているため、省略している。これらのラッチ回路
はマイクロコンピュータ15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。
(Operation of Embodiment) The clock pulse output from the clock generation circuit 1 is counted by the counter circuit 2, and the count value θ o increases with time. The count value theta o is inputted to the function circuit 3, a total count theta o 2-phase sine wave signal SIN o corresponding to, COS .theta o it is output. The synchro electric machine (resolver) 4 is excited by the two-phase sine wave signal output from the function circuit 3, and the induced voltage signal from the secondary winding whose phase with respect to the excited sine wave signal changes according to the rotational position θ r. SIN (θ o −θ r ) is output. The output from the synchro electric machine 4 is converted into a square wave that changes at the zero point of the induced voltage signal through the comparator circuit 6 and the flip-flop circuit 7 by removing noise and distortion components by the filter circuit 6 as in the conventional example. It At the time of rising of this square wave, the count value θ o of the counter circuit 2 is latched by the latch circuit 9, and the rotational position θ r is detected as the phase difference between the excitation signal and the induced voltage signal. At this time, the count value θ h of the upper counter 10 of the counter circuit 2 is also latched in the same latch circuit 9 as t h . Combined data t of the data t h and lower data theta r higher latched by the latch circuit 9 (= t h · θ r ) will indicate the time at which the rotational position theta r was detected. At the same time, the previous rotational position latched in the latch circuit 9 and its detection time data are transferred. Therefore, the latest rotation position and its detection time data t NEW (= t hNEW · θ) are always stored in the latch circuit 9.
rNEW ) is latched, and the previous rotation position and its detection time data t OLD (= t hOLD · θ rOLD ) are latched in the latch circuit 11.
Is latched. At the rising edge of the carry output C of the counter circuit 2 that is output at the same cycle of the excitation cycle, the latest rotational position at that time and the detected time data t
NEW (= t hNEW · θ rNEW ) is from latch circuit 9 to latch circuit
The data is transferred to 13 and the previous rotational position and its detection time data t OLD (= t hOLD · θ rOLD ) are transferred from the latch circuit 11 to the latch circuit 14. Further, the count value θ h of the counter circuit 10 at that time is simultaneously latched in the latch circuit 12 as time data t hSYN . It is necessary to simultaneously latch the count value θ o of the counter circuit 2 as lower data of the time data t hSYN , but the count value θ o is 0 immediately after the carry output is issued.
Therefore, it is omitted. These latch circuits are provided because the microcomputer 15 cannot read data at the same time.

マイクロコンピュータ15はラッチ回路12のデータ変化を
調べ、変化があれば、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θである。ラッチ
回路13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,ラッチ回路14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12にラッチされた時刻データthSYN
の下位データtISYNを0として結合した時刻データをt
SYN(=thSYN・0)で示した。時刻tDにおける予測回転
位置θrD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
って求める。この予測演算を式で示すと(4)式とな
る。
The microcomputer 15 checks the data change in the latch circuit 12, and if there is a change, sequentially reads these data and performs a prediction calculation. FIG. 2 shows the principle of predictive calculation of the rotational position. The horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the rotational position θ r . The latest rotational position data latched in the latch circuit 13 is θ rNEW ,
The detection time data is t NEW , the previous rotational position data latched by the latch circuit 14 is θ rOLD , the detection time data is t OLD , the time data latched by the latch circuit 12 is t hSYN
Lower time data t of ISYN is set to 0
It is indicated by SYN (= th hSYN · 0). When the predicted rotational position θ rD at the time t D is predicted and calculated, as shown in the figure, from the previous rotational position θ rOLD and its detection time t OLD, and the latest rotational position θ rNEW and its detection time t NEW , Obtained by linear approximation. This prediction calculation is expressed by an equation (4).

θrD={(θrNEW−θrOLD) ×(tD−tNEW)/(tNEW−tOLD)}+θrNEW (4) 時刻tOUTはマイクロコンピュータ15の予測演算に必要な
時間τCPUおよびアップダウンカウンタ回路18の追従遅
れ時間τDLYを考慮して(5)式とする。
θ rD = {(θ rNEW −θ rOLD ) × (t D −t NEW ) / (t NEW −t OLD )} + θ rNEW (4) Time t OUT is the time required for the prediction calculation of the microcomputer 15 τ CPU and Considering the tracking delay time τ DLY of the up-down counter circuit 18, the equation (5) is used.

tD=tSYN+τCPU+τDLY (5) これらの予測演算は、ラッチ回路12のデータが変化する
ごとに、すなわち励磁周期に同期して、繰り返し実行さ
れる、前回の予測演算においては、さらに1回前の回転
位置θrOLD2およびその検出時刻tOLD2と、1回前の回転
位置θrOODおよびその検出時刻tOLDから、時刻t
C(tD2)における予測回転位置θrD2が同様に求められ
ている。したがって時刻tCから時刻tDまでの時間τDLY
は励磁周期に等しく、この間の予測回転位置の変化Δθ
rDは(6)式となる。
t D = t SYN + τ CPU + τ DLY (5) These prediction operations are repeatedly executed each time the data in the latch circuit 12 changes, that is, in synchronization with the excitation cycle. From the previous rotational position θ rOLD2 and its detection time t OLD2, and the previous rotational position θ rOOD and its detection time t OLD , the time t
The predicted rotational position θ rD2 at C (t D2 ) is similarly obtained. Therefore, the time from time t C to time t D τ DLY
Is equal to the excitation period, and the change in predicted rotational position during this period Δθ
rD is given by equation (6).

ΔθrD=θrD−θrD2 (6) マイクロコンピュータ15は(5)式,(4)式の予測演
算および(6)式の予測回転位置変化演算を実行して、
時刻tCにおいて予測回転位置変化ΔθrDの絶対値|Δθ
rD|をレートマルチプライヤ回路17のレート入力に対し
て出力し、その符号SIGNをアップダウンカウンタ回路18
のアップダウン入力U/Dに対して出力する。レートマル
チプライヤ回路17からは、レート入力として与えられた
絶対値|ΔθrD|に等しい数のパルスが、時間τDLYの間
にほぼ等間隔で出力される。このパルスがアップダウン
カウンタ回路18のクロックに入力され、その計数値θrC
は、アップダウン入力U/Dに与えられた符号SIGNに応じ
て増減する。時刻tCにおいて計数値θrCが1回前の予測
回転位置θrD2に等しければ、計数値θrCは時刻tDにお
いて予測回転位置θrDに一致する。
Δθ rD = θ rD −θ rD2 (6) The microcomputer 15 executes the predictive calculation of formulas (5) and (4) and the predictive rotational position change calculation of formula (6),
Absolute value of predicted rotational position change Δθ rD at time t C | Δθ
rD | is output to the rate input of the rate multiplier circuit 17, and the sign SIGN is output to the up / down counter circuit 18
Output to up / down input U / D of. From the rate multiplier circuit 17, a number of pulses equal to the absolute value | Δθ rD | given as the rate input are output at substantially equal intervals during the time τ DLY . This pulse is input to the clock of the up / down counter circuit 18, and its count value θ rC
Increases or decreases according to the sign SIGN given to the up / down input U / D. Equal count theta rC at time t C is the predicted rotational position theta RD2 one time before, the count value theta rC coincide at time t D to the predicted rotational position theta rD.

以後、同様な動作によって、予測回転位置とアップダウ
ンカウンタ回路18の計数値θrCは、励磁周期に等しい周
期ごとに一致し、その間は第2図に示したように、ほぼ
直線的に変化する。ラッチ回路16はアップダウンカウン
タ回路18の計数値θrCの初期値に合わせるために設けら
れている。初期状態において、マイクロコンピュータ15
はアップダウンカウンタ回路18の計数値θrCをこのラッ
チ回路16を介して読み込み、回転位置の検出値の一致す
るようにレートマルチプライヤ回路17のレート入力を操
作する。
Thereafter, by the similar operation, the predicted rotational position and the count value θ rC of the up / down counter circuit 18 match at every period equal to the excitation period, and during that period, they change substantially linearly as shown in FIG. . The latch circuit 16 is provided to match the initial value of the count value θ rC of the up / down counter circuit 18. In the initial state, the microcomputer 15
Reads the count value θ rC of the up / down counter circuit 18 via the latch circuit 16 and operates the rate input of the rate multiplier circuit 17 so that the detected values of the rotational position match.

以上述べた本発明の実施例によれば、アップダウンカウ
ンタ回路18の計数値は、回転位置に対してほぼ遅れなく
追従することになり、連続的に回転位置をデジタル値と
して得ることができる。
According to the embodiment of the present invention described above, the count value of the up / down counter circuit 18 follows the rotational position with almost no delay, and the rotational position can be continuously obtained as a digital value.

実施例では、予測演算は2回の回転位置およびその検出
時刻から直線近似によって求めたが、3回以上の回転位
置およびその検出時刻から曲線近似によって求めてもよ
い。また演算回路が演算周期は励磁周期と一致させる必
要はなく、任意の周期とした構成も可能である。
In the embodiment, the prediction calculation is obtained by linear approximation from two rotation positions and their detection times, but may be obtained by curve approximation from three or more rotation positions and their detection times. Further, the calculation circuit does not need to match the calculation cycle with the excitation cycle, and an arbitrary cycle is possible.

なお、リニア形シンクロ電機に本発明を適用しても、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。
Needless to say, even if the present invention is applied to a linear synchro electric machine, similar effects can be obtained as a straight line detecting device.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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
周期の制約が無くなり、連続的な検出が可能となる。任
意の時刻における検出や、一定周期の検出も可能とな
る。したがって、本発明の回転検出装置で検出された回
転位置に基づいて、交流電動機の制御における交流電圧
や電流の連続的な指令値を発生することが容易にでき
る。また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。
According to the present invention, the limitation of the detection cycle, which is a defect of the conventional rotation detection device that combines the synchro electric machine and the phase detection converter, is eliminated, and continuous detection is possible. It is possible to detect at an arbitrary time and to detect at a fixed cycle. Therefore, it is possible to easily generate a continuous command value of the AC voltage or current in the control of the AC motor based on the rotational position detected by the rotation detection device of the present invention. Further, even when the rotation detecting device of the present invention is used for digital control of the electric motor, it is possible to easily synchronize the control sampling period with the detection period. Moreover, most of the circuit configuration is a digital circuit, which can be integrated into a circuit, and can be made small and inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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……フリップフロップ回路 8,9,10,11,12,13,14,16……ラッチ回路 15……演算器(マイクロコンピュータ) 17……レートマルチプライヤ回路 18……アップダウンカウンタ回路
FIG. 1 is a block diagram of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a conventional device. 1 ... Clock generator circuit 2,10 ... Counter circuit, 3 ... Function generator circuit 4 ... Synchronizer (resolver) 5 ... Filter circuit, 6 ... Comparator circuit 7 ... Flip-flop circuit 8,9,10 , 11,12,13,14,16 …… Latch circuit 15 …… Computer (microcomputer) 17 …… Rate multiplier circuit 18 …… Up-down counter circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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一定周期の時刻に
おける回転体の回転位置を予測する予測演算回路と、前
記予測演算回路によって予測された回転位置の変化分が
設定されるレートマルチプライヤ回路と、前記レートマ
ルチプライヤ回路の出力を計数するアップダウンカウン
タ回路とから構成され、前記アップダウンカウンタ回路
の出力が回転位置にほぼ等しくなるように、前記予測演
算回路における回転位置を予測する時刻を前記アップダ
ウンカウンタ回路の出力が追従する時間を考慮した時刻
とすることを特徴とするシンクロ電機を用いた回転検出
装置。
1. An exciting circuit for generating a multi-phase alternating current excitation signal, and an angle proportional to a rotational position of the rotary body coupled to a rotating body, wherein a multi-phase primary winding is excited by the alternating current exciting signal. A synchro electric machine that generates an induced voltage signal whose phase changes only by a secondary winding, a phase difference detection circuit that detects a phase difference between the AC excitation signal and the induced voltage signal and a detection time thereof, and the phase difference detection. A predictive arithmetic circuit that predicts the rotational position of the rotating body at a time of a constant cycle from two or more phase differences detected by the circuit and its detection time, and a change amount of the rotational position predicted by the predictive arithmetic circuit are set. Rate multiplier circuit and an up-down counter circuit that counts the output of the rate multiplier circuit, and the output of the up-down counter circuit is at the rotational position. URN to be equal, the rotation detecting device using a synchronous electrical machine, characterized in that the time the output is taken into consideration the time to follow the up-down counter circuit the time for predicting a rotational position in said predictive computation circuit.
JP6121887A 1987-03-18 1987-03-18 Rotation detector Expired - Lifetime JPH0781879B2 (en)

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