JPH0951662A - 無スリップリング形リゾルバ - Google Patents
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Abstract
設け、短絡卷線の巻数とワイヤ直径とを、短絡卷線によ
り形成される低域フィルタが動作周波数においてリゾル
バの位相ずれを少なくとも部分的に補償するように選定
する。
Description
を具備し、前記固定子及び前記回転子に、少なくとも2
つの固定子卷線と少なくとも1つの回転子卷線とを有す
るリゾルバ部分と、リゾルバ部に対して軸方向にずらし
て、変圧器固定子卷線と変圧器回転子卷線とを有する変
圧器部分とが配置され、前記回転子は付加的な短絡卷線
を備える無スリップリング形リゾルバに関する。
であり、この誘導素子は2つの変圧器装置から成る、す
なわち実際のリゾルバ部分と変圧器部分とから成る。リ
ゾルバ部分の中で、角度関数としての出力電圧を測定す
ることにより、固定子と回転子との間の機械的回転角の
正弦及び余弦が求められる。変圧器部分は、入力電圧を
回転子に無接触で伝達するために用いられる。変圧器の
原理に起因してリゾルバは交流により作動されなければ
ならない。変圧器の変圧特性は、励磁電圧の周波数に依
存する。
定であるが、出力電圧と入力電圧との間の位相は、周波
数に依存して非常に強くずれる。位相ずれの周波数特性
は、低い周波数から高い周波数に向かってかなり単調に
低下する経過を有し、この経過は、通常の動作領域の上
部において零点通過を有する。リゾルバ信号を評価する
場合、これらの信号を整流し、整流の際に、励磁信号に
対するリゾルバ信号の位相を考慮しなければならないの
で(同相は正の値に相当し、逆相は負の値に相当す
る)、電子評価装置は通常、僅かな付加的な位相ずれし
か許容できない。とりわけ、リゾルバが低い周波数で作
動される場合、位相ずれが問題となる。
らRC素子により、電子評価装置のための位相補正され
た基準信号が形成されることにより解決された。前もっ
て与えられている電子評価装置を有するある特定の用途
でリゾルバを、別の位相シフト装置を有するリゾルバに
交換することは、このような場合においては、電子評価
装置の位相補正素子を変更しなければならないことを意
味する。
号公報から公知のリゾルバ装置では、ディスク又はリン
グの形の短絡卷線が固定子又は回転子に取付けられ、こ
の取付け位置は、空間的にリゾルバ部分と変圧器部分と
の間の領域内にあり、これにより変圧器部分の漏れ磁束
をリゾルバ部分から遮蔽する。しかしこの手段は、入力
電圧と出力電圧との間の位相ずれには何等の影響も与え
ない。
な手段によりリゾルバ自身の中で位相ずれの補償を可能
にすることにあり、この手段は大きいコストをかけず
に、リゾルバを製造する際に既に実現でき、この手段に
より、電子評価装置の中での外部の位相補正が不要とな
る。
り、短絡卷線を、ワイヤ卷線として変圧器回転子卷線に
対して並列に変圧器回転子卷線の鉄心上に設け、短絡卷
線の巻数とワイヤ直径とを、短絡卷線により形成される
低域フィルタが動作周波数においてリゾルバの位相ずれ
を少なくとも部分的に補償するように選定することによ
り解決される。
明により設けられている短絡卷線の電力消費は、リゾル
バの伝送関数に対して、一次低域フィルタの作用を有す
る。遮断周波数と、ひいては位相ずれに対するこの低域
フィルタの作用とは、巻数を変化する(L及びRの変
化)ことにより、又はワイヤ横断面積を変化する(Rの
変化)ことにより変化させることができ、これにより最
適な効果を得ることができる。
減される。しかしこれは、巻数比を変化することにより
補償でき、しかも、この補償により位相ずれはほとんど
影響されない。しかし変圧比の周波数特性は、ほぼ一定
の経過を有する領域を失う。従って、位相補正されたリ
ゾルバは、制限された周波数領域にしか適しない。
卷線と同一の太さのワイヤにより形成できる。しかし、
所望の位相ずれに相応して別の太さのワイヤを使用する
こともできる。短絡卷線の巻数はいかなる場合でも1よ
り大きいが、しかし変圧器回転子卷線の巻数より大幅に
小さい。通常の構造のリゾルバの場合、巻数は、変圧器
回転子卷線の約5〜10%である。
いて詳細に説明する。
2つの互いに90゜ずれて配置されている固定子卷線1
1及び12と、これらに対して軸方向でずれて配置され
ている変圧器固定子卷線13とを有する固定子1を有す
る。固定子1の中に同軸で回転可能に配置されている回
転子2は、リゾルバ回転子卷線21と変圧器回転子卷線
22とを有する。固定子卷線11及び12と回転子卷線
21とは、リゾルバのリゾルバ部分3を形成し、これら
に軸方向でずれて配置されている卷線、すなわち変圧器
固定子卷線13と変圧器回転子卷線22とは、変圧器部
分4を形成する。
当する。変圧器固定子卷線13に入力電圧U0が印加さ
れる。所属の変圧器回転子卷線22を介してこの電圧は
リゾルバ回転子卷線21に印加され、これにより、リゾ
ルバ固定子卷線11及び12の中に相応する出力電圧が
誘起される。固定子卷線11から出力電圧Usinが取出
され、固定子卷線12から出力電圧Ucosが取出され
る。これらの出力電圧は、回転子卷線21の角度位置α
に依存し、この依存性は次式により表される。
達比を表す。この変圧比は、出力電圧の最大値対入力電
圧の最大値の比である。従って出力電圧測定値Usin及
びUcosから回転子の回転角αを導出できる。
依存する位相ずれを補償するために、変圧器部分4の中
の回転子の回りに付加的にかつ変圧器回転子卷線22に
並列に、小さい卷線数を有する短絡卷線23が取付けら
れる。この短絡卷線23はインピーダンスL及び抵抗R
を有し、これにより短絡卷線23は低域フィルタとして
動作し、この低域フィルタは、卷線数及びワイヤ横断面
積を適切に定めることによって、望ましくない位相ずれ
を補償する。
断面図で示されている。ハウジング10の中に回転子軸
20が、図示されていない方法で支承されている。本例
では回転子軸20は中空軸であり、この中空軸を例えば
機械軸にはめ込み、このようにしてこの機械軸の回転角
を測定する。ハウジング10は、ハウジング10の中に
設けられている卷線11,12及び13と共働して固定
子1を形成し、回転子軸20は卷線21,22及び23
と共働して回転子2を形成する。これらの卷線は前述の
ように軸方向でずれて配置され、リゾルバ部分3から固
定子卷線11と、成層鉄心14の中の見えない卷線12
とは90゜ずらして配置されている。鉄心14及び24
は互いに対向して位置し、鉄心14及び24は空隙5を
形成している。リゾルバ部分3に対して軸方向にずれて
変圧器部分4が配置されている。変圧器部分4も鉄心1
5を有し、鉄心15は例えば2つの部分から成り、鉄心
15は固定子の回りに取付けられており、この固定子の
中には変圧器固定子卷線13が配置されている。回転子
4の変圧器部分は鉄心25を備え、鉄心25の回りには
変圧器回転子卷線22が取付けられている。付加的にこ
の鉄心25は、短絡卷線23を備え、本例では短絡卷線
23は回転子卷線22の下方に位置する。鉄心15及び
25も空隙6を形成している。ハウジング10と回転子
軸20とは例えば非磁性金属例えばステンレス鋼から成
る。ハウジング10を貫通して端子導線、すなわち導線
対16が案内されており、導線対16は、入力電圧U0
を供給し、同様にハウジング10を貫通して2つの導線
対17及び18も導入されており、導線対17及び18
は、固定子卷線11及び12から出力電圧を取出すのに
用いられる。内部で変圧器部分の二次電圧が導線26を
介して変圧器回転子卷線22からリゾルバ回転子卷線2
1へ供給されている。
過が示されている。破線Ph1は、短絡卷線が無い場合
の位相ずれの経過を示す。この位相ずれは約5kHzの
周波数において零点通過を有することが分かる。すなわ
ちこの周波数において実際の上で位相ずれが無く、より
低い周波数へ向かうにつれて正の位相ずれが発生し、よ
り高い周波数へ向かうにつれてより大きい負の位相ずれ
が発生する。本発明において設けられており低域フィル
タ作用を有する短絡卷線によりこの曲線はずらされ、こ
れにより、短絡卷線を本発明によりある特定の寸法に定
めると、実線曲線Ph2により示されている経過が得ら
れる。この曲線は約2kHzにおいて零点通過を有す
る。すなわちリゾルバの動作周波数は約2kHzである
場合、前述の短絡卷線により、元々存在する約15゜の
位相ずれは、約0゜にされる、すなわち補償される。
1は、短絡卷線が無い場合の変圧比を示す。この場合、
変圧比の周波数特性は、ある特定の周波数領域内すなわ
ち約1kHzより大きい周波数の領域内ではほぼ一定の
値すなわち特定の変圧比をとる。この周波数領域は、リ
ゾルバの通常の動作領域である。しかし、本発明におい
て設けられている短絡卷線の低域フィルタ特性により変
圧比は低減されている。すなわち本発明では実線曲線t
2となり、曲線t2は、非常に狭い領域内でのみ最大変
圧比をとる。従ってリゾルバが、補償する短絡卷線によ
り作動される周波数領域は、比較的狭い。しかしこれは
何等の欠点も有しない、何故ならばリゾルバは元々、あ
る1つの特定の周波数に対して位相ずれを補償されたか
らである。
例を挙げる。
0回の巻数の変圧器回転子卷線とを有する大きさ21の
6極中空軸リゾルバは、異なる短絡卷線を設けられ、異
なる位相ずれPhと異なる変圧比tとが得られる。
断面で巻数12の場合の位相ずれは、補償されて10゜
になり、0.0508mm2のワイヤ横断面で巻数12
の場合の位相ずれは、補償されて−2゜になる。次い
で、変化した変圧比tは付加的に、残りの巻数を変化さ
せて補償できる。
Hzの変圧器回転子卷線を有する大きさ15の2極中空
軸リゾルバが、短絡卷線を設けられ、変圧比は、変圧器
回転子卷線を調整することにより一定に保持できる。こ
の場合、次の値が得られる。
れは回転子卷線に相当する)場合、位相ずれは低減され
て+5゜となり、これは大部分の用途には充分である。
ある。
断面図である。
リゾルバの周波数に依存する位相ずれの典型的な経過を
示す線図である。
圧比の経過を示す線図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 固定子(1)と回転子(2)とを具備
し、前記固定子(1)及び前記回転子(2)に、少なく
とも2つの固定子卷線(11,12)と少なくとも1つ
の回転子卷線(21)とを有するリゾルバ部分(3)
と、リゾルバ部に対して軸方向にずらして、変圧器固定
子卷線(13)と変圧器回転子卷線(22)とを有する
変圧器部分(4)とが配置され、前記回転子(2)は付
加的な短絡卷線(23)を備える無スリップリング形リ
ゾルバにおいて、 前記短絡卷線(23)を、ワイヤ卷線として変圧器回転
子卷線に対して並列に前記変圧器回転子卷線の鉄心(2
5)上に設け、前記短絡卷線(23)の巻数とワイヤ直
径とを、前記短絡卷線(23)により形成される低域フ
ィルタが動作周波数においてリゾルバの位相ずれを少な
くとも部分的に補償するように選定することを特徴とす
る無スリップリング形リゾルバ。 - 【請求項2】 短絡卷線(23)の巻数が1より大き
く、変圧器回転子卷線の巻数の1/4より小さいことを
特徴とする請求項1に記載の無スリップリング形リゾル
バ。 - 【請求項3】 短絡卷線(23)の直径及び巻数を、位
相ずれが補償されて位相ずれの残りが0〜10゜である
ように選定することを特徴とする請求項1又は請求項2
に記載の無スリップリング形リゾルバ。 - 【請求項4】 短絡卷線(23)のために、変圧器回転
子卷線のために使用する太さのワイヤと同一の太さのワ
イヤを使用することを特徴とする請求項1から請求項3
のうちのいずれか1つの請求項に記載の無スリップリン
グ形リゾルバ。 - 【請求項5】 変圧比(t)を、変圧器部分の巻数を調
整することにより一定に保持することを特徴とする請求
項1から請求項4のうちのいずれか1つの請求項に記載
の無スリップリング形リゾルバ。
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