JPS59148556A - 誘導子形レゾルバの位相誤差補償励磁方法 - Google Patents

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】 本発明は、誘導子形レゾルー２本体の構造に起因する位
相誤差を、励磁電圧によって補償する方法に関する。

従来から励磁巻線および検出巻線が共に固定子に巻回さ
れ回転子は磁性体のみからなる誘導子形レゾルノ々は、
ＡＣサーボの位置や速度の検出機として、ブラシレスで
多極化が容易でかつ信頼性が高いなど優れた点が多いた
め採用されている。

反面、−膜形の検出巻線を回転子に具えるレゾルノ々に
比べて、誘導子形レゾルノ々は構造の自由度だ。その代
り、この高調波による位相誤差は再現性が良く、特性の
ノ々ラッキも小さいので、外部の信号処理回路によって
取除くことができる。

すなわち、従来の一膜形レゾル・々は、回転子にも巻線
があり、溝数も多く、巻線のピッチやターン数を自由に
選定できるので、マシン設計技術により、空間高調波を
除き精度の高いものが得られ、外部の信号処理回路も簡
単なものであったが、マシン本体の構造の複雑さと検出
電圧の導出機構にわずられしさがあった。

ここにおいて本発明は、励磁巻線および検出巻線が共に
固定子に巻装し回転子は磁性体のみからなる誘導子レゾ
ル・々において、検出巻線からの検出信号を信頼性の確
度の高いものとし、高調波による位相誤差の再現性を外
部信号処理で適確にとらえてこれを除去し、位相誤差を
補償する方法を提供することを、その目的とする。

ここでレゾルバ々の位相誤差について解析を試みる。

レゾルバ々を位相変調して速度信号を得る時、この速度
脈動の原因はこのレゾルバの位相誤差にある。真の位相
θに対し、検出された位相がθ＋ψでψが位相誤差とす
れは、速度ｄθ／ａｔ（ただし、ｔは時間である）は（
１＋６ψ／ｄ、）ｄ″／ｄ　ｔとして検出されるので、
６ψ／ｄθ　が速度脈動率となる。

従って、速度脈動を求めるにはψ（θ）を知ることが必
要である。このψ（θ）は励磁アンバランスやレゾル・
この構造などにより種々の成分をもっている。例えば４
溝固定子・偏心回転する構造のレゾル、？ではψ２（２
θ）、ψ４（４θ）、ψ１（θ）などが測定されている
。

励磁アンバランスによる位相誤差を第１図により説明す
る。

励磁電圧ｅＡｃｏｓωｔ、　ｅＢ８１ｎＧ）ｔでｅＡ＼
ｅ８であるとする。

ｅＡ／ｅＢ＝１−６．（ε（１）ナラ回転磁界ハ長径１
．短径１−εの楕円を画く。

第１図より分るようにθ＝０°、９０°、１８０°。

２７０°では位相誤差はないが、楕円軌道をまわる回転
磁界は短径から長径に向う間は位相が円より進み、長径
から短径に向う間は遅れる。従ってψ２（２θ）の位相
誤差が生ずる。

ｒｓｉｎ（θ＋ψ）＝ａｉｎθ　・・°曲曲曲・・曲（
１）ｒｃｏｓ（θ＋ψ）＝（１−ε）　ｃｏｓθ　・・
曲・・・（２）ｒ＝　Ｅ’￥覆Σ翳占〒Ｊ刀・・・・・
・・・・（３）これらの式よりｄψ／ｄθを求める。ε
２→０とすると、 ｄψ／ｄθ＝　［ｅ　／　（１−２ｇ）　：］　ｃｏｓ
　２ｆｌ　・−−・・（４）が得られる。

これより励磁アンバランス率Ｃには＼比例した相和誤差
による速度脈動が生じていることが分かる。

しかして、この場合、ψ二〔ε／２（］−２ε））ｓｉ
ｎ２θである。

前述の誘導子レゾルバを位相変調機として生ずる位相誤
差ψ（θ）は ψ（θ）＝Σδ＋　ｓ　ｒ　ｎ（’θ＋φｉ）ただし、
ｌ　＝１．２，４．８．・・・、４ｎ、・・・でｎは整
数である。

ゆえに ψ（θ）＝δ、５ｉｎ（θ＋φ１）＋δ２ｓｉｎ（２θ
＋φ２）＋δ４（４θ＋φ４）＋δ８！１ｉｎ（８θ＋
φ８）＋・・・・・・・・・　　　　　　　・・・・・
・・・・・・・・　（５）のように表わされる。

これは励磁′電圧としてα巻線にはＥｃｏｓωｔを、β
巻線にはＥｌ！ｌｌｎωｔ　を加えた時、検出巻線の０
巻線の電圧がＥ’ｃｏｓ［ω１−（θ＋ψ（θ））］と
なることを示す。

従って、もしも励磁電圧として ｅ、　”　Ｅｃｏｓ（ωｔ＋ψ’　（ωｔ）ｌ　　＝−
−−−−（６）ｅβ＝Ｅｓｉｎ（ωｔ＋ψ゛（ω１））
　・・・・・・・・・・・・・・・（７）を用いたとす
ると、検出′電圧ｅ、は、ｅ４　＝　Ｅ’ｃｏｓ［ωｔ
＋ψ’（ωｔ）−（θ＋ψ（θ））〕＝Ｅ’ｃｏｓ［ω
を一θ＋ψ′（ωｔ）−ψ（θ）〕・・・・・・・・・
（８）となる。

ψ°（ωｔ）−ψ（θ）＝０になる条件はψ°（θ−号
）＝ψ（θ）ゆえにψ′（ω１）＝ψ（ωを十伸 とすれば良い。

（５）式で１＝１の基本波誤差の原因はθに無関係な一
定の相互インダクタンスが励磁巻線と検出巻線の間に存
在することにある。

ｉ　＝　２の第２高調波は励磁電圧のアンバランス等に
よって回転磁界ベクトル軌跡が楕円になると生ずる。

１＝４は励磁巻線と検出巻線間の相互インダクタンスに
、第３と第５の空間高調波成分があると生ずる。

１＝８は相互インダクタンスの第７．第９空間高調波が
その原因である。

本発明の方法は、これらのすべてのｉについて位相誤差
を補償することができる。

第２図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

φ°（ω１）＝δ、５ｉｎ（ｉ（ω１　＋、２）＋φｉ
）・・・・・・・・・・・・（９）において、ψ°（ω
１）＜ωｔ、ｄψ°（“ｔ）／ｄｔ＜ωであるから、 α巻線の励磁電圧 ｅ、　＝　Ｅ　ｃｏｓ　（ωｔ＋　９１１’　（ωｔ　
）　）　　　　−−（ｔｏ）は、−次のテーラ展開で近
似できる。

ｅ（！＃Ｅ［ｃｏｓωｔ＋ψ’　（ωｔ）　・ｄ　（ｃ
ｏｓωｔ　）／ｃｉ　（ｃ＋＋ｔ　）　：］］＝［ｃｏ
ｓωｔ−ψ’　（ωｔ）　ｍ５ｉｎＯＩｔ　）＝　ＥＣ
ｃｏｓωｔ−δｊｓ　ｉｎ　（ｉ　（ωｔ＋Ｂ）＋φ、
１ａｉｎωｔ）・・・・・・・・・・・・（１１） 同様に、β巻線の励磁電圧は ｅ　＝　Ｅｓ１ｎ（ωｔ＋＜ｐ’（ｃｃ＋ｔ）ｌ　　　
＋・＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋　（１２）β したがって、 ｅβ＃ＦＪｓｉｎｏＪｔ＋（（ωｔ）　−ｄ（ｓｉｒ＋
ωｔ）／ｄ（ωｔ）：］＝　Ｅ［５ｌｎａ＋ｔ＋ψ’　
（ωｔ）　ｃｏｓωｔ　）＝　Ｆｌ［ｓｉｎωｔ＋δ、
５ｌｎ（＋（ωｔ＋　）＋φ、　ｌ　ｃｏｓωｔ〕・・
・・・・・・・・・・（１３） このように、励磁電圧ｅ。、ｅβはそれぞれ（１１）式
。

（１３）式で表わされるので、これらの電圧を第２図の
ブロック図によりつくり、α巻線、β巻線に与えればよ
い。

Ｍｌ、　Ｍ２は乗算器、Ａ１．Ａ２は加算器、１０はレ
ゾルバ々である。

つまυ、加算器Ａ１ではｃｏＢωｔから乗算器Ｍ２の出
力ｓｉｎωを弓１・５ｉｎ（＋（ωｔ−１−Ｔ）＋φｌ
）　を引いてやり、その出力をレゾルバ々１０のα巻線
に与えてやり、加算器Ａ２ではｓｉｎωｔと乗算器Ｍ１
の出力ｃｏｌＩωｔ・δ、５ｉｎ（ｉ（ωｔ＋　　）＋
φｉ）を加えてやり、その出力をレゾルバ１０のβ巻線
に加える。

そして、δ、とφ、を調整して、検出電圧ｅ。

１ の中にδｌ５ｉｎ（Ｉθ＋φ、）の位相誤差が最少にな
るようにする。

この第２図はアナログ信号系のブロック図で表わしてい
るが、これをディジタル信号だけで示すことができる。

第３図は、本発明の他の実施例（ディジタル信号系）の
構成を表わすブロック図である。

工は原娠クロック、２は分周器、３はカウンタ、４ａは
ｓｌｎωｔを記憶するＲＯＭ、４ｂはｃｏｓωｔを記憶
するＲＯＭ、４ｃ　はｍ　ｉｎ　ｊ　ωｌを記憶するＲ
ＯＭ。

５はＤＡ（デイノタル→アナログ）コンバータ、６は全
加ＪＥ器、７は例えばスイッチ等によりＲＯＭ番地を変
更するφ１調整器、８ａ、８ｂは４象現動作の乗算器、
９ａはα相励磁増幅器（定電圧励磁）、９ｂはβ相励磁
増幅器（定電圧励磁）、ｌｖＲはδ（Ａ’ｌ整用木用ポ
リウム０１〜１１４は抵抗、１１５〜１１８はトランジ
スタ、１１９〜１２２はダイオードである。

この他の実施例は、ｉωｔが既刊で、δｌ、φ１未知の
場合にそれらδｉ、φｌを調整するようにしである。

第３図においてアナログ量に変換後の各部位の電圧を表
わしており、第２図の一実施例の動作に準じる。

第４図は、本発明の別の実施例（ディジタル信号系）の
構成を示すブロック図である。

図において第３図と同一の符号は同一もしくは相当部分
を表わす。

４ｄはｓｉｎωｔ−ｃｏｓω１ｓｌｎ（＋　（ωｔ＋　
）＋φｌ）を記憶するＲＯＭ、４ｅはｃｏｓωｔ＋ｓ　
ｉｒ＋ωｔ　・δ、ｇｉｎ　（ｉ　（ωｔ＋ｉ）＋φ、
）をｄ己憶するＲＯＭである。

この別の実施例はｉωｔ、δ１．φ、既知の場合に適用
され、ＲＯＭのデータを査き換えるようにしである。

かくして本発明によれば、−例としてｉ＝４の高調波位
相誤差を補償することにより、その誤差を１／１０に減
少させている。

なお、本発明は次の諸点においてその効果が認められる
。

■　レゾルバ本体の構造を複雑にしたり、均質な材料を
精選し、加工精度ｆ：高くするなどして、位相誤差を低
減する従来の方法に比べて、本発明はコストが安く、精
度を必要に応じて高くすることができる特長がある。

■　大量生産に適する。同じ工程でつくられるレゾルバ
は抜きとりでこの位相誤差のノにターンを計測し、これ
を最小にする補償回路の・ｅラメタを求めれば、四−ロ
ットの製品は同じパラメタで補償ができる。

◎　ディジタル化するとオートチューニングが可能であ
る。

［株］　位相変調信号をＦ／ｖ変換して速度信号を得る
時、速度リップルを小さくすることができるから、レゾ
ルノ々−基で位置と速度の信号を同時に得ることができ
る。

■　誘導子形リニャレーゾル・々に対しても本発明の補
償法が有効であることは論する筐でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はレゾルツマの励磁アン・ｚランスによる位相誤
差の解析図、第２図は本発明の一実施例の一構成を示す
ブロック図、第３図は本発明の他の実施例のブロック図
、第４図は本発明の別の実施例のブロック図である。 Ａ１．Ａ２・・・加算器、Ｍｌ、　Ｍ２・・・乗算器、
１０・・・レゾル・々、α、β・・・励磁巻線、θ・・
・検出巻線、１・・・涼感クロック、２・・・分周器、
３・・・カウンタ、４　ａ　・−ｓ　ｉｎωｔを記憶す
るＲＯＭ、　　４　ｂ　−ｃｏｓωｔを記憶するＲＯＭ
、４　ｃ・・・１Ｉｉｎｌωｔを記憶するＲＯＭ、５・
・・ＤＡコンバータ、６・・・全加算器、７・・・例え
ばスイッチ等によりＲＯＭ番地を変更するψｉ調整器、
８ａ＋８ｂ・・・４象現動作乗算器、９ａ・・・α相励
磁増幅器（定電圧励磁）、９ｂ・・・β相励磁増幅器（
定電圧励磁）、ＩＶＲ・・・δ１調整用ボリウム、１０
１〜１１４・・・抵抗、１１５〜１１８・・・トランジ
スタ、１１９〜１２２・・・ダイオード。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、励磁巻線および検出巻線が共に固定子に巻装され回
   転子は磁性体のみから成る誘導子形レゾルバの構造に起
   因する位相誤差を励磁電圧によって補償する方法におい
   て、前記励磁巻線へ与える励磁電圧の励磁電圧ベクトル
   の振幅は一定とし、この位相にレゾル・ζ位相誤差と同
   期した位相量を重畳することにより位相変調された検出
   電圧の位相誤差を補償することを特徴とする誘導子形レ
   ゾルバの位相誤差補償励磁方法。