JPS6023304B2 - 直流発電機形非接触式速度検出装置 - Google Patents
直流発電機形非接触式速度検出装置Info
- Publication number
- JPS6023304B2 JPS6023304B2 JP55130585A JP13058580A JPS6023304B2 JP S6023304 B2 JPS6023304 B2 JP S6023304B2 JP 55130585 A JP55130585 A JP 55130585A JP 13058580 A JP13058580 A JP 13058580A JP S6023304 B2 JPS6023304 B2 JP S6023304B2
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- JP
- Japan
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- permanent magnet
- pole
- detection device
- magnetically sensitive
- sensitive switch
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直流発電機形非接触式速度検出装置に関する
。
。
従来形の、回転機械等の回転速度を検出するための直流
発電機形速度検出装置が第1図A,B,Cに示される。
発電機形速度検出装置が第1図A,B,Cに示される。
第1図の装置は、円周方向に沿つてN,S極の交互分布
を有する円筒状永久磁石回転子1、該永久磁石回転子1
に対向する固定子2、該固定子2に巻回される固定子巻
線4、該永久磁石回転子1と同軸回転する位置検出用永
久磁石3′、および、該位置検出用永久磁石3′の円周
に近接する位置に配置される磁気感応スイッチ5を具備
し、該位置検出用永久磁石3′の回転位置に応じて該磁
気感応スイッチ5を作動させ所望の出力信号を得る形態
のものである。第1図の速度検出装置においては、永久
磁石回転子1はその側部円周面において、円周方向に沿
って90oずつに区分され交互に存在する2つのS極領
域および2つのN極領域を有する。
を有する円筒状永久磁石回転子1、該永久磁石回転子1
に対向する固定子2、該固定子2に巻回される固定子巻
線4、該永久磁石回転子1と同軸回転する位置検出用永
久磁石3′、および、該位置検出用永久磁石3′の円周
に近接する位置に配置される磁気感応スイッチ5を具備
し、該位置検出用永久磁石3′の回転位置に応じて該磁
気感応スイッチ5を作動させ所望の出力信号を得る形態
のものである。第1図の速度検出装置においては、永久
磁石回転子1はその側部円周面において、円周方向に沿
って90oずつに区分され交互に存在する2つのS極領
域および2つのN極領域を有する。
固定子は、回転子1の周囲に回転子1の側部円周面に近
接する形に回転子1と同心円状に配置される。固定子2
には、電気角900ずつ変位した位置にある4相の固定
子巻線4が巻回されている。位置検出用永久磁石3′は
、回転軸6において回転子1から軸方向に変位した位置
に取付けられている。永久磁石3′は、その側部円周面
においてS極領域Qを有する。位置検出用永久磁石3′
の側部円周面に近接する位置にある同一円周上に、4個
の磁気感応スイッチ5が互いに変位して配置される。磁
気感応スイッチ5の各個は、固定子巻線4の各相に対応
するように配置され、位置検出用永久磁石3′のS極領
域Qが近接したことを検出する。第1図Cには、位置検
出用永久磁石3′の構造がより詳細に示される。第1図
の直流発電機形非接触式速度検出装置において、回転速
度に比例する直流電圧出力を得るための回路が第2図に
示される。
接する形に回転子1と同心円状に配置される。固定子2
には、電気角900ずつ変位した位置にある4相の固定
子巻線4が巻回されている。位置検出用永久磁石3′は
、回転軸6において回転子1から軸方向に変位した位置
に取付けられている。永久磁石3′は、その側部円周面
においてS極領域Qを有する。位置検出用永久磁石3′
の側部円周面に近接する位置にある同一円周上に、4個
の磁気感応スイッチ5が互いに変位して配置される。磁
気感応スイッチ5の各個は、固定子巻線4の各相に対応
するように配置され、位置検出用永久磁石3′のS極領
域Qが近接したことを検出する。第1図Cには、位置検
出用永久磁石3′の構造がより詳細に示される。第1図
の直流発電機形非接触式速度検出装置において、回転速
度に比例する直流電圧出力を得るための回路が第2図に
示される。
固定子巻線4の各相において発生する交番電圧は、磁気
感折Fスイッチ5からの位置検出信号により作動される
半導体スイッチ8により選択的にスイッチングされ演算
増幅器7の出力端子9には、回転速度に比例する直流電
圧出力が得られる。第1図の速度検出装置において、位
置検出用永久磁石3′が一定速度において回転している
ときの磁気感応スイッチ5の配置された位置における磁
束密度の時間に対する変化が第3図のマ′として示され
る。
感折Fスイッチ5からの位置検出信号により作動される
半導体スイッチ8により選択的にスイッチングされ演算
増幅器7の出力端子9には、回転速度に比例する直流電
圧出力が得られる。第1図の速度検出装置において、位
置検出用永久磁石3′が一定速度において回転している
ときの磁気感応スイッチ5の配置された位置における磁
束密度の時間に対する変化が第3図のマ′として示され
る。
前記の磁束密度は、S極領域が検出位置を通過するとき
最大値をとり、N極領域が検出位置を通過するとき最小
値をとる。S極領域とN極領域の間においては、磁束密
度は、相対的に緩慢に、最大値から最小値へと、または
、最小値から最大値へと変化する。前述した位置検出用
永久磁石3′の回転位置に対応する磁気感応スイッチ5
の動作状態が第3図にS′として示される。磁気感応ス
イッチ5′としてはホール効果素子等が使用され得るが
、一般にこのような磁気感応スイッチの動作レベルは、
バラッキが多く、比較的大きなヒステリシスが存在し、
また外部条件の影響による変化が大きい。それゆえ、磁
気感応スイッチ5の動作位置は、動作レベルの変化にと
もなって、第3図にS′のON,OFFとして変化する
。4相の固定子巻線の交番出力が位置検出信号によりス
イッチングされ、それにより回転速度に比例した電流電
圧出力が得られる様子は、第4図に示される。
最大値をとり、N極領域が検出位置を通過するとき最小
値をとる。S極領域とN極領域の間においては、磁束密
度は、相対的に緩慢に、最大値から最小値へと、または
、最小値から最大値へと変化する。前述した位置検出用
永久磁石3′の回転位置に対応する磁気感応スイッチ5
の動作状態が第3図にS′として示される。磁気感応ス
イッチ5′としてはホール効果素子等が使用され得るが
、一般にこのような磁気感応スイッチの動作レベルは、
バラッキが多く、比較的大きなヒステリシスが存在し、
また外部条件の影響による変化が大きい。それゆえ、磁
気感応スイッチ5の動作位置は、動作レベルの変化にと
もなって、第3図にS′のON,OFFとして変化する
。4相の固定子巻線の交番出力が位置検出信号によりス
イッチングされ、それにより回転速度に比例した電流電
圧出力が得られる様子は、第4図に示される。
各相の電圧波形V,,V2,V3,V4は、正電圧部分
Pおよび負電圧部分Qがそれぞれ台形状の形状を有して
おり、台形の上辺に相当する部分の電圧値Voが回転速
度に比例している。各相電圧を合成して直流電圧Eが得
られる。第4図においては、各相電圧のスイッチングさ
れる領域は、前記の台形の上辺部分に相当する領域に含
まれており、かつ、隣接する相のスイッチングされる領
域は互いにオーバラップしている。ところが、第4図の
波形において、スイッチングミれる領域が広すぎると台
形波Pの斜線部分の1部が出力波形にあらわれる。
Pおよび負電圧部分Qがそれぞれ台形状の形状を有して
おり、台形の上辺に相当する部分の電圧値Voが回転速
度に比例している。各相電圧を合成して直流電圧Eが得
られる。第4図においては、各相電圧のスイッチングさ
れる領域は、前記の台形の上辺部分に相当する領域に含
まれており、かつ、隣接する相のスイッチングされる領
域は互いにオーバラップしている。ところが、第4図の
波形において、スイッチングミれる領域が広すぎると台
形波Pの斜線部分の1部が出力波形にあらわれる。
その状況が第5図のVb,Vcとして示される。また、
スイッチングされる領域が狭すぎるといずれの相におい
てもスイッチングされない領域が生じ、そのような領域
においては、出力電圧には大きな変動が生ずる。その状
況が第5図のVd,Veとして示される。上述したごと
く、従来形の直流発電機形非接触式速度検出袋檀におい
ては、回転子の回転位置の検出に大きなバラツキを生じ
、回転速度に比例した安定した直流電圧が得られず、回
転速度を高い精度で検出することができないという問題
点がある。本発明の主な目的は、前記の従来形の問題点
にかんがみ、回転速度に比例する安定した直流電圧出力
を得ることができ、回転速度を高い精度で検出すること
ができる直流発蟹機形非接触式速度検出装置を得ること
にある。
スイッチングされる領域が狭すぎるといずれの相におい
てもスイッチングされない領域が生じ、そのような領域
においては、出力電圧には大きな変動が生ずる。その状
況が第5図のVd,Veとして示される。上述したごと
く、従来形の直流発電機形非接触式速度検出袋檀におい
ては、回転子の回転位置の検出に大きなバラツキを生じ
、回転速度に比例した安定した直流電圧が得られず、回
転速度を高い精度で検出することができないという問題
点がある。本発明の主な目的は、前記の従来形の問題点
にかんがみ、回転速度に比例する安定した直流電圧出力
を得ることができ、回転速度を高い精度で検出すること
ができる直流発蟹機形非接触式速度検出装置を得ること
にある。
本発明においては、円周方向に沿ってN,S極の交互分
布を有する円筒状永久磁石回転子、該永久磁石回転子に
対向する固定子、核固定子に巻回される固定子巻線、該
永久磁石回転子を同軸回転する位置検出用永久磁石、お
よび、譲位層検出用永久磁石の円周に近接する位置に配
置される磁気感応スイッチを具備し、該位置検出用永久
磁石の回転位置に応じて該磁気感応スイッチを作動させ
所望の出力信号を得る直流発電機形非接触式速度検出装
置において、該位置検出用永久磁石のN極およびS極に
、該磁気感応スイッチに対向して、円弧状のポ−ルシユ
ーを取付け、該N極およびS極に取付けられたポールシ
ューは互いに狭い間隙をもって隣接するようにして、該
N極に取付けられたポールシューと該S極に取付けられ
たポールシューとは円弧の長さが互いに異なるようにし
たことを特徴とする直流発電機形非接触式速度検出装置
が提供される。
布を有する円筒状永久磁石回転子、該永久磁石回転子に
対向する固定子、核固定子に巻回される固定子巻線、該
永久磁石回転子を同軸回転する位置検出用永久磁石、お
よび、譲位層検出用永久磁石の円周に近接する位置に配
置される磁気感応スイッチを具備し、該位置検出用永久
磁石の回転位置に応じて該磁気感応スイッチを作動させ
所望の出力信号を得る直流発電機形非接触式速度検出装
置において、該位置検出用永久磁石のN極およびS極に
、該磁気感応スイッチに対向して、円弧状のポ−ルシユ
ーを取付け、該N極およびS極に取付けられたポールシ
ューは互いに狭い間隙をもって隣接するようにして、該
N極に取付けられたポールシューと該S極に取付けられ
たポールシューとは円弧の長さが互いに異なるようにし
たことを特徴とする直流発電機形非接触式速度検出装置
が提供される。
本発明の一実施例としての直流発電機形非接触式速度検
出装置が第6図A,B,Cに示される。
出装置が第6図A,B,Cに示される。
第6図A,Bに示される装置は、第1図A,Bに示され
る従来形の装置とは位置検出用永久磁石3の構成を除い
ては同機の構成を有する。第6図の装置において、回転
速度に比例する直流電圧に比例する直流電圧出力を得る
ための回路は、第1図の装置と同一であり第2図に示さ
れる。第6図Cには、本発明による速度検出装置の位置
検出用永久磁石3がより詳細に示される。第6図Cの位
直検出用永久磁石3は、第1図Cに示される永久磁石3
′と同一形状の永久磁石71の外周部にN極側およびS
極側ポールシュ−72,73が取付けられた構造である
。S極側ポールシュー72は、回転角にして約45oの
幅を有し、N極側ポールシュー73は、約135oの幅
を有する。S極側およびN極側ポールシュー72,73
の隣接する様部の間には、間隙74が設けられている。
位置検出用永久磁石の他の1つの例が、第7図に示され
る。第7図の位置検出用永久磁石のN極側およびS極側
ポールシュ−72′,73′は、第6図Cに示されるポ
ールシュー72,73と概略同一の形状を有するが、永
久磁石71の代わりにポールシューの隣接する部分74
′に簿片状の永久磁石75が挿入されている。薄片状の
永久磁石75の各個の適性は、図示される方向に配列さ
れる。第6図の装置の位置検出用永久磁石3が、一定速
度で回転する場合の磁束密度の変化が第3図の?として
示される。S極側ポールシュー72が測定点を通過する
とき、磁束密度の値は一定値Bsであり、N極側ポール
シュー73が測定点を通過するとき、磁束密度の値は一
定値BNである。前記のBsとBNの比は、S極側領域
とN極側領域の幅の比に概略的に反比例する。間隙部分
74が測定点を通過するとき、磁束密度の値は、急激に
変化し、BsからBNへと、または、BNからBsへと
極性を反転させる。従って、第3図のSとして示される
ように、磁気感応スイッチ5の動作レベルが変化した場
合にもほとんど変化しない。それゆえ第6図の装置にお
いては、第4図に電圧波形図に示されるように、固定子
巻線4の各相の電圧が、台形の上辺部分に含まれる領域
においてスイッチングされ、かつ隣接する相のスイッチ
ングされる領域がオーバラップするように、確実に磁気
感応、スイッチ5を作動させることができる。従って、
第6図の袋瞳の出力波形は、第4図のEとして示される
ような、回転速度に比例した安定したものとなる。本発
明によれば、固定子巻線の各相に発生する交番電圧を所
望の角&直においてスイッチングすることにより回転速
度に比例した安定した直流電圧出力が得られ、それによ
り回転遂度の検出を高精度で行うことができる直流発電
機形非接触式速度検出装置が得られる。
る従来形の装置とは位置検出用永久磁石3の構成を除い
ては同機の構成を有する。第6図の装置において、回転
速度に比例する直流電圧に比例する直流電圧出力を得る
ための回路は、第1図の装置と同一であり第2図に示さ
れる。第6図Cには、本発明による速度検出装置の位置
検出用永久磁石3がより詳細に示される。第6図Cの位
直検出用永久磁石3は、第1図Cに示される永久磁石3
′と同一形状の永久磁石71の外周部にN極側およびS
極側ポールシュ−72,73が取付けられた構造である
。S極側ポールシュー72は、回転角にして約45oの
幅を有し、N極側ポールシュー73は、約135oの幅
を有する。S極側およびN極側ポールシュー72,73
の隣接する様部の間には、間隙74が設けられている。
位置検出用永久磁石の他の1つの例が、第7図に示され
る。第7図の位置検出用永久磁石のN極側およびS極側
ポールシュ−72′,73′は、第6図Cに示されるポ
ールシュー72,73と概略同一の形状を有するが、永
久磁石71の代わりにポールシューの隣接する部分74
′に簿片状の永久磁石75が挿入されている。薄片状の
永久磁石75の各個の適性は、図示される方向に配列さ
れる。第6図の装置の位置検出用永久磁石3が、一定速
度で回転する場合の磁束密度の変化が第3図の?として
示される。S極側ポールシュー72が測定点を通過する
とき、磁束密度の値は一定値Bsであり、N極側ポール
シュー73が測定点を通過するとき、磁束密度の値は一
定値BNである。前記のBsとBNの比は、S極側領域
とN極側領域の幅の比に概略的に反比例する。間隙部分
74が測定点を通過するとき、磁束密度の値は、急激に
変化し、BsからBNへと、または、BNからBsへと
極性を反転させる。従って、第3図のSとして示される
ように、磁気感応スイッチ5の動作レベルが変化した場
合にもほとんど変化しない。それゆえ第6図の装置にお
いては、第4図に電圧波形図に示されるように、固定子
巻線4の各相の電圧が、台形の上辺部分に含まれる領域
においてスイッチングされ、かつ隣接する相のスイッチ
ングされる領域がオーバラップするように、確実に磁気
感応、スイッチ5を作動させることができる。従って、
第6図の袋瞳の出力波形は、第4図のEとして示される
ような、回転速度に比例した安定したものとなる。本発
明によれば、固定子巻線の各相に発生する交番電圧を所
望の角&直においてスイッチングすることにより回転速
度に比例した安定した直流電圧出力が得られ、それによ
り回転遂度の検出を高精度で行うことができる直流発電
機形非接触式速度検出装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図A,B,Cは、従釆形の直流発電機形非接触式速
度検出装置を示す図、第2図は、第1図の装置の回路図
、第3図は、第1図の装置の位置検出用永久磁石につい
ての磁束密度の変化および磁気感応スイッチのスイッチ
信号、および、本発明による装置の位置検出用永久磁石
についての磁束密度の変化および磁気感応スイッチのス
イッチ信号を示す特性図、第4図は、第1図の装置にお
いて、固定子巻線の各相の出力波形および速度検出出力
波形を示す波形図、第5図は、第1図の装置において、
位置検出用永久磁石の動作位置の変動による、出力波形
の変動を示す波形図、第6図A,B,Cは、本発明の一
実施例としての、直流発電機形非接触式速度検出装置を
示す図、第7図は、第6図の装置における位置検出用永
久磁石の他の例を示す構成図である。 符号の説明1:回転子、2:固定子巻線、3,3′:位
置検出用永久磁石、4:固定子巻線、5:磁気感応スイ
ッチ、6:回転軸、7:演算増幅器、8:半導体スイッ
チ、9:出力端子、11:永久磁石、12:S磁極、1
3:N磁極、14:移行部分、71:永久磁石、72,
72′:S極側ポールシュー、73,73′:N極側ポ
ールシュー、74,74′:間隙部分、75:永久磁石
、W,,W2,W3,W4:固定子巻線の各相。 ※1図(A)※1図(B) 累1 図(〇 ※2図 繁6図(A) ※ 6図(8) 葵6図(C) 策7図 ※3歯 纂ム図 繁5図
度検出装置を示す図、第2図は、第1図の装置の回路図
、第3図は、第1図の装置の位置検出用永久磁石につい
ての磁束密度の変化および磁気感応スイッチのスイッチ
信号、および、本発明による装置の位置検出用永久磁石
についての磁束密度の変化および磁気感応スイッチのス
イッチ信号を示す特性図、第4図は、第1図の装置にお
いて、固定子巻線の各相の出力波形および速度検出出力
波形を示す波形図、第5図は、第1図の装置において、
位置検出用永久磁石の動作位置の変動による、出力波形
の変動を示す波形図、第6図A,B,Cは、本発明の一
実施例としての、直流発電機形非接触式速度検出装置を
示す図、第7図は、第6図の装置における位置検出用永
久磁石の他の例を示す構成図である。 符号の説明1:回転子、2:固定子巻線、3,3′:位
置検出用永久磁石、4:固定子巻線、5:磁気感応スイ
ッチ、6:回転軸、7:演算増幅器、8:半導体スイッ
チ、9:出力端子、11:永久磁石、12:S磁極、1
3:N磁極、14:移行部分、71:永久磁石、72,
72′:S極側ポールシュー、73,73′:N極側ポ
ールシュー、74,74′:間隙部分、75:永久磁石
、W,,W2,W3,W4:固定子巻線の各相。 ※1図(A)※1図(B) 累1 図(〇 ※2図 繁6図(A) ※ 6図(8) 葵6図(C) 策7図 ※3歯 纂ム図 繁5図
Claims (1)
- 1 円周方向に沿つてN,S極の交互分布を有する円筒
状永久磁石回転子、該永久磁石回転子に対向する固定子
、該固定子に巻回される固定子巻線、該永久磁石回転子
と同軸回転する位置検出用永久磁石、および、該位置検
出用永久磁石の円周に近接する位置に配置される磁気感
心スイツチを具備し、該位置検出用永久磁石の回転位置
に応じて該磁気感応スイツチを作動させ所望の出力信号
を得る直流発電機形非接触式速度検出装置において、該
位置検出用永久磁石のN極およびS極に、該磁気感応ス
イツチに対向して、円弧状のポールシユーを取付け、該
N極およびS極に取付けられたポールシユーは互いに狭
い間隙をもつて隣接するようにし、該N極に取付けられ
たポールシユーと該S極に取付けられたポールシユーと
は円弧の長さが互いに異なるようにしたことを特徴とす
る直流発電機形非接触式速度検出装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55130585A JPS6023304B2 (ja) | 1980-09-22 | 1980-09-22 | 直流発電機形非接触式速度検出装置 |
KR1019810003448A KR830008176A (ko) | 1980-09-22 | 1981-09-16 | 직류발전기형 비접촉식 속도 검출장치(直流發電機形非接觸式速度檢出漿置) |
US06/380,747 US4495464A (en) | 1980-09-22 | 1981-09-17 | Non-contacting, speed-detecting device of a direct-current generator type |
DE8181902594T DE3176452D1 (en) | 1980-09-22 | 1981-09-17 | D.c. generator type non-contact speed sensing device |
PCT/JP1981/000234 WO1982001074A1 (en) | 1980-09-22 | 1981-09-17 | D.c.generator type non-contact speed sensing device |
EP81902594A EP0059763B1 (en) | 1980-09-22 | 1981-09-17 | D.c. generator type non-contact speed sensing device |
SU823447950A SU1318173A3 (ru) | 1980-09-22 | 1982-05-21 | Бесконтактный тахогенератор посто нного тока |
KR2019850010327U KR850002320Y1 (ko) | 1980-09-22 | 1985-08-12 | 직류 발전기형 비접촉식 속도 검출장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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