JPS61205867A - 高精度速度検出方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空間的に電気角度で９０”位相の異なる位置
に配置された２相の励磁巻線ならびに四転体の回転位置
を検出するための検出巻線を有するレゾルバを利用して
回転速度を高精度に検出する方式に関する。

（従来技術と問題点） ２相励磁されたレゾルバの検出巻線の出力電圧周波数ｆ
Ｒは（１）式で与えられる。

ｆＲ＝ｆ±Δｆ・・・・・・・・・（１）式％式％ であり、士符号は回転方向に依存し、＋は正転とすれば
、−は逆転となる。

回転数の検出は、Δｆすなわち出力電圧周波数ｆＲとキ
ャリア周波数ｆとの周波数差を取り出すことによって達
成される。

２相励磁の従来装置の回路構成を表わずブロック図を第
３図に示す。

１は２相固定子巻線つまり励磁巻線Ｗ（ｘ、Ｗβならび
に回転子位置を検出する検出巻線Ｗ。（：ｘを有するレ
ゾルバである。回転子巻線である検出巻線Ｗ、（ｘは固
定子側に配置し、ブラシレスとすることも可能であるが
、ここでは回転子側に設けた例を示している。

２は励磁巻線Ｗａ、Ｗβに２相の励磁電流を流すための
２相正弦波発生器つまり励磁電源、３はレゾルバ１の出
力信号を方形波に整形するための波形整形回路、４は方
形波の周期をクロックパルス発振器６のパルス数として
計測するためのカウンタ回路、７は計測した周期から周
波数を演算する演算器である。

レゾルバ１の検出巻線ＷＤ（Ｚには、一般に（２）式で
表わされる電圧ｅｏが誘起される。

ｅ　６　＝　Ｅ　Ｓｆｎ　（（１）　ｊ十６８＞−−−
−−・（２）式％式％ θ　はレゾルバ１の回転子の電気角でθ。＝ｆ　　、す
なわち駆動源のモータの回転速度Ｎの（Ｎ） 関数である。

（２）式はレゾルバ回転子の回転数および回転方向に応
じて、位相変調あるいは周波数変調された信号が得られ
ることを示している。

つまり、検出巻線ＷＤ　ａの出力電圧周波数ｆＲは（１
）式のようになり、±Δｆは回転速度に応じた周波数変
化分を表わす。

したがって、励磁巻線Ｗａ、Ｗβの励磁周波数ｆおよび
検出巻線の出力電圧周波数ｆＲの差を取り出せば、速度
に対応した周波数変化分±Δでなる成分が得られる。

この方式を利用して回転速度を検出する場合に、その検
出感度Δｆ／ｆを上げるためには、（ア）　レゾルバ１
の極数を上げる、 （イ）　励磁周波数ｆを下げる、 の２つの方法がある。

（ア）は製作上の限界があり′、余り極数を大きくとる
ことができない。

また、（イ）の励磁周波数を下げることは、制御回路上
、容易に下げることができるが、１周期に１回しか速度
検出することができないため、検出する速度が下がり、
速度制御系の応答性が悪くなるという欠点があった。

〔発明の目的〕

ここにおいて本発明は、従来例の難点を克服し、レゾル
バを利用した速度検出手段で、励磁周波数を下げて分解
能を上げ、しかも検出の速度は低下させないつまり変え
ることがない高精度速度検出方式を提供することを、そ
の目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、 回転軸に連結された２相レゾルバト、このレゾルバの回
転角によって位相変調された２相変調信号を方形波信号
に変換する整形回路と、前記方形波信号の周期をクロッ
クパルスの数としてカウントするカウンタ回路と、一定
周期毎にカウントしたパルス数から周波数を演算する演
算回路を備えたレゾルバ速度検出回路において、 レゾルバ変調信号の振幅を検出し、 検出した振幅値から任意の位相の電圧値を演算し、 この電圧を電圧比較手段の比較電圧とし、レゾルバ位相
変調信号との電圧比較を行ない、前記任意の位相と次の
周期にお番プる前記任意の位相に対応する位相までの周
期を検出して、レゾルバ励磁周波数の１周期内で任意の
回転数速度検出を行なう高精度速度検出方式である。

〔実゛施例〕

本発明の１実施例における回路構成を表わすブロック図
を第１図に示す。

この一実施例はさきの従来技術に対して次の手段を追加
している。

すなわち、レゾルバ検出巻線ＷＤ（ｘに対して電気角９
０”位相の異なる他の検出巻線Ｗ口βを持つレゾルバ１
１、レゾルバ検出信号の振幅を検出するアナログ・ディ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２、レゾルバ検出巻線Ｗｏβ
の負から正へのゼロクロス点でパルス信号を発生する整
形回路１４、Ａ／Ｄ変換器１２の信号を取り込み任意の
位相に相当する電圧を演算し電圧比較器１５の比較レベ
ルを出力する演算器１３、この演算器１３からの比較電
圧とレゾルバ検出信号ｅ、。を比較しレゾルバ検出信号
ｅ、（ｘが比較レベルを越えたことを検出する比較器１
３、カウンタ４の出力データを一時記憶しておくラッチ
回路が設けられる。

この一実施例の回路動作を第２図のタイムチャートで説
明する。

第２図において、（ａ）はレゾルバ検出電圧ＷＤ　ａの
出力電圧、（ｂ）はレゾルバ検出電圧ｗ、βの出力電圧
である。

また、（Ｃ）はレゾルバ検出電圧Ｗ。βの負から正への
ゼロクロス点のパルス信号である。

ゼロクロスパルス信号により、Ａ／Ｄ変換器１２はレゾ
ルバ検出信号ｅ　　の電圧を読み込む。

Ｄα レゾルバ検出信号ｅ。０．　。βは２相であるので、信
号ｅ、βのゼロクロス点は信号ｅＤ（ｘの振幅最大値で
あり、振幅値を表わしている。

レゾルバ検出信号が（２）式で表わされるので、　　　
　−信号ｅ、βのゼロクロス点ではＡ／Ｄ変換器１２は
振幅Ｅｔｉ−読み込んだことになる。

次に、演算器１３はレゾルバ検出信号（２）式での任意
の位相における電圧を演算する。

例えば、１周期を１２分割する場合を考えると、こうで
ある。

第２図ｔ１における電圧として なる位相の電圧値を演算し、 なる電圧を出力する。

同様にして、ｔ２においては として ｅ　０２−　Ｅ　Ｘ− なる電圧を出力する。

以下同様に、演算器１３は順次□ずつ位相の変化した電
圧を次の信号ｅｇβのゼロクロス点まで発生する。次の
周期では同様の演算を繰り返す。

この電圧を比較器１５の比較レベルとする。

第２図（ｄ）にｔ１〜ｔ１０８までの比較レベルを示す
。

カウンタ回路４はクロックパルス発振器６のクロックパ
ルスをカウントする。このカウンタ回路４はクロックパ
ルスをカウントしていき、カウントアツプするとまた零
からカウントしていくフリーランカウンタである。

電圧比較器出力（第２図（ｅ）〕は、カウンタ回路４の
出力データを一時記憶するラッチ回路１６のラッチ信号
となり°、電圧比較器出力信号ごとにカウンタ４の出力
データを順次ラッチして行く。

いま、１　−１　　　時点のカウンタ４のデータをそれ
ぞれＰ　　−Ｐ　　　とすると、演算器５はｔ＝Ｐ−Ｐ ｎｌ　　　１１　　　０ ｔ＝Ｐ−Ｐ ｎ２　　　１０１　　　　１ なる演算を行ない、相隣り合うつまり位相差が２πづれ
ている位相までの周期を求める。

この例に示した１周期１２分割を考えると、１周期に１
２回速度を検出することができる。

〔発明の効果〕

レゾルバを速度検出器として使用し、低速回転時の速度
を高分解能で検出する場合に、励磁周波数を下げる必要
があるが、励磁周波数を下げると検出速度が低下し制御
系の応答に難がある。

しかしながら、本発明によれば、１周期の中で任意の点
で速度を検出することができるので、検　　　　　□出
の速度を早くすることができ、逆に検出の速度を一定と
すれば、分解能を上げることができる。

かくして本発明は、当該分野に寄与するところ大きいと
考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における回路構成を表わすブ
ロック図、第２図はその回路動作を示すタイムチャート
、第３図は従来例の説明図である。 １．１１・・・レゾルバ、２・・・２相励磁回路、３゜
１４・・・整形回路、４・・・カウンタ、５．１３・・
・演算器、６・・・クロックパルス発掘器、１２・・・
アナログ・ディジタル変換器、１５・・・電圧比較器、
１６・・・ラッチ回路。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸に連結された２相レゾルバと、このレゾルバ
   の回転角によつて位相変調された２相変調信号を方形波
   信号に変換する整形回路と、前記方形波信号の周期をク
   ロックパルスの数としてカウントするカウンタ回路と、
   一定周期毎にカウントしたパルス数から周波数を演算す
   る演算回路を備えたレゾルバ速度検出回路において、 レゾルバ変調信号の振幅を検出し、 検出した振幅値から任意の位相の電圧値を演算し、 この電圧を電圧比較手段の比較電圧とし、レゾルバ位相
   変調信号との電圧比較を行ない、 前記任意の位相と次の周期における前記任意の位相に対
   応する位相までの周期を検出して、レゾルバ励磁周波数
   の１周期内で任意の回転数速度検出を行なうことを特徴
   とする高精度速度検出方式。