JPS6177714A - 位置と速度を同時検出するレゾルバの制御法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘導子形レゾルバの検出側にパルス駆動の可
変移相器を設け、これを制御して位置と速度を同時に検
出するレゾルバの制御法に関する。

〔従来技術と問題点〕

従来手段として原理的に本発明に対応するものは、二相
誘導タコゼネである。

これは、第２図に表わすよ５にかご形誘導機の固定子に
巻回した第一相巻線２／をＡＣ励磁し、これに直交する
第二相巻線−の電圧を検出して、回転子Ｊの進度信号を
得るものであるが、位置の信号は得られないし、回転子
−の抵抗の温度による変化が誤差になるため、あまり精
度の高いものには用いられない。

レゾルバを用いたものでは、ＡＣＶＣＤＣ電流を重畳さ
せて、励磁し、検出電圧をフィルタでＡＣ成分とＤＣに
よる速度起電力成分に分離する方式が提案されている。

これは、超は速時、速度起電力がＤＣでＯＫ近ずくので
精度を上げることは困難である。

〔発明の目的〕

ここにおいて本発明は、従来手段の難点を克服し、一つ
のレゾルバから同時に位置と速度の信号を検出するもの
で、特に速度信号の精度つ一１分解能を高くするレゾル
バの制御法を提供することを、その目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、回転子は誘導子形で固定子には一次単相、二
次二相の巻線を巻回したレゾルバを用い、この一次側を
交流電流で励磁し、二次側に生ずる電圧信号をパルス駆
動のディジタル移相器を介して検出し、この電圧の変圧
器電圧成分が常に最少になるように移相器をパルス駆動
して回転子位置を追尾制御すると共に、この電圧の速度
起電力成分を検出し、これを博幅し同期整流して復調す
ることによ多速度のアナログ信号が得られ、かつディジ
タル移相器の位相はレゾルバの回転子角度に対応し、こ
の駆動パルスはこの位置である回転子角度をパルス化し
ておシ位置と速度を同時検出するレゾルバの制御法であ
る。

〔発明の原理〕 まず、本発明の原理を二相誘導タコゼネと比較して説明
する。

第３図は、二相誘導タコゼネの等価モデル図である。

かご彩画転子Ｊは直交する二組の巻ＭＷｒｑ　。

Ｗｒｄが整流子とブラシを介して共に短絡されたものと
等価である。

励磁電流が巻Ｍ；ＪＷａｑに流れてできる磁束Φｑは回
転子Ｊの巻ｄＷｒｑに賀圧器起電力を、巻線Ｗｒｄに速
度起電力を誘起する。

この巻線Ｗｒｄに流れる電流は速度起電力に比例し、こ
れが固定子の巻線Ｗｅｄと同相に結合しているので、こ
こに変圧器起電力となって速度に比例した電圧を発生さ
せる。これを検出するのが二相タコゼネの原理である。

ここで巻ｄ　Ｗｒｑも短絡されているので、ここに巻線
Ｗａｑの励磁電流を打消す電流が流れるので、好ましく
なめ。

理想的には、回転子巻線の短絡をやめて、ブラシ間のオ
ープン電圧を検出すれば良い。このよ５にすると第≠図
に示すＡＣ励磁の直流タコゼネになる。

本発明は、この整流子とブラシの部分を可変の移相器の
制御でおきかえたものであ！１７、ＡｃＭＪ！のブラシ
レスＤＣタコゼネを制御によって実現したものである。

本発明は、この整流子とブラシの部分を可変の移相器の
制御でおきかえたものであシ、ＡＣ励磁のブラシレスＤ
Ｃタコゼネを制御によって実現し・　たものである。

〔実施例〕

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
を第１図に示す。

レゾルバＲＥＳの一次巻ｉＷθに７の励磁電流を流すと
、二次巻線〜、　１１Ｊｐにはそれぞれ次の電圧が生ず
る。

ｅｉ１π（ｚｆＭ　ｃｏａθ） ｅ／　＝ａｔ　（’７　Ｍ　Ｓ　１ｎ　′９）ここに、 ｔは時間、 Ｍは一次巻線Ｗθと二次巻線ｗ、　ｔ　ｗｐの相互イン
ダクタンスの最大値、 θは回転子角度で、巻線ｗｄと巻線−の相互インダクタ
ンスがなす電気角で表わしている。

ｉｌ　＝　Ｉ、　ｃｏｇωｔ ただし、ω＝λπｆでｆは励磁周波数であるとすると、 ｅ、＝　Ｍ　１１　丁（ｃｏａωｔ　−ｃｏａθ）ｅβ
＝Ｍ臂Ｍ　（ｅｌｌｌｌｌωｔ−５ｉｎθ）ｅ冨へ＋ｊ
ｅβ　と表わすと ｅ　　＝　　Ｍ　　Ｉ／　（ｃｏａ　ωｔ−ｊ　　ν　
−ω　８五ｎ　ωｔ　　）　　ｅｘｐＣＪθ〕・・・・
・・・・・・・・・・・　（１）、　　ここに、 ν＝下でレゾルバ回転子の角速度である。

この右辺第一項は速度起電力ｇ７、　第二項は変圧器起
電力へで、両者は空間的にも時間的にも位りＯｏずれて
いる。

ここで、θ十りＯｏの巻線軸で、この電圧をみると、 ｅｖ＝　Ｍ　Ｉ、νｃｏａωｔ ｅｐ＝０ である。

ｅ、＝０になるように検出巻線軸をθの動きに追随して
制御すれば、速度νは速度起電力ｅｖを励磁電流９で同
期整流することによシ得られる。

これがすなわち本発明の原理である。

検出巻線軸が一般にφでありたとすると、検出電圧ｅｄ
は ｅｄ＝　Ｒ＠（ｅ−ａｘｐ（−Ｊφ〕〕−Ｒｅ　Ｃｅ、
、・ＥＸＰ（−ｊφ）　＋Ｒ，！、　Ｃｅ、−ＥＸＰ　
Ｃ−ｊφ〕〕ただし、鳥〔〕は〔〕の実数部を示す。

したがって ｅｄｖ　”　Ｒｅ　（％・ＥＸＰ（−ｊφ〕）＝　　Ｍ
Ｉ７　ｖ　ｃｏａωｔ１１　Ｃ０ａ（θ十りＯｏ−φ）
・・・・・・・・・・・・　（２） ｅｄｐ＝　ｇｅ　Ｃｅ、−ｇｘｐ　Ｃ−ｊφ〕〕”　　
Ｍｌｙω山ωｔ＠ｃｏａ（θ−φ）゛°…山４（３）φ
＝θ十りｄ十Δθとおくと（Δθ　は位置誤差）ｅｄｖ
＝　Ｍ　Ｚ／　Ｊ／　ｃｏｓωｔ　＃ｃｏａΔθ”””
”””””””’　（４）ｅｄｐ＝　　−Ｍ　Ｉ、ω山
ωｔ−Ｏｏ８（−タ００−Δθ）”　−Ｍ　Ｉｔωｓｉ
ｎωｔ−ａｉｎΔθ　＝−−−（５）Δθ（ｌ　だから
、 ｅｄｖ＝　Ｍ　Ｉ、νｃｏ８ωｔ　　・甲・・・甲中甲
・・川…　（６１ｅｄｐ＝　−Ｍ　Ｉ、ωｓｉｎωｔ・
Δθ　　・甲・・・・・・甲・山・　（刀ゆえに、 ｅｄ″’９ＭＩ、（νｃａｎωを一ωａ１ｎω１−Δθ
）−・−（８’）これよシ、電圧ｅｄχｅｏａωｔ　で
同期整流すれば速度νが得られ、ｉ１ｎωｔで同期整流
すれば−Δθが得られる。

このΔθで両極性電圧制御発振器ｖＣＯを働らかせパル
スを発生させて、可菱移相器ｖＰＳに加え、ΔθをＯに
するフィードバック制御を行なわせる。

可変移相器ｖｐｓの動作は、 ｅ＝ｅａ＋ｊｅβを入力とし、 ｅ＝６シ＋ｊｅノを出力とするとき、 ｅ’　＝　ｅ−ＥＸＰ　（ｊφ〕の関係をつ〈９出すも
のであ机 ｅ’＝　（ｅ、＋　ｊ　ｅ／　）　（ｃｏａφ＋ｊａｉ
ｎφ）ゆえに ｅ’＝ｅ、ｃｏｇφ−６βａｉｎφ＋ｊ（ｅ、ａｉｎφ
＋ｅＩＩｅ０８φ）したがって、 ｅ二：＝　ｅｔｔｃｏｔφ−ｅ／ａｉｎφ　　・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・　（９）第１図の
可変移相器ｖＰＳはこれをノ・ドで実現したものであり
、式（９）のみを使っている。

第１図において、 Ｏ２０は発振器、 ＩＡは電流アンプ、 Ｖ　Ｖ　Ｐ　Ｓは可変移相器、 Ｃ０ＵＮＴＥＲはφに相当するパルス計数するカウンタ
、 ＲＯＭはφを人力しＣＯ３−あるいはｓ１ｎφを出力す
るリードオンリーメモリー、 ＤＡＣはＤ／Ａ変換器。

Ｍ／−Ｍ弘は掛算器。

Ａ／は加算器、 Ｓ／は減算器、 ＭＡは電圧アンプ、 ＳＲＶは速度信号の同期整流器。

ＳＲＰは位置信号の同期整流器。

ＰＡは２０ｃ′進相器、 ＶＣＯは両極性あるいはコ相電圧発振器、である。

このＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｂａｓｅ　　１ｏｃｋｅｄ　　１
ｏｏｐ　）制御にした可変移相器ｖＰＳから、１／ゾル
パＲＥＳの位置信号と速度信号が同時に得られる。

本発明の他の実施例として、つぎの手段が考えられる。

轟）レゾルバの一次側を二相にして１位相変調の励磁を
加えた場合も、同様な制御が可能である。

ｂ）第１図で電圧ｉ　を検出し、これを一定に保つよう
電流アンプＩＡで電流１ｆを制御すれば、磁束が一定に
できる。

Ｃ）ディジタル可変移相器ｖＰＳをＰＬＬに組込んだ、
この方式は、ベクトル分解器（振幅と位相に分解する）
として利用できる。電圧ｅ′ｐ　　は、この時、振幅を
与え、Ｃ０ＵＮＴＥＲＯ中に位相信号がたまる。

ｄ）アナログ速度信号は位置パルス信号によって較正す
ることができるから、低速における精度のよい速度制御
ができる。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、次のような効果が得られ、当
該分野に益するところ著るしい。

力　位置信号はカウンタ内の数値データおよびパルス列
として得られると同時に、速度信号は振幅変調されたア
ナログ電圧として得られる。

イ）速度信号はＡＣであるからドリフトの少ない増幅が
できるとともに、位置信号のパルスによって常に較正が
可能であるため、超低速で精度の高いものになる。

つ）速度信号は位置誤差Δθによつてあまシ影響を受け
ないので、位置分解能はそれほど高くなくても良い。こ
のことは、ＤＣタコゼネの整流子片数の程度から理解で
きる。

工）レゾルバ／　個で、ディジタルパルスエンコーダと
ブラシレスＤＣタコゼネの機能を兼ねているので、経済
的である。

【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示すブロ
ック図、第２図は二相タコゼネの説明図、Ｋ３図は二相
訪導タコゼネの等価モデル図、第弘図はＡＣ励磁の直流
タコゼネの説明図である。 Ｕ・・・励磁巻線 −・・・検出巻線 Ｊ・・・回転子 ＯＳＣ・・・発振器 ＩＡ・・・電流アンプ ＲＥＳ・・−レゾルバ ｖｐｓ・・・可変移相器 ＤＡＣ・・・Ｄ／Ａ変換器 ＲＯＭ・・・リードオンリメモリ ＶＣＯ・・・両極性電圧制御発振器 ＳＲＰ・・−位置信号の同期整流器 ＳＲＶ・・・速度信号の同期整流器 ＰＡ・・・７０°進相器 ＭＡ・・・電圧アンプ Ｍ／−Ｍ≠・・・掛算器 Ａ／・・・加算器 Ｓｌ・・−減算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転子は誘導子形で固定子には一次単相、二次二相
   の巻線を巻回したレゾルバを用い、この一次側を交流電
   流で励磁し、 二次側に生ずる電圧信号をパルス駆動のデジタル移相器
   を介して検出し、 この電圧の変圧器電圧成分が常に最少になるように移相
   器をパルス駆動して回転子位置を追尾制御すると共に、 この電圧の速度起電力成分を検出し速度信号とし、 かつ、そのディジタル移相器の位相を導出して位置信号
   とする、ことを特徴とする位置と速度を同時検出するレ
   ゾルバの制御法。