JPWO2017115414A1 - 回転角度検出装置および回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、特許文献1、2では、3つの出力巻線のそれぞれからの出力信号に基づいて回転子の回転角度を算出する必要がある。そのため、出力巻線の断線や短絡等の異常を検出することはできるものの、冗長化されておらず、異常が発生した際に正常時と同様に回転角度を検出することができないという問題がある。
そのため、断線や短絡等の異常が発生しても正常時と同様に回転子の回転角度を検出することができるとともに、端子数を削減することができる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る回転角度検出装置を示す構成図である。図1において、回転角度検出装置100は、角度算出器10とレゾルバ20とから構成されている。レゾルバ20は、回転子30と固定子40とコイル50とを備えている。また、回転子30は、シャフト60を介して回転電機70や種々の装置の回転部と接続されている。
そのため、断線や短絡等の異常が発生しても正常時と同様に回転子の回転角度を検出することができるとともに、端子数を削減することができる。
そのため、第一、第二および第三の出力巻線の合計巻数のティース毎のばらつきを抑え、回転角度の検出精度を向上させることができる。
そのため、第一、第二および第三の出力巻線の合計巻数のティース毎のばらつきを抑え、回転角度の検出精度を向上させることができる。
そのため、第一、第二および第三の出力巻線の合計巻数のティース毎のばらつきを抑え、回転角度の検出精度を向上させることができる。
図11は、この発明の実施の形態2に係る回転角度検出装置のレゾルバにおける第一および第二の励磁巻線の巻数とティース番号との関係を示す説明図である。図11では、励磁巻線の巻線分布を示している。なお、励磁巻線の巻数は、巻数の振幅で規格化している。
図13は、この発明の実施の形態3に係る回転角度検出装置のレゾルバを示す断面図である。図13において、固定子40のティースT1〜T12には、2相の励磁巻線24、25と3相の出力巻線21〜23とがそれぞれ巻回されている。
図14は、この発明の実施の形態4に係る回転角度検出装置のレゾルバを示す断面図である。図14において、固定子40のティースT1〜T12には、2相の励磁巻線24、25と3相の出力巻線21〜23とがそれぞれ巻回されている。
図16は、この発明の実施の形態5に係る回転角度検出装置を示すブロック図である。また、図17は、この発明の実施の形態5に係る回転角度検出装置のレゾルバを示す正面図である。
上記実施の形態5において、図22では、レゾルバ20の延出部26に設けられた8つの端子間で起こり得ると考えられる全21通りの短絡ケースについて、回転子30の回転角度θを全12通りの求め方で算出したときの角度誤差を示した。図22によると、正常時、短絡発生時の両方に共通して、角度誤差は3通りの求め方で同じ値となり、全部で4通りの値となっている。
Claims (9)
- Nx個の突極を有する回転子と、
mを自然数として、周方向にティースT1〜Tmが順に配置されている固定子と、
前記固定子のi番目のティースTiに装着される第一の励磁巻線Rai(i=1〜m)と、
前記固定子のi番目のティースTiに装着される第二の励磁巻線Rbi(i=1〜m)と、
前記固定子のi番目のティースTiに装着される第一の出力巻線Sai(i=1〜m)と、
前記固定子のi番目のティースTiに装着される第二の出力巻線Sbi(i=1〜m)と、
前記固定子のi番目のティースTiに装着される第三の出力巻線Sci(i=1〜m)と、
直列に接続される第一の励磁巻線Ra1〜Ramおよび第二の励磁巻線Rb1〜Rbmにそれぞれ交流の電圧を与える第一の励磁回路および第二の励磁回路と、
直列に接続される第一の出力巻線Sa1〜Sam、第二の出力巻線Sb1〜Sbmおよび第三の出力巻線Sc1〜Scmの出力電圧から、前記回転子の回転角度を算出する角度算出器と、を備え、
出力巻線の空間次数1周期を電気角360°とした場合に、前記第一の出力巻線と前記第二の出力巻線との間、および前記第二の出力巻線と前記第三の出力巻線との間には、それぞれ電気角αの位相差が設けられ、かつα≠180°×n(nは整数)となっている
回転角度検出装置。 - 前記第一の出力巻線と前記第二の出力巻線との間、および前記第二の出力巻線と前記第三の出力巻線との間の電気角位相差αが、
30°+180°×n≦α≦150°+180°×n(nは整数)
を満たす
請求項1に記載の回転角度検出装置。 - 前記第一の出力巻線と前記第二の出力巻線との間、および前記第二の出力巻線と前記第三の出力巻線との間の電気角位相差αが、
50°+180°×n≦α≦130°+180°×n(nは整数)
を満たす
請求項1に記載の回転角度検出装置。 - 前記第一の出力巻線と前記第二の出力巻線との間、および前記第二の出力巻線と前記第三の出力巻線との間の電気角位相差αが、
α=60°±5°+180°×n(nは整数)またはα=120°±5°+180°×n(nは整数)
を満たす
請求項1に記載の回転角度検出装置。 - 前記第一の出力巻線、前記第二の出力巻線および前記第三の出力巻線は、それぞれ一端が互いに電気的に接続されて中性点を構成し、
前記中性点と、前記第一の出力巻線、前記第二の出力巻線および前記第三の出力巻線の他端とは、前記角度算出器と電気的に接続され、
前記角度算出器は、前記中性点と前記第一の出力巻線、前記第二の出力巻線および前記第三の出力巻線の他端とから得られる4つの出力電圧のうち、2つの出力電圧から前記回転角度を算出する
請求項4に記載の回転角度検出装置。 - 前記回転子および前記固定子を有するレゾルバの外部には、
前記第一の励磁巻線および前記第二の励磁巻線の両端と、前記第一の励磁回路および前記第二の励磁回路とを接続する4つの励磁端子と、
前記第一の出力巻線、前記第二の出力巻線および前記第三の出力巻線の一端を互いに電気的に接続して構成される中性点と、前記第一の出力巻線、前記第二の出力巻線および前記第三の出力巻線のそれぞれの他端とを、前記角度算出器に接続する4つの出力端子と、が設けられ、
2つ以上の出力端子が、互いに隣接しないように配置されている
請求項5に記載の回転角度検出装置。 - 前記第一の励磁巻線、前記第二の励磁巻線、前記第一の出力巻線、前記第二の出力巻線および前記第三の出力巻線は、前記ティース毎に径方向に整列して巻回されている
請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の回転角度検出装置。 - 前記第一の励磁巻線、前記第二の励磁巻線、前記第一の出力巻線、前記第二の出力巻線および前記第三の出力巻線は、前記ティース毎に周方向に整列して巻回され、かつ前記ティース毎に異なる順序で巻回されている
請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の回転角度検出装置。 - 請求項1から請求項8までの何れか1項に記載の回転角度検出装置が適用された回転電機。
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