WO2021144977A1 - レゾルバおよび電動パワーステアリング装置 - Google Patents

レゾルバおよび電動パワーステアリング装置 Download PDF

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WO2021144977A1
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winding
output
output winding
resolver
turns
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English (en)
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紘子 池田
辰也 森
俊宏 松永
憲司 池田
建太 久保
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三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2046—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K24/00—Machines adapted for the instantaneous transmission or reception of the angular displacement of rotating parts, e.g. synchro, selsyn

Definitions

  • This disclosure relates to a resolver and an electric power steering device.
  • a resolver having a stator and a rotor that rotates with respect to the stator.
  • the stator has a stator core including a plurality of teeth arranged in the circumferential direction, a plurality of exciting windings provided on each tooth, and a plurality of output windings provided on each tooth. ing.
  • Each exciting winding and each output winding are divided into a first system and a second system.
  • the rotor angle is calculated by the output signal of the output winding in the first system, and the rotor angle is calculated by the output signal of the output winding in the second system.
  • the resolver can more reliably detect the angle of the rotor (see, for example, Patent Document 1).
  • each of one exciting winding in the first system and one exciting winding in the second system is wound around two teeth adjacent to each other in the circumferential direction.
  • magnetic interference occurs between the first system and the second system.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a resolver and an electric power steering device capable of improving the accuracy of the detection angle of the resolver.
  • the resolver includes a stator and a rotor that rotates with respect to the stator, the rotor has a plurality of salient poles, and the stator has a plurality of teeth arranged in the circumferential direction. It has a stator core including, and a plurality of winding groups provided in each tooth, including an exciting winding, a first output winding, and a second output winding, and each winding group is divided into a plurality of systems.
  • the number of turns of each excitation winding is divided, the number of turns of each excitation winding, the number of turns of spatially are distributed N e following sinusoidal, second output winding turns and each of the respective first output winding, the number of salient poles when the N x, spatially
  • N 1 The amplitude of each of the number of turns and the number of turns of the second output winding
  • N 1 the initial phase of the number of turns of the first output winding is ⁇ , which is a positive number, and the initial phase of the number of turns of the second output winding is positive.
  • ⁇ is a number
  • N out1 N 1 cos ⁇
  • N out2 N 1 cos ⁇
  • the accuracy of the detection angle of the resolver can be improved.
  • the electrical angle of the angle error which is the difference between the phase difference between the excitation signal of the first system and the excitation signal of the second system in the resolver 1 of the comparative example and the true value of the rotor angle and the first detection angle. It is a graph which shows the relationship with a secondary component. It is a graph which shows the excitation signal of the excitation circuit of the 1st system and the excitation signal of the excitation circuit of the 2nd system in the resolver 1 of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the number of turns of the first output winding and the number of turns of the second output winding in the resolver of the first embodiment. The relationship between the difference between the initial phase of the first output winding and the initial phase of the second output winding and the phase difference between the output signal of the first output winding and the output signal of the second output winding. It is a graph which shows.
  • FIG. It is a graph which shows the output signal of the 1st output winding and the output signal of the 2nd output winding in the resolver of Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the stator of the resolver which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a block diagram which shows the resolver which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the stator of the resolver which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the stator of the resolver which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. It is a front view which shows a part of the stator core of FIG.
  • FIG. 5 is a plan view showing a core sheet in which four core pieces are punched out when the stator core is divided into four core pieces. It is a top view which shows the stator core of the resolver which concerns on Embodiment 7. It is a top view which shows a part of the stator core of FIG. It is a front view which shows the electric power steering apparatus which concerns on Embodiment 7.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a resolver according to the first embodiment and a rotary electric machine to which the resolver is attached.
  • the resolver 1 includes a stator 101, a rotor 102 that rotates with respect to the stator 101, and an angle calculation device 103 that calculates the angle of the rotor 102.
  • the stator 101 has a ring-shaped stator core 104 and a plurality of winding groups 105 provided on the stator core 104.
  • the rotor 102 is attached to a shaft 3 connected to the rotary electric machine 2.
  • the rotor 102 rotates together with the shaft 3.
  • the resolver 1 detects the angle of the shaft 3 by calculating the angle of the rotor 102. By detecting the angle of the shaft 3, the angle of the rotary electric machine rotor of the rotary electric machine 2 is detected.
  • the axial direction is the axial direction of the stator core 104
  • the radial direction is the radial direction of the stator core 104
  • the circumferential direction is the circumferential direction of the stator core 104.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the resolver 1 of FIG. FIG. 2 shows a cross section of the resolver 1 along a plane perpendicular to the axial direction.
  • the stator core 104 has an annular back yoke 106 and a plurality of teeth 107 extending inward in the radial direction from the back yoke 106.
  • the plurality of teeth 107 are arranged side by side in the circumferential direction.
  • Each tooth 107 is provided with one plurality of winding groups 105.
  • Each winding group 105 has an exciting winding 108, a first output winding 109, and a second output winding 110.
  • a plurality of salient poles 111 are formed on the outer portion of the rotor 102 in the radial direction.
  • the plurality of salient poles 111 are arranged side by side in the circumferential direction.
  • the number N x of the salient poles 111 is 5. Therefore, the number N x of the salient poles 111 is an odd number.
  • the number N x of the salient pole 111 is also called an axial double angle. Therefore, the axial double angle is 5.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the resolver 1 of FIG.
  • the resolver 1 includes a plurality of systems.
  • the number M of the strain is 2. That is, the resolver 1 includes a first system 112A and a second system 112B.
  • Each winding group 105 is divided into a first system 112A and a second system 112B.
  • the winding group 105 included in the first system 112A has an exciting winding 108A, a first output winding 109A, and a second output winding 110A.
  • the winding group 105 included in the second system 112B has an exciting winding 108B, a first output winding 109B, and a second output winding 110B.
  • the resolver 1 includes an excitation circuit 113A included in the first system 112A, an excitation circuit 113B included in the second system 112B, an angle calculation unit 114A included in the first system 112A, and an angle calculation included in the second system 112B. It has a part 114B.
  • the angle calculation unit 114A and the angle calculation unit 114B are included in the angle calculation device 103 of FIG.
  • An excitation signal is supplied to the excitation winding 108A from the excitation circuit 113A.
  • a magnetic field is generated in the exciting winding 108A by the exciting signal flowing through the exciting winding 108A.
  • the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A are input to the angle calculation unit 114A.
  • the angle calculation unit 114A calculates the angle of the rotor 102 by using the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A.
  • An excitation signal is supplied to the excitation winding 108B from the excitation circuit 113B.
  • a magnetic field is generated in the exciting winding 108B by the exciting signal flowing through the exciting winding 108B.
  • the output signal of the first output winding 109B and the output signal of the second output winding 110B are input to the angle calculation unit 114B.
  • the angle calculation unit 114B calculates the angle of the rotor 102 by using the output signal of the first output winding 109B and the output signal of the second output winding 110B.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the stator 101 of FIG.
  • N s be the number of teeth, which is the number of teeth 107.
  • the number of teeth N s is 12.
  • each of the 12 teeth 107 is numbered T1 to T12 in order in the circumferential direction.
  • the 12 teeth 107 are divided into two groups.
  • the teeth 107 from T1 to T6 arranged in the circumferential direction are referred to as the first teeth group 115A.
  • the teeth 107 from T7 to T12 arranged in the circumferential direction are referred to as the second teeth group 115B.
  • the first teeth group 115A and the second teeth group 115B are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • Each tooth 107 included in the first tooth group 115A is wound with an exciting winding 108A, a first output winding 109A, and a second output winding 110A.
  • An exciting winding 108B, a first output winding 109B, and a second output winding 110B are wound around each tooth 107 included in the second tooth group 115B.
  • the exciting winding 108A is connected to the exciting circuit 113A via an exciting terminal (not shown).
  • the exciting winding 108B is connected to the exciting circuit 113B via an exciting terminal (not shown).
  • the excitation circuit 113A and the excitation circuit 113B are independent of each other.
  • Each of the first output winding 109A and the second output winding 110A is connected to the angle calculation unit 114A via an output terminal (not shown).
  • Each of the first output winding 109B and the second output winding 110B is connected to the angle calculation unit 114B via an output terminal (not shown).
  • the angle calculation unit 114A calculates the first detection angle ⁇ 1 as the angle of the rotor 102 by using the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A.
  • the angle calculation unit 114B calculates the second detection angle ⁇ 2 as the angle of the rotor 102 by using the output signal of the first output winding 109B and the output signal of the second output winding 110B.
  • each tooth 107 from T1 to T6 is wound with an exciting winding 108A, and a first output winding 109A is wound outside the exciting winding 108A.
  • the second output winding 110A is wound on the outside of the output winding 109A. Which of the first output winding 109A and the second output winding 110A is wound first is free.
  • An exciting winding 108B is wound around each tooth 107 from T7 to T12, and a first output winding 109B is wound outside the exciting winding 108B, and outside the first output winding 109B.
  • the second output winding 110B is wound. Which of the first output winding 109B and the second output winding 110B is wound first is free.
  • Insulation between the winding group 105 and the stator core 104 is performed using an insulator (not shown).
  • the insulator include insulating paper and coating.
  • FIG. 4 shows that the first output winding 109A and the second output winding 110A are wound around all the teeth 107 from T1 to T6.
  • the teeth 107 in which both the first output winding 109A and the second output winding 110A are wound, and the first output winding 109A and the second output winding 110A the six teeth 107 from T1 to T6 are wound.
  • a tooth 107 in which only one of the above is wound may be included.
  • FIG. 4 it is shown that the first output winding 109B and the second output winding 110B are wound around all the teeth 107 from T7 to T12. Of the teeth 107 in which both the first output winding 109B and the second output winding 110B are wound, and the first output winding 109B and the second output winding 110B, the six teeth 107 from T7 to T12 are wound. A tooth 107 in which only one of the above is wound may be included.
  • All the exciting windings 108A wound around the respective teeth 107 from T1 to T6 are connected in series with each other.
  • All the first output windings 109A wound around the respective teeth 107 from T1 to T6 are connected in series with each other.
  • All the second output windings 110A wound around the respective teeth 107 from T1 to T6 are connected in series with each other.
  • All the exciting windings 108B wound around the respective teeth 107 from T7 to T12 are connected in series with each other.
  • All the first output windings 109B wound around the respective teeth 107 from T7 to T12 are connected in series with each other.
  • All the second output windings 110B wound around the respective teeth 107 from T7 to T12 are connected in series with each other.
  • the exciting winding 108, the first output winding 109, and the second output winding 110 are wound in layers in this order will be described with the teeth 107 as the center.
  • the exciting winding 108, the first output winding 109, and the second output winding 110 may be arranged in the radial direction.
  • the order in which the exciting winding 108, the first output winding 109, and the second output winding 110 are arranged in the radial direction may be different for each tooth 107.
  • FIG. 5 is a graph showing the number of turns of the excitation winding 108 of FIG.
  • the value of the number of turns on the vertical axis is standardized using the value of the amplitude of the number of turns of the exciting winding 108.
  • the values between the respective turns of the two exciting windings 108 adjacent to each other in the circumferential direction are interpolated by a straight line.
  • one winding direction is + and the other winding direction is ⁇ .
  • the exciting windings 108 are arranged so that the winding directions of the two exciting windings 108 adjacent to each other in the circumferential direction are different from each other.
  • the number of turns of each exciting winding 108 is the same as that of each other.
  • Number of turns of each excitation winding 108 is distributed spatially N e following sinusoidal.
  • N e is the spatial order of the exciting winding 108.
  • the spatial order Ne is 6.
  • the spatial order N e of the excitation winding 108 can be a 3.
  • FIG. 6 is a graph showing the number of turns of the first output winding 109 and the number of turns of the second output winding 110 in the resolver 1 of the comparative example.
  • the value of the number of turns on the vertical axis is standardized using the values of the respective amplitudes of the number of turns of the first output winding 109 and the number of turns of the second output winding 110.
  • the values between the turns of the two first output windings 109 adjacent to each other in the circumferential direction are interpolated by a straight line, and the two second output windings 110 adjacent to each other in the circumferential direction The values between each number of turns are interpolated with a straight line.
  • the number of turns of the first output winding 109 wound around the i-th tooth 107 which is an arbitrary tooth 107 from T1 to T12, is set to N out1, and the number of turns of the second output winding 110 wound around the i-th tooth 107.
  • N out 2 the phase difference between the number of turns N out1 and the number of turns N out2 is 90 (deg), and the following equations (1), (2) and (3) are satisfied.
  • N out1 N 1 cos ⁇
  • N out2 N 1 cos ⁇
  • 90 (deg) (3)
  • N 1 indicates the respective amplitudes of the number of turns of the first output winding 109 and the number of turns of the second output winding 110.
  • ⁇ indicates the initial phase of the number of turns of the first output winding 109.
  • ⁇ indicates the initial phase of the number of turns of the second output winding 110.
  • Each of ⁇ and ⁇ is a positive number. Since the spatial order N e of the exciting winding 108 is 6 and the axial double angle N x is 5, the spatial order of the first output winding 109 and the spatial order of the second output winding 110 are 1 respectively. be. Therefore,
  • the number of turns of each first output winding 109 and the number of turns of each second output winding 110 are spatially
  • the exciting circuit 113A and the exciting circuit 113B are independent of each other. Therefore, the exciting circuit 113A and the exciting circuit 113B cannot be synchronized. Variations occur between the microcomputers that make up the exciting circuit 113A and the microcomputers that make up the exciting circuit 113B. Therefore, even if each microcomputer is designed so that the frequencies of the exciting signal supplied to the exciting winding 108A and the exciting signals supplied to the exciting winding 108B match, the respective frequencies are set. It doesn't match exactly. Further, the phase difference between the excitation signal supplied to the exciting winding 108A and the exciting signal supplied to the exciting winding 108B is not constant but changes with the change of time. Therefore, the exciting circuit 113A of the first system 112A affects the second system 112B, and the exciting circuit 113B of the second system 112B affects the first system 112A.
  • FIG. 7 shows the phase difference between the excitation signal of the first system 112A and the excitation signal of the second system 112B in the resolver 1 of the comparative example, and the output signal of the first output winding 109A and the output of the second output winding 110A.
  • 6 is a graph showing the relationship between the phase difference between signals and the amount of deviation from 90 (deg).
  • the amount of deviation of the phase difference between the output signal of the first output winding 109B and the output signal of the second output winding 110B in the second system 112B from 90 (deg) is the first output in the first system 112A. This is the same as the amount of deviation of the phase difference between the output signal of the winding 109A and the output signal of the second output winding 110A from 90 (deg).
  • phase difference between the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A is 90 (deg), that is, when the vertical axis of FIG. 7 is 0 (deg).
  • the accuracy of the first detection angle ⁇ 1 calculated by the angle calculation unit 114A is the highest.
  • the phase difference between the excitation signal of the excitation circuit 113A and the excitation signal of the excitation circuit 113B increases, the phase difference between the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A The amount of deviation from 90 (deg) becomes large.
  • FIG. 8 shows the phase difference between the excitation signal of the first system 112A and the excitation signal of the second system 112B in the resolver 1 of the comparative example, and the true value of the angle of the rotor 102 and the first detection angle ⁇ 1. It is a graph which shows the relationship of the angle error which is a difference with the electric angle quadratic component. As the phase difference between the excitation signal of the excitation circuit 113A and the excitation signal of the excitation circuit 113B increases, the phase difference between the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A increases. The amount of deviation from 90 (deg) becomes large.
  • the electric angle secondary component of the angle error increases.
  • the angle error causes torque ripple generated in the rotary electric machine 2. Therefore, in order to obtain the rotary electric machine 2 having a small torque ripple, it is necessary to reduce the angle error.
  • FIG. 9 is a graph showing the excitation signal of the excitation circuit 113A of the first system 112A and the excitation signal of the excitation circuit 113B of the second system 112B in the resolver 1 of the first embodiment.
  • the voltage value on the vertical axis is standardized using the voltage values of the excitation signal of the excitation circuit 113A and the excitation signal of the excitation circuit 113B, respectively.
  • the frequency T1 of the excitation signal of the excitation circuit 113A is 10 kHz.
  • the angle calculation unit 114A has a function of deleting the frequency component of the excitation circuit 113B
  • the angle calculation unit 114B has a function of deleting the frequency component of the excitation circuit 113A.
  • the angle calculation unit 114A removes a component corresponding to the frequency of the excitation signal supplied to the excitation winding 108B from the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A.
  • the angle calculation unit 114B removes a component corresponding to the frequency of the excitation signal supplied to the excitation winding 108A from the output signal of the first output winding 109B and the output signal of the second output winding 110B.
  • the angle calculation unit 114A removes the magnetic interference component due to the excitation signal of the second system 112B from the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A. Further, the angle calculation unit 114B removes the magnetic interference component due to the excitation signal of the first system 112A from the output signal of the first output winding 109B and the output signal of the second output winding 110B.
  • FIG. 10 shows the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A when the excitation circuit and the angle calculation unit in the resolver 1 of the first embodiment are used in the resolver 1 of the comparative example 1. It is a graph which shows. In FIG. 10, the values of the output signals on the vertical axis are standardized using the respective values of the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A. Further, FIG. 10 shows an output signal of the first output winding 109A and an output signal of the second output winding 110A from which the frequency component due to the excitation signal of the second system 112B has been removed.
  • the winding group 105 of the first system 112A and the winding group 105 of the second system 112B are separated in the circumferential direction. Further, the frequency T1 of the excitation signal of the first system 112A and the frequency T2 of the excitation signal of the second system 112B are different from each other. Further, the influence of the excitation signals of each other is deleted between the first system 112A and the second system 112B. That is, focusing on the first system 112A, the excitation signal of the second system 112B is not applied to the exciting winding 108B of the second system 112B, which is the same as the case where a failure such as disconnection occurs in the second system 112B. Physical state occurs. In this case, as shown in FIG.
  • the phase difference between the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A is not 90 (deg).
  • the accuracy of the detection angle of the resolver 1 becomes low.
  • the case of focusing on the second system 112B is the same as the case of focusing on the first system 112A.
  • FIG. 11 is a graph showing the number of turns of the first output winding 109 and the number of turns of the second output winding 110 in the resolver 1 of the first embodiment.
  • the value of the number of turns on the vertical axis is standardized using the values of the respective amplitudes of the number of turns of the first output winding 109 and the number of turns of the second output winding 110.
  • the values between the turns of the two first output windings 109 adjacent to each other in the circumferential direction are interpolated linearly, and the two second output windings 110 adjacent to each other in the circumferential direction are interpolated linearly.
  • the values between each number of turns are interpolated with a straight line.
  • the number of turns N out1 of the first output winding 109 and the number of turns N out2 of the second output winding 110 are expressed by the following equation (4).
  • the equations (5) and (6) are satisfied.
  • N out1 N 1 cos ⁇
  • N out2 N 1 cos ⁇
  • FIG. 12 shows the difference between the initial phase ⁇ of the first output winding 109 and the initial phase ⁇ of the second output winding 110, the output signal of the first output winding 109, and the output of the second output winding 110. It is a graph which shows the relationship with the phase difference with a signal.
  • the phase difference between the output signal of the first output winding 109 and the output signal of the second output winding 110 is a comparative example. The value is closer to 90 (deg) than resolver 1.
  • the detection angle can be varied according to the value of the initial phase ⁇ .
  • the initial phase ⁇ and the initial phase ⁇ have values such that the phase difference between the output signal of the first output winding 109 and the output signal of the second output winding 110 is 90 (deg).
  • FIG. 13 is a graph showing the output signal of the first output winding 109 and the output signal of the second output winding 110 in the resolver 1 of the first embodiment.
  • the values of the output signals on the vertical axis are standardized using the values of the amplitudes of the output signal of the first output winding 109 and the output signal of the second output winding 110.
  • the first output winding 109A The phase difference between the output signal and the output signal of the second output winding 110A is close to 90 (deg). Thereby, the accuracy of the detection angle of the resolver 1 can be improved.
  • FIG. 13 the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A in the first system 112A are shown.
  • the output signal of the first output winding 109B and the output signal of the second output winding 110B in the second system 112B are the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A in the first system 112A. It is the same as the output signal.
  • the resolver 1 according to the first embodiment satisfies the above equations (4), (5), and (6). Thereby, the accuracy of the detection angle of the resolver 1 can be improved.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a stator of the resolver according to the second embodiment.
  • the number N s of the teeth 107 is 12.
  • the axial double angle N x of the rotor 102 is 5.
  • the 12 teeth 107 are divided into 4 groups.
  • the teeth 107 from T1 to T3 arranged in the circumferential direction are referred to as the first teeth group 115A.
  • the teeth 107 from T4 to T6 arranged in the circumferential direction are referred to as the second teeth group 115B.
  • the teeth 107 from T7 to T9 arranged in the circumferential direction are referred to as the third teeth group 115C.
  • the teeth 107 from T10 to T12 arranged in the circumferential direction are referred to as the fourth teeth group 115D.
  • the first teeth group 115A, the second teeth group 115B, the third teeth group 115C, and the fourth teeth group 115D are arranged in the circumferential direction.
  • Each tooth 107 included in the first tooth group 115A is wound with an exciting winding 108A, a first output winding 109A, and a second output winding 110A.
  • An exciting winding 108B, a first output winding 109B, and a second output winding 110B are wound around each tooth 107 included in the second tooth group 115B.
  • An exciting winding 108A, a first output winding 109A, and a second output winding 110A are wound around each tooth 107 included in the third tooth group 115C.
  • An exciting winding 108B, a first output winding 109B, and a second output winding 110B are wound around each tooth 107 included in the fourth tooth group 115D.
  • the winding group 105 wound around the first teeth group 115A and the winding group 105 wound around the third teeth group 115C are connected in series with each other.
  • the winding group 105 wound around the second teeth group 115B and the winding group 105 wound around the fourth teeth group 115D are connected in series with each other.
  • the first teeth group 115A and the third teeth group 115C are arranged at positions facing each other in the radial direction. Therefore, the winding group 105 wound around the first teeth group 115A and the winding group 105 wound around the third teeth group 115C are arranged at positions facing each other in the radial direction.
  • the second tooth group 115B and the fourth tooth group 115D are arranged at positions facing each other in the radial direction. Therefore, the winding group 105 wound around the second teeth group 115B and the winding group 105 wound around the fourth teeth group 115D are arranged at positions facing each other in the radial direction.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the winding group 105 wound around the first teeth group 115A and the winding group 105 wound around the third teeth group 115C face each other in the radial direction. It is placed in the position to do. Further, the winding group 105 wound around the second teeth group 115B and the winding group 105 wound around the fourth teeth group 115D are arranged at positions facing each other in the radial direction.
  • the stator 101 is eccentric, the imbalance of the magnetic flux in the stator core 104 is alleviated.
  • the shapes of the output signal of the first output winding 109 and the output signal of the second output winding 110 are sinusoidal. Therefore, the accuracy of the detection angle of the resolver 1 can be improved.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a resolver according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a stator of the resolver according to the third embodiment.
  • the resolver 1 includes a first system 112A, a second system 112B, and a third system 112C. Therefore, the number M of the system is 3.
  • the winding group 105 included in the first system 112A has an exciting winding 108A, a first output winding 109A, and a second output winding 110A.
  • the winding group 105 included in the second system 112B has an exciting winding 108B, a first output winding 109B, and a second output winding 110B.
  • the winding group 105 included in the third system 112C has an exciting winding 108C, a first output winding 109C, and a second output winding 110C.
  • the resolver 1 has an exciting circuit 113A included in the first system 112A, an exciting circuit 113B included in the second system 112B, and an exciting circuit 113C included in the third system 112C. Further, the resolver 1 has an angle calculation unit 114A included in the first system 112A, an angle calculation unit 114B included in the second system 112B, and an angle calculation unit 114C included in the third system 112C. The angle calculation unit 114A, the angle calculation unit 114B, and the angle calculation unit 114C are included in the angle calculation device 103 of FIG.
  • the 12 teeth 107 are divided into 3 groups.
  • the teeth 107 from T1 to T4 arranged in the circumferential direction are referred to as the first teeth group 115A.
  • the teeth 107 from T5 to T8 arranged in the circumferential direction are referred to as the second teeth group 115B.
  • the teeth 107 from T9 to T12 arranged in the circumferential direction are referred to as the third teeth group 115C.
  • the first teeth group 115A, the second teeth group 115B, and the third teeth group 115C are arranged in the circumferential direction.
  • Each tooth 107 included in the first tooth group 115A is wound with an exciting winding 108A, a first output winding 109A, and a second output winding 110A.
  • An exciting winding 108B, a first output winding 109B, and a second output winding 110B are wound around each tooth 107 included in the second tooth group 115B.
  • An exciting winding 108C, a first output winding 109C, and a second output winding 110C are wound around each tooth 107 included in the third tooth group 115C.
  • the exciting winding 108A is connected to the exciting circuit 113A via an exciting terminal (not shown).
  • the exciting winding 108B is connected to the exciting circuit 113B via an exciting terminal (not shown).
  • the exciting winding 108C is connected to the exciting circuit 113C via an exciting terminal (not shown).
  • the exciting circuit 113A, the exciting circuit 113B, and the exciting circuit 113C are independent of each other.
  • Each of the first output winding 109A and the second output winding 110A is connected to the angle calculation unit 114A via an output terminal (not shown).
  • Each of the first output winding 109B and the second output winding 110B is connected to the angle calculation unit 114B via an output terminal (not shown).
  • Each of the first output winding 109C and the second output winding 110C is connected to the angle calculation unit 114C via an output terminal (not shown).
  • the angle calculation unit 114A calculates the first detection angle ⁇ 1 as the angle of the rotor 102 by using the output signal of the first output winding 109A and the output signal of the second output winding 110A.
  • the angle calculation unit 114B calculates the second detection angle ⁇ 2 as the angle of the rotor 102 by using the output signal of the first output winding 109B and the output signal of the second output winding 110B.
  • the angle calculation unit 114C calculates the third detection angle ⁇ 3 as the angle of the rotor 102 by using the output signal of the first output winding 109C and the output signal of the second output winding 110C.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the resolver 1 includes a first system 112A, a second system 112B, and a third system 112C. As a result, even if any one of the first system 112A, the second system 112B, and the third system 112C fails, the resolver 1 can be rotated by the remaining two systems. Angle can be detected. As a result, the resolver 1 can more safely detect the angle of the rotor 102.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a stator of the resolver according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a front view showing a part of the stator core of FIG.
  • the stator core 104 is divided into two core pieces.
  • One of the two iron core pieces is referred to as the first iron core piece 116A
  • the other iron core piece is referred to as the second iron core piece 116B.
  • a winding group 105 of the first system 112A is wound around each tooth 107 of the first iron core piece 116A. That is, the excitation winding 108A, the first output winding 109A, and the second output winding 110A are wound around each tooth 107 of the first iron core piece 116A.
  • a winding group 105 of the second system 112B is wound around each tooth 107 of the second iron core piece 116B. That is, the excitation winding 108B, the first output winding 109B, and the second output winding 110B are wound around each tooth 107 of the second iron core piece 116B.
  • the first iron core piece 116A is shown.
  • the first iron core piece 116A is formed in an arc shape.
  • the second iron core piece 116B is also formed in an arc shape. Therefore, the winding group 105 can be easily wound around each of the teeth 107 of the first iron core piece 116A and the teeth 107 of the second iron core piece 116B. After the winding group 105 is wound around each of the teeth 107 of the first iron core piece 116A and the teeth 107 of the second iron core piece 116B, the first iron core piece 116A and the second iron core piece 116B are connected to each other. As a result, the stator core 104 is formed and the rotor 102 is formed. Other configurations are the same as those of the first to third embodiments.
  • the stator core 104 is divided into two iron core pieces. This facilitates the winding work. As a result, the production efficiency of the resolver 1 can be improved.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a stator of the resolver according to the fifth embodiment.
  • FIG. 20 is a front view showing a part of the stator core of FIG.
  • the stator core 104 is divided into four core pieces.
  • the four iron core pieces are composed of a first iron core piece 116A, a second iron core piece 116B, a third iron core piece 116C, and a fourth iron core piece 116D.
  • the first iron core piece 116A, the second iron core piece 116B, the third iron core piece 116C, and the fourth iron core piece 116D are arranged in the circumferential direction.
  • a winding group 105 of the first system 112A is wound around each tooth 107 of the first iron core piece 116A. That is, the excitation winding 108A, the first output winding 109A, and the second output winding 110A are wound around each tooth 107 of the first iron core piece 116A.
  • a winding group 105 of the first system 112A is wound around each tooth 107 of the second iron core piece 116B. That is, the excitation winding 108A, the first output winding 109A, and the second output winding 110A are wound around each tooth 107 of the second iron core piece 116B.
  • a winding group 105 of the second system 112B is wound around each tooth 107 of the third iron core piece 116C. That is, the exciting winding 108B, the first output winding 109B, and the second output winding 110B are wound around each tooth 107 of the third iron core piece 116C.
  • a winding group 105 of the second system 112B is wound around each tooth 107 of the fourth iron core piece 116D. That is, the exciting winding 108B, the first output winding 109B, and the second output winding 110B are wound around each tooth 107 of the fourth iron core piece 116D.
  • FIG. 20 shows the first iron core piece 116A.
  • the first iron core piece 116A is formed in an arc shape.
  • the second core piece 116B, the third core piece 116C, and the fourth core piece 116D are also formed in an arc shape. Therefore, the winding group 105 is easily wound around each of the teeth 107 of the first iron core piece 116A, the teeth 107 of the second iron core piece 116B, the teeth 107 of the third iron core piece 116C, and the teeth 107 of the fourth iron core piece 116D. be able to.
  • the stator core 104 is formed and the stator is formed.
  • FIG. 21 is a plan view showing a core sheet in which the stator core 104 is punched out when the stator core 104 is not divided.
  • FIG. 22 is a plan view showing a core sheet in which the four core pieces are punched out when the stator core 104 is divided into four core pieces.
  • four iron core pieces are punched out from the core sheet 4 in a state of being arranged in a row. Therefore, the dimension in the width direction of the core sheet 4 from which the four core pieces are punched can be reduced as compared with the case where the stator core 104 is not divided.
  • the stator core 104 is divided into four iron core pieces. As a result, the dimension in the width direction of the core sheet 4 from which the four core pieces are punched can be reduced as compared with the case where the stator core 104 is not divided. As a result, the yield of the stator core 104 can be improved.
  • the resolver 1 in the resolver 1 according to the fifth embodiment, four iron core pieces are punched out from the core sheet 4 in a state of being arranged in a row. Thereby, the influence of the magnetic anisotropy of the core sheet 4 can be reduced. As a result, the accuracy of the detection angle of the resolver 1 can be improved.
  • the configuration in which the number of iron core pieces constituting the stator core 104 is four has been described.
  • the number of iron core pieces constituting the stator core 104 is not limited to 4, and may be any other number.
  • FIG. 23 is a plan view showing the stator core of the resolver according to the seventh embodiment.
  • FIG. 24 is a plan view showing a part of the stator core of FIG. 23.
  • the back yoke 106 has a plurality of deformed portions 117. In FIG. 23, the back yoke 106 has 12 deformed portions 117. When the deformed portion 117 is deformed, the shape of the stator core 104 is deformed between the annular shape and the linear shape. In FIG. 23, a ring-shaped stator core 104 is shown. In FIG. 24, a linear stator core 104 is shown.
  • the shape of the stator core 104 becomes a linear shape. In this case, the gap between the two teeth 107 adjacent to each other becomes large. After the winding group 105 is wound around each tooth 107 of the stator core 104, the shape of the stator core 104 becomes an annular shape.
  • Other configurations are the same as those of the first to fifth embodiments.
  • the shape of the stator core 104 can be deformed between the annular shape and the linear shape. As a result, the winding work becomes easy, and the manufacturing efficiency of the resolver 1 can be improved.
  • FIG. 25 is a front view showing the electric power steering device according to the seventh embodiment.
  • the driver steers a steering wheel (not shown).
  • the torque of the steering wheel is transmitted to the shaft 501.
  • the torque of the shaft 501 is measured by the torque sensor 502.
  • the measurement result of the torque sensor 502 is converted into an electric signal and further transmitted to a power supply source (not shown) of the first system 112A and a power supply source (not shown) of the second system 112B via a cable (not shown).
  • the vehicle information including the vehicle speed is converted into an electric signal and further transmitted to the power supply source of the first system 112A and the power supply source of the second system 112B via a cable (not shown).
  • Each of the power supply source of the first system 112A and the power supply source of the second system 112B calculates the required assist torque using the measurement result of the torque sensor 502 and the vehicle information, and further, based on the calculation result.
  • a current is supplied to the rotary electric machine 2 via an inverter.
  • the rotary electric machine 2 is arranged so that the rotary electric machine 2 is parallel to the moving direction A of the rack shaft.
  • Power is supplied to the power supply source of the first system 112A from a battery (not shown) and an alternator (not shown) via the first power connector 503.
  • Power is supplied to the power supply source of the second system 112B from a battery (not shown) and an alternator (not shown) via the second power connector 504.
  • the torque generated in the rotary electric machine 2 is transmitted to the gear box 505 having the belt and the ball screw.
  • the torque transmitted to the gearbox 505 is decelerated by the gearbox 505 to generate thrust that moves the rack shaft in the axial direction.
  • the driver's steering force is assisted by the thrust that moves the rack axle.
  • the tie rod 506 moves and a tire (not shown) is steered. As a result, the vehicle turns.
  • the torque generated in the rotary electric machine 2 assists the steering force, so that the driver can turn the vehicle with a small steering force.
  • the rack boots 507 prevent foreign matter from entering the inside of the electric power steering device.
  • the cogging torque and torque ripple generated in the rotary electric machine 2 are transmitted to the driver via the gearbox 505. Therefore, in order for the driver to obtain a good steering feeling, it is desirable that the cogging torque and torque ripple generated in the rotary electric machine 2 are small. Further, in order for the driver to obtain a good steering feeling, it is desirable that the vibration and noise generated when the rotary electric machine 2 operates are small.
  • the resolver 1 detects the rotation angle of the rotor 102 even when one of the first system 112A and the second system 112B of the resolver 1 fails. As a result, the electric power steering device can more reliably output the assist force. Further, by improving the detection accuracy of the resolver 1, the driver can obtain a comfortable steering feeling.
  • the electric power steering device includes a resolver 1 and a rotary electric machine 2 in which the rotation angle of the rotary electric machine rotor is measured by the resolver 1. As a result, the driver can obtain a comfortable steering feeling.

Abstract

レゾルバの検出角度の精度を向上させることができるレゾルバを得る。このレゾルバは、固定子と回転子とを備え、回転子は、複数の突極を有し、固定子は、複数のティースを含む固定子鉄心と、複数のティースのそれぞれに設けられた複数の巻線群と有し、それぞれの巻線群は、２個の系統に分けられており、それぞれの励磁巻線の巻数は、空間的にＮe次の正弦波状に分布しており、それぞれの第１出力巻線の巻数およびそれぞれの第２出力巻線の巻数は、空間的に｜Ｎe±Ｎx｜次の正弦波状に分布しており、Ｎout1＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋α｝、Ｎout2＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋β｝および９０（ｄｅｇ）＜｜α－β｜＜１４０（ｄｅｇ）を満たす。

Description

レゾルバおよび電動パワーステアリング装置
　本開示は、レゾルバおよび電動パワーステアリング装置に関する。
　従来、固定子と、固定子に対して回転する回転子とを備えたレゾルバが知られている。固定子は、周方向に並べられた複数のティースを含む固定子鉄心と、それぞれのティースに設けられた複数の励磁巻線と、それぞれのティースに設けられた複数の出力巻線とを有している。それぞれの励磁巻線およびそれぞれの出力巻線は、第１系統と第２系統とに分けられている。第１系統における出力巻線の出力信号によって回転子の角度が演算され、また、第２系統における出力巻線の出力信号によって回転子の角度が演算される。これにより、第１系統および第２系統の何れか一方に故障が発生した場合であっても、回転子の角度が演算される。その結果、レゾルバは、回転子の角度をより確実に検出することができる（例えば、特許文献１参照）。
特許第４１５７９３０号公報
　しかしながら、第１系統における１個の励磁巻線および第２系統における１個の励磁巻線のそれぞれが、周方向に互いに隣り合う２個のティースに巻かれる。これにより、第１系統と第２系統との間には、磁気干渉が発生する。その結果、レゾルバの検出角度の精度が低下するという課題があった。
　本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、レゾルバの検出角度の精度を向上させることができるレゾルバおよび電動パワーステアリング装置を提供するものである。
　本開示に係るレゾルバは、固定子と、固定子に対して回転する回転子とを備え、回転子は、複数の突極を有し、固定子は、周方向に並べられた複数のティースを含む固定子鉄心と、それぞれのティースに設けられ、励磁巻線、第１出力巻線および第２出力巻線を含む複数の巻線群と有し、それぞれの巻線群は、複数の系統に分けられており、それぞれの励磁巻線の巻数は、空間的にＮe次の正弦波状に分布しており、それぞれの第１出力巻線の巻数およびそれぞれの第２出力巻線の巻数は、突極の数をＮxとした場合に、空間的に｜Ｎe±Ｎx｜次の正弦波状に分布しており、ティースの数をＮsとし、１からＮsまでの何れかの自然数をｉとし、ｉ番目のティースに巻かれた第１出力巻線の巻数をＮout1とし、ｉ番目のティースに巻かれた第２出力巻線の巻数をＮout2とし、第１出力巻線の巻数および第２出力巻線の巻数のそれぞれの振幅をＮ1とし、第１出力巻線の巻数の初期位相を正の数であるαとし、第２出力巻線の巻数の初期位相を正の数であるβとした場合に、Ｎout1＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋α｝、Ｎout2＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋β｝および９０（ｄｅｇ）＜｜α－β｜＜１４０（ｄｅｇ）を満たす。
　本開示に係るレゾルバによれば、レゾルバの検出角度の精度を向上させることができる。
実施の形態１に係るレゾルバとレゾルバが取り付けられた回転電機とを示す構成図である。 図１のレゾルバを示す断面図である。 図１のレゾルバを示すブロック図である。 図２の固定子を示す断面図である。 図４の励磁巻線の巻数を示すグラフである。 比較例のレゾルバにおける第１出力巻線の巻数および第２出力巻線の巻数を示すグラフである。 比較例のレゾルバ１における第１系統の励磁信号および第２系統の励磁信号の間の位相差と、第１出力巻線の出力信号および第２出力巻線の出力信号の間の位相差との関係を示すグラフである。 比較例のレゾルバ１における第１系統の励磁信号および第２系統の励磁信号の間の位相差と、回転子の角度の真値と第１検出角度との間の差である角度誤差の電気角２次成分との関係を示すグラフである。 実施の形態１のレゾルバ１における第１系統の励磁回路の励磁信号および第２系統の励磁回路の励磁信号を示すグラフである。 比較例１のレゾルバにおいて、実施の形態１のレゾルバにおける励磁回路および角度演算部を用いた場合の第１出力巻線の出力信号および第２出力巻線の出力信号を示すグラフである。 実施の形態１のレゾルバにおける第１出力巻線の巻数および第２出力巻線の巻数を示すグラフである。 第１出力巻線の初期位相と第２出力巻線の初期位相との間の差と、第１出力巻線の出力信号と第２出力巻線の出力信号との間の位相差との関係を示すグラフである。 実施の形態１のレゾルバにおける第１出力巻線の出力信号および第２出力巻線の出力信号を示すグラフである。 実施の形態２に係るレゾルバの固定子を示す断面図である。 実施の形態３に係るレゾルバを示すブロック図である。 実施の形態３に係るレゾルバの固定子を示す断面図である。 実施の形態４に係るレゾルバの固定子を示す断面図である。 図１７の固定子鉄心の一部を示す正面図である。 実施の形態５に係るレゾルバの固定子を示す断面図である。 図１９の固定子鉄心の一部を示す正面図である。 固定子鉄心が分割されていない場合に、固定子鉄心が打ち抜かれるコアシートを示す平面図である。 固定子鉄心が４個の鉄心片に分割されている場合に、４個の鉄心片が打ち抜かれるコアシートを示す平面図である。 実施の形態７に係るレゾルバの固定子鉄心を示す平面図である。 図２３の固定子鉄心の一部を示す平面図である。 実施の形態７に係る電動パワーステアリング装置を示す正面図である。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るレゾルバとレゾルバが取り付けられた回転電機とを示す構成図である。レゾルバ１は、固定子１０１と、固定子１０１に対して回転する回転子１０２と、回転子１０２の角度を演算する角度演算装置１０３とを備えている。
　固定子１０１は、円環形状の固定子鉄心１０４と、固定子鉄心１０４に設けられた複数の巻線群１０５とを有している。回転子１０２は、回転電機２に接続されたシャフト３に取り付けられている。回転子１０２は、シャフト３とともに回転する。レゾルバ１は、回転子１０２の角度を演算することによって、シャフト３の角度を検出する。シャフト３の角度が検出されることによって、回転電機２の回転電機回転子の角度が検出される。
　この例で、軸方向とは、固定子鉄心１０４の軸方向であり、径方向とは、固定子鉄心１０４の径方向であり、周方向とは、固定子鉄心１０４の周方向である。
　図２は、図１のレゾルバ１を示す断面図である。図２では、軸方向に対して垂直な面に沿ったレゾルバ１の断面が示されている。固定子鉄心１０４は、円環形状のバックヨーク１０６と、バックヨーク１０６から径方向について内側に延びた複数のティース１０７とを有している。複数のティース１０７は、周方向に並べて配置されている。それぞれのティース１０７には、複数の巻線群１０５が１個ずつ設けられている。それぞれの巻線群１０５は、励磁巻線１０８と、第１出力巻線１０９と、第２出力巻線１１０とを有している。
　回転子１０２における径方向について外側の部分には、複数の突極１１１が形成されている。複数の突極１１１は、周方向に並べて配置されている。突極１１１の数Ｎxは、５となっている。したがって、突極１１１の数Ｎxは、奇数となっている。突極１１１の数Ｎxは、軸倍角とも呼ばれている。したがって、軸倍角は、５となっている。
　図３は、図１のレゾルバ１を示すブロック図である。レゾルバ１は、複数の系統を備えている。この例では、系統の数Ｍは、２となっている。すなわち、レゾルバ１は、第１系統１１２Ａと、第２系統１１２Ｂとを備えている。それぞれの巻線群１０５は、第１系統１１２Ａと第２系統１１２Ｂとに分けられている。
　第１系統１１２Ａに含まれる巻線群１０５は、励磁巻線１０８Ａと、第１出力巻線１０９Ａと、第２出力巻線１１０Ａとを有している。第２系統１１２Ｂに含まれる巻線群１０５は、励磁巻線１０８Ｂと、第１出力巻線１０９Ｂと、第２出力巻線１１０Ｂとを有している。
　レゾルバ１は、第１系統１１２Ａに含まれる励磁回路１１３Ａと、第２系統１１２Ｂに含まれる励磁回路１１３Ｂと、第１系統１１２Ａに含まれる角度演算部１１４Ａと、第２系統１１２Ｂに含まれる角度演算部１１４Ｂとを有している。角度演算部１１４Ａおよび角度演算部１１４Ｂは、図１の角度演算装置１０３に含まれている。
　励磁巻線１０８Ａには、励磁回路１１３Ａから励磁信号が供給される。励磁巻線１０８Ａに励磁信号が流れることによって、励磁巻線１０８Ａには、磁界が発生する。第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号は、角度演算部１１４Ａに入力される。角度演算部１１４Ａは、第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号を用いて、回転子１０２の角度を演算する。
　励磁巻線１０８Ｂには、励磁回路１１３Ｂから励磁信号が供給される。励磁巻線１０８Ｂに励磁信号が流れることによって、励磁巻線１０８Ｂには、磁界が発生する。第１出力巻線１０９Ｂの出力信号および第２出力巻線１１０Ｂの出力信号は、角度演算部１１４Ｂに入力される。角度演算部１１４Ｂは、第１出力巻線１０９Ｂの出力信号および第２出力巻線１１０Ｂの出力信号を用いて、回転子１０２の角度を演算する。
　図４は、図２の固定子１０１を示す断面図である。ティース１０７の数であるティース数をＮsとする。ティース数Ｎsは、１２となっている。図４では、１２個のティース１０７のそれぞれに、周方向に順にＴ１からＴ１２の番号が示されている。１２個のティース１０７は、２個の群に分けられている。周方向に並べられたＴ１からＴ６までのティース１０７を第１ティース群１１５Ａとする。周方向に並べられたＴ７からＴ１２までのティース１０７を第２ティース群１１５Ｂとする。第１ティース群１１５Ａおよび第２ティース群１１５Ｂは、周方向に互いに隣り合っている。
　第１ティース群１１５Ａに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ａ、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａが巻かれている。第２ティース群１１５Ｂに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｂ、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている。
　図３に示すように、励磁巻線１０８Ａは、図示しない励磁端子を介して、励磁回路１１３Ａに接続されている。励磁巻線１０８Ｂは、図示しない励磁端子を介して、励磁回路１１３Ｂに接続されている。励磁回路１１３Ａおよび励磁回路１１３Ｂのそれぞれは、互いに独立している。
　第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａのそれぞれは、図示しない出力端子を介して、角度演算部１１４Ａに接続されている。第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂのそれぞれは、図示しない出力端子を介して、角度演算部１１４Ｂに接続されている。
　角度演算部１１４Ａは、第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号を用いて、回転子１０２の角度として第１検出角度θ１を演算する。角度演算部１１４Ｂは、第１出力巻線１０９Ｂの出力信号および第２出力巻線１１０Ｂの出力信号を用いて、回転子１０２の角度として第２検出角度θ２を演算する。
　図４に示すように、Ｔ１からＴ６までのそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ａが巻かれており、励磁巻線１０８Ａの外側に第１出力巻線１０９Ａが巻かれており、第１出力巻線１０９Ａの外側に第２出力巻線１１０Ａが巻かれている。第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａのうちの何れを先に巻くかは自由である。
　Ｔ７からＴ１２までのそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｂが巻かれており、励磁巻線１０８Ｂの外側に第１出力巻線１０９Ｂが巻かれており、第１出力巻線１０９Ｂの外側に第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている。第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂのうちの何れを先に巻くかは自由である。
　巻線群１０５と固定子鉄心１０４との間の絶縁は、図示しないインシュレータを用いて行われている。インシュレータとしては、絶縁紙、塗装などが挙げられる。
　図４では、Ｔ１からＴ６までの全てのティース１０７に、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａが巻かれている様子が示されている。Ｔ１からＴ６までの６つのティース１０７には、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａの両方が巻かれたティース１０７と、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａのうちの何れか一方のみが巻かれたティース１０７とが含まれていてもよい。
　また、図４では、Ｔ７からＴ１２までの全てのティース１０７に、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている様子が示されている。Ｔ７からＴ１２までの６つのティース１０７には、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂの両方が巻かれたティース１０７と、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂのうちの何れか一方のみが巻かれたティース１０７とが含まれていてもよい。
　Ｔ１からＴ６までのそれぞれのティース１０７に巻かれた全ての励磁巻線１０８Ａは、互いに直列に接続されている。Ｔ１からＴ６までのそれぞれのティース１０７に巻かれた全ての第１出力巻線１０９Ａは、互いに直列に接続されている。Ｔ１からＴ６までのそれぞれのティース１０７に巻かれた全ての第２出力巻線１１０Ａは、互いに直列に接続されている。
　Ｔ７からＴ１２までのそれぞれのティース１０７に巻かれた全ての励磁巻線１０８Ｂは、互いに直列に接続されている。Ｔ７からＴ１２までのそれぞれのティース１０７に巻かれた全ての第１出力巻線１０９Ｂは、互いに直列に接続されている。Ｔ７からＴ１２までのそれぞれのティース１０７に巻かれた全ての第２出力巻線１１０Ｂは、互いに直列に接続されている。
　この例では、Ｔ１のティース１０７からＴ６のティース１０７まで、順に巻線群１０５が巻かれる構成について説明する。なお、Ｔ１からＴ６までのティース１０７であって、Ｔ１のティース１０７以外の任意のティース１０７からスタートして、Ｔ１からＴ６までの全てのティース１０７に巻線群１０５が巻かれる構成であってもよい。
　また、この例では、Ｔ７のティース１０７からＴ１２のティース１０７まで、順に巻線群１０５が巻かれる構成について説明する。なお、Ｔ７からＴ１２までのティース１０７であって、Ｔ７のティース１０７以外の任意のティース１０７からスタートして、Ｔ７からＴ１２までの全てのティース１０７に巻線群１０５が巻かれる構成であってもよい。
　また、この例では、ティース１０７を中心として、励磁巻線１０８、第１出力巻線１０９および第２出力巻線１１０が順に層状に巻かれた構成について説明する。なお、励磁巻線１０８、第１出力巻線１０９および第２出力巻線１１０が径方向に並べられた構成であってもよい。この場合には、ティース１０７毎に、励磁巻線１０８、第１出力巻線１０９および第２出力巻線１１０が径方向に並べられる順が異なってもよい。
　図５は、図４の励磁巻線１０８の巻数を示すグラフである。図５において、縦軸の巻数の値は、励磁巻線１０８の巻数の振幅の値を用いて規格化されている。図５では、周方向に互いに隣り合う２個の励磁巻線１０８のそれぞれの巻数の間の値が直線で補間されている。また、図５では、それぞれの励磁巻線１０８の巻き方向について、一方の巻き方向を＋とし、他方の巻き方向を－としている。
　それぞれの励磁巻線１０８は、周方向に互いに隣り合う２個の励磁巻線１０８のそれぞれの巻き方向が互いに異なるように配置されている。それぞれの励磁巻線１０８の巻数は、互いに同一である。それぞれの励磁巻線１０８の巻数は、空間的にＮe次の正弦波状に分布している。Ｎeは、励磁巻線１０８の空間次数である。この例では、空間次数Ｎeは、６である。なお、励磁巻線１０８の空間次数Ｎeは、３であってもよい。
　図６は、比較例のレゾルバ１における第１出力巻線１０９の巻数および第２出力巻線１１０の巻数を示すグラフである。図６において、縦軸の巻数の値は、第１出力巻線１０９の巻数および第２出力巻線１１０の巻数のそれぞれの振幅の値を用いて規格化されている。図６では、周方向に互いに隣り合う２個の第１出力巻線１０９のそれぞれの巻数の間の値が直線で補間されており、周方向に互いに隣り合う２個の第２出力巻線１１０のそれぞれの巻数の間の値が直線で補間されている。
　Ｔ１からＴ１２までの任意のティース１０７であるｉ番目のティース１０７に巻かれた第１出力巻線１０９の巻数をＮout1とし、ｉ番目のティース１０７に巻かれた第２出力巻線１１０の巻数をＮout2とする。この場合、巻数Ｎout1および巻数Ｎout2の間の位相差は、９０（ｄｅｇ）であり、下記の式（１）、式（２）および式（３）を満たす。
　　Ｎout1＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋α｝（１）
　　Ｎout2＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋β｝（２）
　　｜α－β｜＝９０（ｄｅｇ）（３）
　Ｎ1は、第１出力巻線１０９の巻数および第２出力巻線１１０の巻数のそれぞれの振幅を示している。αは、第１出力巻線１０９の巻数の初期位相を示している。βは、第２出力巻線１１０の巻数の初期位相を示している。αおよびβのそれぞれは、正の数である。励磁巻線１０８の空間次数Ｎeが６であり、軸倍角Ｎxが５であることから、第１出力巻線１０９の空間次数および第２出力巻線１１０の空間次数のそれぞれは、１である。したがって、｜Ｎe±Ｎx｜は、系統の数Ｍの整数倍の値と異なっている。
　それぞれの第１出力巻線１０９の巻数およびそれぞれの第２出力巻線１１０の巻数は、横軸をティース番号とし、縦軸を巻数とした場合に、空間的に｜Ｎe±Ｎx｜次の正弦波状に分布している。巻数に小数が含まれる場合には、小数を四捨五入して、巻数を整数にする。
　実施の形態１では、励磁回路１１３Ａおよび励磁回路１１３Ｂが互いに独立している。したがって、励磁回路１１３Ａおよび励磁回路１１３Ｂを同期させることができない。励磁回路１１３Ａを構成するマイクロコンピュータおよび励磁回路１１３Ｂを構成するマイクロコンピュータの間には、ばらつきが発生する。したがって、励磁巻線１０８Ａに供給される励磁信号および励磁巻線１０８Ｂに供給される励磁信号のそれぞれの周波数が一致するように、それぞれのマイクロコンピュータを設計した場合であっても、それぞれの周波数は完全には一致しない。また、励磁巻線１０８Ａに供給される励磁信号および励磁巻線１０８Ｂに供給される励磁信号のそれぞれの位相の差異は、一定ではなく、時刻の変化とともに変化する。したがって、第１系統１１２Ａの励磁回路１１３Ａが第２系統１１２Ｂに影響し、第２系統１１２Ｂの励磁回路１１３Ｂが第１系統１１２Ａに影響する。
　図７は、比較例のレゾルバ１における第１系統１１２Ａの励磁信号および第２系統１１２Ｂの励磁信号の間の位相差と、第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号の間の位相差の９０（ｄｅｇ）からのずれ量との関係を示すグラフである。なお、第２系統１１２Ｂにおける第１出力巻線１０９Ｂの出力信号および第２出力巻線１１０Ｂの出力信号の間の位相差の９０（ｄｅｇ）からのずれ量は、第１系統１１２Ａにおける第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号の間の位相差の９０（ｄｅｇ）からのずれ量と同様である。
　第１出力巻線１０９Ａの出力信号と第２出力巻線１１０Ａの出力信号との間の位相差が９０（ｄｅｇ）である場合に、すなわち、図７の縦軸が０（ｄｅｇ）である場合に、角度演算部１１４Ａが演算する第１検出角度θ１の精度が最も高い。励磁回路１１３Ａの励磁信号と励磁回路１１３Ｂの励磁信号との間の位相差が大きくなるにつれて、第１出力巻線１０９Ａの出力信号と第２出力巻線１１０Ａの出力信号との間の位相差についての９０（ｄｅｇ）からのずれ量が大きくなる。
　図８は、比較例のレゾルバ１における第１系統１１２Ａの励磁信号および第２系統１１２Ｂの励磁信号の間の位相差と、回転子１０２の角度の真値と第１検出角度θ１との間の差である角度誤差の電気角２次成分との関係を示すグラフである。励磁回路１１３Ａの励磁信号と励磁回路１１３Ｂの励磁信号との間の位相差が大きくなるにつれて、第１出力巻線１０９Ａの出力信号と第２出力巻線１１０Ａの出力信号との間の位相差における９０（ｄｅｇ）からのずれ量が大きくなる。その結果、励磁回路１１３Ａの励磁信号と励磁回路１１３Ｂの励磁信号との間の位相差が大きくなるにつれて、角度誤差の電気角２次成分が大きくなる。角度誤差は、回転電機２に発生するトルクリップルの原因となる。したがって、トルクリップルが小さい回転電機２を得るためには、角度誤差を小さくする必要がある。
　図９は、実施の形態１のレゾルバ１における第１系統１１２Ａの励磁回路１１３Ａの励磁信号および第２系統１１２Ｂの励磁回路１１３Ｂの励磁信号を示すグラフである。図９において、縦軸の電圧の値は、励磁回路１１３Ａの励磁信号および励磁回路１１３Ｂの励磁信号のそれぞれの電圧の値を用いて規格化されている。励磁回路１１３Ａの励磁信号の周波数Ｔ１は、１０ｋＨｚである。励磁回路１１３Ｂの励磁信号の周波数Ｔ２は、２０ｋＨｚである。なお、ｋを自然数とした場合に、Ｔ１：Ｔ２＝１：２ｋの関係があればよい。
　角度演算部１１４Ａは、励磁回路１１３Ｂの周波数成分を削除する機能を有しており、角度演算部１１４Ｂは、励磁回路１１３Ａの周波数成分を削除する機能を有している。言い換えれば、角度演算部１１４Ａは、第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号から励磁巻線１０８Ｂに供給された励磁信号の周波数に対応する成分を除去する。また、角度演算部１１４Ｂは、第１出力巻線１０９Ｂの出力信号および第２出力巻線１１０Ｂの出力信号から励磁巻線１０８Ａに供給された励磁信号の周波数に対応する成分を除去する。
　さらに言い換えれば、角度演算部１１４Ａは、第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号から第２系統１１２Ｂの励磁信号による磁気干渉成分を除去する。また、角度演算部１１４Ｂは、第１出力巻線１０９Ｂの出力信号および第２出力巻線１１０Ｂの出力信号から第１系統１１２Ａの励磁信号による磁気干渉成分を除去する。
　図１０は、比較例１のレゾルバ１において、実施の形態１のレゾルバ１における励磁回路および角度演算部を用いた場合の第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号を示すグラフである。図１０において、縦軸の出力信号の値は、第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号のそれぞれの値を用いて規格化されている。また、図１０では、第２系統１１２Ｂの励磁信号による周波数成分が除去された、第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号が示されている。
　第１系統１１２Ａの巻線群１０５と第２系統１１２Ｂの巻線群１０５とが周方向について分けられている。また、第１系統１１２Ａの励磁信号の周波数Ｔ１と第２系統１１２Ｂの励磁信号の周波数Ｔ２とが互いに異なっている。また、第１系統１１２Ａと第２系統１１２Ｂとの間で、互いの励磁信号の影響が削除されている。すなわち、第１系統１１２Ａに着目すると、第２系統１１２Ｂの励磁巻線１０８Ｂには、第２系統１１２Ｂの励磁信号が印加されず、第２系統１１２Ｂに断線のような故障が発生した場合と同様の物理状態が発生する。この場合には、図１０に示すように、第１出力巻線１０９Ａの出力信号と第２出力巻線１１０Ａの出力信号との間の位相差は、９０（ｄｅｇ）ではなくなる。その結果、レゾルバ１の検出角度の精度が低くなってしまう。第２系統１１２Ｂに着目した場合は、第１系統１１２Ａに着目した場合と同様である。
　図１１は、実施の形態１のレゾルバ１における第１出力巻線１０９の巻数および第２出力巻線１１０の巻数を示すグラフである。図１１において、縦軸の巻数の値は、第１出力巻線１０９の巻数および第２出力巻線１１０の巻数のそれぞれの振幅の値を用いて規格化されている。図１１では、周方向に互いに隣り合う２個の第１出力巻線１０９のそれぞれの巻数の間の値が直線で補間されており、周方向に互いに隣り合う２個の第２出力巻線１１０のそれぞれの巻数の間の値が直線で補間されている。Ｔ１からＴ１２までの間における任意のティース１０７であるｉ番目のティース１０７において、第１出力巻線１０９の巻数Ｎout1および第２出力巻線１１０の巻数Ｎout2は、下記の式（４）、式（５）、式（６）を満たす。
　　Ｎout1＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋α｝（４）
　　Ｎout2＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋β｝（５）
　　９０（ｄｅｇ）＜｜α－β｜＜１４０（ｄｅｇ）　　　（６）
　図１２は、第１出力巻線１０９の初期位相αと第２出力巻線１１０の初期位相βとの間の差と、第１出力巻線１０９の出力信号と第２出力巻線１１０の出力信号との間の位相差との関係を示すグラフである。９０（ｄｅｇ）＜｜α－β｜＜１４０（ｄｅｇ）を満たす場合に、第１出力巻線１０９の出力信号と第２出力巻線１１０の出力信号との間の位相差は、比較例のレゾルバ１よりも９０（ｄｅｇ）に近い値となる。したがって、この場合に、第１系統１１２Ａと第２系統１１２Ｂとの間で磁気干渉がある場合であっても、第１系統１１２Ａと第２系統１１２Ｂとの間で磁気干渉が無い場合と同程度の精度の検出角度を得ることができる。特に、｜α－β｜＝１２０（ｄｅｇ）を満たす場合には、第１出力巻線１０９の出力信号と第２出力巻線１１０の出力信号との間の位相差が約９０（ｄｅｇ）となる。したがって、この場合に、レゾルバ１の検出角度の精度を最も高い。初期位相βは初期位相αの値に応じて変動させることができる。初期位相αおよび初期位相βは、第１出力巻線１０９の出力信号と第２出力巻線１１０の出力信号との間の位相差が９０（ｄｅｇ）となるような値になっている。
　図１３は、実施の形態１のレゾルバ１における第１出力巻線１０９の出力信号および第２出力巻線１１０の出力信号を示すグラフである。図１３において、縦軸の出力信号の値は、第１出力巻線１０９の出力信号および第２出力巻線１１０の出力信号のそれぞれの振幅の値を用いて規格化されている。それぞれの第１出力巻線１０９の巻数およびそれぞれの第２出力巻線１１０の巻数が上記の式（４）、式（５）、式（６）を満たすことによって、第１出力巻線１０９Ａの出力信号と第２出力巻線１１０Ａの出力信号との間の位相差が９０（ｄｅｇ）に近い値となる。これにより、レゾルバ１の検出角度の精度を向上させることができる。その結果、角度誤差の電気角２次成分の増大を抑制することができる。図１３では、第１系統１１２Ａにおける第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号が示されている。なお、第２系統１１２Ｂにおける第１出力巻線１０９Ｂの出力信号および第２出力巻線１１０Ｂの出力信号は、第１系統１１２Ａにおける第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号と同様である。
　以上説明したように、実施の形態１に係るレゾルバ１では、上記の式（４）、式（５）、式（６）を満たす。これにより、レゾルバ１の検出角度の精度を向上させることができる。
　実施の形態２．
　図１４は、実施の形態２に係るレゾルバの固定子を示す断面図である。ティース１０７の数Ｎsは１２である。回転子１０２の軸倍角Ｎxは５である。１２個のティース１０７は、４個の群に分けられている。周方向に並べられたＴ１からＴ３までのティース１０７を第１ティース群１１５Ａとする。周方向に並べられたＴ４からＴ６までのティース１０７を第２ティース群１１５Ｂとする。周方向に並べられたＴ７からＴ９までのティース１０７を第３ティース群１１５Ｃとする。周方向に並べられたＴ１０からＴ１２までのティース１０７を第４ティース群１１５Ｄとする。第１ティース群１１５Ａ、第２ティース群１１５Ｂ、第３ティース群１１５Ｃおよび第４ティース群１１５Ｄは、周方向に並べられている。
　第１ティース群１１５Ａに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ａ、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａが巻かれている。第２ティース群１１５Ｂに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｂ、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている。第３ティース群１１５Ｃに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ａ、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａが巻かれている。第４ティース群１１５Ｄに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｂ、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている。
　第１ティース群１１５Ａに巻かれた巻線群１０５および第３ティース群１１５Ｃに巻かれた巻線群１０５は、互いに直列に接続されている。第２ティース群１１５Ｂに巻かれた巻線群１０５および第４ティース群１１５Ｄに巻かれた巻線群１０５は、互いに直列に接続されている。
　第１ティース群１１５Ａおよび第３ティース群１１５Ｃは、径方向について互いに対向する位置に配置されている。したがって、第１ティース群１１５Ａに巻かれた巻線群１０５および第３ティース群１１５Ｃに巻かれた巻線群１０５は、径方向について互いに対向する位置に配置されている。第２ティース群１１５Ｂおよび第４ティース群１１５Ｄは、径方向について互いに対向する位置に配置されている。したがって、第２ティース群１１５Ｂに巻かれた巻線群１０５と第４ティース群１１５Ｄに巻かれた巻線群１０５は、径方向について互いに対向する位置に配置されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
　以上説明したように、実施の形態２に係るレゾルバ１では、第１ティース群１１５Ａに巻かれた巻線群１０５および第３ティース群１１５Ｃに巻かれた巻線群１０５は、径方向について互いに対向する位置に配置されている。また、第２ティース群１１５Ｂに巻かれた巻線群１０５および第４ティース群１１５Ｄに巻かれた巻線群１０５は、径方向について互いに対向する位置に配置されている。これにより、固定子１０１に偏心が発生した場合に、固定子鉄心１０４における磁束の不均衡が緩和される。その結果、第１出力巻線１０９の出力信号および第２出力巻線１１０の出力信号のそれぞれの形状が正弦波状となる。したがって、レゾルバ１の検出角度の精度を向上させることができる。
　実施の形態３．
　図１５は、実施の形態３に係るレゾルバを示すブロック図である。図１６は、実施の形態３に係るレゾルバの固定子を示す断面図である。レゾルバ１は、第１系統１１２Ａ、第２系統１１２Ｂおよび第３系統１１２Ｃを備えている。したがって、系統の数Ｍは、３となっている。第１系統１１２Ａに含まれる巻線群１０５は、励磁巻線１０８Ａと、第１出力巻線１０９Ａと、第２出力巻線１１０Ａとを有している。第２系統１１２Ｂに含まれる巻線群１０５は、励磁巻線１０８Ｂと、第１出力巻線１０９Ｂと、第２出力巻線１１０Ｂとを有している。第３系統１１２Ｃに含まれる巻線群１０５は、励磁巻線１０８Ｃと、第１出力巻線１０９Ｃと、第２出力巻線１１０Ｃとを有している。
　レゾルバ１は、第１系統１１２Ａに含まれる励磁回路１１３Ａと、第２系統１１２Ｂに含まれる励磁回路１１３Ｂと、第３系統１１２Ｃに含まれる励磁回路１１３Ｃとを有している。また、レゾルバ１は、第１系統１１２Ａに含まれる角度演算部１１４Ａと、第２系統１１２Ｂに含まれる角度演算部１１４Ｂと、第３系統１１２Ｃに含まれる角度演算部１１４Ｃとを有している。角度演算部１１４Ａ、角度演算部１１４Ｂおよび角度演算部１１４Ｃは、図１の角度演算装置１０３に含まれている。
　１２個のティース１０７は、３個の群に分けられている。周方向に並べられたＴ１からＴ４までのティース１０７を第１ティース群１１５Ａとする。周方向に並べられたＴ５からＴ８までのティース１０７を第２ティース群１１５Ｂとする。周方向に並べられたＴ９からＴ１２までのティース１０７を第３ティース群１１５Ｃとする。第１ティース群１１５Ａ、第２ティース群１１５Ｂおよび第３ティース群１１５Ｃは、周方向に並べられている。
　第１ティース群１１５Ａに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ａ、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａが巻かれている。第２ティース群１１５Ｂに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｂ、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている。第３ティース群１１５Ｃに含まれるそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｃ、第１出力巻線１０９Ｃおよび第２出力巻線１１０Ｃが巻かれている。
　励磁巻線１０８Ａは、図示しない励磁端子を介して、励磁回路１１３Ａに接続されている。励磁巻線１０８Ｂは、図示しない励磁端子を介して、励磁回路１１３Ｂに接続されている。励磁巻線１０８Ｃは、図示しない励磁端子を介して、励磁回路１１３Ｃに接続されている。励磁回路１１３Ａ、励磁回路１１３Ｂおよび励磁回路１１３Ｃのそれぞれは、互いに独立している。
　第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａのそれぞれは、図示しない出力端子を介して、角度演算部１１４Ａに接続されている。第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂのそれぞれは、図示しない出力端子を介して、角度演算部１１４Ｂに接続されている。第１出力巻線１０９Ｃおよび第２出力巻線１１０Ｃのそれぞれは、図示しない出力端子を介して、角度演算部１１４Ｃに接続されている。
　角度演算部１１４Ａは、第１出力巻線１０９Ａの出力信号および第２出力巻線１１０Ａの出力信号を用いて、回転子１０２の角度として第１検出角度θ１を演算する。角度演算部１１４Ｂは、第１出力巻線１０９Ｂの出力信号および第２出力巻線１１０Ｂの出力信号を用いて、回転子１０２の角度として第２検出角度θ２を演算する。角度演算部１１４Ｃは、第１出力巻線１０９Ｃの出力信号および第２出力巻線１１０Ｃの出力信号を用いて、回転子１０２の角度として第３検出角度θ３を演算する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
　以上説明したように、実施の形態３に係るレゾルバ１では、第１系統１１２Ａ、第２系統１１２Ｂおよび第３系統１１２Ｃを備えている。これにより、第１系統１１２Ａ、第２系統１１２Ｂおよび第３系統１１２Ｃのうちの何れか１個の系統に故障が発生した場合であっても、残りの２個の系統によって、レゾルバ１は回転子の角度を検出することができる。その結果、レゾルバ１は、より安全に回転子１０２の角度を検出することができる。
　実施の形態４．
　図１７は、実施の形態４に係るレゾルバの固定子を示す断面図である。図１８は、図１７の固定子鉄心の一部を示す正面図である。実施の形態４では、固定子鉄心１０４は、２個の鉄心片に分割されている。２個の鉄心片のうちの一方の鉄心片を第１鉄心片１１６Ａとし、他方の鉄心片を第２鉄心片１１６Ｂとする。第１鉄心片１１６Ａのそれぞれのティース１０７には、第１系統１１２Ａの巻線群１０５が巻かれている。つまり、第１鉄心片１１６Ａのそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ａ、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａが巻かれている。第２鉄心片１１６Ｂのそれぞれのティース１０７には、第２系統１１２Ｂの巻線群１０５が巻かれている。つまり、第２鉄心片１１６Ｂのそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｂ、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている。
　図１８では、第１鉄心片１１６Ａが示されている。第１鉄心片１１６Ａは、円弧形状に形成されている。図示していないが、第２鉄心片１１６Ｂも、円弧形状に形成されている。したがって、第１鉄心片１１６Ａのティース１０７および第２鉄心片１１６Ｂのティース１０７のそれぞれに対して巻線群１０５を容易に巻くことができる。第１鉄心片１１６Ａのティース１０７および第２鉄心片１１６Ｂのティース１０７のそれぞれに巻線群１０５が巻かれた後に、第１鉄心片１１６Ａおよび第２鉄心片１１６Ｂが互いに接続される。これにより、固定子鉄心１０４が形成されるとともに、回転子１０２が形成される。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態３までと同様である。
　以上説明したように、実施の形態４に係るレゾルバでは、固定子鉄心１０４が２個の鉄心片に分割されている。これにより、巻線作業が容易となる。その結果、レゾルバ１の製造効率を向上させることができる。
　実施の形態５．
　図１９は、実施の形態５に係るレゾルバの固定子を示す断面図である。図２０は、図１９の固定子鉄心の一部を示す正面図である。実施の形態５では、固定子鉄心１０４は、４個の鉄心片に分割されている。４個の鉄心片は、第１鉄心片１１６Ａ、第２鉄心片１１６Ｂ、第３鉄心片１１６Ｃおよび第４鉄心片１１６Ｄから構成されている。第１鉄心片１１６Ａ、第２鉄心片１１６Ｂ、第３鉄心片１１６Ｃおよび第４鉄心片１１６Ｄは、周方向に並べられている。
　第１鉄心片１１６Ａのそれぞれのティース１０７には、第１系統１１２Ａの巻線群１０５が巻かれている。つまり、第１鉄心片１１６Ａのそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ａ、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａが巻かれている。第２鉄心片１１６Ｂのそれぞれのティース１０７には、第１系統１１２Ａの巻線群１０５が巻かれている。つまり、第２鉄心片１１６Ｂのそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ａ、第１出力巻線１０９Ａおよび第２出力巻線１１０Ａが巻かれている。
　第３鉄心片１１６Ｃのそれぞれのティース１０７には、第２系統１１２Ｂの巻線群１０５が巻かれている。つまり、第３鉄心片１１６Ｃのそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｂ，第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている。第４鉄心片１１６Ｄのそれぞれのティース１０７には、第２系統１１２Ｂの巻線群１０５が巻かれている。つまり、第４鉄心片１１６Ｄのそれぞれのティース１０７には、励磁巻線１０８Ｂ、第１出力巻線１０９Ｂおよび第２出力巻線１１０Ｂが巻かれている。
　図２０には、第１鉄心片１１６Ａが示されている。第１鉄心片１１６Ａは、円弧形状に形成されている。図示していないが、第２鉄心片１１６Ｂ、第３鉄心片１１６Ｃおよび第４鉄心片１１６Ｄも、円弧形状に形成されている。したがって、第１鉄心片１１６Ａのティース１０７、第２鉄心片１１６Ｂのティース１０７、第３鉄心片１１６Ｃのティース１０７および第４鉄心片１１６Ｄのティース１０７のそれぞれに対して巻線群１０５を容易に巻くことができる。第１鉄心片１１６Ａ、第２鉄心片１１６Ｂ、第３鉄心片１１６Ｃおよび第４鉄心片１１６Ｄのそれぞれのティース１０７に巻線群１０５が巻かれた後に、第１鉄心片１１６Ａ、第２鉄心片１１６Ｂ、第３鉄心片１１６Ｃおよび第４鉄心片１１６Ｄが互いに接続される。これにより、固定子鉄心１０４が形成されるとともに、固定子が形成される。
　図２１は、固定子鉄心１０４が分割されていない場合に、固定子鉄心１０４が打ち抜かれるコアシートを示す平面図である。図２２は、固定子鉄心１０４が４個の鉄心片に分割されている場合に、４個の鉄心片が打ち抜かれるコアシートを示す平面図である。図２２では、４個の鉄心片が一列に並べられた状態でコアシート４から打ち抜かれる。したがって、固定子鉄心１０４が分割されていない場合と比較して、４個の鉄心片が打ち抜かれるコアシート４の幅方向の寸法が小さくできる。
　以上説明したように、実施の形態５に係るレゾルバ１では、固定子鉄心１０４が４個の鉄心片に分割されている。これにより、固定子鉄心１０４が分割されていない場合と比較して、４個の鉄心片が打ち抜かれるコアシート４の幅方向の寸法を小さくすることができる。その結果、固定子鉄心１０４の歩留まりを向上させることができる。
　また、実施の形態５に係るレゾルバ１では、４個の鉄心片が一列に並べた状態でコアシート４から打ち抜かれる。これにより、コアシート４の磁気異方性の影響を低減させることができる。その結果、レゾルバ１の検出角度の精度を向上させることができる。
　なお、実施の形態５では、固定子鉄心１０４を構成する鉄心片の数が４である構成について説明した。固定子鉄心１０４を構成する鉄心片の数は、４に限らず、その他の数であってもよい。
　実施の形態６．
　図２３は、実施の形態７に係るレゾルバの固定子鉄心を示す平面図である。図２４は、図２３の固定子鉄心の一部を示す平面図である。バックヨーク１０６は、複数の変形部１１７を有している。図２３では、バックヨーク１０６は、１２個の変形部１１７を有している。変形部１１７が変形することによって、固定子鉄心１０４は、円環形状と直線形状との間で形状が変形する。図２３では、円環形状の固定子鉄心１０４が示されている。図２４では、直線形状の固定子鉄心１０４が示されている。固定子鉄心１０４のそれぞれのティース１０７に巻線群１０５が巻かれる場合には、固定子鉄心１０４の形状は、直線形状となる。この場合に、互いに隣り合う２個のティース１０７の間の空隙が大きくなる。固定子鉄心１０４のそれぞれのティース１０７に巻線群１０５が巻かれた後に、固定子鉄心１０４の形状は、円環形状となる。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態５までと同様である。
　以上説明したように、実施の形態７に係るレゾルバ１では、固定子鉄心１０４は、円環形状と、直線形状との間で形状が変形可能となっている。これにより、巻線作業が容易となり、レゾルバ１の製造効率を向上させることができる。
　実施の形態７．
　図２５は、実施の形態７に係る電動パワーステアリング装置を示す正面図である。運転者によって図示しないステアリングホイールが操舵される。ステアリングホイールのトルクは、シャフト５０１に伝達される。シャフト５０１のトルクは、トルクセンサ５０２によって測定される。トルクセンサ５０２の測定結果は、電気信号に変換され、さらに、図示しないケーブルを介して、第１系統１１２Ａの図示しない電力供給源および第２系統１１２Ｂの図示しない電力供給源に伝達される。
　一方、車速を含む車両の情報は、電気信号に変換され、さらに、図示しないケーブルを介して第１系統１１２Ａの電力供給源および第２系統１１２Ｂの電力供給源に伝達される。第１系統１１２Ａの電力供給源および第２系統１１２Ｂの電力供給源のそれぞれは、トルクセンサ５０２の測定結果および車両の情報を用いて、必要なアシストトルクを演算し、さらに、演算結果に基づいて、インバータを介して回転電機２に電流を供給する。
　回転電機２は、ラック軸の移動方向Ａに対して、回転電機２の回転軸が平行となるように配置される。第１系統１１２Ａの電力供給源への電力の供給は、図示しないバッテリおよび図示しないオルタネータから、第１電源コネクタ５０３を介して行われる。第２系統１１２Ｂの電力供給源への電力の供給は、図示しないバッテリおよび図示しないオルタネータから、第２電源コネクタ５０４を介して行われる。回転電機２に発生したトルクは、ベルトおよびボールねじを有するギヤボックス５０５に伝達される。ギヤボックス５０５に伝達されたトルクは、ギヤボックス５０５によって減速されて、ラック軸を軸方向に動かす推力を発生させる。ラック軸を移動させる推力が発生することによって、運転者の操舵力がアシストされる。ラック軸が移動することによって、タイロッド５０６が移動して、図示しないタイヤが転舵される。これにより、車両が旋回する。回転電機２に発生するトルクが操舵力をアシストすることによって、運転者は、小さい操舵力によって車両を旋回させることができる。ラックブーツ５０７は、電動パワーステアリング装置の内部に異物が進入することを抑制している。
　電動パワーステアリング装置では、回転電機２に発生するコギングトルクおよびトルクリップルがギヤボックス５０５を介して、運転者に伝達される。したがって、良好な操舵感覚を運転者が得るためには、回転電機２に発生するコギングトルクおよびトルクリップルが小さい方が望ましい。また、良好な操舵感覚を運転者が得るためには、回転電機２が動作する時に発生する振動および騒音が小さい方が望ましい。
　レゾルバ１における第１系統１１２Ａおよび第２系統１１２Ｂの何れか一方に故障が発生した場合であってもレゾルバ１は、回転子１０２の回転角度を検出する。これにより、電動パワーステアリング装置は、より確実にアシスト力を出力することができる。また、レゾルバ１の検出精度が向上することによって、運転者は快適な操舵感覚を得ることができる。
　以上説明したように、実施の形態７に係る電動パワーステアリング装置によれば、レゾルバ１と、レゾルバ１によって回転電機回転子の回転角度が測定される回転電機２とを備えている。これにより、運転者は快適な操舵感覚を得ることができる。
　１　レゾルバ、２　回転電機、３　シャフト、４　コアシート、１０１　固定子、１０２　回転子、１０３　角度演算装置、１０４　固定子鉄心、１０５　巻線群、１０６　バックヨーク、１０７　ティース、１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ　励磁巻線、１０９、１０９Ａ、１０９Ｂ、１０９Ｃ　第１出力巻線、１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ　第２出力巻線、１１１　突極、１１２Ａ　第１系統、１１２Ｂ　第２系統、１１２Ｃ　第３系統、１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ　励磁回路、１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ　角度演算部、１１５Ａ　第１ティース群、１１５Ｂ　第２ティース群、１１５Ｃ　第３ティース群、１１５Ｄ　第４ティース群、１１６Ａ　第１鉄心片、１１６Ｂ　第２鉄心片、１１６Ｃ　第３鉄心片、１１６Ｄ　第４鉄心片、１１７　変形部、５０１　シャフト、５０２　トルクセンサ、５０３　第１電源コネクタ、５０４　第２電源コネクタ、５０５　ギヤボックス、５０６　タイロッド、５０７　ラックブーツ。

Claims (8)

  1. 　固定子と、
    　前記固定子に対して回転する回転子と
    　を備え、
    　前記回転子は、複数の突極を有し、
    　前記固定子は、
    　　周方向に並べられた複数のティースを含む固定子鉄心と、
    　　それぞれの前記ティースに設けられ、励磁巻線、第１出力巻線および第２出力巻線を含む複数の巻線群と
    　有し、
    　それぞれの前記巻線群は、複数の系統に分けられており、
    　それぞれの前記励磁巻線の巻数は、空間的にＮe次の正弦波状に分布しており、
    　それぞれの前記第１出力巻線の巻数およびそれぞれの前記第２出力巻線の巻数は、前記突極の数をＮxとした場合に、空間的に｜Ｎe±Ｎx｜次の正弦波状に分布しており、
    　前記ティースの数をＮsとし、１からＮsまでの何れかの自然数をｉとし、ｉ番目の前記ティースに巻かれた前記第１出力巻線の巻数をＮout1とし、ｉ番目の前記ティースに巻かれた前記第２出力巻線の巻数をＮout2とし、前記第１出力巻線の巻数および前記第２出力巻線の巻数のそれぞれの振幅をＮ1とし、前記第１出力巻線の巻数の初期位相を正の数であるαとし、前記第２出力巻線の巻数の初期位相を正の数であるβとした場合に、
    　　Ｎout1＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋α｝、
    　　Ｎout2＝Ｎ1ｃｏｓ｛｜Ｎe±Ｎx｜（ｉ－１）／Ｎs×２π＋β｝および
    　　９０（ｄｅｇ）＜｜α－β｜＜１４０（ｄｅｇ）を満たすレゾルバ。
  2. 　前記初期位相αおよび前記初期位相βは、前記第１出力巻線の出力信号と前記第２出力巻線の出力信号との間の位相差が９０（ｄｅｇ）となるような値になっている請求項１に記載のレゾルバ。
  3. 　前記系統の数をＭとした場合に、｜Ｎe±Ｎx｜の値がＭの整数倍の値と異なっている請求項１または請求項２に記載のレゾルバ。
  4. 　前記突極の数Ｎxは、奇数である請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のレゾルバ。
  5. 　それぞれの前記系統の前記励磁巻線に供給される励磁信号のそれぞれの周波数は、互いに異なっている請求項１から請求項４までの何れか一項に記載のレゾルバ。
  6. 　それぞれの前記系統に対応して設けられ、前記第１出力巻線の出力信号および前記第２出力巻線の出力信号を用いて前記回転子の角度を演算する複数の角度演算部をさらに備え、
    　それぞれの前記角度演算部は、前記第１出力巻線の出力信号および前記第２出力巻線の出力信号から、互いに異なる前記系統の前記励磁巻線に供給された励磁信号の周波数に対応する成分を除去する請求項５に記載のレゾルバ。
  7. 　前記系統の数は、２である請求項１から請求項６までの何れか一項に記載のレゾルバ。
  8. 　請求項１から請求項７までの何れか一項に記載のレゾルバと、
    　回転電機回転子を有し、前記レゾルバによって前記回転電機回転子の回転角度が測定される回転電機と
    　を備えた電動パワーステアリング装置。
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