JPH01282419A - 位置・速度検出装置 - Google Patents
位置・速度検出装置Info
- Publication number
- JPH01282419A JPH01282419A JP11071288A JP11071288A JPH01282419A JP H01282419 A JPH01282419 A JP H01282419A JP 11071288 A JP11071288 A JP 11071288A JP 11071288 A JP11071288 A JP 11071288A JP H01282419 A JPH01282419 A JP H01282419A
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- Japan
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- phase
- rotor
- salient poles
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は磁気レゾルバを用いて位置と速度を検出する装
置の改良に関するものである。
置の改良に関するものである。
［従来の技術］
従来、磁気レゾルバを用いた位置・速度検出装置として
は、例えば第５図に示す２相励磁のレゾルバ移相器を用
いたものがあった。
は、例えば第５図に示す２相励磁のレゾルバ移相器を用
いたものがあった。
図で、８１〜Ｓ４はステータ側に設けられた１次側コイ
ル、Ｅ、とＥ２はコイルＳ、、Ｓ３とＳ２．Ｓ、を駆動
する信号源、Ｓｏはロータ側に設けられた２次側コイル
である。
ル、Ｅ、とＥ２はコイルＳ、、Ｓ３とＳ２．Ｓ、を駆動
する信号源、Ｓｏはロータ側に設けられた２次側コイル
である。
このような装置で、信号源Ｅ１とＥ２が、Ｖｓ ｉ ｎ
ωｔとＶｃｏｓωｔなる交流電圧（■は交流電圧の振幅
、ωは角速度、ｔは時間）でコイルＳ＋、ＳｘとＳ ２
＋ Ｓ ４を駆動すると、２次側コイルＳｏには次に
示す電圧Ｅ０が発生する。
ωｔとＶｃｏｓωｔなる交流電圧（■は交流電圧の振幅
、ωは角速度、ｔは時間）でコイルＳ＋、ＳｘとＳ ２
＋ Ｓ ４を駆動すると、２次側コイルＳｏには次に
示す電圧Ｅ０が発生する。
Ｅｏ ＝ＫＯ（Ｖｓ ｉ ｎωｔｃｏｓθ十Ｖｃｏｓω
ｔｓｉｎθ） ＝Ｋ（、Ｖｓ ｉ ｎ （ωｔ±θ） Ｋｏ：変化比、θ：ロータの回転角度 この式に示すように２次側コイルにはロータの回転角θ
だけ位相がずれた電圧が検出される。
ｔｓｉｎθ） ＝Ｋ（、Ｖｓ ｉ ｎ （ωｔ±θ） Ｋｏ：変化比、θ：ロータの回転角度 この式に示すように２次側コイルにはロータの回転角θ
だけ位相がずれた電圧が検出される。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、このようにして２次側コイルで検出された電
圧には高調波成分が含まれているため、検出信号の検出
波形は誤差を多く含んでいて角度検出の直線性が悪いと
いう問題点があった。
圧には高調波成分が含まれているため、検出信号の検出
波形は誤差を多く含んでいて角度検出の直線性が悪いと
いう問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、角度検出信号に含まれる高調波成分が少なく
、角度検出の直線性が良好な位置・速度検出装置を実現
することを目的とする。
のであり、角度検出信号に含まれる高調波成分が少なく
、角度検出の直線性が良好な位置・速度検出装置を実現
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、
ピッチＰｒで歯が形成されたロータと、Ｍの倍数個（Ｍ
は整数）の突極が形成されていて、この突極の先端には
前記ロータの歯と対向していてピッチが （Ｐｒ／ｋｎｓ） ｎｇ：１突極内の歯の数 に：Ｍが偶数のとき３の倍数 Ｍが３の倍数のとき偶数 だけロータの歯と異なる歯が設けられていて、隣合う突
極どうしでは歯の位相がＰｒ／Ｍずつずれているステー
タと、 同一位相の歯が形成された突極に巻かれたコイルを１相
とするＭ相のコイル、 とからなり、前記ロータとステータは２個ずつ設けられ
ていて、ロータの歯は同一位相にして積み重ねられ、ス
テータの歯はＰ ｒ ／ ４だけ位相をずらして積み重
ねられたコア部と、 前記２個のステータのコイルにそれぞれＶにｏｓ６）ｔ
とＶｓ １ ｎωｔなる交流電圧を与える信号源と、 前記各相のコイルの両端電圧を加減算し、加減算信号の
位相から前記ロータの回転位置を、周波数から回転速度
をそれぞれ算出する演算部、を具備した位置・速度検出
装置である。
は整数）の突極が形成されていて、この突極の先端には
前記ロータの歯と対向していてピッチが （Ｐｒ／ｋｎｓ） ｎｇ：１突極内の歯の数 に：Ｍが偶数のとき３の倍数 Ｍが３の倍数のとき偶数 だけロータの歯と異なる歯が設けられていて、隣合う突
極どうしでは歯の位相がＰｒ／Ｍずつずれているステー
タと、 同一位相の歯が形成された突極に巻かれたコイルを１相
とするＭ相のコイル、 とからなり、前記ロータとステータは２個ずつ設けられ
ていて、ロータの歯は同一位相にして積み重ねられ、ス
テータの歯はＰ ｒ ／ ４だけ位相をずらして積み重
ねられたコア部と、 前記２個のステータのコイルにそれぞれＶにｏｓ６）ｔ
とＶｓ １ ｎωｔなる交流電圧を与える信号源と、 前記各相のコイルの両端電圧を加減算し、加減算信号の
位相から前記ロータの回転位置を、周波数から回転速度
をそれぞれ算出する演算部、を具備した位置・速度検出
装置である。
［実施例］
以下、図面を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明にかかる位置・速度検出装置の一実施例
の構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）図の
Ｘ−Ｘ部分の断面図である。
の構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）図の
Ｘ−Ｘ部分の断面図である。
図で、１は円筒形状で内周に一定ビッチＰｒの歯２が形
成されたロータであり、１１と１２の２個が重ねて設け
られている。
成されたロータであり、１１と１２の２個が重ねて設け
られている。
３はロータ１の内側に配置されたステータである。ステ
ータ３には４Ｎ個（Ｎは整数）例えば１６個の突極４．
〜４１６が設けられている。これらの突極の先端には歯
２と対向する歯５が設けられている。また、各突極には
コイル６１〜６゜６が巻かれている０図では突極４１に
巻かれたコイル６、のみを示している。
ータ３には４Ｎ個（Ｎは整数）例えば１６個の突極４．
〜４１６が設けられている。これらの突極の先端には歯
２と対向する歯５が設けられている。また、各突極には
コイル６１〜６゜６が巻かれている０図では突極４１に
巻かれたコイル６、のみを示している。
このようなステータ３は３．と３２の２個が絶縁部材７
を介して重ね合せて設けられている。
を介して重ね合せて設けられている。
また、ロータ１とステータ３は鋼板を積層して構成した
ものである。
ものである。
８１と８２はステータ３１と３２のコイルに、ＥＣ＝Ｖ
ｃｏｓωｔとＥ６ ＝Ｖｓ ｉ ｎωｔなる交？ｈ電圧
（Ｖは電圧振＠）を与える信号源である。
ｃｏｓωｔとＥ６ ＝Ｖｓ ｉ ｎωｔなる交？ｈ電圧
（Ｖは電圧振＠）を与える信号源である。
ロータとステータの詳細な構成を第２図に示す。
この図はロータとステータを展開して示したものである
。
。
図で、１つの突極内にはｎ９個の歯が形成されている（
図の場合はｎｇ ＝４ ） 、また、突極４１゜４２．
４３．４ａはロータ１の歯２に対して、それぞれ位相が
Ｏ，（１／４）Ｐｒ。
図の場合はｎｇ ＝４ ） 、また、突極４１゜４２．
４３．４ａはロータ１の歯２に対して、それぞれ位相が
Ｏ，（１／４）Ｐｒ。
＜２／４）Ｐｒ 、（３／４）Ｐｒずつずれている。
突極は全部で１６個設けられ、各位相の突極は４個ずつ
設けられている。そして、同一位相にある突極に巻かれ
たコイルで１相を形成する。
設けられている。そして、同一位相にある突極に巻かれ
たコイルで１相を形成する。
位相のずれがＯ，（１／４）ｐｒ。
＜２／４）Ｐｒ 、（３／４ ）Ｐｒの突極に巻かれた
コイルをそれぞれＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相のコイルとす
る。 突極の歯５のピッチｐｓは、Ｐｓ＝Ｐｒ （Ｐ
ｒ／３ｎｓ） になっている、これによって、突極の歯５は、配列方向
に従ってＰ ｒ ／ Ｂ ｎ Ｓずつ位相がずれていく
、このため、歯５をバーニアとして用いることができる
。
コイルをそれぞれＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相のコイルとす
る。 突極の歯５のピッチｐｓは、Ｐｓ＝Ｐｒ （Ｐ
ｒ／３ｎｓ） になっている、これによって、突極の歯５は、配列方向
に従ってＰ ｒ ／ Ｂ ｎ Ｓずつ位相がずれていく
、このため、歯５をバーニアとして用いることができる
。
ロータ１１と１２は歯２の位相を同一位相にして重ね合
せられている。また、ステータ３．と３２は歯５の位相
をＰ ｒ ／ ４ずらして重ね合せられている。
せられている。また、ステータ３．と３２は歯５の位相
をＰ ｒ ／ ４ずらして重ね合せられている。
ステータの各コイルは第３図に示すように接続されてい
る。
る。
第３図で、ＬｌはＡ相とＢ相のコイルを直列接続したコ
イル、Ｌ２はＣ相とＤ相のコイルを直列接続したコイル
である。これらのコイルにステータ３．ではＶ ｃ ｏ
ｓωｔが、ステータ３２ではＶｓｉｎωｔなる電圧が
印加されている。
イル、Ｌ２はＣ相とＤ相のコイルを直列接続したコイル
である。これらのコイルにステータ３．ではＶ ｃ ｏ
ｓωｔが、ステータ３２ではＶｓｉｎωｔなる電圧が
印加されている。
そして、コイルに発生する電圧が抵抗、アンプ及び減算
器を介して検出される。
器を介して検出される。
次に、このような装置の動作を説明する。
Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相のコイルにそれぞれ発生する電
圧Ｓ Ｉ ＋ Ｓ２ ＋ ｓ３ ＋ Ｓａは次のよう
になる。
圧Ｓ Ｉ ＋ Ｓ２ ＋ ｓ３ ＋ Ｓａは次のよう
になる。
１：歯の順番、Ｅ：振幅電圧
ｍ ） １ ｍ２ ＋・・・ｍｌ：定数これらの電圧を
加減算した電圧 Ｓ１＋５２−’３ｚ Ｓａは次のようになる。
加減算した電圧 Ｓ１＋５２−’３ｚ Ｓａは次のようになる。
Ｓ １ ＋ 、Ｓ 、” ５ ）−５＜０式から、２ｎ
＋次と３ｎ２次（ｎ＋ 、ｎ２は整数）の高調波成分が
除去される。５次以上の高調波は影響が少ないため、無
視できる。従って、検出電圧は茨のようになる。
＋次と３ｎ２次（ｎ＋ 、ｎ２は整数）の高調波成分が
除去される。５次以上の高調波は影響が少ないため、無
視できる。従って、検出電圧は茨のようになる。
Ｓ、＋へ−５３−八二Ａ、赫（９すＣｐ）ここで、ＡＯ
は定数、ψは初期位相で、０式のに相当する。
は定数、ψは初期位相で、０式のに相当する。
第４図に各電圧８１〜ｓ４のベクトル図を示す。
この図に示すように、電圧Ｓ、と５２の合成ベクトルと
電圧ｓ３と８４の合成ベクトルの差をとって２次高調波
成分を消去し、突極に設けられた歯をバーニアにして３
次の高調波成分を消去している。
電圧ｓ３と８４の合成ベクトルの差をとって２次高調波
成分を消去し、突極に設けられた歯をバーニアにして３
次の高調波成分を消去している。
これによって、ステータ３１で検出される電圧は、
ｖｓ＝ＥＣ（Ｓ 、＋８２ Ｓ：ｌ ５４）＝Ｖｃ
ｏｓωｔ−Ａｓ ｉ ｎ （θ＋ψ）となる、第３図の
検出信号ｖｓ１とＶＳ２は、それぞれｓ、＋ｓ２とＳコ
＋Ｓ４に相当する。
ｏｓωｔ−Ａｓ ｉ ｎ （θ＋ψ）となる、第３図の
検出信号ｖｓ１とＶＳ２は、それぞれｓ、＋ｓ２とＳコ
＋Ｓ４に相当する。
また、ステータ３２で検出される電圧は、ＶＢ ＝ＥＳ
（Ｓ Ｔ 十Ｓ ２ Ｓコ −３４ ）＝Ｖｓｉ
ｎωｔ−Ａｃｏｓ （θ＋９５）となる、第３図の検出
信号ＶＣ＋とＶＯ２は、８４ ＋ｓ２とＳコ＋Ｓ４に相
当する。
（Ｓ Ｔ 十Ｓ ２ Ｓコ −３４ ）＝Ｖｓｉ
ｎωｔ−Ａｃｏｓ （θ＋９５）となる、第３図の検出
信号ＶＣ＋とＶＯ２は、８４ ＋ｓ２とＳコ＋Ｓ４に相
当する。
このことより、第３図の回路で検出される信号は、
■丁＝ｖｓ−Ｖｃ
＝Ｖｃｏｓωｔ−Ａｓ ｉ ｎ （θ十ψ）−Ｖｓｉｎ
ωｔ−Ａｃｏｓ （θ＋９５）＝ＡＶＳ ｉ ｎ （θ
＋９５−ωｔ）となり、ロータの回転角度θによって検
出信号の位相が変調される。よって、この位相を読み取
れば回転角度を検出できる。
ωｔ−Ａｃｏｓ （θ＋９５）＝ＡＶＳ ｉ ｎ （θ
＋９５−ωｔ）となり、ロータの回転角度θによって検
出信号の位相が変調される。よって、この位相を読み取
れば回転角度を検出できる。
なお、実施例では４相コイルを用いた場合を説明したが
、コイルの相数はこれ以外であってもよい１例えば３相
コイルを用いた場合は、隣合う突極の歯の位相はロータ
の歯に対してＰ ｒ ／ ３ずつずらして３次の高調波
成分を除去し、突極の歯はロータのピッチに対してＰ
ｒ ／ ２ ｎ ｓずらしたバーニア構成にして２次の
高調波成分を除去する。
、コイルの相数はこれ以外であってもよい１例えば３相
コイルを用いた場合は、隣合う突極の歯の位相はロータ
の歯に対してＰ ｒ ／ ３ずつずらして３次の高調波
成分を除去し、突極の歯はロータのピッチに対してＰ
ｒ ／ ２ ｎ ｓずらしたバーニア構成にして２次の
高調波成分を除去する。
また、実施例ではステータ３１と３２の両方でｓ、 十
５２−ｓ、−ｓ、の信号を検出して高調波成分を除去す
る場合について説明したが、これ以外の加減算で高調波
成分を除去してもよい０例えば、ステータ３１ではｓ、
＋ｓ２−８３−８４で高調波成分を除去し、ステータ３
２では８３ ＋５３−ｓ、−８１で高調波を除去しても
よい。この場合は、ステータ３２では、Ｂ相とＣ相のコ
イルを直列接続するとともに、Ａ相とＤ相のコイルを直
列接続する。
５２−ｓ、−ｓ、の信号を検出して高調波成分を除去す
る場合について説明したが、これ以外の加減算で高調波
成分を除去してもよい０例えば、ステータ３１ではｓ、
＋ｓ２−８３−８４で高調波成分を除去し、ステータ３
２では８３ ＋５３−ｓ、−８１で高調波を除去しても
よい。この場合は、ステータ３２では、Ｂ相とＣ相のコ
イルを直列接続するとともに、Ａ相とＤ相のコイルを直
列接続する。
また、突極の歯のピッチは
Ｐｒ （Ｐｒ／３ｎｓ）に限らず
Ｐｒ ＋（Ｐｒ／３ｎ６ ）であってもよい。
また、ステータ３２の突極の歯はステータ３゜の突極の
歯と同位相でもよい。
歯と同位相でもよい。
［効果］
本発明によれば、多相コイルと、ステータの歯に対して
バーニアになっな突極の歯を用いて、コイルの検出電圧
に発生する２次高調波と３次高調波を除去しているため
、検出信号の誤差が少なくなり、角度検出の直線性が良
好になる。
バーニアになっな突極の歯を用いて、コイルの検出電圧
に発生する２次高調波と３次高調波を除去しているため
、検出信号の誤差が少なくなり、角度検出の直線性が良
好になる。
第１図は本発明にかかる本発明にかかる位置。
速度検出装置の一実施例の構成図、第２図は第１図の要
部構成図、第３図は第１図の装置の検出回路の構成図、
第４図は第１図の装置のコイル電圧のベクトル図、第５
図は従来における位置・速度検出装置の構成例を示した
図である。 １．１＋ 、１２・・・ロータ、２．５・・・歯、３゜
３＋ 、３２・・・ステータ、４１〜４１６・・・突極
、６・・・コイル、８１．８□・・・信号源。 恒〕
部構成図、第３図は第１図の装置の検出回路の構成図、
第４図は第１図の装置のコイル電圧のベクトル図、第５
図は従来における位置・速度検出装置の構成例を示した
図である。 １．１＋ 、１２・・・ロータ、２．５・・・歯、３゜
３＋ 、３２・・・ステータ、４１〜４１６・・・突極
、６・・・コイル、８１．８□・・・信号源。 恒〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ピッチＰｒで歯が形成されたロータと、 Ｍの倍数個（Ｍは整数）の突極が形成されていて、この
突極の先端には前記ロータの歯と対向していてピッチが （Ｐｒ／ｋｎｓ） ｎｓ：１突極内の歯の数 ｋ：Ｍが偶数のとき３の倍数 Ｍが３の倍数のとき偶数 だけロータの歯と異なる歯が設けられていて、隣合う突
極どうしでは歯の位相がＰｒ／Ｍずつずれているステー
タと、 同一位相の歯が形成された突極に巻かれたコイルを１相
とするＭ相のコイル、 とからなり、前記ロータとステータは２個ずつ設けられ
ていて、ロータの歯は同一位相にして積み重ねられ、ス
テータの歯はＰｒ／４だけ位相をずらして積み重ねられ
たコア部と、 前記２個のステータのコイルにそれぞれ ＶｃｏｓωｔとＶｓｉｎωｔなる交流電圧を与える信号
源と、 前記各相のコイルの両端電圧を加減算し、加減算信号の
位相から前記ロータの回転位置を、周波数から回転速度
をそれぞれ算出する演算部、を具備した位置・速度検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11071288A JPH0648201B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 位置・速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11071288A JPH0648201B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 位置・速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01282419A true JPH01282419A (ja) | 1989-11-14 |
| JPH0648201B2 JPH0648201B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=14542553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11071288A Expired - Lifetime JPH0648201B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 位置・速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648201B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015222243A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 日本精工株式会社 | 直線位置検出装置及び駆動装置 |
-
1988
- 1988-05-07 JP JP11071288A patent/JPH0648201B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015222243A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 日本精工株式会社 | 直線位置検出装置及び駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0648201B2 (ja) | 1994-06-22 |
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