JPH0139527B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0139527B2 JPH0139527B2 JP4124081A JP4124081A JPH0139527B2 JP H0139527 B2 JPH0139527 B2 JP H0139527B2 JP 4124081 A JP4124081 A JP 4124081A JP 4124081 A JP4124081 A JP 4124081A JP H0139527 B2 JPH0139527 B2 JP H0139527B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resolver
- winding
- phase
- voltage
- alternating current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、１つのレゾルバの検出巻線からの検
出位号の時分割により位置および速度を検出する
方式に関する。
出位号の時分割により位置および速度を検出する
方式に関する。
従来、ブラシレス、レゾルバの中で、交流で励
磁する回転トランス型レゾルバがあるが、これは
直流励磁でないので位置の検出のみに限られ、同
時に速度を検出することはできなかつた。
磁する回転トランス型レゾルバがあるが、これは
直流励磁でないので位置の検出のみに限られ、同
時に速度を検出することはできなかつた。
したがつて、別個に速度検出装置を組合せて用
いる必要があつた。
いる必要があつた。
他方、ブラシレス・レゾルバから位置および速
度を同時に検出する方法としては、例えば本発明
者が先に提案した特願昭52−139343（（特開昭54−
71671）のインダクタ型レゾルバの先行例がある
が、これは直流および交流の重畳励磁である。
度を同時に検出する方法としては、例えば本発明
者が先に提案した特願昭52−139343（（特開昭54−
71671）のインダクタ型レゾルバの先行例がある
が、これは直流および交流の重畳励磁である。
そこで、本発明は、交流電流だけで励磁し、同
時に位置および速度を検出することができ、かつ
回転トランス型あるいはインダクタ型いずれのレ
ゾルバにも適用し得る位置および速度の時分割検
出方式を提供することをその目的とする。
時に位置および速度を検出することができ、かつ
回転トランス型あるいはインダクタ型いずれのレ
ゾルバにも適用し得る位置および速度の時分割検
出方式を提供することをその目的とする。
レゾルバは位置のみを検出し、速度は直流タコ
ヂエネにより検出するのが普通である。最近サー
ボモータがブラシレス化の傾向にあり、直流タコ
ジエネもこれに合せてブラシレス化されている。
レゾルバの外にブラシレス直流タコヂエネを別に
設けるのはわずらわしく、できればレゾルバのみ
から速度信号も得たいと云う要求がある。
ヂエネにより検出するのが普通である。最近サー
ボモータがブラシレス化の傾向にあり、直流タコ
ジエネもこれに合せてブラシレス化されている。
レゾルバの外にブラシレス直流タコヂエネを別に
設けるのはわずらわしく、できればレゾルバのみ
から速度信号も得たいと云う要求がある。
そこで先行例では、ブラシレスインダクタレゾ
ルバを用い、この励磁を直流と高周波交流を重畳
した電流で行ない、この検出巻線より速度emと
位置電圧の重畳した電圧を検出し、フイルタでこ
れを分離して速度と位置信号を同時に得るように
している。
ルバを用い、この励磁を直流と高周波交流を重畳
した電流で行ない、この検出巻線より速度emと
位置電圧の重畳した電圧を検出し、フイルタでこ
れを分離して速度と位置信号を同時に得るように
している。
しかしてサーボモータに最も適した検出機は、
理想的にはモータと同じ構造の電磁機械である。
これはレゾルバであると考えられる。過酷な環境
と使用条件に耐え、適正な精度と応答性を有する
信頼性の高い検出機としてレゾルバを用い、これ
から位置だけでなく速度の信号も得ようとする、
つまりレゾルバは二相の同期機であるという原理
より、位置だけでなく速度も検出できることは明
らかなのでレゾルバ一基より、位置と速度を時分
割で検出方式を具見したのが本発明である。
理想的にはモータと同じ構造の電磁機械である。
これはレゾルバであると考えられる。過酷な環境
と使用条件に耐え、適正な精度と応答性を有する
信頼性の高い検出機としてレゾルバを用い、これ
から位置だけでなく速度の信号も得ようとする、
つまりレゾルバは二相の同期機であるという原理
より、位置だけでなく速度も検出できることは明
らかなのでレゾルバ一基より、位置と速度を時分
割で検出方式を具見したのが本発明である。
では、本発明を図面に示す実施例について説明
する。
する。
第１図はレゾルバの巻線分布図である。
このレゾルバは励磁巻線W、二相の検出巻線
W〓（α相）、W〓（β相）より成る。励磁巻線Wに
励磁電流iを流し、励磁巻線Wとα相巻線W〓の
巻線軸のなす角θのとき、α相巻線W〓、β相巻
線W〓に生ずるem（起電力）をそれぞれ電圧e〓，
e〓とすると、 e〓＝Mcosθdi／dt−iMsinθ・ν …（１式） ただし、Ｍは励磁巻線Wと二相巻線W〓（また
はW〓）間の相互インダクタンスの最大値、ν＝
dθ／dtである。
W〓（α相）、W〓（β相）より成る。励磁巻線Wに
励磁電流iを流し、励磁巻線Wとα相巻線W〓の
巻線軸のなす角θのとき、α相巻線W〓、β相巻
線W〓に生ずるem（起電力）をそれぞれ電圧e〓，
e〓とすると、 e〓＝Mcosθdi／dt−iMsinθ・ν …（１式） ただし、Ｍは励磁巻線Wと二相巻線W〓（また
はW〓）間の相互インダクタンスの最大値、ν＝
dθ／dtである。
第２図ａ，ｂは、本発明によつてなされるレゾ
ルバへの励磁電流とその検出電圧の波形図であ
る。
ルバへの励磁電流とその検出電圧の波形図であ
る。
励磁巻線Wを第２図ａに示すような対称台形
波の電流で励磁すると、第２図ｂに表わすように
α相巻線W〓には電圧eαが発生する。
波の電流で励磁すると、第２図ｂに表わすように
α相巻線W〓には電圧eαが発生する。
励磁電流iの傾斜部ではdi／dt≠０である。ま
た、励磁電流iの平均値は０である。（第１式）
第２項の−iMsinθ・νは瞬時値としては生起す
るけれど、平均値は０であり、後段にそなえる増
幅器の周波数特性のフイルタ−効果で抑制され０
になるので第１項のみが残る。したがつて、その
励磁電流iの傾斜部では（第１式）の第１項 e〓p＝Mcosθ・2I／Ｔ ……（第２式） ただし、Iはiの最大値である。
た、励磁電流iの平均値は０である。（第１式）
第２項の−iMsinθ・νは瞬時値としては生起す
るけれど、平均値は０であり、後段にそなえる増
幅器の周波数特性のフイルタ−効果で抑制され０
になるので第１項のみが残る。したがつて、その
励磁電流iの傾斜部では（第１式）の第１項 e〓p＝Mcosθ・2I／Ｔ ……（第２式） ただし、Iはiの最大値である。
が現われ、励磁電流iの平坦部ではdi／dt＝０
なので、（第１式）の第２項 e〓s＝−IMsinθ・ν ……（第３式） が現われる。
なので、（第１式）の第２項 e〓s＝−IMsinθ・ν ……（第３式） が現われる。
時間帯T1，T2のみをとり出せば位置変調電圧
e〓pが得られ、時間帯T2，T4のみをとり出せば速
度変調電圧e〓sが得られる。
e〓pが得られ、時間帯T2，T4のみをとり出せば速
度変調電圧e〓sが得られる。
β相巻線W〓には電圧e〓p，e〓sが得られることも
明らかである。
明らかである。
e〓p＝Msinθ・2I／Ｔ ……（第４式）
e〓s＝IMcosθ・ν ……（第５式）
ところで、励磁電流iの周波数は数キロヘルツ
以上にするので、回転トランスを用いたブラシレ
スレゾルバでもこの台形波励磁が適用可能であ
る。
以上にするので、回転トランスを用いたブラシレ
スレゾルバでもこの台形波励磁が適用可能であ
る。
第３図は、本発明の一実施例のブロツク線図で
ある。
ある。
１は電源、２は第２図ａに示した対称台形波を
発生する台形波電流発生器、３はレゾルバで３０
はその回転軸、４はクロツク発振器、５はタイミ
ング発生器、６，７は同期抑制回路、８，９，１
２，１３は増幅器、１０，１１，１４，１５は同
期整流回路である。
発生する台形波電流発生器、３はレゾルバで３０
はその回転軸、４はクロツク発振器、５はタイミ
ング発生器、６，７は同期抑制回路、８，９，１
２，１３は増幅器、１０，１１，１４，１５は同
期整流回路である。
レゾルバ３の励磁巻線Wを台形波電流発生器
２（たとえば台形波は10KC／Ｓ）より励磁する。
２（たとえば台形波は10KC／Ｓ）より励磁する。
その検出（α相、β相）巻線W〓，Wβに発生す
る変調検出電圧e〓，e〓を増幅器１２，１３で増幅
し、タイミング発生器５（たとえばクロツク発振
器40KC／Ｓ、タイミング発生器10KC／Ｓ）から
のタイミングT1，T3（第２図ａ，ｂの期間T1，
T3を示す）で同期整流回路１４，１５で同期整
流することにより、位置信号電圧υ〓p，υ〓pを得
る。
る変調検出電圧e〓，e〓を増幅器１２，１３で増幅
し、タイミング発生器５（たとえばクロツク発振
器40KC／Ｓ、タイミング発生器10KC／Ｓ）から
のタイミングT1，T3（第２図ａ，ｂの期間T1，
T3を示す）で同期整流回路１４，１５で同期整
流することにより、位置信号電圧υ〓p，υ〓pを得
る。
一方、変調検出電圧e〓，e〓はタイミングT1，
T3に同期して位置変調電圧のみを抑制する抑制
回路６，７を通して前処理してこれを阻止し、抑
制回路６，７を通過した検出電圧を増幅器８，９
で増幅し、同期整流回路１０，１１においてタイ
ミングT2，T4（第２図ａ，ｂの期間T2，T4を表
わす）により同期整流して速度信号電圧υ〓s，υ〓s
を得る。
T3に同期して位置変調電圧のみを抑制する抑制
回路６，７を通して前処理してこれを阻止し、抑
制回路６，７を通過した検出電圧を増幅器８，９
で増幅し、同期整流回路１０，１１においてタイ
ミングT2，T4（第２図ａ，ｂの期間T2，T4を表
わす）により同期整流して速度信号電圧υ〓s，υ〓s
を得る。
速度信号（変調検出）電圧υ〓s，υ〓sは位置信号
（変調検出）電圧の1/100程度以下であり、この前
処理なしで変調検出電圧を増幅すると、増幅器が
飽和し好ましくない。
（変調検出）電圧の1/100程度以下であり、この前
処理なしで変調検出電圧を増幅すると、増幅器が
飽和し好ましくない。
速度νは次の演算を行なうことにより求められ
る。
る。
ν＝（２／Ｔ・υp 2）（υ〓s・υ〓p−υ〓s・υ〓p
）
……（第６式） ここに、υpは位置信号電圧の振幅で一定、すな
わち υp＝√〓p 2＋〓p 2である。
）
……（第６式） ここに、υpは位置信号電圧の振幅で一定、すな
わち υp＝√〓p 2＋〓p 2である。
ブラシレスレゾルバには２種類あり、これはイ
ンダクタレゾルバと回転トランスを用いた従来形
レゾルバである。前者は直流励磁が可能のため直
流、交流重畳励磁ができるが、後者は直流励磁が
不可能である。
ンダクタレゾルバと回転トランスを用いた従来形
レゾルバである。前者は直流励磁が可能のため直
流、交流重畳励磁ができるが、後者は直流励磁が
不可能である。
本発明の時分割検出に使われる台形波励磁は、
このどちらのレゾルバにも適用可能である。市販
のブラシレスレゾルバは回転トランス形（後者）
なので、直交重畳励磁ができなかつたが、本発明
の方式は適用できる。ブラシレスDCタコジエネ
として市場に出ているのは、ACタコジエネとホ
ールを使つたこの磁極位置検出機より成るが、本
発明のものでは、レゾルバ一基のみより成り、構
造が簡単であるだけでなく、位置の検出機も兼用
している。
このどちらのレゾルバにも適用可能である。市販
のブラシレスレゾルバは回転トランス形（後者）
なので、直交重畳励磁ができなかつたが、本発明
の方式は適用できる。ブラシレスDCタコジエネ
として市場に出ているのは、ACタコジエネとホ
ールを使つたこの磁極位置検出機より成るが、本
発明のものでは、レゾルバ一基のみより成り、構
造が簡単であるだけでなく、位置の検出機も兼用
している。
速度信号電圧を得るもう一つの方法として、位
置信号電圧を微分回路で微分することも考えられ
る。しかしこの方法は、ノイズを拡大し、Ｓ／Ｎ
比を劣化させるので、フイルタで前処理を十分に
行なう必要があり、このために時間遅れが大きく
なつて好ましくない。
置信号電圧を微分回路で微分することも考えられ
る。しかしこの方法は、ノイズを拡大し、Ｓ／Ｎ
比を劣化させるので、フイルタで前処理を十分に
行なう必要があり、このために時間遅れが大きく
なつて好ましくない。
本実施例の他の実施例としてデイジタル化も可
能である。つまり、この台形波励磁による位置と
速度の時分割検出方式では、位置ベクトルと速度
ベクトルのそれぞれの電圧をサンプリング検出し
ているので、このサンプル値をＡ／Ｄ変換しデイ
ジタル演算によつて、速度νを求める方式も容易
に成立つ。
能である。つまり、この台形波励磁による位置と
速度の時分割検出方式では、位置ベクトルと速度
ベクトルのそれぞれの電圧をサンプリング検出し
ているので、このサンプル値をＡ／Ｄ変換しデイ
ジタル演算によつて、速度νを求める方式も容易
に成立つ。
第１図はレゾルバの巻線分布図、第２図ａ，ｂ
は本発明につてなされるレゾルバへの励磁電流と
その検出電圧の波形図、第３図は本発明の一実施
例の構成を示すブロツク図である。 １…電源、２…台形波電流発生器、３…レゾル
バで３０はその回転軸、４…クロツク発振器、５
…タイミング発生器、６，７…同期抑制回路、
８，９，１２，１３…増幅器、１０，１１，１
４，１５…同期整流回路、W…レゾルバ３の励
磁巻線、W〓，W〓…レゾルバ３の検出巻線（α
相、β相）。
は本発明につてなされるレゾルバへの励磁電流と
その検出電圧の波形図、第３図は本発明の一実施
例の構成を示すブロツク図である。 １…電源、２…台形波電流発生器、３…レゾル
バで３０はその回転軸、４…クロツク発振器、５
…タイミング発生器、６，７…同期抑制回路、
８，９，１２，１３…増幅器、１０，１１，１
４，１５…同期整流回路、W…レゾルバ３の励
磁巻線、W〓，W〓…レゾルバ３の検出巻線（α
相、β相）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 台形波状交流電流発生器と、この電流発生器
から励磁される巻線と２相の検出巻線とを有する
レゾルバと、この各相巻線に生ずる電圧を前記電
流発生器からの台形波状交流電流の傾斜部分およ
び平坦部分に対応して夫々同期整流する装置とを
設け、この同期整流装置から２相位置信号および
速度信号電圧を得ることを特徴とするレゾルバを
用いた位置及び速度の時分割検出方式。 ２ 夫々異る相の各位置信号電圧と各速度信号電
圧を掛算して両者の差を導出する演算装置を設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
レゾルバを用いた位置及び速度の時分割検出方
式。 ３ 前記台形波状交流電流の平坦部分に対応する
変調検出電圧を同期整流する同期整流装置の前段
に前記台形波状交流電流の傾斜部分に同期する同
期抑制回路を備えたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のレゾルバを用いた位置及び速度
の時分割検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124081A JPS57155697A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Time sharing detection system for position and speed using resolver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124081A JPS57155697A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Time sharing detection system for position and speed using resolver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57155697A JPS57155697A (en) | 1982-09-25 |
| JPH0139527B2 true JPH0139527B2 (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=12602902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4124081A Granted JPS57155697A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Time sharing detection system for position and speed using resolver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57155697A (ja) |
-
1981
- 1981-03-20 JP JP4124081A patent/JPS57155697A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57155697A (en) | 1982-09-25 |
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