JPH051988Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、絶対角度まで検出することができ
る多極レゾルバに関する。

第１図Ａ、Ｂはそれぞれこの考案を適用し得る
特開昭55−46862号公報に示された多極レゾルバ
の正面図及び縦断面図であり、ロータ１１にはコ
イルが巻回されておらず、その外周に10個等分さ
れた羽根１２が設けられてお、ステータ１３には
その円周上に８個等分にステータ極１４が配置さ
れている。中心コイル１５が従来のレゾルバのロ
ータに巻回されたコイルに相当するもので、ステ
ータ１３の中心部のボス１３Ａに巻回されてい
る。また、sin用コイル１６及びcos用コイル１７
がステータ極１４の根元の位置に巻回されてい
る。

これらsin用コイル１６及びcos用コイル１７は
該ステータボールは交互に巻かれ、更にsin用コ
イル１６は180°毎に出力を反転させるべく交互に
巻方向が逆になるよう直列に接続され、cos用コ
イル１６も同じく交互に巻方向が逆になるように
直列に接続される。コイルを図示するすように
sin用コイル１６についてS₁〜S₄コイル、cos用コ
イル１７について、C₁〜C₄コイルと名づけると
コイル巻方向はS₁とS₃は同方向、S₂とS₄も同方向
であるが、コイルS₁、S₃に対しコイルS₂、S₄はそ
れぞれ逆方向に接続される。同様にコイルC₁と
C₃は同方向、C₂とC₄も同方向であるが、コイル
C₁、C₃に対しC₂、C₄は逆方向に接続される。こ
の場合、コイルの巻数は同一巻数である。ロータ
１１及びステータ１３は磁性材料のフエライトコ
アで作られている。中心コイル１５を例えば
10KHZのsin波形の電圧で励磁したとき発生する
磁束１８は第１図Ｂに示されるようにロータ１
１、羽根１２、ステータ極１４、ステータ１３を
通る。S₁〜S₄コイル、C₁〜C₄コイルにはそれぞ
れ磁気的結合度により相応の起電力が発生する。
それらの電圧の合計されたものが、sin用コイル
１６及びcos用コイル１７から出力される。B₁〜
B₁₀は羽根１２の各部を示す記号であり、P₁〜P₈
はステータ極１４の各部を示す記号であり、第２
図Ａに示すB₁とP₁とが相対している状態と、こ
の状態から1/10回転してB₁₀とP₁が相対している
同図Ｂの状態とは電気的に同一であり、ロータ１
１の機械角θ_Mと電気角θ_Eとの間には、θ_E＝10θ_Mと
いう関係が成立している。

そして、この電気角θ_Eを用いて、中心コイル１
５とsin用コイル１６及びcos用コイル１７との磁
気的結合関係を表わすと、中心コイル１５を
sinωtの電圧で励磁したとき、sin用コイル１６及
びcos用コイル１７にはそれぞれｋ・cosθ_E・
sinωt、Ｋ・sinθ_E・cosωt（Ｋは定数）の起電力が
発生することになる。また逆に、sin用コイル１
６及びcos用コイル１７をそれぞれＫ・sinωt、
Ｋ・cosωtの電圧で励磁したとき、中心コイル１
５にはsin用コイル１６の磁束に応じてcosθ_E・
sinωt，cos用コイル１７の磁束に応じてsinθ_E・
cosωtの起電力が発生し、合計してcosθ_E・sinωt
＋sinθ_E・cosωt＝sin（ωt＋θ_E）の起電力となる。
つまり、この多極レゾルバは等価極数は20という
ことになる。

以上のように多極レゾルバでは、その極数に応
じてロータの機械角θ_Mを何倍かに増幅して電気角
θ_Eとして取出すことができるから、機械角θ_Mを精
密に測定したり、伝送したりすることが可能とな
る。しかしながら、電気角θ_Mはその正弦（あるい
はその余弦）の形でしか取出せないから、第３図
に示すように機械角θ_Mが１回転して０〜360°変化
する間に電気角θ_Eが何倍も変化しても、θ_Eとθ_E±
2πn（ｎは整数）とを区別することはできない。

そこで、従来の一般的な多極レゾルバの絶対角
度を検出する方法としては、多極レゾルバのロー
タ軸に機械角θ_Mと電気角θ_Eとが等しい２極レゾル
バのロータ軸を直結して２極レゾルバで粗く絶対
角度を検出し、その付近の精密な角度を多極レゾ
ルバで決定するという方法がとられていた。とこ
ろが、多極レゾルバの絶対角度を知るには必ずし
も粗く絶対角度を知る必要はなく、電気角θ_Eと電
気角θ_E±2πnとが区別できればよい。よつて、こ
の考案の目的は、簡単に電気角θ_Eと電気角θ_E±
2πnとを区別して絶対角度を検出することができ
る多極レゾルバを共供することにある。

以下にこの考案を説明する。

この考案は、機械角θ_Mをｎ倍に増幅した電気角
θ_Eの正弦又は余弦を出力し、しかも機械角θ_Mの絶
対角度を検出することができる多極レゾルバに関
し、この多極レゾルバのロータ軸の一端に取付け
られた磁性材で成る指針と、中央部のボス及び外
円周上に等分に配置されたｎ個の極を指針に対向
させて有する磁性材で成るステータと、ボスに巻
回された１次コイルと、ｎ個の極にそれぞれ巻回
され一端を共有する２次コイルとを設け、指針の
位置を絶対値的に判別するようにしたものであ
る。

第４図及び第５図はそれぞれこの考案の一実施
例の断面図、ステータ部分の正面図であり、多極
のレゾルバ本体の構成は第１図Ａ、Ｂに示したも
のと同様であり、これを包み込むステータ固定部
材１９及び多極レゾルバ本体の中心部を貫いてロ
ータ軸２０が、ステータ固定部材１９に対して回
動自由に取付けられており、このロータ端２０の
一端にケイ素鋼板、ソフトフエライト等の磁性材
で作られた指針６が設けられている。この指針６
は、ステータ２１の中央部のボスと、ステータ２
１の外円周上に等分に多極レゾルバ本体の等価極
数の半分である10個配置された極８のいずれかと
対向しており、ステータ２１は位置調節用の長穴
２２を介してステータ固定部材に固定されてい
る。そして、ボス７には１次コイル１０が巻回さ
れ、10個の極８にはそれぞれ一端を共有する２次
コイル９が巻回されている。

以上のような構成において、中心コイル１５に
角周波数ω₁の交流電圧が印加され、１次コイル
10角周波数ω₂の交流電圧が印加されると、上述
したようにこの多極レゾルバの等価極数は20で、
ロータ１１及びロータ軸２０の機械角θ_M及び電気
角θ_Eにはθ_E＝10θ_Mの関係が成立しており、sin用
コイル１６及びcos用コイル１７にはそれぞれ
Ｋ・cosθ_E・sinω₁ｔ及びＫ・sinθ_E・cosω₁ｔの起
電力が発生し、２次コイル９には角周波数ω₂に
応じた交流電圧が発生する。特に、指針６はロー
タ軸２０の一端に固定され、その機械角つまり回
転角θ_Mに応じてステータ２１の10個の極８のうち
の１つに対向しているから、指針６の対向してい
る極８、ボス７及び指針６によつて形成される磁
気回路の磁気抵抗は小さくなり、多くの磁束が指
針６の対向極８に鎖交して、10個の極８のうちの
指針６が対向している極８に巻回されている２次
コイル９の発生する起電力だけが他の極８に比べ
て大きくなる。従つて、この２次コイル９の各出
力と第３図に示した電気角θ_E正弦（あいるは余
弦）の各周期を１対１に対応させることができる
から、多極レゾルバ本体出力Ｋ・cosθ_E・sinω₁ｔ
又はＫ・sinθ_E・cosω₁ｔから電気角θ_Eの余弦
cosθ_E又は正弦sinθ_Eを検出してこの余弦値又は正
弦値からθ_E±2πηを算出し、２次コイル９のうち
どのコイルの出力が大きいかによつてｎを決定す
れば絶対角度が分かることになる。

以上のようにこの考案によれば従来の多極レゾ
ルバのロータと同一軸上に多極レゾルバと一体化
させて絶対角度を判別するための機構を付加して
いるので構造が簡単で製作しやすく、コストも安
くなり、同期電動機等の１回転内の絶対角度を正
確に知ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂはそれぞれこの考案を適用し得る
多極レゾルバの正面図及び縦断面図、第２図Ａ、
Ｂは機械角と電気角との関係を説明するための
図、第３図は機械角θ_M、電気角θ_E及びその正弦
sinθ_Eの関係の一例を示す図、第４図はこの考案
の一実施例の断面図、第５図はステータ部分の正
面図である。 ６……指針、７……ボス、８……極、９……２
次コイル、１０……１次コイル、１１……ロー
タ、１２……羽根、１３……ステータ、１４……
ステータ極、１５……中心コイル、１６……sin
用コイル、１７……cos用コイル、１９……ステ
ータ固定部材、２０……ロータ軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機械角θ_Mをｎ倍に増幅した電気角θ_Eの正弦又は
   余弦を出力する2_o極の多極レゾルバにおいて、前
   記多極レゾルバのロータ軸の一端に取付けられた
   磁性材で成る指針と、中央部のボス及び外円周上
   に等分に配置されたｎ個の極を前記指針に対向さ
   せて有する磁性材で成るステータと、前記ボスに
   巻回された１次コイルと、前記ｎ個の極にそれぞ
   れ巻回され一端を共有する２次コイルとを設け、
   前記指針の位置を絶対値的に判別するようにした
   ことを特徴とする多極レゾルバ。