JPH0672896B2

JPH0672896B2 - 速度発電機を備える速度検出装置

Info

Publication number: JPH0672896B2
Application number: JP26582787A
Authority: JP
Inventors: 昌啓山田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH01107159A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、たとえば電動機などの回転速度を検出するた
めに用いられる速度検出装置に関し、もつと詳しくは、
タコジエネレータと呼ばれる速度発電機を備える速度検
出装置に関する。

背景技術典型的な先行技術は、第８図に示されている。速度発電
機１は、６個の巻線a1〜f1を有し、これらはＹ結線され
て固定子９を構成する。速度が検出されるべき電動機な
どの軸には、回転子２が固定される。この回転子２に
は、その周方向に永久磁石片が固定され、その磁極は周
方向に交互に異なつている。固定位置には、磁気検出素
子3a〜3cが配置され、回転子２の回転位置を検出する。
中点は参照符Ｎで示される。

固定子１の巻線a1〜f1は、第９図に示されるように巻回
されており、参照符p1〜p18は固定子９の歯を示し、こ
れらの歯相互間のスロツトに各巻線a1〜f1を構成するコ
イルが配置される。

固定子９の各巻線a1〜f1は、個別的な抵抗R1を介してア
ナログスイツチ４に与えられる。アナログスイツチ４
は、切換え制御回路５からの出力によつてスイツチを順
次お的に切換える。アナログスイツチ４からの出力は、
抵抗R2を介して演算増幅器６の反転入力端子に与えられ
る。演算増幅器６の反転入力端子と出力端子との間に
は、ゲイン調整のための抵抗R3が接続される。ライン７
からは、回転子２の回転速度を表すレベルを有する信号
が、導出される。

発明が解決すべき問題点このような先行技術では、固定子９の寸法のばらつきに
よつて、各巻線a1〜f1から出力される誘起電圧がばらつ
く。この各巻線a1〜f1の誘起電圧のばらつきを防ぐため
に、巻線a1〜f1のうち、誘起電圧が最も低い巻線を基準
として、誘起電圧の高い残余の巻線の出力を、抵抗R1に
よつて個別的に調整する。これによつて、ライン７から
導出される回転速度を表す信号のレベルのリプルを小さ
くすることができる。

したがつて先行技術では、多数の各抵抗R1の抵抗値を調
整するために、手間がかかる。

本発明の目的は、速度発電機のリプルの調整を可及的に
簡略化することができるようにした速度発電機を備える
速度検出装置を提供することである。

問題点を解決するための手段本発明は、（ａ）速度発電機を備え、この速度発電機
は、（a1）固定子または回転子のいずれか一方には、周方向
に交互に磁極を有する直流磁界発生手段を設け、（a2）固定子または回転子のいずれか他方には、バイフ
アイラ巻きされた対を成すコイルを、周方向に隣接して
配置し、各対毎に、各コイルを直列に接続して対を成す
巻線を構成し、この対を成す巻線を、相互に巻き方向が
逆になるようにして、複数組の対を成す巻線を、Ｙ結線
し、（ｂ）各組毎に、対を成す巻線間に、抵抗を接続し、（ｃ）前記抵抗は、各巻線からの出力レベルが等しくな
る値に定められ、（ｄ）各巻線からの出力を、スイツチを介して順次的に
導出することを特徴とする速度発電機を備える速度検出
装置である。

作用本発明に従えば、バイフアイラ巻のため、対を成す巻線
の出力レベルは同一であり、しかも逆相である。したが
つて各巻線のＹ結線の中点との間に、出力レベルの調整
を行う抵抗を個別に接続することは、対を成す巻線間に
抵抗を接続することと等価である。この巻線間の抵抗を
調節することによつて、対を成す巻線の各出力のレベル
を調節することが可能になる。したがつて少ない抵抗の
抵抗値を定めればよく、これによつて各巻線の出力レベ
ルを容易に調整することが可能になる。

実施例第１図は、本発明のブロツク図である。速度発電機11
は、固定子12と回転子13とを有し、回転子13は、回転速
度が検出されるべき電動機の軸などに連結される。回転
子13は、周方向に交互に磁極を有する永久磁石片を有す
る。固定位置には、磁気検出素子14a,14b,14cが配置さ
れる。磁気検出素子14a,14b,14cは、回転時、その検出
出力が互いに電気角120゜の位相差を持つような位置に
配置される。

第２図は、速度発電機11の正面図である。固定子12は、
周方向に等間隔をあけた複数の歯p1〜p18を有し、これ
らの相互間にはスロツトが形成される。

第３図は、固定子12の周方向展開図である。

固定子12のスロツトには、６つの巻線ａ〜ｆが設けられ
る。巻線ａは、コイルa11〜a16が直列に接続されて構成
される。参照符ＮはＹ結線の中点を示す。この巻線ａと
対を成す巻線ｄは、コイルd11〜d16が直列に接続されて
構成される。コイルa11〜a16とコイルd11〜d16とは、各
素線が平行で、その素線の電気的特性が同一であり、同
一回だけ巻回されて構成され、いわゆるバイフアイラ巻
きされている。対を成す巻線a,dは、相互に巻き方向が
逆となるように接続され、したがつて各巻線a,dの誘起
電圧は同一値であり、かつ逆相である。

巻線a,bは、もつと明瞭に示すために、第４図に簡略化
して示される。第４図では、図解を明瞭にするために、
コイルa11〜a16,d11〜d16は、一回だけ巻回されてい
る。

第５図は、第１図に示された実施例の動作を説明するた
めの波形図である。第５図（１）は、速度発電機11にお
ける巻線ａ〜ｆの誘起電圧を同一の参照符で示す。前述
のように、巻線a,dは対を成し、同一の電圧値であり、
逆相である。同様にして巻線b,eは対を成し、また巻線
c,fは対を成す。これらの３組の各組の対を成す巻線a,
d;b,e;c,fの電圧の絶対値は、固定子12の寸法のばらつ
きなどに起因して、各組毎に異なる。

磁気検出素子14a〜14cからの出力は、切換え制御回路16
に与えられる。各磁気検出素子14a〜14cの出力波形は、
第５図（２）〜第５図（４）にそれぞれ示されている。
これらの磁気検出素子14a〜14cの出力は、電気角120゜
ずつずれている。切換え制御回路16は、アナログスイツ
チ17を制御する。アナログスイツチ17は半導体素子によ
つて実現され、巻線ａ〜ｆに個別的に接続されているス
イツチング素子Sa〜Sfを有する。これらのスイツチング
素子Sa〜Sfは、切換え制御回路16からの出力によつて電
気角で30゜ずつ順次的に導通されて、そのスイツチング
態様が繰返される。

アナログスイツチ17のスイツチング素子Sa〜Sfは、ライ
ン18に共通に接続され、このライン18は、演算増幅器19
の非反転入力端子に接続される。演算増幅器19の反転入
力端子は、抵抗R5を介して出力端子に接続され、ライン
20からは回転子13の回転速度に対応したレベルを有する
電気信号が導出される。演算増幅器19の非反転入力端子
は、ゲイン調整のための抵抗R6を介して接地される。

演算増幅器19の非反転入力端子に入力信号が与えられる
ことによつて、その入力インピーダンスをほぼ無限大と
することができる。したがつてアナログスイツチ17の内
部抵抗にばらつきがあつても、ライン20から導出される
電気信号のレベルに悪影響を及ぼさないようにすること
ができる。アナログスイツチ17と、それを制御する切換
え制御回路16と、演算増幅器19と、抵抗R5,R6は、配線
基板21に搭載されて組立てられる。

第６図は、巻線a,dに関連する等価回路を示す。巻線a,d
の誘起電圧をVa,−Vdとするとき、 |Va|＝|Vd| …（１）巻線ａ〜ｆの接地されている中点を参照符22で示す。こ
の中点22と巻線a,dとには、抵抗R7,R8をそれぞれ接続
し、ライン23の電圧V₀₁とし、巻線ｆのライン24の電圧
をV₀₂とするとき、次式が成り立つ。ここでr1,r2は、巻
線a,fの巻線抵抗である。

したがつて抵抗R7は、第３式のように定めることができ
る。

ここで電圧V₀₁を総ての巻線ａ〜ｆにおいて等しく定め
るものとすると、巻線a,fはバイフアイラ巻であるた
め、第６図において、 V₀₁＝V₀₂ …（４） r1＝r2 …（５）したがつて、 R7＝R8 …（６）となる。

したがつて中点22と25との間には、電流が流れず、抵抗
R7,R8の接続点25と中点22とを切断して、第７図のよう
にしても、接続点25の電位は零である。したつて第７図
において、ライン23,24には、抵抗R9（＝R7＋R8）が接
続されることによつて、ライン23の接地電位との間の電
圧はV₀₁であり、この電圧はライン24の接地電位に対す
る電圧の絶対値と等しくすることができる。このことか
らライン23,24には、前述の第３式で示される抵抗R7の
２倍の値２・R7を接続すればよいことが判る。

同様にして、第１図において巻線b,eのライン間には抵
抗R10を接続し、抵抗R9,R10の抵抗値を調整し、またゲ
イン調整のための抵抗R6の抵抗値を選ぶことによつて、
もしも抵抗R9,R10がないとすれば、ライン20は、第５図
（５）で示される電圧波形が得られるところを、上述の
ように本発明によれば、第５図（６）で示されるよう
に、回転子13の回転速度に対応したレベルを有するリプ
ルの少ない電気信号が得られる。

上述の実施例では、速度発電機11の固定子12に巻線ａ〜
ｆが設けられ、回転子13に永久磁石片が設けられている
けれども、本発明の他の実施例としては、回転子13に複
数組の対を成す巻線が設けられ、スリツプリングおよび
ブラシを介して電気的に接続され、固定子12として永久
磁石または電磁石が用いられるようにしてもよい。前述
の第１図の実施例において、回転子13は、直流電力によ
つて付勢される電磁石を有する構成であつてもよい。

上述の実施例では、速度発電機11に抵抗R9,R10が接続さ
れ、電気配線基板21には、アナログスイツチ17と、それ
を駆動する切換え制御回路16と、演算増幅器19と、抵抗
R5,R6などが搭載されており、アナログスイツチ17はラ
イン18を介して演算増幅器19の非反転入力端子に接続さ
れて、アナログスイツチの内部抵抗が悪影響を及ぼさな
いように構成されている。したがつて抵抗R9,R10が一体
的である速度発電機11と、電気回路基板21とを交換して
使用することができ、このとき抵抗R9,R10の再調整が無
くなるという優れた利点が発揮される。

効果以上のように本発明によれば、回転速度に対応した出力
レベルを有する電気信号を、簡単な調整でそのリプルを
少なくして得ることができるようになり、しかも構成が
簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２図は速度
発電機11の正面図、第３図は固定子12の周方向展開図、
第４図は巻線a,dの簡略化した周方向展開図、第５図は
第１図示の実施例の動作を説明するための波形図、第６
図は巻線a,dに関連する等価回路図、第７図は第６図に
示された回路の等価回路図、第８図は先行技術のブロツ
ク図、第９図は先行技術における固定子の周方向展開図
である。 11……速度発電機、12……固定子、13……回転子、14a
〜14c……磁気検出素子、16……切換制御回路、17……
アナログスイツチ、19……演算増幅器、21……電気回路
基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）速度発電機を備え、この速度発電機
は、（a1）固定子または回転子のいずれか一方には、周方向
に交互に磁極を有する直流磁界発生手段を設け、（a2）固定子または回転子のいずれか他方には、バイフ
アイラ巻きされた対を成すコイルを、周方向に隣接して
配置し、各対毎に、各コイルを直列に接続して対を成す
巻線を構成し、この対を成す巻線を、相互に巻き方向が
逆になるようにして、複数組の対を成す巻線を、Ｙ結線
し、（ｂ）各組毎に、対を成す巻線間に、抵抗を接続し、（ｃ）前記抵抗は、各巻線からの出力レベルが等しくな
る値に定められ、（ｄ）各巻線からの出力を、スイツチを介して順次的に
導出することを特徴とする速度発電機を備える速度検出
装置。