JPH0817562B2 - リラクタンス型レゾルバ - Google Patents
リラクタンス型レゾルバInfo
- Publication number
- JPH0817562B2 JPH0817562B2 JP6780488A JP6780488A JPH0817562B2 JP H0817562 B2 JPH0817562 B2 JP H0817562B2 JP 6780488 A JP6780488 A JP 6780488A JP 6780488 A JP6780488 A JP 6780488A JP H0817562 B2 JPH0817562 B2 JP H0817562B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resolver
- rotor
- sin
- winding
- cos
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レゾルバ関数誤差の高調波成分を消去もし
くは減少させるようにしたリラクタンス型レゾルバのロ
ータ形状に関するものである。
くは減少させるようにしたリラクタンス型レゾルバのロ
ータ形状に関するものである。
（従来の技術） 一般にレゾルバには、ステータ側の磁束分布が正弦波
状になるように巻線を巻いた巻線型レゾルバと、回転角
に対する磁束の変化が正弦波状になるようにロータ，ス
テータの各円周上に数個の突起を配置し、磁気抵抗の変
化を利用したリラクタンス型レゾルバとがある。
状になるように巻線を巻いた巻線型レゾルバと、回転角
に対する磁束の変化が正弦波状になるようにロータ，ス
テータの各円周上に数個の突起を配置し、磁気抵抗の変
化を利用したリラクタンス型レゾルバとがある。
従来よりリラクタンス型レゾルバは構造が簡単なこと
から、巻線型レゾルバに比べて小型化が容易であると共
に、多極化が容易であった。しかし、リラクタンス型レ
ゾルバは、巻線型レゾルバのように巻線の巻き方によっ
て関数誤差を減少できないため、ロータ及びステータの
各円周上の突起形状を工夫しなければならない。このよ
うな関数誤差の少ないロータ，ステータの突起形状を得
るのは困難であり、また関数誤差の少ない形状が分って
いても形状の加工が難しい場合が多く、加工精度が得ら
れないために反って関数誤差を増大させる原因となって
いた。したがって、通常は同極数の巻線型レゾルバとリ
ラクタンス型レゾルバとでは、リラクタンス型レゾルバ
の方が高精度化が困難であった。
から、巻線型レゾルバに比べて小型化が容易であると共
に、多極化が容易であった。しかし、リラクタンス型レ
ゾルバは、巻線型レゾルバのように巻線の巻き方によっ
て関数誤差を減少できないため、ロータ及びステータの
各円周上の突起形状を工夫しなければならない。このよ
うな関数誤差の少ないロータ，ステータの突起形状を得
るのは困難であり、また関数誤差の少ない形状が分って
いても形状の加工が難しい場合が多く、加工精度が得ら
れないために反って関数誤差を増大させる原因となって
いた。したがって、通常は同極数の巻線型レゾルバとリ
ラクタンス型レゾルバとでは、リラクタンス型レゾルバ
の方が高精度化が困難であった。
第４図は軸倍角12（以下、12Xとする）の従来のリラ
クタンス型レゾルバを示しており、１はロータ,2はステ
ータでどちらも磁性材料で出来ている。３〜14はロータ
１の外周上に30゜おきの等分に配置されたロータ突起部
であり、15〜30はステータ２の円周上に22.5゜おきの等
分に配置されたステータ突起部である。また、32はSIN
用コイルで、31はCOS用コイルであり、それぞれSINωt,
COSωｔの電圧を入力することによって、16個のステー
タ突起部15〜30を１個ずつSINωt,COSωt,−SINωt,−C
OSωｔの順番に励磁するように巻かれている。33はステ
ータ突起部15〜30の全てに等分に巻かれている出力用コ
イルである。
クタンス型レゾルバを示しており、１はロータ,2はステ
ータでどちらも磁性材料で出来ている。３〜14はロータ
１の外周上に30゜おきの等分に配置されたロータ突起部
であり、15〜30はステータ２の円周上に22.5゜おきの等
分に配置されたステータ突起部である。また、32はSIN
用コイルで、31はCOS用コイルであり、それぞれSINωt,
COSωｔの電圧を入力することによって、16個のステー
タ突起部15〜30を１個ずつSINωt,COSωt,−SINωt,−C
OSωｔの順番に励磁するように巻かれている。33はステ
ータ突起部15〜30の全てに等分に巻かれている出力用コ
イルである。
第５図は、第４図の12Xのリラクタンス型レゾルバをC
OS用巻線31又はSIN用巻線32のいずれか一方のみ正弦波
励磁した場合の、ロータ１の回転角θと出力用コイル33
の出力電圧V0を示す特性図である。第４図のような構造
のリラクタンス型レゾルバでは、回転角θによってロー
タ突起部３〜14及びステータ突起部15〜30間のエアーギ
ャップの変化により磁気抵抗が変化するため、COS用巻
線31に正弦波電圧を入力すると、第５図の波形ａのよう
に、ロータ１の１回転について12周期の正弦波状に振幅
変化する起電圧を出力用巻線33に発生する。同様にSIN
用巻線32に正弦波電圧を入力すると、第５図の波形ｂの
ように、波形ａの一周期を電気角360゜とした場合、波
形ａに対して電気角で90゜位相のずれた12周期の正弦波
状に振幅変化する起電圧を出力用巻線33に発生する。
OS用巻線31又はSIN用巻線32のいずれか一方のみ正弦波
励磁した場合の、ロータ１の回転角θと出力用コイル33
の出力電圧V0を示す特性図である。第４図のような構造
のリラクタンス型レゾルバでは、回転角θによってロー
タ突起部３〜14及びステータ突起部15〜30間のエアーギ
ャップの変化により磁気抵抗が変化するため、COS用巻
線31に正弦波電圧を入力すると、第５図の波形ａのよう
に、ロータ１の１回転について12周期の正弦波状に振幅
変化する起電圧を出力用巻線33に発生する。同様にSIN
用巻線32に正弦波電圧を入力すると、第５図の波形ｂの
ように、波形ａの一周期を電気角360゜とした場合、波
形ａに対して電気角で90゜位相のずれた12周期の正弦波
状に振幅変化する起電圧を出力用巻線33に発生する。
以上のことから、COS用巻線31にCOSωｔを入力すると
共に、SIN用巻線32にSINωｔの電圧を入力した場合、第
５図の波形a,bを理想正弦波と仮定すると、出力用巻線3
3の出力電圧V0を求めると V0＝sin（12θ）・cosωｔ＋cos（12θ）・sinωｔ ＝sin（ωｔ＋12θ） ……（１） となる。このように、出力用巻線33の出力電圧V0は、ロ
ータ１の回転角θの12倍に比例して出力波形位相が変化
する。つまり、SIN用巻線32の入力波形に対する出力波
形の位相ずれを検出してロータ１の回転角θを検出する
ことができ、これがリラクタンス型レゾルバの原理であ
る。
共に、SIN用巻線32にSINωｔの電圧を入力した場合、第
５図の波形a,bを理想正弦波と仮定すると、出力用巻線3
3の出力電圧V0を求めると V0＝sin（12θ）・cosωｔ＋cos（12θ）・sinωｔ ＝sin（ωｔ＋12θ） ……（１） となる。このように、出力用巻線33の出力電圧V0は、ロ
ータ１の回転角θの12倍に比例して出力波形位相が変化
する。つまり、SIN用巻線32の入力波形に対する出力波
形の位相ずれを検出してロータ１の回転角θを検出する
ことができ、これがリラクタンス型レゾルバの原理であ
る。
（発明が解決しようとする課題） ところが、第５図の波形a,bは実際の理想的な正弦波
ではなく、一般に３次,5次,7次等の奇数次高調波を含
み、この理想正弦波に対する誤差分を関数誤差という。
この関数誤差が大きいと、SIN用巻線32の入力波形に対
する出力波形の位相ずれ量は、ロータ回転角の12倍に忠
実に比例せずにロータ回転角の検出誤差が増大する。し
たがって、リラクタンス型レゾルバを高精度化する場
合、ロータ突起部の形状やステータ突起部の形状を、角
をとって丸味を付けたり、ロータ及びステータの突起部
の対向する面に数個の刻み目を入れたりして工夫するこ
とにより、回転角θに対する磁気抵抗の変化を調整し、
関数誤差を小さくする必要がある。これには、良い形状
を捜すために多くの時間を費したり加工が難しく、加工
精度が得られない等の問題が多かった。
ではなく、一般に３次,5次,7次等の奇数次高調波を含
み、この理想正弦波に対する誤差分を関数誤差という。
この関数誤差が大きいと、SIN用巻線32の入力波形に対
する出力波形の位相ずれ量は、ロータ回転角の12倍に忠
実に比例せずにロータ回転角の検出誤差が増大する。し
たがって、リラクタンス型レゾルバを高精度化する場
合、ロータ突起部の形状やステータ突起部の形状を、角
をとって丸味を付けたり、ロータ及びステータの突起部
の対向する面に数個の刻み目を入れたりして工夫するこ
とにより、回転角θに対する磁気抵抗の変化を調整し、
関数誤差を小さくする必要がある。これには、良い形状
を捜すために多くの時間を費したり加工が難しく、加工
精度が得られない等の問題が多かった。
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、
本発明の目的は、リラクタンス型レゾルバのロータ，ス
テータの突起形状を工夫することなく、関数誤差を減少
させることのできる比較的簡単なロータ構造のリラクタ
ンス型レゾルバを提供することにある。
本発明の目的は、リラクタンス型レゾルバのロータ，ス
テータの突起形状を工夫することなく、関数誤差を減少
させることのできる比較的簡単なロータ構造のリラクタ
ンス型レゾルバを提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、ｍ個の突起部をロータに配置し、4n個の突
起部をステータ円周上に配置したリラクタンス型レゾル
バに関するもので、本発明の上記目的は、m,nの最大公
約数をG,最小公倍数をL,J＝m/Gとしたとき、Ｇ≧２でか
つｍ個のロータ突起部中の１つを基準位置とした場合、
前記基準位置から所定方向回りに連続して並ぶＧ個の突
起部それぞれに対して（Ｇ−１）個とびに並ぶＪ個の突
起部を（360/J）度の間隔で配置し、かつ前記基準位置
から前記所定方向回りに並ぶＧ個の突起部の位置関係
を、前記基準位置を０度として前記基準位置からｋ番目
を｛360（ｋ−１）/m＋θｋ｝度（ただし、ｋは１≦ｋ
≦G,θｋはｋ＝１でθｋ＝0,k≧１で−180/L＜θｋ＜18
0/Lの任意の実数）とし、角度θｋが少なくとも１つ以
上０度以外になるよう配置することによって達成され
る。
起部をステータ円周上に配置したリラクタンス型レゾル
バに関するもので、本発明の上記目的は、m,nの最大公
約数をG,最小公倍数をL,J＝m/Gとしたとき、Ｇ≧２でか
つｍ個のロータ突起部中の１つを基準位置とした場合、
前記基準位置から所定方向回りに連続して並ぶＧ個の突
起部それぞれに対して（Ｇ−１）個とびに並ぶＪ個の突
起部を（360/J）度の間隔で配置し、かつ前記基準位置
から前記所定方向回りに並ぶＧ個の突起部の位置関係
を、前記基準位置を０度として前記基準位置からｋ番目
を｛360（ｋ−１）/m＋θｋ｝度（ただし、ｋは１≦ｋ
≦G,θｋはｋ＝１でθｋ＝0,k≧１で−180/L＜θｋ＜18
0/Lの任意の実数）とし、角度θｋが少なくとも１つ以
上０度以外になるよう配置することによって達成され
る。
（作用） 本発明は、リラクタンス型レゾルバのうち同一形状の
ロータ突起部がｍ個で、同一形状のステータ突起部がｎ
個のレゾルバにおいて、ｍとｎの最大公約数をG,最小公
倍数をL,J＝m/Gとしたとき、このリラクタンス型レゾル
バは軸倍角Ｌのレゾルバであり、Ｇ≧２であればステー
タが従来の第４図と同じであり、ロータ外周にロータ突
起部をＪ個等分に配置したリラクタンス型レゾルバであ
っても軸倍角Ｌのレゾルバとして機能する。したがっ
て、第４図に示す従来のリラクタンス型レゾルバ（ｍ＝
12,n＝4,G＝4,L＝12,J＝３）では、ロータ突起部３〜14
とSIN励磁用,COS励磁用，−SIN励磁用，−COS励磁用の
ステータ突起部15〜30との位置関係は、図から明らかな
ようにロータ突起部3,6,9,12と、ロータ突起部4,7,10,1
3と、ロータ突起部5,8,11,14との各組内では同一関係に
ある。したがって、各組から１個ずつロータ突起部を残
した第１図のようなＪ＝３のリラクタンス型レゾルバで
も、従来のレゾルバとほぼ同等の特性を持つと考えて良
く、第４図のレゾルバは第１図のレゾルバのロータ部が
４組で合成され、しかも各組のロータはそれぞれ360/m
度（電気角360゜分）ずれているだけで、合成前も合成
後もほぼ同等の関数誤差特性を持つことになる。
ロータ突起部がｍ個で、同一形状のステータ突起部がｎ
個のレゾルバにおいて、ｍとｎの最大公約数をG,最小公
倍数をL,J＝m/Gとしたとき、このリラクタンス型レゾル
バは軸倍角Ｌのレゾルバであり、Ｇ≧２であればステー
タが従来の第４図と同じであり、ロータ外周にロータ突
起部をＪ個等分に配置したリラクタンス型レゾルバであ
っても軸倍角Ｌのレゾルバとして機能する。したがっ
て、第４図に示す従来のリラクタンス型レゾルバ（ｍ＝
12,n＝4,G＝4,L＝12,J＝３）では、ロータ突起部３〜14
とSIN励磁用,COS励磁用，−SIN励磁用，−COS励磁用の
ステータ突起部15〜30との位置関係は、図から明らかな
ようにロータ突起部3,6,9,12と、ロータ突起部4,7,10,1
3と、ロータ突起部5,8,11,14との各組内では同一関係に
ある。したがって、各組から１個ずつロータ突起部を残
した第１図のようなＪ＝３のリラクタンス型レゾルバで
も、従来のレゾルバとほぼ同等の特性を持つと考えて良
く、第４図のレゾルバは第１図のレゾルバのロータ部が
４組で合成され、しかも各組のロータはそれぞれ360/m
度（電気角360゜分）ずれているだけで、合成前も合成
後もほぼ同等の関数誤差特性を持つことになる。
本発明はこのように、Ｇ≧２の従来のリラクタンス型
レゾルバのロータが、Ｇ組の独立したＪ個のロータ突起
部を持つロータとして分離して考えられることに着目
し、分離したＧ組のロータそれぞれの配置角を従来と変
えることによって、各組のロータ回転角に対する出力電
圧特性の位相をずらし、合成後の特性から関数誤差の高
調波成分を減少させるようにしている。
レゾルバのロータが、Ｇ組の独立したＪ個のロータ突起
部を持つロータとして分離して考えられることに着目
し、分離したＧ組のロータそれぞれの配置角を従来と変
えることによって、各組のロータ回転角に対する出力電
圧特性の位相をずらし、合成後の特性から関数誤差の高
調波成分を減少させるようにしている。
（実施例） 第２図のレゾルバは、第４図に示す従来のリラクタン
ス型レゾルバを本発明のロータ構造に改良したものであ
り、図中の記号は全て第４図と対応させている。また、
ステータ突起部15〜30の形状及びステータ２の円周上へ
の配置角と、ロータ突起部３〜14の形状も全て第４図と
同一であり、ロータ突起部３〜14のロータ外周への配置
角のみ第４図と異なっている。すなわち、ロータ突起部
3,7,11と、ロータ突起部4,8,12と、ロータ突起部5,9,13
と、ロータ突起6,10,14との各組内の３つのロータ突起
部は360/3＝120度の間隔をおいてロータ１の外周に配置
されている。したがって、上述したように上記各組は第
１図のレゾルバと同じ関数誤差特性を持つレゾルバとし
て独立に考えることができる。また、ロータ突起部３の
ロータ１への配置角を０度とした場合、ロータ突起部4,
5,6はそれぞれ27度,55度,82度（30゜−180゜／（12×
５）,30゜×２−180゜／（12×３）,30゜×３−180゜／
（12×５−180゜／（12×３））の角度で配置されてい
る。ここで、第１図のレゾルバをCOS用巻線31のみで励
磁した場合、ロータ回転角θに対する出力用巻線33の出
力電圧振幅をＥ（θ）とし、基本波の振幅をE1,関数誤
差成分中の３次高調波の振幅をE3、５次高調波の振幅を
E5、その他の関数誤差成分をｅ（θ）とした場合、Ｅ′
（θ）を求めると Ｅ′（θ）＝E1・SIN（12θ）＋E3・SIN（12×３θ） ＋E5・SIN（12×５θ）＋ｅ（θ） ……（２） となる。
ス型レゾルバを本発明のロータ構造に改良したものであ
り、図中の記号は全て第４図と対応させている。また、
ステータ突起部15〜30の形状及びステータ２の円周上へ
の配置角と、ロータ突起部３〜14の形状も全て第４図と
同一であり、ロータ突起部３〜14のロータ外周への配置
角のみ第４図と異なっている。すなわち、ロータ突起部
3,7,11と、ロータ突起部4,8,12と、ロータ突起部5,9,13
と、ロータ突起6,10,14との各組内の３つのロータ突起
部は360/3＝120度の間隔をおいてロータ１の外周に配置
されている。したがって、上述したように上記各組は第
１図のレゾルバと同じ関数誤差特性を持つレゾルバとし
て独立に考えることができる。また、ロータ突起部３の
ロータ１への配置角を０度とした場合、ロータ突起部4,
5,6はそれぞれ27度,55度,82度（30゜−180゜／（12×
５）,30゜×２−180゜／（12×３）,30゜×３−180゜／
（12×５−180゜／（12×３））の角度で配置されてい
る。ここで、第１図のレゾルバをCOS用巻線31のみで励
磁した場合、ロータ回転角θに対する出力用巻線33の出
力電圧振幅をＥ（θ）とし、基本波の振幅をE1,関数誤
差成分中の３次高調波の振幅をE3、５次高調波の振幅を
E5、その他の関数誤差成分をｅ（θ）とした場合、Ｅ′
（θ）を求めると Ｅ′（θ）＝E1・SIN（12θ）＋E3・SIN（12×３θ） ＋E5・SIN（12×５θ）＋ｅ（θ） ……（２） となる。
第２図のレゾルバは、第１図のレゾルバのロータ１が
ロータ軸に対し０度,27度,55度,82度ずれた４組の第１
図と同等の関数誤差特性を有するレゾルバの合成として
考えられることから、第２図のレゾルバをCOS用巻線31
のみ励磁した場合のロータ回転角θに対する出力用巻線
33の出力電圧振幅Ｅ（θ）を求めると、 Ｅ（θ） ≒Ｅ′（θ＋０）＋Ｅ′（θ＋27） ＋Ｅ′（θ＋55）＋Ｅ′（θ＋82） ≒E1・SIN（12×（θ＋０）） ＋E3・SIN（12×３（θ＋０）） ＋E5・SIN（12×５（θ＋０））＋ｅ（θ＋０） ＋E1・SIN（12×（θ＋27）） ＋E3・SIN（12×３（θ＋27）） ＋E5・SIN（12×５（θ＋27））＋ｅ（θ＋27） ＋E1・SIN（12×（θ＋55）） ＋E3・SIN（12×３（θ＋55）） ＋E5・SIN（12×５（θ＋55））＋ｅ（θ＋55） ＋E1・SIN（12×（θ＋82）） ＋E3・SIN（12×３（θ＋82）） ＋E5・SIN（12×５（θ＋82））＋ｅ（θ＋82） ≒E1・SIN（12θ）＋E3・SIN（36θ） ＋E5・SIN（60θ） ＋ｅ（θ）＋E1・SIN（12θ−36゜） ＋E3・SIN（36θ−108゜）＋E5・SIN（60θ＋180゜） ＋ｅ（θ＋27゜）＋E1・SIN（12θ−60゜） ＋E3・SIN（36θ＋108゜） ＋E5・SIN（60θ＋60゜） ＋ｅ（θ＋55゜）＋E1・SIN（12θ−96゜） ＋E3・SIN（36θ−108゜＋180） ＋E5・SIN（60θ＋60゜＋180゜）＋ｅ（θ＋82゜） ≒3.29×E1・SIN（12θ＋48゜） ＋ｅ（θ）＋ｅ（θ＋27゜）＋ｅ（θ＋55゜） ＋ｅ（θ＋82゜） ………（３） となる。この（３）式より第２図のレゾルバの関数誤差
には３次高調波成分及び５次高調波成分が無いことが理
解できる。これは、第２図のレゾルバのSIN用巻線32の
み励磁した場合も（３）式のθを（θ＋90゜/4）に置き
換えるだけで、COS用巻線31と同様に関数誤差中の３次
高調波成分及び５次高調波成分が無いことが理解でき
る。したがって、第１図のレゾルバと同等の特性を持つ
第４図の従来のリラクタンス型レゾルバを、そのロータ
突起部の配置角を第２図のように変更するだけで関数誤
差の主成分を減少させ、高精度なレゾルバを得たことに
なる。
ロータ軸に対し０度,27度,55度,82度ずれた４組の第１
図と同等の関数誤差特性を有するレゾルバの合成として
考えられることから、第２図のレゾルバをCOS用巻線31
のみ励磁した場合のロータ回転角θに対する出力用巻線
33の出力電圧振幅Ｅ（θ）を求めると、 Ｅ（θ） ≒Ｅ′（θ＋０）＋Ｅ′（θ＋27） ＋Ｅ′（θ＋55）＋Ｅ′（θ＋82） ≒E1・SIN（12×（θ＋０）） ＋E3・SIN（12×３（θ＋０）） ＋E5・SIN（12×５（θ＋０））＋ｅ（θ＋０） ＋E1・SIN（12×（θ＋27）） ＋E3・SIN（12×３（θ＋27）） ＋E5・SIN（12×５（θ＋27））＋ｅ（θ＋27） ＋E1・SIN（12×（θ＋55）） ＋E3・SIN（12×３（θ＋55）） ＋E5・SIN（12×５（θ＋55））＋ｅ（θ＋55） ＋E1・SIN（12×（θ＋82）） ＋E3・SIN（12×３（θ＋82）） ＋E5・SIN（12×５（θ＋82））＋ｅ（θ＋82） ≒E1・SIN（12θ）＋E3・SIN（36θ） ＋E5・SIN（60θ） ＋ｅ（θ）＋E1・SIN（12θ−36゜） ＋E3・SIN（36θ−108゜）＋E5・SIN（60θ＋180゜） ＋ｅ（θ＋27゜）＋E1・SIN（12θ−60゜） ＋E3・SIN（36θ＋108゜） ＋E5・SIN（60θ＋60゜） ＋ｅ（θ＋55゜）＋E1・SIN（12θ−96゜） ＋E3・SIN（36θ−108゜＋180） ＋E5・SIN（60θ＋60゜＋180゜）＋ｅ（θ＋82゜） ≒3.29×E1・SIN（12θ＋48゜） ＋ｅ（θ）＋ｅ（θ＋27゜）＋ｅ（θ＋55゜） ＋ｅ（θ＋82゜） ………（３） となる。この（３）式より第２図のレゾルバの関数誤差
には３次高調波成分及び５次高調波成分が無いことが理
解できる。これは、第２図のレゾルバのSIN用巻線32の
み励磁した場合も（３）式のθを（θ＋90゜/4）に置き
換えるだけで、COS用巻線31と同様に関数誤差中の３次
高調波成分及び５次高調波成分が無いことが理解でき
る。したがって、第１図のレゾルバと同等の特性を持つ
第４図の従来のリラクタンス型レゾルバを、そのロータ
突起部の配置角を第２図のように変更するだけで関数誤
差の主成分を減少させ、高精度なレゾルバを得たことに
なる。
また、第３図（Ａ），（Ｂ）は本発明を立体磁路構造
の10Xのリラクタンス型レゾルバ（ｍ＝10,n＝2,G＝2,L
＝10,J＝５）で実施した例を示している。同図で、１は
ロータ、２はステータでどちらも磁性材料から出来てお
り、31はCOS用巻線で、32はSIN用巻線でどちらか一方を
それぞれCOSωt,SINωｔで励磁すると、第３図（Ｂ）の
矢印34のようにステータ２の中心部を通る磁束の振幅
が、ロータ２の回転に従ってステータ突起部15〜22及び
ロータ突起部３〜12のエアギャップの変化に対応して正
弦波状に変化するようになっている。そして、COS用巻
線31及びSIN用巻線32をそれぞれCOSωｔ及びSINωｔで
両方共に励磁したとき、ステータ２の中心を通る磁束を
出力用巻線33で検出するリラクタンス型レゾルバであ
る。第３図（Ａ）でロータ突起部3,5,7,9,11と、ロータ
突起部4,6,8,10,12との各組の５つの突起部は、360/5＝
72度の間隔をおいてロータ１の外周に配置されており、
さらにこのレゾルバはＧ＝2,J＝５であることから、ロ
ータ１はロータ突起部3,5,7,9,11の５個のロータ突起部
から成るロータと、ロータ突起部4,6,8,10,12の５個の
ロータ突起部とから成る２組の同一特性を有するロータ
として独立に考えることができる。また、ロータ突起部
３のロータ１への配置角を０度とした場合、ロータ突起
部４は｛36−18/7゜（36゜−180゜／（10×７））｝の
角度で配置されている。ここで、ロータ突起部3,5,7,9,
11から成るロータでCOS用巻線32のみを励磁した場合、
ロータ回転角θに対に対する出力用巻線33の出力電圧振
幅をＥ′（θ）とし、基本波の振幅をE1、関数誤差成分
中の３次高調波の振幅をE3、５次高調波の振幅をE5、７
次高調波の振幅をE7、その他の関数誤差成分をｅ（θ）
とした場合のＥ′（θ）を求めると、 Ｅ′（θ）＝E1・SIN（10θ）＋E3・SIN（10×３θ） ＋E5・SIN（10×５θ）＋E7・SIN（10×７θ）＋ｅ
（θ） ………（４） となり、（４）式よりロータ突起部3,5,7,9,11から成る
ロータと、このロータに対し（36−18/7）度ずれたロー
タ突起部4,6,8,10,12からなるロータを合成した特性を
持つ第３図のレゾルバを、COS用巻線31のみ励磁した場
合のロータ回転角θに対する出力用巻線33の出力電圧振
幅Ｅ（θ）を求めると、 Ｅ（θ）≒Ｅ′（θ）＋Ｅ′（θ＋36゜−18゜/7） ≒1.94×E1・SIN（10θ−1.29゜） ＋1.56×E3・SIN（30θ−38.6゜） ＋0.868×SIN（50θ−64.3゜） ＋ｅ（θ）＋ｅ（θ＋33.4゜） ………（５） となり、この（５）式から分るように、（４）式のレゾ
ルバよりも関数誤差成分中の第３次高調波と第５次高調
波は基本波に対しそれぞれ約20％，約65％減少し、しか
も第７次高調波成分は無くなることが理解できる。
の10Xのリラクタンス型レゾルバ（ｍ＝10,n＝2,G＝2,L
＝10,J＝５）で実施した例を示している。同図で、１は
ロータ、２はステータでどちらも磁性材料から出来てお
り、31はCOS用巻線で、32はSIN用巻線でどちらか一方を
それぞれCOSωt,SINωｔで励磁すると、第３図（Ｂ）の
矢印34のようにステータ２の中心部を通る磁束の振幅
が、ロータ２の回転に従ってステータ突起部15〜22及び
ロータ突起部３〜12のエアギャップの変化に対応して正
弦波状に変化するようになっている。そして、COS用巻
線31及びSIN用巻線32をそれぞれCOSωｔ及びSINωｔで
両方共に励磁したとき、ステータ２の中心を通る磁束を
出力用巻線33で検出するリラクタンス型レゾルバであ
る。第３図（Ａ）でロータ突起部3,5,7,9,11と、ロータ
突起部4,6,8,10,12との各組の５つの突起部は、360/5＝
72度の間隔をおいてロータ１の外周に配置されており、
さらにこのレゾルバはＧ＝2,J＝５であることから、ロ
ータ１はロータ突起部3,5,7,9,11の５個のロータ突起部
から成るロータと、ロータ突起部4,6,8,10,12の５個の
ロータ突起部とから成る２組の同一特性を有するロータ
として独立に考えることができる。また、ロータ突起部
３のロータ１への配置角を０度とした場合、ロータ突起
部４は｛36−18/7゜（36゜−180゜／（10×７））｝の
角度で配置されている。ここで、ロータ突起部3,5,7,9,
11から成るロータでCOS用巻線32のみを励磁した場合、
ロータ回転角θに対に対する出力用巻線33の出力電圧振
幅をＥ′（θ）とし、基本波の振幅をE1、関数誤差成分
中の３次高調波の振幅をE3、５次高調波の振幅をE5、７
次高調波の振幅をE7、その他の関数誤差成分をｅ（θ）
とした場合のＥ′（θ）を求めると、 Ｅ′（θ）＝E1・SIN（10θ）＋E3・SIN（10×３θ） ＋E5・SIN（10×５θ）＋E7・SIN（10×７θ）＋ｅ
（θ） ………（４） となり、（４）式よりロータ突起部3,5,7,9,11から成る
ロータと、このロータに対し（36−18/7）度ずれたロー
タ突起部4,6,8,10,12からなるロータを合成した特性を
持つ第３図のレゾルバを、COS用巻線31のみ励磁した場
合のロータ回転角θに対する出力用巻線33の出力電圧振
幅Ｅ（θ）を求めると、 Ｅ（θ）≒Ｅ′（θ）＋Ｅ′（θ＋36゜−18゜/7） ≒1.94×E1・SIN（10θ−1.29゜） ＋1.56×E3・SIN（30θ−38.6゜） ＋0.868×SIN（50θ−64.3゜） ＋ｅ（θ）＋ｅ（θ＋33.4゜） ………（５） となり、この（５）式から分るように、（４）式のレゾ
ルバよりも関数誤差成分中の第３次高調波と第５次高調
波は基本波に対しそれぞれ約20％，約65％減少し、しか
も第７次高調波成分は無くなることが理解できる。
以上のように、３次高調波の振幅E3と５次高調波の振
幅E5を相殺するようにθｋを180/（3L）や180/（5L）等
に特定しなくとも、基本波に対してE3,E5を減少でき
る。この点について、Ｇが２の倍数でG/2個のロータ突
起部（ロータ突起全体でm/2個）が残りのG/2個のロータ
突起部に対して｛360（Ｋ−１）/m＋θ２｝ずれた場合
を例にして説明する。まず、一方のG/2個のロータ突起
部の基本波とＸ次高調波成分の関係を式で表現すると、 Ｅ′（θ）＝E1・SIN（Ｌ・θ）＋Ex・SIN（Ｌ・Ｘ・
θ） ＋ｅ（θ） ……（６） （E1:基本波の振幅、Ex:X次高調波の振幅、ｅ（θ）：
その他の高調波成分） （６）式をもとに、他方のG/2個のロータ突起部も含
めた全体の特性を求めると、 Ｅ（θ）＝Ｅ′（θ）＋Ｅ′（θ＋θ２） ＝E1・SIN（Ｌ・θ）＋Ex・SIN（Ｌ・Ｘ・θ）
＋ｅ（θ） ＋E1・SIN（Ｌ（θ＋θ２）） ＋Ex・SIN（Ｌ・Ｘ（θ＋θ２））＋ｅ（θ＋θ２） …
…（７） （７）式から基本波成分のみを抽出すると、 E1・SIN（Ｌ・θ）＋E1・SIN（Ｌ（θ＋θ２）） ＝E1・2COS（Ｌ・θ2/2）・SIN（Ｌ（θ＋θ2/2）） …
…（８） （８）式から基本波の振幅はE1・2COS（Ｌ・θ2/2）と
なる。また、（７）式からＸ次高調波成分のみを抽出す
ると、 Ex・SIN（Ｌ・Ｘ・θ）＋Ex・SIN（Ｌ・Ｘ（θ＋
θ２）） ＝Ex・2COS（Ｌ・Ｘ・θ2/2）・SIN（Ｌ・Ｘ（θ＋θ2/
2）） ……（９） （９）式からＸ次高調波の振幅はEx・2COS（Ｌ・Ｘ・θ
2/2）となる。従って、Ｘ次高調波の基本波に対する割
合は次の式となる。
幅E5を相殺するようにθｋを180/（3L）や180/（5L）等
に特定しなくとも、基本波に対してE3,E5を減少でき
る。この点について、Ｇが２の倍数でG/2個のロータ突
起部（ロータ突起全体でm/2個）が残りのG/2個のロータ
突起部に対して｛360（Ｋ−１）/m＋θ２｝ずれた場合
を例にして説明する。まず、一方のG/2個のロータ突起
部の基本波とＸ次高調波成分の関係を式で表現すると、 Ｅ′（θ）＝E1・SIN（Ｌ・θ）＋Ex・SIN（Ｌ・Ｘ・
θ） ＋ｅ（θ） ……（６） （E1:基本波の振幅、Ex:X次高調波の振幅、ｅ（θ）：
その他の高調波成分） （６）式をもとに、他方のG/2個のロータ突起部も含
めた全体の特性を求めると、 Ｅ（θ）＝Ｅ′（θ）＋Ｅ′（θ＋θ２） ＝E1・SIN（Ｌ・θ）＋Ex・SIN（Ｌ・Ｘ・θ）
＋ｅ（θ） ＋E1・SIN（Ｌ（θ＋θ２）） ＋Ex・SIN（Ｌ・Ｘ（θ＋θ２））＋ｅ（θ＋θ２） …
…（７） （７）式から基本波成分のみを抽出すると、 E1・SIN（Ｌ・θ）＋E1・SIN（Ｌ（θ＋θ２）） ＝E1・2COS（Ｌ・θ2/2）・SIN（Ｌ（θ＋θ2/2）） …
…（８） （８）式から基本波の振幅はE1・2COS（Ｌ・θ2/2）と
なる。また、（７）式からＸ次高調波成分のみを抽出す
ると、 Ex・SIN（Ｌ・Ｘ・θ）＋Ex・SIN（Ｌ・Ｘ（θ＋
θ２）） ＝Ex・2COS（Ｌ・Ｘ・θ2/2）・SIN（Ｌ・Ｘ（θ＋θ2/
2）） ……（９） （９）式からＸ次高調波の振幅はEx・2COS（Ｌ・Ｘ・θ
2/2）となる。従って、Ｘ次高調波の基本波に対する割
合は次の式となる。
｜(Ex・2COS(Ｌ・Ｘ・θ2/2))/(E1・2COS(Ｌ・θ2/2))｜ ＝(Ex/E１)・|COS(Ｌ・Ｘ・θ2/2)/COS(Ｌ・θ2/2)｜ …
…（10） （10）式においてθ２＝０の従来レゾルバのＸ次高調
波の基本波に対する割合Ex/E1の値を１としてグラフに
表すと図６のグラフになる。
…（10） （10）式においてθ２＝０の従来レゾルバのＸ次高調
波の基本波に対する割合Ex/E1の値を１としてグラフに
表すと図６のグラフになる。
同グラフを見て理解できるように、θ２を０以外の−
180/Lより大きく180/Lより小さい値にとれば、従来レゾ
ルバ（θ２＝０）よりも高調波の次数によって減少（割
合が１より小さい箇所）またはキャンセルできる値が広
範囲に存在している。
180/Lより大きく180/Lより小さい値にとれば、従来レゾ
ルバ（θ２＝０）よりも高調波の次数によって減少（割
合が１より小さい箇所）またはキャンセルできる値が広
範囲に存在している。
また、Ｇが３の倍数でG/3のロータ突起部と他の２つ
のG/3のロータ突起部がそれぞれ｛360（Ｋ−１）/m＋θ
２｝と｛360（Ｋ−１）/m＋θ３｝で、θ３＝２・θ２
ずれた場合を例にし、（６）式をもとにＸ次高調波の基
本波に対する割合を求めると次の式のようになる。
のG/3のロータ突起部がそれぞれ｛360（Ｋ−１）/m＋θ
２｝と｛360（Ｋ−１）/m＋θ３｝で、θ３＝２・θ２
ずれた場合を例にし、（６）式をもとにＸ次高調波の基
本波に対する割合を求めると次の式のようになる。
（Ex/E1）・｜（１ ＋2COS（Ｌ・Ｘ・θ２））／（１＋2COS（Ｌ・θ２））
｜ ……（11） （11）式を図６と同様に従来レゾルバのＸ次高調波の
基本波に対する割合を１としてグラフに表すと図７のグ
ラフになる。同グラフを見てわかるように、θ２、θ３
を０以外の値とすれば、従来レゾルバ（θ２、θ３＝
０）よりも高調波の次数によって減少またはキャンセル
できる値が広範囲に存在している。このことは、Ｇを２
の倍数に限定しなくても本発明の効果が得られることを
意味し、重要なことはＧを２以上とし少なくともθ２が
−180/L＜θｋ＜＋180/Lの範囲内で、θｋ≠０であるロ
ータにすることである。
｜ ……（11） （11）式を図６と同様に従来レゾルバのＸ次高調波の
基本波に対する割合を１としてグラフに表すと図７のグ
ラフになる。同グラフを見てわかるように、θ２、θ３
を０以外の値とすれば、従来レゾルバ（θ２、θ３＝
０）よりも高調波の次数によって減少またはキャンセル
できる値が広範囲に存在している。このことは、Ｇを２
の倍数に限定しなくても本発明の効果が得られることを
意味し、重要なことはＧを２以上とし少なくともθ２が
−180/L＜θｋ＜＋180/Lの範囲内で、θｋ≠０であるロ
ータにすることである。
本発明を利用して簡単にレゾルバの関数誤差を改善さ
せたい場合は、Ｇが２や３の倍数とし図６や図７のグラ
フにより、使用上問題となる所定の高調波を減少または
キャンセルするθｋを選ぶことができる。また、Ｇがそ
の他の数の場合でも（６）式をもとにしてＸ次高調波の
基本波に対する割合の式を導き、その式からグラフ等を
作成しθｋを求めることによって、希望の特性のレゾル
バに改良することができる。
せたい場合は、Ｇが２や３の倍数とし図６や図７のグラ
フにより、使用上問題となる所定の高調波を減少または
キャンセルするθｋを選ぶことができる。また、Ｇがそ
の他の数の場合でも（６）式をもとにしてＸ次高調波の
基本波に対する割合の式を導き、その式からグラフ等を
作成しθｋを求めることによって、希望の特性のレゾル
バに改良することができる。
（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ロータ突起形状やステ
ータ突起形状を工夫することなしに、ロータ突起部のロ
ータ外周への配置角を変えるという簡単な手法で関数誤
差の主成分を減少させ、高精度なリラクタンス型レゾル
バを得ることができる。
ータ突起形状を工夫することなしに、ロータ突起部のロ
ータ外周への配置角を変えるという簡単な手法で関数誤
差の主成分を減少させ、高精度なリラクタンス型レゾル
バを得ることができる。
第１図は本発明を説明するためのリラクタンス型レゾル
バの構造図、第２図は本発明のリラクタンス型レゾルバ
の一実施例を示す構造図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）は本
発明の立体磁路構造のリラクタンス型レゾルバの一実施
例を示す構造図、第４図は軸倍角12の従来のリタクラン
ス型レゾルバ、第５図は第４図のリラクタンス型レゾル
バの特性図、第６図及び第７図は従来レゾルバのＸ次高
調波の基本波に対する割合を示す図である。 １……ロータ、２……ステータ、３〜14……ロータ突起
部、15〜30……ステータ突起部、31……COS用巻線、32
……SIN用巻線、33……出力用巻線。
バの構造図、第２図は本発明のリラクタンス型レゾルバ
の一実施例を示す構造図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）は本
発明の立体磁路構造のリラクタンス型レゾルバの一実施
例を示す構造図、第４図は軸倍角12の従来のリタクラン
ス型レゾルバ、第５図は第４図のリラクタンス型レゾル
バの特性図、第６図及び第７図は従来レゾルバのＸ次高
調波の基本波に対する割合を示す図である。 １……ロータ、２……ステータ、３〜14……ロータ突起
部、15〜30……ステータ突起部、31……COS用巻線、32
……SIN用巻線、33……出力用巻線。
Claims (7)
- 【請求項１】ｍ個の突起部をロータに配置し、4n個の突
起部をステータ円周上に配置したリラクタンス型レゾル
バにおいて、m,nの最大公約数をG,最小公倍数をL,J＝m/
Gとしたとき、Ｇ≧２でかつｍ個のロータ突起部中の１
つを基準位置とした場合、前記基準位置から所定方向回
りに連続して並ぶＧ個の突起部それぞれに対して（Ｇ−
１）個とびに並ぶＪ個の突起部を（360/J）度の間隔で
配置し、かつ前記基準位置から前記所定方向回りに並ぶ
Ｇ個の突起部の位置関係を、前記基準位置を０度として
前記基準位置からｋ番目を｛360（ｋ−１）/m＋θｋ｝
度（ただし、ｋは１≦ｋ≦G,θｋはｋ＝１でθｋ＝0,k
≧１で−180/L＜θｋ＜180/Lの任意の実数）とし、角度
θｋが少なくとも一つ以上０度以外になるよう配置する
ことによってレゾルバ関数誤差の高調波成分を消去もし
くは減少させるようにしたことを特徴とするリラクタン
ス型レゾルバ。 - 【請求項２】出力用巻線をステータ中心部に配置すると
共に、前記ステータ突起部にはSIN用,COS用，−SIN用，
−COS用巻線を巻装し、ロータ軸中に磁路を通す立体磁
路構造とした請求項１に記載のリラクタンス型レゾル
バ。 - 【請求項３】前記ステータ突起部にSIN用,COS用，−SIN
用，−COS用巻線を巻装し、前記ステータ突起部の全て
に直列に接続された出力用巻線を巻装する平面磁路構造
とした請求項１に記載のリラクタンス型レゾルバ。 - 【請求項４】前記ステータ突起部にSIN用,COS用，−SIN
用，−COS用巻線を一つとびに順に巻装し、残りの突起
部全てに直列に接続された出力用巻線を巻装する平面磁
路構造とした請求項１に記載のリラクタンス型レゾル
バ。 - 【請求項５】Ｇが２の倍数で、前記｛360（ｋ−１）/m
＋θｋ｝式中でＧ個有るθｋ（１≦ｋ≦Ｇ）のうちG/2
個が、残りのG/2個に対して180/3L＝60/L度ずれて一対
一に対応するロータ形状を有し、前記レゾルバ関数誤差
中の３次高調波成分を減少させるようにした請求項１に
記載のリラクタンス型レゾルバ。 - 【請求項６】Ｇが２の倍数で、前記｛360（ｋ−１）/m
＋θｋ｝式中でＧ個有るθｋ（１≦ｋ≦Ｇ）のうちG/2
個が、残りのG/2個に対して180/3（5L）度ずれて一対一
に対応するロータ形状を有し、前記レゾルバ関数誤差中
の５次高調波成分を減少させるようにした請求項１に記
載のリラクタンス型レゾルバ。 - 【請求項７】Ｇが２の倍数で、前記｛360（ｋ−１）/m
＋θｋ｝式中でＧ個有るθｋ（１≦ｋ≦Ｇ）のうちG/2
個が、残りのG/2個に対して180/3（7L）度ずれて一対一
に対応するロータ形状を有し、前記レゾルバ関数誤差中
の７次高調波成分を減少させるようにした請求項１に記
載のリラクタンス型レゾルバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6780488A JPH0817562B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | リラクタンス型レゾルバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6780488A JPH0817562B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | リラクタンス型レゾルバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01243839A JPH01243839A (ja) | 1989-09-28 |
| JPH0817562B2 true JPH0817562B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=13355506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6780488A Expired - Fee Related JPH0817562B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | リラクタンス型レゾルバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817562B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007004621A1 (de) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Hiwin Mikrosystem Corp. | Motorpositionssensor |
| JP5764373B2 (ja) * | 2011-04-15 | 2015-08-19 | 株式会社一宮電機 | バリアブルリラクタンス型レゾルバ |
| JP5892196B2 (ja) * | 2014-01-27 | 2016-03-23 | 日本精工株式会社 | レゾルバ装置、モータ及びアクチュエータ |
| TWI633758B (zh) * | 2017-06-23 | 2018-08-21 | 大銀微系統股份有限公司 | Angular position sensing device |
| CN109425373A (zh) * | 2017-09-04 | 2019-03-05 | 大银微系统股份有限公司 | 角位置感测装置 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6780488A patent/JPH0817562B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01243839A (ja) | 1989-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0009102B1 (en) | A multipolar resolver | |
| US3961318A (en) | Electrostatic position-measuring transducer | |
| US4631510A (en) | Harmonically graded airgap reluctance-type rotating electric resolver | |
| US3281655A (en) | Inductive multi-speed resolver | |
| US4962331A (en) | Rotatable control signal generator | |
| JPH06213614A (ja) | 位置検出装置 | |
| US7005771B2 (en) | Variable reluctance resolver | |
| JPH05122916A (ja) | 可変リラクタンス形レゾルバ | |
| JPH0817562B2 (ja) | リラクタンス型レゾルバ | |
| JPH01218344A (ja) | レゾルバ | |
| JPH0131126B2 (ja) | ||
| JP3309025B2 (ja) | リラクタンス型レゾルバ | |
| JPH01140018A (ja) | 位置・速度検出装置 | |
| JP2556383B2 (ja) | 磁気レゾルバ | |
| JP2554472B2 (ja) | 回転位置検出器 | |
| JPS62185120A (ja) | レゾルバ | |
| JP2001272204A (ja) | ねじれ量測定装置 | |
| JP2613059B2 (ja) | 磁気センサ | |
| JPH0356818A (ja) | 回転角度検出装置 | |
| JP7527603B2 (ja) | 角度検出器 | |
| JPH0346515A (ja) | 磁気レゾルバ | |
| JPH0421067Y2 (ja) | ||
| JPH01282419A (ja) | 位置・速度検出装置 | |
| JPS61122504A (ja) | 回転位置検出装置 | |
| JPH07104178B2 (ja) | 回転角度検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |