JPH11118521A - Vr形レゾルバ及びレゾルバ信号処理回路 - Google Patents

Vr形レゾルバ及びレゾルバ信号処理回路

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JPH11118521A
JPH11118521A JP27903997A JP27903997A JPH11118521A JP H11118521 A JPH11118521 A JP H11118521A JP 27903997 A JP27903997 A JP 27903997A JP 27903997 A JP27903997 A JP 27903997A JP H11118521 A JPH11118521 A JP H11118521A
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JP
Japan
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output
resolver
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winding
angle
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JP27903997A
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English (en)
Inventor
Kanji Kitazawa
完治 北沢
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Tamagawa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Tamagawa Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】2相励磁巻線及び2相出力巻線を用いて2相出
力の各出力相が有する誤差を消除させ、高精度な角度及
び速度検出を行うようにしたVR形レゾルバ及びレゾル
バ信号処理回路を提供する。 【解決手段】VR形レゾルバ及びレゾルバ信号処理回路
は、励磁巻線1及び出力巻線2を2相とし、出力巻線2か
らの出力電圧V2S,V2Cを励磁側の交流電圧の一部V1Sと共
に第1、第2位相差検出部10,11に入力し、得られた各
検出信号θSCを加算部21で加算して2で割ることに
より誤差分を消除したレゾルバ角度出力θs+cを得る構
成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、VR(周知のバリ
アブルリラクタンスの略)形レゾルバ及びレゾルバ信号
処理回路に関し、特に、2相励磁巻線及び2相出力巻線
を用いて2相出力の各出力相が有する誤差を消除させ、
高精度な角度及び速度検出を行うための新規な改良に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種のVR形レ
ゾルバとしては、特開平6−213614号公報に示さ
れるように、図7及び図8で示す構成が採用されてい
た。すなわち、図7において符号1で示されるものは図
示しないステータに設けられた1相の励磁巻線であり、
このステータには2相の出力巻線2が設けられている。
このステータの内側には周知のギャップパーミアンスが
正弦波状に変化する形状のコアのみのロータ3が設けら
れ、出力巻線2の各出力コイル2a,2bから位相が異
なるレゾルバ角度出力4が出力されている。また、図8
の構成は、図7と逆構成であり、励磁巻線1が2相で、
出力巻線2が1相よりなり、1相のレゾルバ角度出力4
が出力される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のVR形レゾルバ
は、以上のように構成されていたため、次のような課題
が存在していた。すなわち、従来構成においては単相励
磁又は単相出力であるため、励磁側又は出力側における
巻線のステータへの入れ方のアンバランス、ロータ外周
寸法公差、ステータ及びロータの偏心の影響等がそのま
ま角度誤差となり、他の巻線形ブラシレスレゾルバ又は
エンコーダに比較して1桁から2桁以上の精度低下とな
っていた。
【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、2相励磁巻線及び2相出力
巻線を用いて2相出力の各出力相が有する誤差を消除さ
せ、高精度な角度及び速度検出を行うようにしたVR形
レゾルバ及びレゾルバ信号処理回路を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるVR形レゾ
ルバは、ステータに設けられた励磁巻線と出力巻線を有
し、前記ステータの内側又は外側にギャップパーミアン
スがNサイクルの正弦波状に変化する形状のコアのみか
らなるロータを回転自在に設け、前記出力巻線からレゾ
ルバ角度出力を得るようにしたVR形レゾルバにおい
て、前記励磁巻線は電気的に90°位相がずれて構成さ
れた第1、第2励磁コイルよりなり、前記出力巻線は電
気的に90°位相がずれて構成された第1、第2出力コ
イルよりなる構成である。
【0006】さらに詳細には、前記第1、第2出力コイ
ルからの第1、第2出力電圧及び前記励磁巻線に入力さ
れる2相交流電圧の中の一方を入力するための第1、第
2位相差検出部と、前記各位相差検出部からの第1、第
2角度データを加算する加算部とを有し、前記加算部か
ら前記レゾルバ角度出力を得る構成である。
【0007】本発明によるレゾルバ信号処理回路は、ス
テータに設けられた励磁巻線と出力巻線を有し、前記ス
テータの内側又は外側に設けられたロータを回転させる
ことにより前記出力巻線から得られた出力電圧を処理し
てレゾルバ角度出力を得るようにしたレゾルバ信号処理
回路において、前記励磁巻線及び出力巻線を2相とし、
前記励磁巻線に入力する2相交流電圧の一部及び前記出
力巻線から得られた各出力電圧を入力するための第1、
第2位相差検出部と、前記各位相差検出部から得られた
検出信号を加算するための加算部とを備え、前記加算部
からの加算角度データを2で割って前記レゾルバ角度出
力を得る構成である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるV
R形レゾルバの好適な実施の形態について説明する。な
お、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用
いて説明する。図1において、符号1で示されるものは
図3〜図6で示すステータ100に設けられた2相の励
磁巻線であり、互いに電気的に90°位相が異なる第
1、第2励磁コイル1a,1bから構成されている。こ
の各励磁コイル1a,1bには励磁信号sinωt及び
cosωtが入力され、このステータ100には出力巻
線2が設けられている。
【0009】前記出力巻線2は、互いに電気的に位相が
90°異なる第1、第2出力コイル2a,2bよりな
り、各出力コイル2a,2bからは2相出力のレゾルバ
角度出力4を得ることができる。
【0010】前記各出力コイル2a,2bは、第1、第
2位相差検出部10,11に入力され、各位相差検出部
10,11には前記励磁巻線1に接続された2相交流電
源20からの2相励磁信号V1S,V1Cの一部が各位相差
検出部10,11に入力されている。前記各位相差検出
部10,11からの検出信号θS,θCは加算器21に入
力されて加算されている。従って、励磁巻線1、ロータ
3及び出力巻線2とにより2相励磁/2相出力タイプV
R形レゾルバ30を構成し、各位相差検出部10,11
と加算部21によりレゾルバ信号処理回路31を構成し
ている。なお、前記ロータ3は、ステータ100とのギ
ャップパーミアンスがNサイクルの正弦波状に変化する
形状のコアのみで形成され、ステータ100の内側又は
外側に設けられている。また、このロータ3はVR型で
ないコイルを有するブラシレスタイプでも可である。
【0011】次に、動作について述べる。まず、2相交
流電源20からの90°位相のずれた振幅の同一な2相
交流電圧V1S,V1Cを励磁巻線1の各励磁コイル1a,
1bに印加する。この時、ロータ3の回転に応じて出力
巻線2の各出力コイル2a,2bからは回転角度に比例
して互いに位相がずれた出力電圧V2S,V2Cが各位相差
検出部10,11に入力され、各位相差検出部10,1
1では、各出力電圧V2S,V2Cと前記2相交流電圧
1S,V1Cの一方の交流電圧V1Sとの位相差からなる検
出信号θs,θcが出力されて加算器21にて加算され
る。前記加算器21にて加算されて出力された加算角度
データ22をCPU(図示せず)等の演算手段にて2で
割ることにより前記各検出信号θs,θcの中間値を得
ることができ、誤差を消除したレゾルバ角度出力θS+C
が得られる。
【0012】前記レゾルバ信号処理回路31の概略動作
については、前述の通りであるが、前述の誤差の消除動
作について次に詳述する。図2において、2つの励磁コ
イル1a,1bにそれぞれ2相交流電圧V1S=K1 SI
NωtとV1C=K1 COSωtの互いに位相がπ/2異
なり振幅が同じ交流電圧を印加する。この時、VR形レ
ゾルバの出力巻線2には励磁電圧位相に対してロータが
回転した角度に比例する角度の位相が変化した出力電圧
2S,V2Cが発生する。前記出力電圧V2Sは、V2S=K
2 SIN{ωt+N・θ+εS(θ)}となり、この出
力電圧V2Sは周知のように回転角度に比例して位相が変
化するN・θの項とVR形レゾルバの角度誤差ε
S(θ)=εS・SIN(2Nθ)なる成分が存在する。
このVR形レゾルバの誤差εS(θ)は2相の励磁巻線
1と出力巻線2との磁気的結合のアンバランスから生じ
る問題がほとんどであり、電気角で2サイクルの正弦波
状の誤差カーブとなる。従来はこのN・θの項の位相を
励磁電圧の位相と比較してVR形レゾルバの角度を検出
していたが、その中にはεS(θ)の角度誤差を含んで
おり、高精度化が求められていた。
【0013】本発明では、2相の出力巻線2を用いてい
るため、各出力電圧V2S,V2Cは互いに位相がπ/2ず
れている。その出力電圧V2S,V2CのうちのCOS相の
出力電圧V2Cは V2C=K2 SIN{ωt+N(θ+π/2)+ε
c(θ)} となる。ここでCOS相の角度誤差εc(θ)はSIN
相の角度誤差εc(θ)に対して電気的にπ/2角度が
ずれているため εc(θ)=εS・SIN{2Nθ+Nπ/2} =εS・SIN{2N(θ+π)} と表される。
【0014】ここで図5に示すレゾルバ信号処理回路3
1でVR形レゾルバの2相の出力電圧V2S,V2Cの位相
変化を角度データとしての検出信号θS,θCに変換した
後、前述のように加算器21で加算して1/2を掛けれ
ば(又は加算のみであれば2倍速の角度データが得られ
る)、次式に示す角度データが得られる。
【0015】
【数1】
【0016】この合成された角度データであるレゾルバ
角度出力θS+Cは、前記検出信号θS=N・θ+ε
S(θ)に対して電気角的にπ/4オフセットしている
が(又は、前記検出信号θC=N・θ+εc(θ)に対し
て電気角的に−π/4オフセットしている)、それ以外
は同じ角度データが得られ、しかも角度誤差εS(θ)
の項が消除されて高精度のレゾルバ角度出力θS+Cが得
られる。なお、この誤差を消除する方法は、前述のVR
形レゾルバのみではなく、前述の一般のブラシレス型レ
ゾルバにも応用できることは述べるまでもないことであ
る。
【0017】
【発明の効果】本発明によるVR形レゾルバ及びレゾル
バ信号処理回路は、以上のように構成されているため、
次のような効果を得ることができる。すなわち、励磁側
が2相、出力側が2相で構成されているため、巻線の入
れ方のアンバランス、ロータ外周寸法公差、ステータ及
びロータの偏心の影響が少なくなり、従来構成よりも精
度の向上が得られる。また、2相出力巻線から得られた
各出力電圧を各位相差検出部を介して加算器で加算して
1/2をかけているため、誤差分の消除を行うことがで
き、従来よりも大幅な精度向上を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるVR形レゾルバを示す構成図であ
る。
【図2】図1を詳細に示すブロック図である。
【図3】図1のVR形レゾルバを示す断面図である。
【図4】図3の側面図である。
【図5】図3の他例を示す断面図である。
【図6】図5の側面図である。
【図7】従来構成を示す構成図である。
【図8】従来構成を示す構成図である。
【符号の説明】
1 励磁巻線 1a,1b 第1、第2励磁コイル 2 出力巻線 2a,2b 第1、第2出力コイル 3 ロータ 10,11 第1、第2位相差検出部 21 加算部 θS+C レゾルバ角度出力 V2S,V2C 第1、第2出力電圧 V1S,V1C 2相交流電圧 θS,θC 第1、第2検出信号 θS+C レゾルバ角度出力 100 ステータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステータ(100)に設けられた励磁巻線(1)
    と出力巻線(2)を有し、前記ステータ(100)の内側又は外
    側にギャップパーミアンスがNサイクルの正弦波状に変
    化する形状のコアのみからなるロータ(3)を回転自在に
    設け、前記出力巻線(2)からレゾルバ角度出力(θs+c)を
    得るようにしたVR形レゾルバにおいて、前記励磁巻線
    (1)は電気的に90°位相がずれて構成された第1、第
    2励磁コイル(1a,1b)よりなり、前記出力巻線(2)は電気
    的に90°位相がずれて構成された第1、第2出力コイ
    ル(2a,2b)よりなることを特徴とするVR形レゾルバ。
  2. 【請求項2】 前記第1、第2出力コイル(2a,2b)から
    の第1、第2出力電圧(V2S,V2C)及び前記励磁巻線(2)に
    入力される2相交流電圧(V1S,V1C)の中の一方を入力す
    るための第1、第2位相差検出部(10,11)と、前記各位
    相差検出部(10,11)からの第1、第2検出信号(θSC)
    を加算する加算部(21)とを有し、前記加算部(21)から前
    記レゾルバ角度出力(θs+c)を得ることを特徴とする請
    求項1記載のVR形レゾルバ
  3. 【請求項3】 ステータ(100)に設けられた励磁巻線(1)
    と出力巻線(2)を有し、前記ステータ(100)の内側又は外
    側に設けられたロータ(3)を回転させることにより前記
    出力巻線(2)から得られた出力電圧(V2S,V2C)を処理して
    レゾルバ角度出力(θs+c)を得るようにしたレゾルバ信
    号処理回路において、前記励磁巻線(1)及び出力巻線(2)
    を2相とし、前記励磁巻線(1)に入力する2相交流電圧
    (V1S,V1C)の一部及び前記出力巻線(2)から得られた各出
    力電圧(V2S,V2C)を入力するための第1、第2位相差検
    出部(10,11)と、前記各位相差検出部(10,11)から得られ
    た検出信号(θs,θc)を加算するための加算部(21)とを
    備え、前記加算部(21)からの加算角度データ(θs+θc)
    を2で割って前記レゾルバ角度出力(θs+c)を得ること
    を特徴とするレゾルバ信号処理回路。
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