JPS59148812A - 検出側におけるレゾルバの位相誤差補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば固定子に励磁巻線と検出巻線とを共
に巻装し回転子は磁性体のみからなる誘導子形レゾルバ
に発生する位相誤差を、その位相検出側において誤差補
償する方法に関する。

誘導子形レゾルバはブラシレスで、コア、　巻８゜絶縁
物のみより成る単純なマシンで、信頼性が高く、モータ
の使えるところならどんな悪環境でも使用できる、位置
、速度のセンサである。

メカトロニクスのアクチュエータに必要なセンサとして
、これより優れたものはない。その反面、精度を高くす
る°のが構造的〈困難であるという欠点がある。従って
外部回路で各種の誤差を補償する必要がある。

ここにおいて本発明は、レゾルバの位相誤差を位相検出
の出力側で補償演算を行ない位相誤差が消去された出力
を得る位相誤差補償方法を提供することを、その目的と
する。

では、検出側補償方法の原理について述べる。

電気的に位相差ワθ０のコ相の励磁巻線Ｗ（Ｘ巻線とＷ
β巻線ならびに検出巻線Ｗθが巻装されているとし、Ｗ
　巻線への励磁電圧＠　　０ＣＣＯ５ωｔ、ｗβα　　
　　　　　　　　　　　　　　　α巻線への励磁電圧ｅ
βＣＸｍ　ｓｉｎωｔ（ただし、励磁角周波数ω＝コπ
ｆでｆは励磁周波数、ｔは時間である）とすれば、検出
電圧ｅθは、 ＠θｃｏｃｏｓ　（ωｔ　−（０＋９’　（θ））ここ
に、θはレゾルバの位相、ψ（θ）はその位相誤差であ
る。

ｋを比例定数とするとき、ψ（θ）（θ　なのでｋ　ｅ
　θ？ｃｏｓ　（ωを一θ）＋ψ（θ）　ｓｉｎ　（ω
を一θ）・・・・・曲（１）と表わせる。

ゆえに、 ｒ、ｏｓ（ωｔ−θ）””１ｋｅｅ−ψ（θ）　ｓｉｎ
　（ωｔ−０）・・四・・・（２）より −ψ（ωｔ＋７）・ｓｌｎ　（ωを一θ）が補償電圧で
ある。

この補償がうまく行ったとすればゼロクロス附近でｃｏ
ｓ（ωｔ−θ）が得られる。その代り、５ｉｎ（ωｔ−
θ）を知る必要がある。

そこで先ず検出巻線がコ相（たとえばｗＯａ巻線。

Ｗ、β巻線とする）あると考える。

＠１　、　ｏｃ　３１１　［（ｃｌｔ　−（θ＋ψ（θ
）〕ｋ　＠　ｏ　””’ｉ　Ｓｕｎ　（ωｔ−θ）−ψ
（θ）ｃｏｓ（ωｔ−θ）・・・・・曲（３）ゆえに ｓｉｎ　（ωｔ−θ）−に弓＋ψ（θ）ｃｏｓ（ωを一
〇）曲面・（４）ここでは＋ψ（ωｔ）・ｃｏｓ（ωｔ
−θ）が補償電圧である。

ここで（２）　、　（４）式をペアで考えると、お互い
に補償後の電圧を利用しあうことＫよって厳密な補償が
可能になる。

すなわち、ψ（θ）＝δ１ｃｏｓ　（ｉθ＋φｉ）、　
　ψ（ωｔ）＝δ、　ｃｏｓ　（ｉωを十φｉ）として
（２）　、　（４）式のψ（θ）をψ（ωｔ）とおいた
式に夫々（１）　、　（３）式を代入するとｃｏｓ（ω
ｔ−θ）嬢ｓ（ωｔ−θ）＋；（ψ（θ）−ψ（ωｔ　
＋　−））ｓｉｎ　（ωを一θ）・・・・・・・・・・
・・・・・（５）ｓｉｎ（ωを一θ）＝ｓｉｎ（ωｔ−
θ）−（ψ（θ）−ψ（ωｔ）　）ＣＯ３（ＧＪｔ−θ
）・・・・・・・・・・・・・・・（６）が得られる。

ωｔ＝θ−−のゼロクロスの時点で（５）式の右辺は、 ｃｏｓ（θ−−−〇）＋δ、（ｃｏｓ（ｉθ＋φ、）−
ｃｏｓ（ｉ（θ−−十−）＋φｔ））ｓｉｎ（θ−％−
〇）＝。

であるから誤差はない。

ωを一θ　のゼロクロスの時点で（６）式の右辺は、ｓ
ｉｎ　（θ−θ）−δ、（ｃｏｓ（ｉθ十φ、）−ｃｏ
ｓ（ｌθ＋φｉ））舎ｃｏｓ　（θ−θ）二〇 でこちらの誤差もない。

可変移相器（ｖａｒｉａｂｌｅ　ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆ
ｔｅｒ）はｅｘｐ　（ｊφ）で表わされるが、 φ（／　であれば ｅｘｐ（ｊφ）＝／＋ｊφ　　　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・（７）＝′／Ｃ／−ｊφ）　　　・・
・・・・・・・・・・・・・（８）これらを回路で実現
するには、下叫の一つの方法がある。

第１図（−）は（７）式を具現した本発明第１の原理図
、第１図（ｂ）は（８）式を表示した本発明第２の原理
図である。

ｌは位相誤差未補償のレゾルバ出力、コは加算器、３は
補償されたレゾルバ出力、ダは未補償出力にφを乗算す
る乗算器、５はｊをかける係数器である。

これを実回路で表わしたのが、第一図の本発明の一実施
例の構成を示すブロック図である。

〃はレゾルバ１．２／は励磁電圧ｓｉｎωを供給端、Ｑ
２は励磁電圧可ωを供給端、コ、７．．２４（は加算器
、ユタ。

コロは乗算器１．２７は補償された出力５ｉｎ（ωを一
θ）の出力端１．２ｆｆは補償された出力ｃｏｓ（ωを
一θ）の出力端、コツは補償ψ（ωｔ）の入力端である
。点線枠内の論は可変移相器を形成する。

励磁電圧供給端、２／、　、２．２からそれぞれｓｉｎ
ωｔ、ｃｏｓωｔがβ線Ｗβ、α巻線Ｗ。に与えられ、
レゾルツク〃の回転子の回転により、つまり励磁回転電
気角ωｔから、検出巻線Ｗ、β　からは位相誤差ψ（θ
）を含んだ出力ｓｉｎ　（ωｔ−θ−ψ（θ））が出力
され、検出巻線”Ｏａ　　からは出力ｃｏｓ（ωを一θ
−ψ（θ）、）が出力する。

ここで位相誤差ψ（θ）は予め測定して知ることができ
るので、位相誤差ψ（θ）に相等する励磁回転電気角ψ
（ωｔ）、つまり位相誤差に同期した信号を入力端コ９
から加える。

加算器２３の出力とψ（ωｔ）を乗算器おで乗算した値
を検出巻線ＷＯａ　の出力ｃｏｓ（ωｔ−θ−ψ（θ）
）から引き算するとともに、加算器２’ｌの出力とψ（
ωｔ）を乗算器ムで乗算した値を検出巻線Ｗ、β　の出
力ｓｉｎ　（ωを一θ−ψ（θ））　に足し算する。

このようにして、出力端コク、　２ｇからは位相誤差ψ
（θ）が補償された出力５ｉｎ（ωｔ−θ）、ｃｏｓ（
ωを一θ）が出力される。

第３図は、本発明の他の実施例の構成を示すブロック図
である。

この他の実施例は検出巻線Ｗ、がｌ相しかない場合の簡
易補償回路である。

３／は加算器、３２は位相補償された出力端、３３は加
算器３／の出力を積分−’ｄｔ　シかつωを乗算する演
算器、３ダは乗算器である。

この回路は位相誤差ψ（θ）に相当するψ（ω１＋−）
を乗算器３りへ入力させる。

つまり、この回路はｃｏｓ（ωｔ−θ）を積分して５ｉ
ｎ（ωｔ−θ）をつくり、検出巻線ｗｑがないので、こ
れを補っているものである。補償位相として　ψ（ω１
＋、　）を用いているので、すべてのｌについて、ωｔ
＝θ−４の時のゼロクロス位相誤差なゼロにすることが
できる。

しかして、第２図の一実施例は第１図（ｂ）の原理図か
ら構成しているが、第１図体）Ｋ基づいても表示できる
。第３図の他の実施例についても同様である。

かくして本発明によれば、次のような効果が認められる
。

■・このレゾルバの位相誤差補償方法は、励磁側で位相
誤差を補償する手段〔本発明者が別途考究して出願（出
願臼・昭５ｇ・コ・ｔ）した特願昭ｓｒ−号〕でとり残
した誤差を検出側で除去すると云うように補助的に、ま
た選択的に特定の高調波誤差を除去するなどに利用でき
る。

＠リニヤレゾルバは端効果のためアンバランスになるの
で、各種の位相誤差が生ずる。これをレゾルバ本体の構
造を工、夫して除去するのは、非常に難かしい。このよ
うな時、この電気的補償法は非常に有効である。

Ｏレゾルバの構造が簡単なもので良いからコストダウン
になる。ステッピングモータのコアを利用してバアーニ
ャレゾルバをつくることができる。位相誤差は外部回路
で補償するのでレゾルバ本体に設計を変えなくても良い
。

○応用的には、誘導機のベクトル制御に用いる空隙磁束
センサの出力に、スロット脈動が含まれるため、これを
除去する必要があるが、このような場合は、さぎの励磁
側補償ができない。

空隙磁束の位置を知ることが必要なので、振幅はそれ程
重要でない。そこで、磁束信号を搬送波で変調し、その
後にこの位相誤差補償をかけて脈動分を除くことが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第７図（ａ）　１　（ｂ）は本発明の原理的構成図、第
一図は本発明の一実施例の構成を表わすブロック図、第
３図は本発明の他の実施例のブロック図である。 ｌ・・・位相誤差補償のレゾルバ出力、２．２３゜、２
４ｔ、　、３／・・・加算器１．？、２）、’”馬３コ
・・・位相誤差が補償されたレゾルバ出力（出力端）、
４１．　Ｂ、　２Ａ。 ３ケ・・・乗算器、Ｓ・・・係数器、Ｊ・・・レゾルバ
、：ｌ／、２コ・・・励磁電圧入力端１．２９・・・補
償電圧入力端、３θ・・・可変移相器、３３・・・演算
器。 出願人代理人　　猪　股　　　　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　レゾルバを位相変調機として使用するさいに、この
   レゾルバの検出側に可変移相器を縦続して設けるととも
   に、 レゾルバの位相誤差が ψ（θ）＝わｃｏｓ　（１θ＋φＸ） ｉ と表わされるとき ψ（ωｔ）＝；δｃｏｓ　（ｌωｔ＋φｌ）１ または　ψ（ωｔ＋−） ２ま ただし、 θはレゾルバ回転子の電気角、 ψ（θ）は位相誤差、 １は高調波次数、 δ１は１次高調波振幅、　　　　　。 φ１　は１次高調波の位相角、 ωは励磁角周波数、 ｔは時間である として示されるこのレゾルバの発生する位相誤差に同期
   した信号で、前記可変移相器の位相を制御することを特
   徴とする検出側におけるレゾルバの位相誤差補償方法。