JPS596139Y2 - 回転数検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回転電機の回転数を検出する回転数検出装置に
関し、回転電機のコンミュテー夕を直接回転対象として
、これに対抗して置かれ、交流電流で励磁される固定検
出コイルとの組合せにより回転電機の回転数を検出する
ものであり、回転数検出装置を極めて構造簡単にせんと
するものである。

一従来の回転数検出装置として
は、第１図イに示すように回転スリット円板１、発光源
２及び受光素子３を組み合せたもの、第１図口に示すよ
うに回転円板４に取付けられたマグネット５とホール素
子６を組み合せたもの、第１図八に示すように回転円板
４に取付けられたマグネット５と可飽和磁心コイル７を
組み合せたもの等がある。

ところがいずれもスリット８あるいはマグネット５を配
置した専用の回転円板を必要とし、スペースを要する欠
点がある。

また１回転に複数個の回転信号を得るときには、複数個
のスリット或いはマグネットをピッチ精度良く配列する
必要があり、また回転円板の振れ、回転軸に対する偏心
を押える必要がある等の製造組立上煩瑣な問題がある。

本考案はかかる点に鑑み考案されたものにして、本考案
の一具体例を第２図及び第３図に基いて説明する。

Ｒは回転電機の回転子にしてコンミュテータＳを備えて
いる。

該コンミュテー夕は導電材料（たとえば銀合金，銅合金
）からなる導体部分としてのセグメント部分Ｓ０〜Ｓ５
と非導体部分Ｕ１〜Ｕ５から構或される。

Ｂｌ，Ｂ２はコンミュテータＳと接触通電を行う刷子で
ある。

Ｍは回転検出を行う磁気ヘッドにして回転電機の軸方向
に刷子Ｂ１と適当距離を持ってコンミュテータＳの周面
に適当な空隙Ｇを介して置かれている。

該磁気ヘッドの検出コイルＬを１次側、コンミュテータ
Ｓを２次側とする交換器が構威される。

検出コイルＬに高周波電流を印加すると電磁誘導により
、磁気ヘッドと対抗したセグメント部分Ｓ１に渦電流Ｅ
が発生する。

このときの磁気ヘッドのインピーダンスは等価的に渦電
流の効果を含めたものになる。

第３図イは磁気ヘッドＭとセグメント部分Ｓ１が対抗す
る状態を示し、回転電機が矢印方向に回転して第３図口
に示す如く磁気ヘッドＭが非導体部分Ｕ１に対抗すると
、該非導体部分での渦電流の発生がないから、磁気ヘッ
ドのインピーダンスは渦電流の効果を考慮しない値にな
る。

回転電機が回転するに従い磁気ヘッドＭがセグメント部
分Ｓ１〜Ｓ５と非導体部分Ｕ１〜Ｕ５とに交互に対抗す
ることになり、磁気ヘッドのインピーダンスが変化する
。

変化のサイクル数は回転電機の回転数及びセグメント数
に比例するので、このインピーダンスの変化により信号
電圧を得て回転数の検出を行うことができる。

第４図は本考案の他の具体例を示し、同図イはドラム形
のフエライトコアＭ′をコンミュテータＳの周面に空隙
Ｇを介して設けた場合を示し、同図口は磁気ヘッドＭを
、コンミュテータＳの端面に空隙Ｇを介して配置した場
合、同図ハはドラム形フエライトコアＭ′をコンミュテ
ータＳの端面に空隙Ｇを介して対抗した場合を示し、こ
れらの場合の作用はいずれも第２図及び第３図に示した
ものと同様で゛ある。

而して第５図は検出コイルＬを有する磁気ヘッドＭ或い
はフエライトコアＭ′とコンミュテータＳからなる回転
数検出系の変換器の等価回路を示す。

同図においてＬは検出コイルＬ１のインダクタンス、Ｒ
１は該検出コイルの抵抗、Ｌ２及びＲ２はセグメント部
分の実効インダクタンス及び実効抵抗であり、Ｍは相互
インダクタンスである。

第５図の一次側即ち端子ａ，ｌ）から見たインピーダン
スは渦電流の効果により、抵抗はω２Ｍ２Ｒ２／（Ｒ２
２十ω２ Ｌ ２ ２）だけ増加し、インダクタンスは
ω２Ｍ２ Ｌ２／（Ｒ２２＋ω２＋ Ｌ ２２）だけ減
少する。

ここにω＝２πｆであり、ｆは励振周波数である。

第６図は信号電圧を得るための回路構或例を示す。

検出コイルＬと並列にコンテ゛ンサＣを接続すると共に
その並列回路に抵抗ｒを接続し、ほぼ並列共振状態にな
るようにωＬ１及びＣを選定する。

この場合交流電源電圧Ｅと検出コイルＬの電圧Ｖの比は
、 ここで共振条件ωＬｌ １ 一を考慮すると、 （Ｊ）Ｑ またωＬ １ ＞ Ｒ ｌであるから、 となり、磁気ヘッドＭ或いはフエライトコアＭ′とセグ
メント部分Ｓ１〜Ｓ５が対抗する位置では渦電流の効果
により抵抗分が増加し、インダクタンス分が減少するた
めにＥ／Ｖが増加、即ちＶ／Ｅが減少する。

従って第７図に示す如き信号電圧Ｖが得られる。

これを適当に増幅して波形整形を行うことにより、Ｐな
る信号が得られる。

この信号の周期Ｔ及びサイクル数ｆは で示される。

ここにＮは回転電機の回転数（ｒｐｍ）、Ｓはセグメン
ト数である。

以上の如く本考案は交流電源にて励磁される検出コイル
を回転電機のコンミュテー夕に対抗配置し、該検出コイ
ルのインピーダンスがコンミュテータの導体部分に発生
する渦電流により変化することを利用して回転数の検出
を行うものであり、回転電機のコンミュテータを直接回
転体とするので、構造は極めて簡単であり、組立てに際
しても特別の注意を必要としない。

またコンミュテー夕は導体部分の配列ピッチ、円筒状又
は平面状の摺接面の偏心，振れ等が整流性能を良好にす
るために通常品において精度良く製作されているから、
回転数検出信号の精度も良好になる。

さらに回転電機に特別な回転数検出用の回転円板を付け
加えることなく回転数を検出することができるため、低
慣性回転電機の製作上有利になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略説明図、第２図は本考案による
装置の一具体例を示す回転電機の要部斜視図、第３図イ
，口は説明用のコンミュテータの端面図、第４図は本考
案による装置の他の具体例を示し、イはフエライトコア
を用いたときのコンミュテー夕の端面図、口及びハは検
出コイルをコンミュテータの端面に対抗したコンミュテ
ータの平面図、第５図は変換器の等価回路図、第６図は
信号電圧を得るための回路図、第７図は信号電圧波形図
である。 Ｓ１〜Ｓ５・・・・・・導電体部分、Ｕ１〜Ｕ５・・・
・・・非導体部分、Ｓ・・・・・・コンミュテー夕、Ｌ
・・・・・・検出コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 導体部分と非導体部分を交互に有する回転電機のコンミ
   ュテー夕に、交流電流にて励磁される検出コイルを空隙
   を介して対抗配置して、該検出コイルを１次側、コンミ
   ュテー夕を２次側とする変換器を構威し、２次側の渦電
   流の有無による１次側からみた等価インピータンスの変
   化により回転電機の回転数を検出したことを特徴とする
   回転数検出装置。