JP2012005327A - Resolver - Google Patents
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Abstract
【課題】
コスト低減が可能なレゾルバを提供すること。
【解決手段】
ロータ2と磁極部を備えたステータ10とを備え、ロータ2の回転と共に磁極部のギャップパーミアンスが正弦波状に周期変化するようロータ2の形状が定められるレゾルバ1において、所定位置に配置される第1の磁極部11と、該第1の磁極部11に対してギャップパーミアンスの周期変化における90度の位相変化に対応する位置に配置される第2の磁極部12と、同じく180度の位相変化に対応する位置に配置される第3の磁極部13で構成される。磁極部を励磁する励磁コイル20は、第1の磁極部と第3の磁極部とに同方向で同一巻数に巻回され、第2の磁極部には第1の磁極部の励磁コイル20の巻回に対して逆方向で同一巻数に巻回される。出力コイル30は第1の磁極部と第2の磁極部と第3の磁極部とに同方向で同一巻数で巻回される。
【選択図】 図1【Task】
To provide a resolver capable of reducing costs.
[Solution]
A resolver 1 that includes a rotor 2 and a stator 10 that includes a magnetic pole portion, and is arranged at a predetermined position in a resolver 1 in which the shape of the rotor 2 is determined so that the gap permeance of the magnetic pole portion changes in a sine wave shape as the rotor 2 rotates 1 magnetic pole part 11 and the 2nd magnetic pole part 12 arrange | positioned with respect to this 1st magnetic pole part 11 in the position corresponding to the phase change of 90 degree | times in the period change of gap permeance, and a phase change of 180 degree | times similarly It is comprised by the 3rd magnetic pole part 13 arrange | positioned in the position corresponding to. The exciting coil 20 for exciting the magnetic pole part is wound around the first magnetic pole part and the third magnetic pole part in the same direction with the same number of turns, and the second magnetic pole part has the exciting coil 20 of the first magnetic pole part. It is wound in the same number of turns in the opposite direction to the winding. The output coil 30 is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part, and the third magnetic pole part with the same number of turns in the same direction.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、モータの回転軸の回転位置検出等に用いられるレゾルバに関するものである。 The present invention relates to a resolver used for detecting a rotational position of a rotating shaft of a motor.
従来のレゾルバとして、機械角で360°/n(nは2以上の整数)の角度範囲(電気角における360°)内に4×k個(但しkは1以上の整数)の磁極部を備えており、各磁極部には、複数の磁極部をそれぞれ交互に異なる極性に励磁する励磁巻線(励磁コイル)と、各磁極部のうち一つ置きの磁極部には交互に巻線方向が異なるように巻線導体が巻回されて形成された複数の検出用巻線部が直列に接続されて構成された第1の検出用巻線と、残りの一つ置きの磁極部には交互に巻線方向が異なるように巻線導体が巻回されて形成された複数の検出用巻線部が直列に接続されて構成された第2の検出用巻線とが巻装(巻回)されたnXリラクタンスレゾルバが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional resolver, 4 × k magnetic pole portions (where k is an integer equal to or greater than 1) are provided in an angular range of 360 ° / n (n is an integer equal to or greater than 2) in mechanical angle (360 ° in electrical angle). Each magnetic pole part has an exciting winding (excitation coil) for exciting a plurality of magnetic pole parts alternately in different polarities, and every other magnetic pole part has a winding direction alternately. A plurality of detection winding portions formed by winding the winding conductors so as to be different from each other are alternately connected to the first detection winding portion configured in series and the remaining magnetic pole portions. Winding (winding) a second detection winding formed by connecting a plurality of detection winding sections formed by winding a winding conductor so that the winding directions are different from each other in series An nX reluctance resolver is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
また、特許文献2には従来のレゾルバ(角度検出器)として、4つの磁極を用いた、上述と同様の構成について説明がされている(例えば、特許文献2の図3を参照)。
特許文献1および特許文献2では、ひとつの磁極部の検出用巻線(出力コイル)からの出力は搬送波(励磁コイルに励磁される励磁電圧)を振幅変調したものであるがその振幅はゼロになることはない。つまり出力コイルからの出力Vは以下の式となる。
In Patent Document 1 and
V=(K+a・sinθ)・sinωt
θは電気角換算されたロータ回転角(θ=n×機械角)、ωは励磁周波数、tは時間、Kは搬送波を振幅変調したその振幅の中央値を示す変圧比、aはロータの回転に伴うVのKからの変化量である。
V = (K + a · sinθ) · sinωt
θ is an electrical angle converted rotor angle (θ = n × mechanical angle), ω is an excitation frequency, t is time, K is a transformation ratio indicating the median value of the amplitude of the carrier wave, and a is the rotation of the rotor. V is the amount of change from K.
ここで電気角で180度位相がずれている1個おきの出力コイルを逆巻きに接続し、振幅のオフセット:Kをゼロにしている。すなわち、各磁極部(電気角で90度ずつ位相がずれている)を並び順にm=1,2,3・・・と番号を付け、磁極部mにおける出力をVCmであらわすと、VC1とVC3は、
VC1=(K+a・cosθ)・sinωt
VC3=(K+a・cos(θ+π))・(−sinωt)= −(K−a・cosθ)・sinωt
と表される。
Here, every other output coil that is 180 degrees out of phase in electrical angle is connected in reverse, and the amplitude offset: K is set to zero. That is, if each magnetic pole part (phase is shifted by 90 degrees in electrical angle) is numbered in order and m = 1, 2, 3... And the output at the magnetic pole part m is expressed as V Cm , VC 1 And VC3 are
V C1 = (K + a · cosθ) · sinωt
V C3 = (K + a · cos (θ + π)) · (−sinωt) = − (K−a · cosθ) · sinωt
It is expressed.
ここで、磁極部m=3に巻回された出力コイルは磁極部m=1の出力コイルと逆巻きであることから、磁極部m=1とm=3に巻装された2つの出力コイルを直列接続したときの2個の検出用巻線の両端からの出力V1は、以下の様にKが相殺されて、出力V1の包絡線がsinθで変化する信号とできる。 Here, since the output coil wound around the magnetic pole part m = 3 is reversely wound with the output coil of the magnetic pole part m = 1, two output coils wound around the magnetic pole part m = 1 and m = 3 are provided. The output V1 from both ends of the two detection windings when connected in series can be a signal in which K is canceled as follows and the envelope of the output V1 changes with sin θ.
V1=VC1+VC3=2a・sinθ・sinωt
角度信号を得るためにはさらにcosθで振幅変化する出力が必要であるため、上述のm=1、3の磁極部に巻装された出力コイルそれぞれに対して電気角が90度ずれた磁極部(m=2,4)に巻装された出力コイルが必要となる。すなわち、上記と同様にして、
VC2=(K+a・cos(θ+π/2))・sinωt=(K−a・sinθ)・sinωt
VC4=(K+a・cos(θ+3・π/2))・(−sinωt)=−(K+a・sinθ)・sinωt
V2=VC2+VC4=−2a・cosθ・sinωt
が得られる。従って、sinθ、cosθが得られ、θを演算することができ、ロータ回転角(機械角)を求めることができる。
V1 = V C1 + V C3 = 2a · sinθ · sinωt
In order to obtain an angle signal, an output whose amplitude changes with cos θ is further required. An output coil wound around (m = 2, 4) is required. That is, as above,
V C2 = (K + a · cos (θ + π / 2)) · sinωt = (K−a · sinθ) · sinωt
V C4 = (K + a · cos (θ + 3 · π / 2)) · (−sinωt) = − (K + a · sinθ) · sinωt
V2 = V C2 + V C4 = −2a · cos θ · sin ωt
Is obtained. Accordingly, sin θ and cos θ are obtained, θ can be calculated, and the rotor rotation angle (mechanical angle) can be obtained.
このように、機械角に対する電気角の動きが1倍の場合(1X)上記のように最低4つの磁極、励磁コイル、出力コイルが必要となる。n倍の場合(nX)は、4n個の磁極、励磁コイル、出力コイルが必要となっていた。 Thus, when the movement of the electrical angle with respect to the mechanical angle is 1 (1X), at least four magnetic poles, excitation coils, and output coils are required as described above. In the case of n times (nX), 4n magnetic poles, excitation coils, and output coils are required.
本発明は、コスト低減可能なレゾルバを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the resolver which can reduce cost.
上記課題を解決する第1の課題解決手段は、回転軸を中心にして回転するロータと、該ロータの周囲に配置されて複数の磁極部を有するステータとを備え、前記磁極部には前記磁極部を励磁する励磁コイルと出力コイルとが巻回され、前記ロータの回転と共に前記磁極部のギャップパーミアンスが正弦波状に周期変化するように前記ロータの形状が定められているレゾルバにおいて、複数の磁極部は、少なくとも、所定位置に配置される第1の磁極部と、該第1の磁極部に対して前記ギャップパーミアンスの周期変化における90度の位相変化に対応する位置に配置される第2の磁極部と、前記第1の磁極部に対して前記ギャップパーミアンスの周期変化における180度の位相変化に対応する位置に配置される第3の磁極部とであり、前記励磁コイルは、前記第1の磁極部と前記第3の磁極部とに同方向で巻回されると共に、前記第2の磁極部には前記第1の磁極部の励磁コイルの巻回に対して逆方向で巻回され、前記出力コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同方向で巻回されている点である。 A first problem-solving means that solves the above-described problem includes a rotor that rotates about a rotation axis, and a stator that is disposed around the rotor and has a plurality of magnetic pole portions, and the magnetic pole portion includes the magnetic pole portion. In a resolver in which an excitation coil and an output coil for exciting a part are wound, and the shape of the rotor is determined such that the gap permeance of the magnetic pole part periodically changes in a sine wave shape as the rotor rotates. The first magnetic pole portion arranged at a predetermined position, and a second magnetic pole portion arranged at a position corresponding to a phase change of 90 degrees in the period change of the gap permeance with respect to the first magnetic pole portion. A magnetic pole part, and a third magnetic pole part disposed at a position corresponding to a phase change of 180 degrees in a period change of the gap permeance with respect to the first magnetic pole part, The magnetic coil is wound around the first magnetic pole part and the third magnetic pole part in the same direction, and the second magnetic pole part is wound around the excitation coil of the first magnetic pole part. The output coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part and the third magnetic pole part in the same direction.
上記課題を解決する第2の課題解決手段は、前記励磁コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同一巻数もしくは略同一巻数で巻回され、前記出力コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同一巻数もしくは略同一巻数で巻回されている点である。 The second problem-solving means for solving the above-described problem is that the exciting coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part, and the third magnetic pole part with the same number of turns or substantially the same number of turns. The output coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part, and the third magnetic pole part with the same or substantially the same number of turns.
上記課題を解決する第3の課題解決手段は、前記第1の磁極部に巻回された出力コイルと前記第2の磁極部に巻回された出力コイルとが直列接続されると共に、該直列接続された前記第1の磁極部に巻回された出力コイルと前記第2の磁極部に巻回された出力コイルとの両端の信号を検出するように構成される点である。 A third problem-solving means for solving the above-mentioned problem is that an output coil wound around the first magnetic pole part and an output coil wound around the second magnetic pole part are connected in series, and the series The configuration is such that signals at both ends of the output coil wound around the connected first magnetic pole part and the output coil wound around the second magnetic pole part are detected.
上記課題を解決する第4の課題解決手段は、前記第2の磁極部に巻回された出力コイルと前記第3の磁極部に巻回された出力コイルとが直列接続されると共に、該直列接続された前記第2の磁極部に巻回された出力コイルと前記第3の磁極部に巻回された出力コイルとの両端の信号を検出するように構成される点である。 According to a fourth means for solving the above problem, an output coil wound around the second magnetic pole part and an output coil wound around the third magnetic pole part are connected in series, and the series The configuration is such that signals at both ends of the output coil wound around the connected second magnetic pole part and the output coil wound around the third magnetic pole part are detected.
上記課題を解決する第5の課題解決手段は、前記第1の磁極部に巻回される励磁コイルと前記第2の磁極部に巻回される励磁コイルと前記第3の磁極部に巻回される励磁コイルとが直列に接続されている点である。 A fifth problem-solving means for solving the above-described problem is that an exciting coil wound around the first magnetic pole part, an exciting coil wound around the second magnetic pole part, and a winding wound around the third magnetic pole part. The exciting coil to be operated is connected in series.
上記課題を解決する第6の課題解決手段は、回転軸を中心にして回転するロータと、該ロータの周囲に配置されて複数の磁極部を有するステータとを備え、前記磁極部には前記磁極部を励磁する励磁コイルと出力コイルとが巻回され、前記ロータの回転と共に前記磁極部のギャップパーミアンスが正弦波状に周期変化するように前記ロータの形状が定められているレゾルバにおいて、前記複数の磁極部は、少なくとも、所定位置に配置される第1の磁極部と、該第1の磁極部に対して前記ギャップパーミアンスの周期変化における90度の位相変化に対応する位置に配置される第2の磁極部と、前記第1の磁極部に対して前記ギャップパーミアンスの周期変化における180度の位相変化に対応する位置に配置される第3の磁極部とであり、前記励磁コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同方向で巻回され、前記出力コイルは、前記第1の磁極部と前記第3の磁極部とに同一巻数で巻回されると共に、前記第2の磁極部には前記第1の磁極部の励磁コイルの巻回に対して逆方向に巻回されている点である。 A sixth problem-solving means for solving the above-described problem includes a rotor that rotates about a rotation axis, and a stator that is disposed around the rotor and has a plurality of magnetic pole portions, and the magnetic pole portion includes the magnetic pole portion. In a resolver in which an excitation coil and an output coil for exciting a portion are wound, and the shape of the rotor is determined so that the gap permeance of the magnetic pole portion periodically changes in a sine wave shape as the rotor rotates. The magnetic pole part is at least a first magnetic pole part arranged at a predetermined position, and a second magnetic pole part arranged at a position corresponding to a phase change of 90 degrees in the period change of the gap permeance with respect to the first magnetic pole part. And a third magnetic pole portion disposed at a position corresponding to a phase change of 180 degrees in the period change of the gap permeance with respect to the first magnetic pole portion, The excitation coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part, and the third magnetic pole part in the same direction, and the output coil includes the first magnetic pole part and the third magnetic pole part. It is wound around the magnetic pole part with the same number of turns, and the second magnetic pole part is wound in the opposite direction to the winding of the exciting coil of the first magnetic pole part.
上記課題を解決する第7の課題解決手段は、前記励磁コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同一巻数もしくは略同一巻数で巻回され、前記出力コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同一巻数もしくは略同一巻数で巻回されている点である。 A seventh problem solving means for solving the above problem is that the exciting coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part and the third magnetic pole part with the same number of turns or substantially the same number of turns. The output coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part, and the third magnetic pole part with the same or substantially the same number of turns.
第1〜3、6,7の課題解決手段によれば、従来の磁極部、励磁コイル、出力コイルのうち少なくとも1つにおいて必要最低数を4個から3個に減らすことができる。また、機械角で360°/n、すなわちn倍の場合(軸倍角nX)は、4n個必要であった磁極部、励磁コイル、出力コイルのうち少なくとも1つにおいて、その数を3n個に減らすことができる。励磁コイル、出力コイルのうち少なくともいずれか一つの巻回も不要となるため、コイル巻回のためのタクトタイムも短縮できる。 According to the first to third, sixth, and seventh problem solving means, it is possible to reduce the necessary minimum number from four to three in at least one of the conventional magnetic pole portion, exciting coil, and output coil. Further, when the mechanical angle is 360 ° / n, that is, n times (axial multiplication angle nX), the number is reduced to 3n in at least one of the magnetic pole part, the excitation coil, and the output coil, which required 4n. be able to. Since at least one of the exciting coil and the output coil is not required to be wound, the tact time for winding the coil can be shortened.
第4、第5の課題解決手段によれば、所望する信号を直接的に検出できるため、さらにコスト低減可能なレゾルバとすることができる。 According to the fourth and fifth problem solving means, since a desired signal can be directly detected, a resolver capable of further reducing the cost can be obtained.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に本発明の実施形態のレゾルバ1の全体の構成を示す。本実施形態におけるレゾルバ1は、nXバリアブルリラクタンスレゾルバ(VR形レゾルバ)における1X(n=1)の場合である(機械角=電気角)。 FIG. 1 shows the overall configuration of a resolver 1 according to an embodiment of the present invention. The resolver 1 in this embodiment is a case of 1X (n = 1) in an nX variable reluctance resolver (VR type resolver) (mechanical angle = electrical angle).
図1に示すレゾルバ1の中央には後述する磁性体でできたロータ2が回転し、その周囲には同じく磁性体からなるステータ10が配置される。ステータ10には、後述するロータ2の回転中心に向かって突出した3つの磁極部(第1の磁極部11、第2の磁極部12、第3の磁極部13)が設けられている。磁極部のロータ2側の対向面は、ロータ2の回転中心を中心とした円弧となるよう形成されている。
A
詳細は後述するが、各磁極部には励磁コイル20(第1の励磁コイル21、第2の励磁コイル22、第3の励磁コイル23)と出力コイル30(第1の出力コイル31、第2の出力コイル32、第3の出力コイル33)が巻回されている。この際、励磁コイル20と出力コイル30は、例えば絶縁体ボビンを介して各磁極部に巻回される。
Although details will be described later, each magnetic pole portion includes an exciting coil 20 (first
ロータ2は、その回転とともに各磁極部においてギャップパーミアンスの円周方向の位置に対する変化が正弦波状に変化するよう外形寸法が設計される。本実施形態では1Xのため、ロータ2の機械角1回転につき、ギャップパーミアンスの円周方向の位置に対する変化が1周期で変化する。
The outer dimensions of the
3つの磁極部(第1の磁極部11、第2の磁極部12、第3の磁極部13)は、周方向において相互に電気角で90度ずつずらした位置に設けられる。具体的には、図1のように、電気角の角度0度位置に第1の磁極部11、同90度位置に第2の磁極部12、同180度位置に第3の磁極部13が配置される。換言すると、3つの磁極部はロータ2の回転と共に生じるギャップパーミアンスの周期的な変化位相0〜180度において、0度位置から90度おきに配置されている。このような位相関係で3つの磁極部が配置されると共に、第2の磁極部12に隣り合って第1の磁極部11、第3の磁極部13が配置される。
The three magnetic pole portions (the first
励磁コイル20は、各磁極部に対して同一巻数(略同一巻数でもよい)で巻回される。図1に示す第1の励磁コイル21、第2の励磁コイル22、第3の励磁コイル23は、それぞれ第1の磁極部11、第2の磁極部12、第3の磁極部13に巻回される励磁コイル20である。
The exciting coil 20 is wound around each magnetic pole part with the same number of turns (may be substantially the same number of turns). The first
本実施形態における第1の励磁コイル21、第2の励磁コイル22、第3の励磁コイル23の巻回方向と接続、および、第1の出力コイル31、第2の出力コイル32、第3の出力コイル33の巻回方向と接続を図2に示す。
The winding direction and connection of the first
図2に記載のように、第1の励磁コイル21と第2の励磁コイル22と第3の励磁コイル23とは直列に接続される。
As shown in FIG. 2, the first
ここで、第2の励磁コイル22は、第1の励磁コイル21及び第3の励磁コイル23の巻回方向に対して逆向きに巻かれる。これは第2の磁極部12における磁気方向を、第2の磁極部12と隣り合う第1の磁極部11及び第3の磁極部13の磁気方向に対して変えるためである。
Here, the second
出力コイル30は、各磁極部において同一巻数(略同一巻数でもよい)、同方向で巻回される。図1に示す第1の出力コイル31、第2の出力コイル32、第3の出力コイル33は、それぞれ第1の磁極部11、第2の磁極部12、第3の磁極部13に巻回される出力コイル30である。
The output coil 30 is wound in the same direction in the same number of turns (may be substantially the same number of turns) in each magnetic pole part. The
なお、励磁コイル20の巻数と出力コイル30の巻数とは、同一の場合もあるし、異なる場合もある。 Note that the number of turns of the exciting coil 20 and the number of turns of the output coil 30 may be the same or different.
図2に記載のように、本実施形態では第1の出力コイル31と第2の出力コイル32とが直列に接続されており、また第2の出力コイル32と第3の出力コイル33とも直列に接続されている。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
ここで、第1の出力コイル31、第2の出力コイル32、第3の出力コイル33のそれぞれ両端に発生する出力電圧は、ロータ2のギャップパーミアンス変化により励磁周波数の振幅を正弦波形状に変化させたものであるが、磁気抵抗がゼロになることはないために、交流的にオフセットした信号となる。図3に各出力コイル(第1の出力コイル31、第2の出力コイル32、第3の出力コイル33)の両端に発生する出力電圧の波形の一例を示す。
Here, the output voltages generated at both ends of the
次に、ロータ2の回転角度演算について以下説明する。
Next, calculation of the rotation angle of the
励磁コイルに励磁する励磁電圧VINは、以下の数1式で表される。ここで、Eは励磁電圧の電圧振幅値である。
励磁電圧VINによる第1の出力コイル31に発生する電圧VC1は、以下の数2式で表される。ここで、θは電気角換算されたロータ回転角(θ=n×機械角)、ωは励磁周波数、tは時間、Kは搬送波を振幅変調したその振幅の中央値を示す変圧比、aはロータの回転に伴うVのKからの変化量である。
第2の出力コイル32に発生する電圧VC2は、第2の励磁コイル22が逆巻きであることから、以下の数3式で表される。
第3の出力コイル33に発生する電圧VC3は、以下の数4式で表される。
となる。 It becomes.
ここで、図2に記載されるように、第1の出力コイル31と第2の出力コイル32を直列接続したときの両端の電圧をVOUT1として出力する。すなわち、VOUT1は、数2式と数3式の和となり、以下の数5式となる。
同様に、第2の出力コイル32と第3の出力コイル33を直列接続したときの両端の電圧をVOUT2として出力する。すなわち、VOUT2は、数3式と数4式の和となり、以下の数6式となる。
VOUT1とVOUT2は、位相がπ/4ずれる以外は従来のレゾルバの出力信号と同じものであり、ロータ2の回転角度(機械角)の演算が可能となる。すなわち、VOUT1とVOUT2との出力信号から従来と同様にして、(θ+π/4)が求められるので、求められた(θ+π/4)から(π/4)を減じてθを求めることが可能になる。別の観点では、θに常にπ/4が加算されているので、座標原点を(−π/4)した位置に取るようにしてもよい。
V OUT1 and V OUT2 are the same as the output signals of the conventional resolver except that the phase is shifted by π / 4, and the rotation angle (mechanical angle) of the
本実施形態のように構成することで、従来と同様のロータ2の回転角度演算のための信号出力を可能にしつつ、従来の磁極部、励磁コイル、出力コイルの必要最低数である4個から3個に減らすことができる。換言すると、本実施形態では電気角で270°位置に相当する磁極部、励磁コイル、出力コイルを無くすことができる。
By configuring as in the present embodiment, it is possible to output signals for calculating the rotation angle of the
なお、本発明は上記実施形態に限られず種々の変形が可能であり、以下にそれら変形例(別実施形態)を示す。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. Examples of such modifications (different embodiments) will be described below.
(1)上記実施形態では機械角に対し1倍の電気角を生じさせる1Xの場合であったが、n倍の電気角を生じさせるnXの場合(電気角=n×機械角)も同様に、機械角360度をn分割したものを電気角360度と捉え、その中で電気角で0度、90度、180度の位置に3つの磁極部を構成すればよい。 (1) In the above-described embodiment, the case of 1X that generates an electrical angle that is 1 times the mechanical angle is used, but the case of nX that generates an electrical angle that is n times (electrical angle = n × mechanical angle) is also the same. An angle obtained by dividing the mechanical angle of 360 degrees into n is regarded as an electrical angle of 360 degrees, and three magnetic pole portions may be formed at positions of 0 degrees, 90 degrees, and 180 degrees in electrical angle.
すなわち、nXの場合において、i=1,2・・n, z=1,2,3として、機械角で(z/4)(360・i/n)の角度位置に磁極部を配置すればよい。このことからも分かるように、nXの場合における本発明におけるレゾルバでは、必要な磁極部の総数は3×n個となる。 That is, in the case of nX, if i = 1, 2 ·· n, z = 1, 2, 3 and the magnetic pole portion is arranged at an angular position of (z / 4) (360 · i / n) in mechanical angle. Good. As can be seen from this, in the resolver according to the present invention in the case of nX, the total number of necessary magnetic pole portions is 3 × n.
この変形例について説明するために、例えば、機械角に対し電気角が2倍(n=2)である場合のレゾルバ1の構成を図4に示す(ロータは図示せず)。この場合、磁極部の総数は3×2=6個で、その配置は機械角で0度、45度、90度、180度、225度、270度となり、それぞれ図4における磁極部111〜116に対応する。なお、図4における励磁コイル121〜126、出力コイル131〜136は磁極部111〜116に各々巻回されるものである。ここで励磁コイル121〜126の巻回方向は次のようになる。まず、励磁コイル121と励磁コイル123の巻回方向は同方向であり、励磁コイル122の巻回方向は、励磁コイル121と励磁コイル123の巻回方向に対して逆方向となる。同様に、励磁コイル124と励磁コイル126の巻回方向は同方向であり、励磁コイル125の巻回方向は、励磁コイル124と励磁コイル126の巻回方向に対して逆方向となる。
In order to describe this modification, for example, the configuration of the resolver 1 when the electrical angle is twice (n = 2) with respect to the mechanical angle is shown in FIG. 4 (the rotor is not shown). In this case, the total number of magnetic pole portions is 3 × 2 = 6, and the arrangement is 0 degrees, 45 degrees, 90 degrees, 180 degrees, 225 degrees, and 270 degrees in mechanical angles, and the
本変形例では、4n個必要であった磁極部、励磁コイル、出力コイルの数を3n個に減らすことができる。よって、コストの低減が可能となる。また、励磁コイル、出力コイルの巻回も不要となるため、コイル巻回のためのタクトタイムも短縮できる。 In the present modification, the number of magnetic pole portions, excitation coils, and output coils that are required for 4n can be reduced to 3n. Therefore, cost can be reduced. Further, since the winding of the excitation coil and the output coil is not required, the tact time for coil winding can be shortened.
(2)上記実施形態ではVOUT1、VOUT2の検出において、直列接続された2つの出力コイルの両端の電圧値を検出したがこれに限定されるものではなく、各出力コイルの電圧値を各々検出してから、それらの検出値を加算等の演算処理をしてもよい。この場合においては、各出力コイルは直列接続されていなくてもよい。 (2) In the above embodiment, the voltage values at both ends of the two output coils connected in series are detected in the detection of V OUT1 and V OUT2 , but the present invention is not limited to this. After detection, the detected values may be subjected to arithmetic processing such as addition. In this case, the output coils may not be connected in series.
(3)上記実施形態では第1の励磁コイル21、第2の励磁コイル22、第3の励磁コイル23を直列接続したが、それに限定されるものではない。例えば、第1の励磁コイル21、第2の励磁コイル22、第3の励磁コイル23を直列に接続せずに、それぞれに励磁電圧を印加できるように構成した場合において、本実施形態のように直列接続した場合に第1の励磁コイル21、第2の励磁コイル22、第3の励磁コイル23に発生する励磁電圧と同じように、第1の励磁コイル21、第2の励磁コイル22、第3の励磁コイル23に励磁電圧を発生させるように構成してもよい。
(3) Although the
(4)上記実施形態では電気角360度における270度位置の磁極部、励磁コイル、出力コイルを有しない構成としたが、電気角0度、90度、180度、270度位置のうちのいずれかひとつの磁極部、励磁コイル、出力コイルを有しない構成とすることも当然に可能である。 (4) In the above-described embodiment, the magnetic pole portion at the 270 degree position, the exciting coil, and the output coil at the electrical angle of 360 degrees are not included. However, any of the electrical angles of 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degree positions is used. Of course, it is possible to employ a configuration without such a single magnetic pole part, excitation coil, and output coil.
(5)上記実施形態ではステータ10において特定位置(電気角で270°)の磁極部を形成しない構成としたがこれに限定されるものではなく、例えば、上記実施形態において、ステータ10に電気角で270度位置の磁極部は形成するが、当該磁極部への励磁コイル20または出力コイル30のいずれか一方もしくは両方の巻回をしない構成としてもよい。このように構成することで従来形状のステータを利用しつつ、電気角で270度位置の励磁コイルまたは出力コイルが不要となるため、コストの低減が可能となる。また、励磁コイル、出力コイルの巻回も不要となるため、コイル巻回のためのタクトタイムも短縮できる。
(5) In the above embodiment, the
(6)上記実施形態では、第1の出力コイル31、第2の出力コイル32、第3の出力コイル33を同方向に巻回し、第1の励磁コイル21及び第3の励磁コイル23の巻回方向を同じとし、第1の励磁コイル21及び第3の励磁コイル23の巻回方向に対して第2の励磁コイル22の巻回方向を逆向きとし、第2の磁極部における出力方向を変えている。しかしながら、これに限定されるものではなく、上記実施形態と同様の結果を得るために、第1の励磁コイル21、第2の励磁コイル22、第3の励磁コイル23を同方向に巻回し、第1の出力コイル31及び第3の出力コイル33の巻回方向を同じとし、第1の出力コイル31及び第3の出力コイル33の巻回方向に対して第2の出力コイル32の巻回方向を逆向きとしてもよい。
(6) In the above embodiment, the
なお、上述した(1)〜(6)の変形例を組み合わせて変形することもまた可能である。
In addition, it is also possible to deform | transform combining the modification of (1)-(6) mentioned above.
1 レゾルバ
2 ロータ
10 ステータ
11 第1の磁極部
12 第2の磁極部
13 第3の磁極部
20 励磁コイル
21 第1の励磁コイル
22 第2の励磁コイル
23 第3の励磁コイル
30 出力コイル
31 第1の出力コイル
32 第2の出力コイル
33 第3の出力コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記複数の磁極部は、少なくとも、所定位置に配置される第1の磁極部と、該第1の磁極部に対して前記ギャップパーミアンスの周期変化における90度の位相変化に対応する位置に配置される第2の磁極部と、前記第1の磁極部に対して前記ギャップパーミアンスの周期変化における180度の位相変化に対応する位置に配置される第3の磁極部とであり、
前記励磁コイルは、前記第1の磁極部と前記第3の磁極部とに同方向で巻回されると共に、前記第2の磁極部には前記第1の磁極部の励磁コイルの巻回に対して逆方向で巻回され、
前記出力コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同方向で巻回されているレゾルバ。 A rotor that rotates about a rotation axis; and a stator that is disposed around the rotor and has a plurality of magnetic pole portions. An excitation coil that excites the magnetic pole portion and an output coil are wound around the magnetic pole portion. In the resolver in which the shape of the rotor is determined so that the gap permeance of the magnetic pole portion periodically changes in a sine wave shape with the rotation of the rotor,
The plurality of magnetic pole portions are arranged at least at positions corresponding to a first magnetic pole portion arranged at a predetermined position and a phase change of 90 degrees in a period change of the gap permeance with respect to the first magnetic pole portion. A second magnetic pole part, and a third magnetic pole part arranged at a position corresponding to a phase change of 180 degrees in a period change of the gap permeance with respect to the first magnetic pole part,
The exciting coil is wound around the first magnetic pole part and the third magnetic pole part in the same direction, and the second magnetic pole part is wound around the exciting coil of the first magnetic pole part. On the other hand, it is wound in the opposite direction
The output coil is a resolver wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part, and the third magnetic pole part in the same direction.
前記出力コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同一巻数もしくは略同一巻数で巻回されている請求項1に記載のレゾルバ。 The exciting coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part and the third magnetic pole part with the same number of turns or substantially the same number of turns.
2. The resolver according to claim 1, wherein the output coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part, and the third magnetic pole part with the same or substantially the same number of turns.
前記複数の磁極部は、少なくとも、所定位置に配置される第1の磁極部と、該第1の磁極部に対して前記ギャップパーミアンスの周期変化における90度の位相変化に対応する位置に配置される第2の磁極部と、前記第1の磁極部に対して前記ギャップパーミアンスの周期変化における180度の位相変化に対応する位置に配置される第3の磁極部とであり、
前記励磁コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同方向で巻回され、
前記出力コイルは、前記第1の磁極部と前記第3の磁極部とに同一巻数で巻回されると共に、前記第2の磁極部には前記第1の磁極部の励磁コイルの巻回に対して逆方向に巻回されているレゾルバ。 A rotor that rotates about a rotation axis; and a stator that is disposed around the rotor and has a plurality of magnetic pole portions. An excitation coil that excites the magnetic pole portion and an output coil are wound around the magnetic pole portion. In the resolver in which the shape of the rotor is determined so that the gap permeance of the magnetic pole portion periodically changes in a sine wave shape with the rotation of the rotor,
The plurality of magnetic pole portions are arranged at least at positions corresponding to a first magnetic pole portion arranged at a predetermined position and a phase change of 90 degrees in a period change of the gap permeance with respect to the first magnetic pole portion. A second magnetic pole part, and a third magnetic pole part arranged at a position corresponding to a phase change of 180 degrees in a period change of the gap permeance with respect to the first magnetic pole part,
The exciting coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part and the third magnetic pole part in the same direction,
The output coil is wound around the first magnetic pole part and the third magnetic pole part with the same number of turns, and the second magnetic pole part is wound around the exciting coil of the first magnetic pole part. A resolver wound in the opposite direction.
前記出力コイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部と前記第3の磁極部とに同一巻数もしくは略同一巻数で巻回されている請求項6に記載のレゾルバ。 The exciting coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part and the third magnetic pole part with the same number of turns or substantially the same number of turns.
The resolver according to claim 6, wherein the output coil is wound around the first magnetic pole part, the second magnetic pole part, and the third magnetic pole part with the same or substantially the same number of turns.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013160524A (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Ichinomiya Denki:Kk | In-vehicle angle detection apparatus |
| US10222240B2 (en) | 2015-06-05 | 2019-03-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Resolver, rotating electrical machine, and elevator hoisting machine |
| EP3468016A1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-04-10 | Tyco Electronics Belgium EC bvba | Stator core for a variable reluctance type angle sensor |
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2010
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