JP4557591B2

JP4557591B2 - 角度位置検出装置

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Publication number: JP4557591B2
Application number: JP2004119264A
Authority: JP
Inventors: 昌樹桑原
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-04-14
Also published as: JP2004333481A

Description

本発明はバリアブル・リラクタンス型レゾルバ装置とこれを用いた角度位置検出装置に関し、特に、一組のロータとステータの組み合わせによって極数の異なる複数種類のレゾルバを実現するための改良技術に関する。

減速器を用いずに負荷を直接駆動するダイレクトドライブモータ（ＤＤモータ）は、バックラッシュ、ロストモーションのない高精度な位置決めが可能であるため、ＮＣ工作機などのインデックステーブル、搬送装置、組み立て装置のロボットアームなどの各種の用途に用いられており、より小型で高精度な位置決めを可能とするＤＤモータの開発が検討されている。ＤＤモータの角度位置を検出するための角度位置検出装置としては、特許第３０６０５２５号公報に開示されているように絶対位置検出用の単極レゾルバ装置と、相対位置検出用の多極レゾルバ装置を組み合わせて構成するものが知られている。このような二種以上のレゾルバ装置をＤＤモータ内に組み込むには、特開平６−４６５５２号公報に開示されているように、単極レゾルバ装置と多極レゾルバ装置の間に磁束を通しにくい遮蔽部材を配置することにより、一方のレゾルバ装置からの漏れ磁束が他方のレゾルバ装置に磁気的干渉を与えないようにする構成が知られている。
特許第３０６０５２５号公報特開平６−４６５５２号公報

しかし、単極レゾルバ装置と多極レゾルバ装置をモータの軸方向に重ねてＤＤモータ内に組み込むと、角度位置検出装置の厚み方向の肉厚が大きくなり、モータハウジング内にレゾルバ装置を組み込むために必要となる室内空間の容積が大きくなるため、角度位置検出装置の小型化・薄型化が困難となる上に、これらのレゾルバ装置を重ねるための間座などの部品が必要となるため、部品点数が増大する。

そこで、本発明はこのような問題を解決し、一組のロータとステータの組み合わせによって複数種類のレゾルバとして機能するレゾルバ装置を提案することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明のレゾルバ装置は、円周方向に沿って均等に配された歯を具備する環状のロータと、前記歯と対向するように円周方向に沿って均等に配されたステータポールを具備する環状のステータとを備え、ロータとステータとの間の空隙のリラクタンスがロータの回転位置に応じて変化するレゾルバ装置であって、ステータポールにはロータの一回転に対応するリラクタンスの基本波成分の周期が異なるレゾルバ信号を出力する複数種類の巻線が巻装されている。かかる構成により、一組のロータとステータによって、複数種類のレゾルバとして機能できるため、レゾルバ装置の小型化・薄型化を実現できる。

ロータの一回転に対応する前記リラクタンスの基本波成分の周期が複数となる多極レゾルバ信号を出力する巻線のうち、同相の多極レゾルバ信号を出力する二つの巻線は、相互に１８０度ずれた二つのステータポールのそれぞれに配線され、かつ、前記二つの巻線は直列接続されるように構成するのが好ましい。かかる構成により相互に１８０度ずれた二つのステータポールのそれぞれに巻装された巻線から出力される多極レゾルバ信号に含まれている同振幅逆位相の偏芯成分を相殺できるため、ロータの角度位置に対応した多極レゾルバ信号を出力できる。

本発明の角度位置検出装置は、円周方向に沿って均等に配されたステータポールに巻線を巻回してなる環状のステータと、ステータポールに対向するように円周方向に沿って均等に配された歯を具備するロータを備え、ロータとステータとの間の空隙のリラクタンスがロータの角度位置に応じて変化するレゾルバ装置と、相互に１８０度ずれた二つのステータポールに巻回された巻線から出力されるレゾルバ信号を演算処理することによりロータの絶対角度位置又は相対角度位置の情報を抽出する演算手段を備える。かかる構成によりステータポールに単極検出用の巻線と多極検出用の巻線を巻回する必要がないので、システム構成を簡略化できる。但し、ロータの歯数をＫ、０以上の任意の整数をＭとしたときに、Ｋ／６＝（３Ｍ＋１）／３、又はＫ／６＝（３Ｍ＋２）／３が成立するようにロータの歯数を選定することが必要である。

本発明によれば一組のロータとステータによって、複数種類のレゾルバとして機能できるため、レゾルバ装置の小型化・薄型化を実現できる。

以下、各図を参照して本発明の好適な実施例について説明する。各実施例は本発明のレゾルバ装置又は角度位置検出装置を説明するための例示であり、本発明をこれら実施例に限定するものではない。本発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々な形態で実施できる。

図１は本実施例のレゾルバ装置の断面図である。同図に示すように、レゾルバ装置１０は、中空環状の成層鉄心から成るロータ２０と、環状の成層鉄心から成るステータ３０を備えて構成されるアウタロータ式のバリアブル・リラクタンス型レゾルバである。同図に示す構成はアウタロータ式の構成であるが、インナロータ式の構成を採用することもできる。同図では一部省略して示しているが、ロータ２０の内周面２０ａには突極状の歯２１が等間隔に複数形成されている。ステータ３０は環状のステータ基部３１の円周方向に沿ってステータポール３２を均等に複数配置した構成を備えている。ステータ３０の外径中心、内径中心及びロータ２０の外径中心は回転中心Ｏ₁と一致するが、ロータ２０の内径中心Ｏ₂は回転中心Ｏ₁に対してΔＸだけ偏芯するように、ロータ２０の径方向の肉厚を連続的に変化させている。

尚、インナロータ式の構成を採用する場合には、例えば、外側にステータを配し、円周方向に沿ってステータポールを内向きに複数配置し、これと対向させて外周面が偏芯し、歯を供えたロータを対向させればよい。

本実施例においては、ロータ２０の絶対角度位置を検出するための単極レゾルバ信号を出力する単極検出用巻線４１と、ロータ２０の相対角度位置を検出するための多極レゾルバ信号を出力する多極検出用巻線４２を一組として、各々のステータポール３２に巻装することにより、絶対角度位置と相対角度位置を共に検出できるように構成されている。レゾルバ装置１０が３０歯８ポールの４相レゾルバであるとして上述の構成を詳述すると、ステータ３０のステータポール３２の数は８本、ロータ２０の歯２１の歯数は３０歯となる。歯２１の歯数は３０に限らず、互いに１８０°ずれた位置に配置されるステータポール３２同士が歯２１と同位相で対向し、隣り合うステータポール３２同士は歯２１と位相がずれた状態で対向するような歯数であればよい。

図３は単極検出用巻線４１の配置図、図４は多極検出用巻線４２の配置図、図５はこれらの巻線４１，４２の結線図を示している。これらの図において、巻線Ｃ１１〜Ｃ１８のそれぞれはステータポール３２に巻装される単極検出用巻線４１を示しており、巻線Ｃ２１〜Ｃ２８のそれぞれはステータポール３２に巻装される多極検出用巻線４２を示している。巻線４１，４２はステータポール３２に直巻きしたり、或いは空芯コイルを挿入したり、又は樹脂などから成るコイルボビンに巻回された状態でステータポール３２に装着するなど適宜の方法で巻回すればよい。さらに、７０はレゾルバ信号を基に角度位置検出を行うサーボドライバ、６０はレゾルバへ励磁信号を供給するための発信器、６１は励磁信号の供給経路を切り換える切換スイッチである。また、本明細書において、Ａバー相、Ｂバー相とは、それぞれＡ相、Ｂ相に対して電気角が１８０度異なる相をいうものとする。

図３に示すように、単極レゾルバ信号を出力するための単極検出用巻線のＡ相、Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相はこの順序で９０度毎に配線されている。より詳細には、Ａ相を構成する巻線Ｃ１１、Ｃ１２はＡバー相を構成する巻線Ｃ１５、Ｃ１６に対して１８０度ずれた位置に巻装されている。同様に、Ｂ相を構成する巻線Ｃ１３、Ｃ１４はＢバー相を構成する巻線Ｃ１７、Ｃ１８に対して１８０度ずれた位置に巻装されている。図５に示すように、同相を構成する各巻線Ｃ１１〜Ｃ１８はそれぞれ直列接続されている。

同図において、発信器６０から出力された励磁信号が切換スイッチ６１を介して共通端子ＣＯＭ１に供給されると、単極検出用巻線４１のＡ相、Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相の各々を流れる単極レゾルバ信号は電流／電圧変換器５１によって電圧信号に変換される。より詳細には、直列接続された巻線Ｃ１１とＣ１２を流れるＡ相の単極レゾルバ信号はセンス抵抗Ｒ１１によって電圧信号に変換される。すなわち、巻線Ｃ１２とセンス抵抗Ｒ１１との間の位置の電位をＡ相の電圧信号として取り出せる。Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相を流れる単極レゾルバ信号についても同様に、センス抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４によって電圧信号に変換される。ロータ２０が一回転すると、ロータ２０とステータ３０間の空隙のリラクタンス変化に応じて、Ａ相、Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相の各々からは９０度位相がずれた１サイクルの単極レゾルバ信号が出力される。この後、以下のようにしてＡ相の電圧信号とＡバー相の電圧信号との差、及びＢ相の電圧信号とＢバー相の電圧信号との差を得ることにより、歯２１によるロータ２０の一回転あたり３０周期の成分が除去された一回転あたり１周期の電圧信号を取り出すことができる。

図３に示す単極巻線４１の配置ではＡ相、Ａバー相、Ｂ相、Ｂバー相の計４相のコイルが存在する。各相のレゾルバ信号をそれぞれＡ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−とすれば、下式が成立する。
Ａ＋＝（Ａ_dc1＋Ａ_ac11ｓｉｎθ＋Ａ_ac12ｓｉｎＮθ）・ｓｉｎωｔ
Ａ−＝（Ａ_dc2＋Ａ_ac21ｓｉｎ（θ−１８０）＋Ａ_ac22ｓｉｎＮ（θ−１８０））・ｓｉｎωｔ
Ｂ＋＝（Ｂ_dc1＋Ｂ_ac11ｓｉｎ（θ−９０）＋Ｂ_ac12ｓｉｎＮ（θ−９０））・ｓｉｎωｔ
Ｂ−＝（Ｂ_dc2＋Ｂ_ac21ｓｉｎ（θ−２７０）＋Ｂ_ac22ｓｉｎＮ（θ−２７０））・ｓｉｎωｔ
ここで、Ｎはロータ２０の多極信号取り出しのための歯２１の歯数である。本実施例ではＮ＝３０とした。差動回路によってＡ相とＡバー相の差分、Ｂ相とＢバー相の差分を演算することによりｃｏｓ信号とｓｉｎ信号を得る。差動回路によって同相成分（直流成分のＡ_dc部と多極信号分）はキャンセルされるので、ｃｏｓ信号とｓｉｎ信号は下式のように単極成分のみを取り出すことができる。
ｃｏｓ信号＝（Ａ＋）−（Ａ−）＝２Ａ_ac11ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ
ｓｉｎ信号＝（Ｂ＋）−（Ｂ−）＝２Ｂ_ac11ｓｉｎ（θ−９０）・ｓｉｎωｔ
但し、Ａ_dc1＝Ａ_dc2＝Ｂ_dc1＝Ｂ_dc2，Ａ_ac11＝Ａ_ac21＝Ｂ_ac11＝Ｂ_ac21，Ａ_ac12＝Ａ_ac22＝Ｂ_ac12＝Ｂ_ac22としている。この変換後、インクリメンタル信号、アブソリュート信号は各々公知のＲＤＣへ入力される。

一方、図４に示すように多極検出用巻線のＡ相、Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相はこの順序で４５度毎に配線され、同一相が１８０度ずれた位置に配線されている。より詳細には、Ａ相を構成する巻線Ｃ２１とＣ２２は１８０度ずれた位置に巻装されており、かつ、図５に示すように、これらの巻線Ｃ２１とＣ２２は直列接続されている。ロータ２０の内周面２０ａは回転中心Ｏ₁に対してΔＸだけ偏芯しているため、巻線Ｃ２１とＣ２２のそれぞれによる電圧信号は同振幅逆位相の偏芯成分が含まれているが、巻線Ｃ２１と巻線Ｃ２２の電圧信号を重畳することで、当該偏芯成分を相殺することができる。一方、歯２１によるロータ２０の一回転あたり３０周期の電圧信号のみを取り出すことができる。Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相のそれぞれを構成する巻線Ｃ２３〜Ｃ２８についても同様に、同一相が１８０度ずれた位置に配線され、かつ、図５に示すように、同一相を構成する二つの巻線は直列接続されている。

同図において、発信器６０から出力された励磁信号が切換スイッチ６１を介して共通端子ＣＯＭ２に供給されると、多極検出用巻線４２のＡ相、Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相の各々を流れる多極レゾルバ信号は電流／電圧変換器５２によって電圧信号に変換される。より詳細には、巻線Ｃ２１、Ｃ２２を流れるＡ相の多極レゾルバ信号はロータ２０の偏芯成分が相殺された上でセンス抵抗Ｒ２１によって電圧信号に変換される。Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相を流れる多極レゾルバ信号についても同様に、ロータ２０の偏芯成分が相殺された上でセンス抵抗Ｒ２２〜Ｒ２４によって電圧信号に変換される。つまり、ロータ２０が一回転すると、ロータ２０とステータ３０間のリラクタンス変化に応じて、Ａ相、Ｂ相、Ａバー相、Ｂバー相の各々からは９０度位相がずれた３０サイクルの多極レゾルバ信号が出力される。多極レゾルバ信号にはロータ２０の相対位置情報が含まれている。具体的には以下のようにロータ一回転あたり３０周期の電圧信号（多極信号）を取り出せる。

図４に示す多極巻線４２の配置ではＡ相は機械角１８０°対向した巻線Ｃ２１と巻線Ｃ２２に配置されている。このように機械角１８０°対向した位置に同相（ここではＡ相）を配置することでロータ２０の偏芯成分がキャンセルされ、多極信号（ここでは３０極）のみを取り出すことができる。例えば、巻線Ｃ２１のみを用いてＡ相信号として検出しようとすると、下式のように単極信号と多極信号が重畳する信号Ｃ₂₁となる。同様に、巻線Ｃ２２のみを用いてＡ相信号として検出しようとすると、下式のように単極信号と多極信号が重畳する信号Ｃ₂₂となる。
Ｃ₂₁＝（Ａ_dc＋Ａ_acｓｉｎθ＋Ａ_acｓｉｎＮθ）・ｓｉｎωｔ
Ｃ₂₂＝（Ａ_dc＋Ａ_acｓｉｎ（θ−１８０）＋Ａ_acｓｉｎＮθ）・ｓｉｎωｔ
巻線Ｃ２１と巻線Ｃ２２を直列に接続することで、単極信号をキャンセルし、Ａ相信号とすることができる。
Ａ＋＝Ｃ₂₁＋Ｃ₂₂＝２（Ａ_dc＋Ａ_acｓｉｎＮθ）・ｓｉｎωｔ
つまり、機械角１８０°対向した位置に同相を配置することで、ロータ２０の偏芯成分がキャンセルされ、多極信号のみを取り出すことができる。Ａバー相、Ｂ相、Ｂバー相についても同様である。

図４に示す多極巻線４２の配置ではＡ相、Ａバー相、Ｂ相、Ｂバー相の計４相のコイルが存在する。各相のレゾルバ信号をそれぞれＡ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−とすれば、下式が成立する。
Ａ＋＝（Ａ_dc＋Ａ_acｓｉｎＮθ）・ｓｉｎωｔ
Ａ−＝（Ａ_dc＋Ａ_acｓｉｎＮ（θ−１８０））・ｓｉｎωｔ
Ｂ＋＝（Ｂ_dc＋Ｂ_acｓｉｎＮ（θ−９０））・ｓｉｎωｔ
Ｂ−＝（Ｂ_dc＋Ｂ_acｓｉｎＮ（θ−２７０））・ｓｉｎωｔ
差動回路によってＡ相とＡバー相の差分、Ｂ相とＢバー相の差分を演算することによりｃｏｓ信号とｓｉｎ信号を得る。
ｃｏｓ信号＝（Ａ＋）−（Ａ−）＝２Ａ_acｓｉｎＮθ・ｓｉｎωｔ
ｓｉｎ信号＝（Ｂ＋）−（Ｂ−）＝２Ｂ_acｓｉｎ（θ−９０）・ｓｉｎωｔ

尚、切換スイッチ６１の切換タイミングとしては、システム起動時に切換スイッチ６１を共通端子ＣＯＭ１に接続してロータ２０の絶対位置を検出した後に、切換スイッチ６１を共通端子ＣＯＭ２に接続してロータ２０の相対位置を検出するように構成すると都合がよい。

本実施例のレゾルバ装置１０によれば、一組のロータ２０とステータ３０の組み合わせによって、ロータ２０の絶対角度位置と相対角度位置を共に検出できるため、単極レゾルバ装置と多極レゾルバ装置の組み合わせによって位置検出を行う従来の構成と比較して装置の肉厚方向の高さをおよそ半分に抑えることができる。また、単極レゾルバ装置と多極レゾルバ装置を上下方向に重ねてＤＤモータ内に組み込むための間座やボルトなどが不要になるため、部品点数の削減を図ることができる。

また、単極検出用巻線４１と多極検出用巻線４２への励磁信号の供給を切換スイッチ６１によって切り換える構成を採用することにより、少なくとも単極検出用巻線４１と多極検出用巻線４２は同時に励磁されることがないため、磁気的な相互干渉を回避することができ、検出精度の向上と低消費電力化を実現できる。

尚、本実施例では、ロータ２０として、内径中心が外径中心に対して偏芯した形状のもの（偏芯ロータ）を使用したが、上述の構成に限られるものではなく、例えば、外径中心と内径中心が一致するロータを用い、その中心が回転中心に対して所定量ずれるように取り付けるように構成してもよい。

また、上記の説明においては、単極レゾルバと多極レゾルバの機能を一組のロータ２０とステータ３０によって実現する例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、２極、３極、４極などの複数種類のレゾルバの機能を一組のロータ２０とステータ３０によって実現する場合にも適用できる。これに合わせて、ロータ２０の形状についても、上述の丸偏芯の構造に限らず、楕円状、三角状、四角状、五角状などの形状を採用できる。例えば、２極レゾルバと６０極レゾルバの機能を一組のロータ２０とステータ３０の組み合わせで実現するには、ステータポール数を１６としたとき、ロータ２０の形状は楕円状になる。図２に複数種類のレゾルバの組み合わせ例を示す。

図６は本実施例のレゾルバ装置の断面図である。図１と同一符号を付した部材等については同一部材等を示すものとし、その詳細な説明を省略する。レゾルバ装置１００は中空環状の成層鉄心から成るロータ２０と、環状の成層鉄心から成るステータ３０を備えて構成されるアウタロータ式のバリアブル・リラクタンス型レゾルバである。ここでは、アウタロータ式の構成を例示するが、インナロータ式の構成でもよい。ステータ３０はステータ基部３１の円周方向に沿ってステータポール３２を均等に複数配置した構成を備えている。ここではステータポール３２の本数を６本とするが、これに限られるものではなく、６の倍数でもよい。本実施例では各々のステータポール３２に巻線１０１を巻回し、この巻線１０１に上述した単極検出用巻線４１としての機能と、多極検出用巻線４２としての機能を兼用させている。

図７は巻線１０１の配置図を示している。Ｃ３１〜Ｃ３６は上述した巻線１０１を示している。Ａ相のＣ３１とＡバー相のＣ３４は互いに１８０度ずれたステータポール３２に巻回されている。同様に、Ｂ相のＣ３３とＢバー相のＣ３６、Ｃ相のＣ３５とＣバー相のＣ３２もそれぞれ互いに１８０度ずれたステータポール３２に巻回されている。各相から出力されるレゾルバ信号を下記に示す。
Ａ＋＝（Ａ_dc1＋Ａ_ac11ｓｉｎθ＋Ａ_ac12ｓｉｎＫθ）ｓｉｎωｔ
Ａ−＝（Ａ_dc2＋Ａ_ac21ｓｉｎ（θ−１８０）＋Ａ_ac22ｓｉｎＫ（θ−１８０））ｓｉｎωｔ
Ｂ＋＝（Ｂ_dc1＋Ｂ_ac11ｓｉｎ（θ−１２０）＋Ｂ_ac12ｓｉｎＫ（θ−１２０））ｓｉｎωｔ
Ｂ−＝（Ｂ_dc2＋Ｂ_ac21ｓｉｎ（θ−３００）＋Ｂ_ac22ｓｉｎＫ（θ−３００））ｓｉｎωｔ
Ｃ＋＝（Ｃ_dc1＋Ｃ_ac11ｓｉｎ（θ−２４０）＋Ｃ_ac12ｓｉｎＫ（θ−２４０））ｓｉｎωｔ
Ｃ−＝（Ｃ_dc2＋Ｃ_ac21ｓｉｎ（θ−６０）＋Ｃ_ac22ｓｉｎＫ（θ−６０））ｓｉｎωｔ
ここで、Ｋはロータ２０の歯数（歯２１の数）を示しており、Ｋ／６＝（３Ｍ＋１）／３、又はＫ／６＝（３Ｍ＋２）／３の関係が成立する（Ｍは０以上の任意の整数）。図９は歯数Ｋと整数Ｍの関係を示している（Ｋ≦４０について例示しているが、Ｋ＞４０についても上式の関係が成立すれば適用できる）。本実施例ではＫ＝４０とした。

図８はドライブユニットのシステム構成を示している。ダイレクトドライブモータ３００にはモータ部３０１の角度位置を検出するためのレゾルバ装置１００が組み込まれている。ドライブユニット２００は、レゾルバ装置１００に励磁信号を供給する発信器２０１と、励磁信号を増幅する増幅器２０２と、レゾルバ装置１００から出力された電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換器２０３と、レゾルバ信号を演算処理してアブソリュート信号（絶対角度位置情報を担う信号）又はインクリメンタル信号（相対角度位置情報を担う信号）を生成する演算手段２０４と、３相のアブソリュート信号又はインクリメンタル信号を２相信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）に変換する３相／２相変換器２０５ａ，２０５ｂと、２相に変換されたアブソリュート信号又はインクリメンタル信号のうち何れか一方を選択的に通過させるアナログスイッチ２０６と、アナログスイッチ２０６から出力される信号をデジタル角度信号に変換するＲＤＣ（レゾルバ・デジタル・コンバータ）２０７と、デジタル角度信号φから回転角度位置信号を生成し、パワーアンプ２１０を介してダイレクトドライブモータ３００に電力を供給するＣＰＵ２０８と、発信器２０１から出力される励磁信号の位相を遅らせ、２相に変換されたアブソリュート信号又はインクリメンタル信号のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のうちのキャリア信号の位相と同期させたＲｅｆ信号をＲＤＣ２０７に供給する移相器２０９を備えて構成されている。

演算手段２０４は減算器２０４ａと加算器２０４ｂを備えている。減算器２０４ａはＡ相とＡバー相、Ｂ相とＢバー相、Ｃ相とＣバー相のレゾルバ信号を減算することにより多極歯成分を取り除き、ロータ２０の偏芯成分のみを抽出したアブソリュート信号を生成する。各相のアブソリュート信号をＡａ，Ｂａ，及びＣａとすれば、下式が成立する。
Ａａ＝（Ａ＋）−（Ａ−）＝２Ａ_ac11ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ
Ｂａ＝（Ｂ＋）−（Ｂ−）＝２Ｂ_ac11ｓｉｎ（θ−１２０）・ｓｉｎωｔ
Ｃａ＝（Ｃ＋）−（Ｃ−）＝２Ｃ_ac11ｓｉｎ（θ−２４０）・ｓｉｎωｔ
但し、各定数については近似的にＡ_dc1＝Ａ_dc2，Ｂ_dc1＝Ｂ_dc2，Ｃ_dc1＝Ｃ_dc2，Ａ_ac11＝Ａ_ac21，Ａ_ac12＝Ａ_ac22，Ｂ_ac11＝Ｂ_ac21，Ｂ_ac12＝Ｂ_ac22，Ｃ_ac11＝Ｃ_ac21，Ｃ_ac12＝Ｃ_ac22が成立するものとしている。この後、３相／２相変換器２０５ａによりｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号に変換される。

加算器２０４ｂはＡ相とＡバー相、Ｂ相とＢバー相、Ｃ相とＣバー相のレゾルバ信号を加算することによりロータ２０の偏芯成分を取り除き、多極歯成分のみを取り出したインクリメンタル信号を生成する。各相のインクリメンタル信号をＡｉ，Ｂｉ，及びＣｉとすれば、下式が成立する。
Ａｉ＝（Ａ＋）＋（Ａ−）＝（２（Ａ_dc1＋Ａ_ac12ｓｉｎＫθ））ｓｉｎωｔ
Ｂｉ＝（Ｂ＋）＋（Ｂ−）＝（２（Ｂ_dc1＋Ｂ_ac12ｓｉｎＫ（θ−１２０）））ｓｉｎωｔ
Ｃｉ＝（Ｃ＋）＋（Ｃ−）＝（２（Ｃ_dc1＋Ｃ_ac12ｓｉｎＫ（θ−２４０）））ｓｉｎωｔ
この後、３相／２相変換器２０５ｂによりｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号に変換される。

アナログスイッチ２０６は、例えば、システム起動直後にアブソリュート信号をＲＤＣ２０７に出力して絶対角度位置情報を取得した後にスイッチ切り替えを行い、インクリメンタル信号をＲＤＣ２０７に出力して相対角度位置情報を取得するようにＣＰＵ２０８によって切り替え制御される。

本実施例のレゾルバ装置１００によれば、単一の巻線１０１が単極検出用巻線４１として機能するとともに多極検出用巻線４２としても機能するため、実施例１のように複数種類の巻線４１，４２をステータポール３２に巻回する必要がなく、構成をさらに簡略化できる。また、巻線４１，４２間の干渉を考慮しなくてよいメリットもある。また、レゾルバ信号を伝達するための信号線の本数を増加する必要がなく、レゾルバケーブル内の干渉を考慮しなくてよいメリットがある。

実施例１のレゾルバ装置の断面図である。複数種類のレゾルバの組み合わせ例である。単極検出用巻線の配置図である。多極検出用巻線の配置図である。単極検出用巻線と多極検出用巻線の結線図である。実施例２のレゾルバ装置の断面図である。巻線の配置図である。ドライブユニットの構成図である。実施例２に適用可能な多極歯数の例である。

符号の説明

１０…レゾルバ装置２０…ロータ２１…歯３０…ステータ３１…ステータ基部３２…ステータポール４１…単極検出用巻線４２…多極検出用巻線

Claims

円周方向に沿って均等に配されたステータポールに巻線を巻回してなる環状のステータと、前記ステータポールに対向するように円周方向に沿って均等に配された歯を具備するロータを備え、前記ロータと前記ステータとの間の空隙のリラクタンスが前記ロータの角度位置に応じて変化するレゾルバ装置と、
前記巻線から出力されるレゾルバ信号を演算処理することにより前記ロータの絶対角度位置の情報及び相対角度位置の情報をそれぞれ抽出する演算手段を備え、
前記演算手段は、前記ロータの前記絶対角度位置を示す絶対角度信号を生成する減算器と、前記ロータの前記相対角度位置を示す相対角度信号を生成する加算器と、を含んでおり、
前記ロータの回転中心は前記ステータの中心に対して偏芯していることを特徴とする、角度位置検出装置。