JP5289420B2 - Resolver - Google Patents
Resolver Download PDFInfo
- Publication number
- JP5289420B2 JP5289420B2 JP2010266247A JP2010266247A JP5289420B2 JP 5289420 B2 JP5289420 B2 JP 5289420B2 JP 2010266247 A JP2010266247 A JP 2010266247A JP 2010266247 A JP2010266247 A JP 2010266247A JP 5289420 B2 JP5289420 B2 JP 5289420B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- resolver
- output
- sensor
- output winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 178
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 45
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
この発明は、回転電機の回転子の回転角度等を検出するレゾルバに関するものである。 The present invention relates to a resolver that detects a rotation angle of a rotor of a rotating electrical machine.
近年、光学式エンコーダに比べると、安価で使用温度範囲が広いなど耐環境性が有利という理由で、バリアブルリラクタンス型のレゾルバが電動機、発電機等の回転子の回転角度検出等の用途として広く用いられている。
このレゾルバを用いた場合、レゾルバの出力巻線は外部からの磁界の影響を受けることがあるが、この影響を抑制すべく各種の対策が講じられている(例えば、特許文献1,2)。
In recent years, variable reluctance type resolvers are widely used for applications such as detecting the rotation angle of rotors of motors, generators, etc., because they are less expensive and have a wider operating temperature range than the optical encoders. It has been.
When this resolver is used, the output winding of the resolver may be affected by an external magnetic field, and various measures have been taken to suppress this effect (for example,
しかしながら、特許文献1、特許文献2のレゾルバにあっては、外部からの磁界の影響を受けにくいものの、センサロータ側からセンサステータ側へ湧き出す磁束等の影響を受けやすい場合があるという問題点があった。
However, the resolvers of
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、外部からの磁界の影響を受けにくく、かつセンサロータ側からセンサステータ側へ湧き出す磁束等の影響が受けにくいレゾルバを得ることを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and is not easily affected by an external magnetic field, and is also affected by magnetic flux that swells from the sensor rotor side to the sensor stator side. The purpose is to obtain a difficult resolver.
この発明に係るレゾルバは、径内側方向に突出し周方向に間隔を空けて形成された複数個のティースを有するセンサステータコア、及び前記ティースに導線が巻回されて構成された、励磁巻線及び出力巻線を含むセンサステータと、
このセンサステータの内側に設けられ、複数個の径外側方向に突出した突極が周方向に間隔を空けて形成されたセンサロータと
を備えたレゾルバであって、
前記ティースの数をM(Mは正の整数)、前記突極の数をN(Nは正の整数)とし、
さらに各前記出力巻線は、前記ティースに前記導線が巻回された出力巻線部を1つの巻線部群とし、または各前記ティースに前記導線が同一方向に巻回された出力巻線部が2個以上周方向に連続して配置されているとともに互いに直列に接続されて1つの巻線部群として1相の出力巻線を構成しており、
前記巻線部群は、数をPとしたとき、
Pは4以上の偶数であり、かつ(P/2)の値及びM±(P/2)の値が、|M±N±1|、|N±1|及びNの何れの値とも異なり、
前記出力巻線の巻数分布は、(P/2)次の正弦波状である。
The resolver according to the present invention includes a sensor stator core having a plurality of teeth formed in a radially inward direction and spaced apart in the circumferential direction, and an excitation winding and an output formed by winding a conductive wire around the teeth. A sensor stator including windings;
A resolver provided with a sensor rotor provided inside the sensor stator and having a plurality of salient poles protruding in the radially outward direction and spaced apart in the circumferential direction,
The number of teeth is M (M is a positive integer), the number of salient poles is N (N is a positive integer),
Furthermore, each said output winding makes the output winding part by which the said conducting wire was wound by the said teeth into one winding part group, or the output winding part by which the said conducting wire was wound by the same direction on each said tooth Are arranged continuously in the circumferential direction and connected to each other in series to form a one-phase output winding as one winding unit group,
When the number of winding portions is P,
P is an even number of 4 or more, and the values of (P / 2) and M ± (P / 2) are different from any of | M ± N ± 1 |, | N ± 1 |, and N The
The turn number distribution of the output winding has a (P / 2) order sine wave shape .
この発明によるレゾルバによれば、巻線部群の数をPとしたとき、Pは4以上の偶数であり、かつ(P/2)の値及びM±(P/2)の値が、|M±N±1|、|N±1|及びNの何れの値とも異なるので、出力巻線が外部からの磁界の影響を受けにくく、かつセンサロータ側からセンサステータ側へ湧き出す磁束の影響が受けにくいレゾルバを得ることができる。 According to the resolver of the present invention, when the number of winding part groups is P, P is an even number of 4 or more, and the value of (P / 2) and the value of M ± (P / 2) are | Since it is different from any of M ± N ± 1 |, | N ± 1 |, and N, the output winding is not easily affected by the magnetic field from the outside, and the influence of the magnetic flux that flows from the sensor rotor side to the sensor stator side Can be obtained.
以下、この発明の各実施の形態のレゾルバ1について、図に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
Hereinafter, the
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1のレゾルバ1が組み込まれた回転電機である車両用交流発電電動機(以下、発電電動機と略称する。)を示す断面図、図2は図1のレゾルバ1を示す構成図である。
この発電電動機は、発電電動機本体10と、界磁巻線17に電流を供給するパワー回路部30と、パワー回路部30の駆動を制御する制御回路部(図示せず)と、この制御回路部に電気的に接続されたレゾルバ1を備えている。
1 is a cross-sectional view showing a vehicular AC generator motor (hereinafter abbreviated as a generator motor) that is a rotating electrical machine in which a
The generator motor includes a generator motor
上記発電電動機本体10は、アルミニウム製のフロントブラケット16a及びリアブラケット16bからなるハウジング16と、このハウジング16の内側に設けられ先端にプーリ24が固定されているとともに、フロントベアリング14により回転自在に支持されたシャフト13と、このシャフト13に固定され界磁巻線17を有する回転子11と、この回転子11の両側面に取付けられたファン20と、シャフト13に取付けられ、回転子11に電流を供給するスリップリング21と、先端面がスリップリング21に摺動しているとともに、ブラシホルダ23に収納されたブラシ22と、フロントブラケット16a及びリアブラケット16bにより挟まれて固定され固定子鉄心18及び固定子巻線19からなる固定子12とを備えている。
The generator motor
上記パワー回路部30は、固定子巻線19と電気的に接続された直流交流相互変換回路31と、ブラシ22と電気的に接続されているとともに界磁巻線17と電気的に接続され界磁巻線17への電流を制御する界磁電流スイッチング回路32とを備えている。
The
上記レゾルバ1は、センサステータ51と、シャフト13に固定されギャップパーミアンスが角度に対して正弦波状に変化する突極6を有するセンサロータ5とを備えている。
センサステータ51は、薄板状の珪素鋼板を積層し周方向に間隔を空けて形成された複数個のティース3を有するセンサステータコア2と、内径側に先端部が突出したティース3に導線が複数回巻回されて装着されたセンサコイル4とを備えている。
センサコイル4は、各ティース3の最内径側に導線が巻回された励磁巻線4aと、この励磁巻線4aの外径側に導線が巻回された2相の第1の出力巻線4b及び第2の出力巻線4cとから構成されている。
The
The
The
ハウジング16から離れ別体の制御回路部は、制御基板と、この制御基板に搭載され界磁電流スイッチング回路32の駆動を制御する電子部品と、この制御基板に搭載されレゾルバ1の検出信号を角度信号に変換するセンサ変換器とを備えている。
A separate control circuit unit away from the
次に、上記構成の発電電動機を電動機として使用した場合について説明する。
エンジンの始動時には、バッテリ(図示せず)からの直流電流がブラシ22を介して直流交流相互変換回路31で三相交流電流に変換されて固定子巻線19に供給される。また、界磁電流が、バッテリ(図示せず)、ブラシ22、スリップリング21を介して界磁巻線17に供給されて磁束が発生し、回転子11はN極、S極が交互に着磁される。そして、固定子巻線19及び回転子11が電磁石として作用し、回転子11がシャフト13とともに固定子12の内で回転する。
このシャフト13の回転力がプーリ24を介してエンジンの出力軸(図示せず)に伝達され、エンジンが始動する。
Next, the case where the generator motor of the said structure is used as an electric motor is demonstrated.
When the engine is started, a direct current from a battery (not shown) is converted into a three-phase alternating current by the direct current alternating
The rotational force of the
一方、シャフト13に固定されたレゾルバ1は、センサステータ51が制御回路部と電気的に接続されており、センサステータ51の出力信号は、第1の出力巻線4b及び第2の出力巻線4cの各導線を介して制御基板に実装されたセンサ変換器へ供給される。
センサ変換器では角度信号に変換されて、この角度信号が制御回路部に供給され、この制御回路部からの信号により、直流交流相互変換回路31が駆動されて固定子巻線19への電流が制御され、また界磁電流スイッチング回路32が駆動されて界磁巻線17への電流制御が行われる。
On the other hand, in the
In the sensor converter, it is converted into an angle signal, and this angle signal is supplied to the control circuit unit, and the DC / AC
次に、上記構成の発電電動機を発電機として使用した場合について説明する。
バッテリからブラシ22、ブラシ22、スリップリング21を介して界磁巻線17に供給されて磁束が発生し、回転子11はN極、S極が交互に着磁される。一方、エンジンによってプーリ24は駆動され、シャフト13によって回転子11が回転するため、固定子巻線19には回転磁界が与えられ、固定子巻線19には起電力が生じる。この交流の起電力は、直流交流相互変換回路31で直流に整流され、バッテリに充電される。
Next, a case where the generator motor having the above configuration is used as a generator will be described.
A magnetic flux is generated from the battery via the
次に、上記発電電動機のレゾルバ1に対する外部磁界及び湧き出し磁束の影響について説明する。
レゾルバ1において、検出角度誤差へ影響を及ぼすノイズの一つにパワー回路部30で生じるスイッチングノイズ等による外部磁界がある。
発電電動機の駆動時にパワー回路部30の直流交流相互変換回路31のスイッチング素子、例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)をON、OFFをすることで電流を直流、または交流に切り替えるが、パワー回路部30を流れる電流が急峻に変化した場合、磁束が大きく変化する。この時、以下の式で表される磁束がレゾルバ1を貫通しており、電流の変化により磁束が変化する。
Next, the influence of the external magnetic field and the magnetic flux generated on the
In the
When the generator motor is driven, the current is switched to direct current or alternating current by turning on and off the switching element of the DC / AC
なお、上式において、B:磁束密度[Wb/m2]、C:空間上の閉回路、P:パーミアンス[H]、φ:磁束[Wb]、R:磁場の位置[m]、I:電流[A]、S:導線断面積[m2]、μ0:真空の透磁率 [H/m]、N:各ティース3の導線ターン数、l:電流素片の位置、V:電圧[V]である。
In the above equation, B: magnetic flux density [Wb / m 2 ], C: closed circuit in space, P: permeance [H], φ: magnetic flux [Wb], R: position of magnetic field [m], I: Current [A], S: Conductor cross-sectional area [m 2 ], μ 0 : Vacuum permeability [H / m], N: Number of conductor turns of each
ここで、レゾルバ1の軸線方向の成分磁束は、センサコイル4と鎖交しないので、センサコイル4に電圧は発生しないが、図3に示すようにレゾルバ1の軸線に対して垂直な方向に貫通する成分磁束はセンサコイル4と鎖交するため、センサコイル4に電圧が発生する。
また、各ティース3に鎖交する磁束の周方向分布は正弦波状になる。
このレゾルバ1のノイズとなる電圧は「鎖交磁束×各ティース3の導線のターン数」の総和に比例するため、次式で表すことが出来る。
Here, since the component magnetic flux in the axial direction of the
Moreover, the circumferential direction distribution of the magnetic flux interlinking with each
Since the voltage which becomes the noise of the
なお、上式において、Vnoise:ノイズ電圧 [V]、φ:磁束[Wb]、i:ティース番号、θi:各ティース3における位相、T:各ティース3の導線ターン数、L:出力巻線次数である。
In the above equation, Vnoise: noise voltage [V], φ: magnetic flux [Wb], i: teeth number, θi: phase in each
上式は直交関数である点に注意すると、出力巻線次数Lが1のとき、ノイズ電圧はゼロとならないことが分かる。
センサステータコア51のティース3に巻回された導線の内、1個の出力巻線部を1つの巻線部群とし、あるいは導線の巻回方向が同一であり、かつ複数個の周方向に隣接して配置されているとともに互いに直列に接続された各出力巻線部を1つの巻線部群とする。
そして、その巻線部群の数をPとすると、
L=(P/2)=1つまり、出力巻線次数Lが1であるP=2のときには、巻線分布が1次の正弦波になり、ノイズ電圧はゼロとならず、スイッチングノイズが発生することになる。
Note that the above equation is an orthogonal function, and it can be seen that when the output winding order L is 1, the noise voltage does not become zero.
Of the conductive wires wound around the
And if the number of winding part groups is P,
L = (P / 2) = 1 That is, when the output winding order L is 1 and P = 2, the winding distribution becomes a first-order sine wave, the noise voltage does not become zero, and switching noise is generated. Will do.
また、他のノイズとして、湧き出し磁束による影響が挙げられる。
発電電動機の駆動時に回転子11を磁化するために界磁巻線17に電流を流すが、界磁電流による回転子磁束は、図1の矢印イに示すように磁性体であるシャフト13を伝わって、センサロータ5から放射状にセンサステータ51へ漏れている。
この漏れ磁束は、図4の矢印ロに示すようにセンサコイル4に鎖交するため、巻線仕様によりキャンセルされない場合はノイズとなる。
In addition, as another noise, there is an influence due to the magnetic flux that has erupted.
A current is passed through the field winding 17 in order to magnetize the
Since this leakage magnetic flux is linked to the
レゾルバ1のこのノイズとなる電圧も、外部磁界により生じるスイッチングノイズと同様に、「鎖交磁束×各ティース3の導線のターン数」の総和に比例する。
但し、ターン数は右巻きを+とすれば左巻きを−とする。
The voltage that becomes the noise of the
However, if the number of turns is + for right-handed winding, it will be-for left-handed winding.
ここで、Vnoise:ノイズ電圧 [V]、φ:磁束[Wb]、i:ティース番号、θi:各ティース3における位相、T:各ティース3の導線ターン数、L:出力巻線次数F:起磁力[A]、P:パーミアンス[H]である。
Here, Vnoise: noise voltage [V], φ: magnetic flux [Wb], i: teeth number, θi: phase in each
起磁力は周方向で一律なので定数、上記式は直交関数なので、センサステータコア2のティース3とセンサロータ5の突極6のパーミアンス脈動の影響によって空間|M±N|次の磁束とL=(P/2)が一致すれば、ノイズ電圧が発生することになる。 ここで、Mはスロット数、Nはセンサロータ5の突極6の数を示す。また、||は絶対値をあらわす記号であり、復号は任意である。また、このことは特許文献1にも記載されている。
Since the magnetomotive force is uniform in the circumferential direction, the above formula is an orthogonal function, so the space | M ± N | next magnetic flux and L = () due to the influence of the permeance pulsation between the
さらに、この湧き出し磁束によるノイズの影響を考える際に、センサステータ51とセンサロータ5の製造誤差から生じる偏心を考える必要がある。
図2に示すようにセンサステータ51の中心軸線とセンサロータ5の中心軸線とが同一であれば、理想的な電圧波形が出力されるが、図5のように偏心がある場合、空間1次の磁束が重畳され、ノイズ電圧が発生する。
Furthermore, when considering the influence of noise due to the magnetic flux, it is necessary to consider the eccentricity caused by the manufacturing errors of the
If the center axis of the
図1の発電電動機に組み込まれた、この実施の形態1のレゾルバ1は、レゾルバ1に対する外部磁界及び湧き出し磁束に起因したノイズ電圧の発生を抑制して、高い検出精度が確保される。
即ち、センサステータコア2のティース3に導線が巻回された巻線の内、各出力巻線部の導線の巻回方向が同一でありかつ周方向に配置されているとともに互いに直列に接続された各出力巻線部を1つの巻線部群とし、この巻線部群数をPとする場合、巻線部群の数Pを4以上の偶数とすることで、ノイズ電圧がゼロ、つまり外部からの磁界の影響を小さくすることができる。
The
That is, among the windings in which the conducting wires are wound around the
また、湧き出し磁束については、センサロータ5の突極6の数Nと同じ空間次数の湧き出し磁束が発生し、これを第1の出力巻線4b、第2の出力巻線4cが拾わないようにするために、巻き方向も考慮した出力巻線の巻数の分布の空間次数である(P/2)とそれと等価な次数である(M±(P/2))とがNと異なるように導線のターン数を設定している。
As for the magnetic flux, a magnetic flux having the same spatial order as the number N of
また、湧き出し磁束と偏心が同時に存在する場合には、センサステータコア2のティース3とセンサロータ5の突極6のパーミアンス脈動および製造誤差である偏心の影響によって、空間|M±N±1|次の磁束、空間|N±1|次の磁束が発生するが、これを出力巻線4b,4cが拾わないようにする必要がある。
そこで、(P/2)とそれと等価な次数である(M±(P/2))が|M±N±1|と|N±1|のいずれとも異なる値としている。
When the magnetic flux and the eccentricity exist at the same time, the space | M ± N ± 1 | is affected by the permeance pulsation between the
Therefore, (P / 2) and the equivalent order (M ± (P / 2)) are different from both | M ± N ± 1 | and | N ± 1 |.
また、励磁巻線4aの極数Qは、巻線部群の数であるPと同様にQを4以上の偶数とすることで、ノイズ電圧がゼロ、つまり外部からの磁界の影響を小さくすることが可能となる。
湧き出し磁束についても同様に、センサロータ5の突極6の数Nと同じ空間次数の湧き出し磁束が発生するため、これを出力巻線4b,4cが拾わないようにするために、導線の巻回方向も考慮した出力巻線4b,4cの導線のターン数の分布の空間次数である(Q/2)とそれと等価な次数である(M±Q/2)がNと異なるように巻数を設定している。
Further, the number Q of the
Similarly, since a magnetic flux with the same spatial order as the number N of the
また、湧き出し磁束と偏心が同時に存在する場合にも同様に、空間|M±N±1|次の磁束、空間|N±1|次の磁束が発生するが、これを出力巻線4b,4cが拾わないようにするため、(Q/2)とそれと等価な次数である(M±(Q/2))が|M±N±1|と|N±1|の何れとも異なる値としている。 Similarly, when the magnetic flux and the eccentricity exist at the same time, a space | M ± N ± 1 | next magnetic flux and a space | N ± 1 | next magnetic flux are generated, which are output winding 4b, In order to prevent 4c from being picked up, (Q / 2) and its equivalent order (M ± (Q / 2)) are different from both | M ± N ± 1 | and | N ± 1 | Yes.
次に、図1のレゾルバ1における、励磁巻線4a、第1の出力巻線4b及び第2の出力巻線4cの各巻線分布を図6に基づいてついて説明する。
Next, the respective winding distributions of the excitation winding 4a, the first output winding 4b, and the second output winding 4c in the
第1の出力巻線4bの巻線分布は、正弦波状に分布している。
即ち、第1の出力巻線4bでは、導線の巻回方向が同一であり、かつ3個の第1の出力巻線部4b1が周方向に隣接して配置されているとともに互いに直列に接続されて1つの巻線部群1-1が構成され、引き続きこの巻線部群1-1と反対方向に導線が巻回され、かつ3個の第1の出力巻線部4b1が周方向に隣接して配置されているとともに互いに直列に接続されて別個の巻線部群1-2が構成されている。
同様にして巻線部群1-3、巻線部群1-4が構成されている。
そして、各巻線部群1-1,1-2,1-3,1-4の各中間にある第1の出力巻線部4b1は、導線のターン数が同じである両側の第1の出力巻線部4b1よりも、導線のターン数が多い。
The winding distribution of the first output winding 4b is distributed in a sine wave shape.
That is, in the first output winding 4b, the winding direction of the conducting wire is the same, and the three first output windings 4b1 are arranged adjacent to each other in the circumferential direction and are connected in series with each other. One winding portion group 1-1 is formed, and a conductive wire is continuously wound in a direction opposite to the winding portion group 1-1, and three first output winding portions 4b1 are adjacent in the circumferential direction. Are arranged in series and connected to each other in series to form a separate winding portion group 1-2.
Similarly, a winding part group 1-3 and a winding part group 1-4 are configured.
And the 1st output winding part 4b1 in each middle of each winding part group 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 has the 1st output of both sides with the same number of turns of conducting wire. The number of turns of the conductive wire is larger than that of the winding portion 4b1.
第2の出力巻線4cの巻線分布では、2個の第2の出力巻線部4c1が周方向に隣接して配置されているとともに互いに直列に、かつ導線のターン数が互いに同じである巻線部群2-1が構成され、引き続きこの巻線部群2-1と1つスロットを飛び越えて反対方向に導線が巻回されているとともに周方向に隣接して配置されているとともに互いに直列に、かつ導線のターン数が互いに同じである別個の巻線部群2-2が構成されている。
同様にして巻線部群2-3、巻線部群2-4が構成されている。
In the winding distribution of the second output winding 4c, the two second output winding portions 4c1 are arranged adjacent to each other in the circumferential direction, are in series with each other, and the number of turns of the conducting wire is the same. A winding part group 2-1 is formed, and a conductor is wound in the opposite direction, jumping over this winding part group 2-1 and one slot, and arranged adjacent to each other in the circumferential direction. Separate winding part groups 2-2 are formed in series and having the same number of turns of the conductive wires.
Similarly, a winding part group 2-3 and a winding part group 2-4 are configured.
この実施の形態1のレゾルバ1は、センサステータコア2のティース3の数Mが12、センサロータ5の突極6の数Nが8、巻線部群の数Pが4、励磁巻線4aの極数Qが12であることから、
M±P/2=12±4/2=10、14であり、M±Q/2=12±12/2=6、18である。
これらの値が|M±N±1|=|12±8±1|=3、5、19、21、|N±1|=|8±1|=7、9と一致しないため、出力巻線4b,4cが外部からの磁界の影響を受けにくく、かつセンサロータ5側からセンサステータ51側へ湧き出す磁束とセンサステータ51側からセンサロータ5側へ流入する磁束と製造ばらつきの影響を受けにくいレゾルバ1を得ることができる。
また、第1の出力巻線4bの巻線分布は、(P/2)次の正弦波状に分布しているので、第1の出力巻線4bの電圧信号に含まれる高調波が低減されるため、より角度誤差の小さい高精度のレゾルバ1を得ることができる。
In the
M ± P / 2 = 12 ± 4/2 = 10, 14 and M ± Q / 2 = 12 ± 12/2 = 6, 18.
Since these values do not coincide with | M ± N ± 1 | = | 12 ± 8 ± 1 | = 3, 5, 19, 21, | N ± 1 | = | 8 ± 1 | = 7, 9 The
Further, since the winding distribution of the first output winding 4b is distributed in a (P / 2) -order sine wave shape, the harmonics contained in the voltage signal of the first output winding 4b are reduced. Therefore, a highly
本願発明者は、従来例(巻線分布次数Lが1である、巻線部群Pが2のとき)と実施の形態1のレゾルバ1の巻線仕様とにおけるそれぞれの湧き出し磁束の影響を実験により求めた。
図9(a)は、この時の実験結果を示す対比図である。
また、同じく、同従来例とレゾルバ1の巻線仕様とにおけるそれぞれの外部磁界の影響を実験により求めた。
図9(b)は、この時の実験結果を示す対比図である。
なお、図9(a),(b)ともに縦軸は検出角度誤差を示す。
この実験結果から、湧き出し磁束による検出角度誤差は、従来のものと比較して、図6の巻線分布を示す実施の形態1のレゾルバ1が5割程度低減していることが分った。
また、外部磁界による検出角度誤差についても、同様に、従来のものと比較して図6の巻線分布を示す実施の形態1のレゾルバ1が(1/3)程度に低減していることが分った。
The inventor of the present application considers the influence of the respective spilled magnetic flux in the conventional example (when the winding distribution order L is 1 and the winding part group P is 2) and the winding specifications of the
FIG. 9A is a comparison diagram showing experimental results at this time.
Similarly, the influence of each external magnetic field in the conventional example and the winding specification of the
FIG. 9B is a comparison diagram showing experimental results at this time.
In FIGS. 9A and 9B, the vertical axis indicates the detection angle error.
From this experimental result, it was found that the detection angle error due to the spilled magnetic flux was reduced by about 50% in the
Similarly, the detection angle error due to the external magnetic field is reduced to about (1/3) of the
同様に、本願発明者は、図6の巻線分布を示す実施の形態1のレゾルバ1と従来例(出力巻線次数Lが1である、巻線部群Pが2のとき)とにおけるそれぞれの出力電圧波形図を実験により求めた。
図10(a)はレゾルバ1の第1の出力巻線4b及び第2の出力巻線4cの出力電圧波形図、図10(b)は従来のものの第1の出力巻線及び第2の出力巻線の出力電圧波形図である。
この実験結果から、図10(a)に示したこの実施の形態1のレゾルバ1の電圧波形は、乱れなくきれいな正弦波が出力されているのに対して、図10(b)に示した従来の電圧波形は、振幅の中心がノイズ波形と同期しているためにうねりが発生している。
Similarly, the inventor of the present application is the
FIG. 10A is an output voltage waveform diagram of the first output winding 4b and the second output winding 4c of the
From the result of this experiment, the voltage waveform of the
なお、図6に示した第1の出力巻線4bの巻線分布は、正弦波状に分布しているが、図7に示すように、第1の出力巻線4bは、各巻線部群1-1,1-2,1-3,1-4を構成する各第1の出力巻線部4b1の導線のターン数が同じであっても、湧き出し磁束による検出角度誤差は、従来のものと比較して低減され、また外部磁界による検出角度誤差についても、従来のものと比較して低減される。 Note that the winding distribution of the first output winding 4b shown in FIG. 6 is distributed in a sine wave form, but as shown in FIG. -1, 1-2, 1-3, 1-4 Even if the number of turns of the conducting wire of each of the first output windings 4b1 is the same, the detection angle error due to the magnetic flux is the conventional one The detection angle error due to the external magnetic field is also reduced as compared with the conventional one.
また、例えば図8に示すように、第1の出力巻線4bは、各巻線部群1-1,1-2,1-3,1-4の各中間にある第1の出力巻線部4b1が、導線のターン数が同じである両側の第1の出力巻線部4b1よりも導線のターン数が少ないが、このものでも、図7のものと同様の効果がある。 For example, as shown in FIG. 8, the first output winding 4b includes first output winding sections in the middle of the respective winding section groups 1-1, 1-2, 1-3, and 1-4. 4b1 has a smaller number of turns of the conductor than the first output windings 4b1 on both sides where the number of turns of the conductor is the same, but this also has the same effect as that of FIG.
実施の形態2.
図11は、この発明の実施の形態2のレゾルバ1を示す構成図、図12はこのレゾルバ1の巻線分布図であり、このレゾルバ1は、12スロット2Xであって、センサステータコア2のティース数Mは12、センサロータ5の突極6の数Nは2、巻線部群の数Pは8、励磁巻線4aの極数Qは12である。
この実施の形態では、第1の出力巻線4bは、巻線部群1−1,1−3,1−5,1−7がそれぞれ導線のターン数及び巻回方向が同じである一個の第1の出力巻線部4b1で構成されている。巻線部群1−1,1−3,1−5,1−7と導線の巻回方向が逆である、第1の出力巻線4bの巻線部群1−2,1−4,1−6,1−8は、それぞれ導線のターン数及び巻回方向が同じである二個の第1の出力巻線部4b1が周方向に隣接して配置されているとともに互いに直列に接続されて構成されている。
FIG. 11 is a block diagram showing a
In this embodiment, the first output winding 4b includes one winding unit group 1-1, 1-3, 1-5, and 1-7 each having the same number of turns and winding direction of the conductor. The first output winding portion 4b1 is configured. Winding portion groups 1-2, 1-4, and 1-5 of the first output winding 4b, in which the winding direction of the conducting wire is opposite to the winding portion groups 1-1, 1-3, 1-5, and 1-7. In 1-6 and 1-8, two first output windings 4b1 each having the same number of turns and winding direction of the conducting wire are arranged adjacent to each other in the circumferential direction and are connected in series. Configured.
また、第2の出力巻線4cは、巻線部群2−1,2−3,2−5,2−7がそれぞれ導線のターン数及び巻回方向が同じである一個の第1の出力巻線部4c1で構成され、第2の出力巻線4cの巻線部群2−2,2−4,2−6,2−8は、それぞれ導線のターン数及び巻回方向が同じである一個の第1の出力巻線部4c1で構成されている。導線の巻回方向は、巻線部群2−1,2−3,2−5,2−7と巻線部群2−2,2−4,2−6,2−8とでは逆である。
Further, the second output winding 4c has one first output in which the winding group 2-1, 2-3, 2-5, 2-7 have the same number of turns and winding direction of the conducting wire, respectively. The winding part group 2-2, 2-4, 2-6, and 2-8 that are constituted by the winding
この実施の形態2のレゾルバ1では、
M±P/2=12±8/2=16、8であり、M±Q/2=12±12/2=6、18である。
これらの数値は、|M±N±1|=|12±2±1|=9、11、13、15、|N±1|=|2±1|=1、3と一致していないため、出力巻線4b,4cが外部からの磁界の影響、センサロータ5側からセンサステータ51側へ湧き出す磁束の影響、及び製造誤差によるセンサロータ5の偏心の影響が受けにくいレゾルバ1を得ることができる。
In the
M ± P / 2 = 12 ± 8/2 = 16,8 and M ± Q / 2 = 12 ± 12/2 = 6,18.
These numbers are not consistent with | M ± N ± 1 | = | 12 ± 2 ± 1 | = 9, 11, 13, 15, | N ± 1 | = | 2 ± 1 | = 1,3 The
実施の形態3.
図13は、この発明の実施の形態3のレゾルバ1を示す構成図、図14はこのレゾルバ1の巻線分布図であり、このレゾルバ1は、12スロット4Xであって、センサステータ51のティース数Mは12、センサロータ5の突極6の数Nは4、巻線部群の数Pは4、励磁巻線4aの極数Qは12である。
この実施の形態3のレゾルバ1では、
M±P/2=12±4/2=10、14であり、M±Q/2=12±12/2=6、18である。
これらの数値は、|M±N±1|=|12±4±1|=7、9、15、17、|N±1|=|4±1|=3、5と一致していないため、出力巻線4b,4cが外部からの磁界の影響、センサロータ5側からセンサステータ51側へ湧き出す磁束の影響、及び製造誤差によるセンサロータ5の偏心の影響が受けにくいレゾルバ1を得ることができる。
FIG. 13 is a block diagram showing a
In the
M ± P / 2 = 12 ± 4/2 = 10, 14 and M ± Q / 2 = 12 ± 12/2 = 6, 18.
These numbers are not consistent with | M ± N ± 1 | = | 12 ± 4 ± 1 | = 7, 9, 15, 17, | N ± 1 | = | 4 ± 1 | = 3,5 The
なお、図15は、レゾルバ1において、センサステータコア2のティース3の数M、センサロータ5の突極6の数N、巻線部群の数P、励磁巻線4aの極数Qの種々の組み合わせを示す一覧表(実施の形態1〜3のものを含む)であり、これらの組み合わせでも、各実施の形態1〜3のものと同様の効果を得ることができる。
FIG. 15 shows the
また、上記各実施の形態では、制御回路部がハウジング16と別体に設けられた発電電動機に組み込まれたレゾルバ1について説明したが、制御回路部がハウジング16と一体の発電電動機に組み込まれたレゾルバ1にも、この発明は適用できる。
図16は、この発電電動機を示す断面図である。
図16に示す制御回路部40は、リアブラケット16bの側面に固定されており、コネクタ34を介してパワー回路部30と電気的に接続された制御基板41と、この制御基板41に搭載され界磁電流スイッチング回路32を制御する電子部品(図示せず)と、この制御基板41に搭載されレゾルバ1の検出信号を角度信号に変換するセンサ変換器(図示せず)とを備えている。
In each of the above-described embodiments, the
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the generator motor.
A control circuit section 40 shown in FIG. 16 is fixed to the side surface of the rear bracket 16b, and a
また、上記の実施の形態1〜3では3相の発電電動機について説明したが、6相の発電電動機にもこの発明は適用できる。
図17、図18、図19は、6相の発電電動機についての各相(U相、V相、W相、X相、Y相、Z相)の直流交流相互変換回路31を構成する各スイッチング素子33a,33b,33c,33d,33e,33fとレゾルバ1の位置関係を模式的に示した図である。
図17は、レゾルバ1の周辺に等分間隔にスイッチング素子33a,33b,33c,33d,33e,33fを配置した例であり、図18は、レゾルバ1の両側にそれぞれスイッチング素子33a,33b,33c、スイッチング素子33d,33e,33fを直線状に配置した例である。
図19は、レゾルバ1の周辺に、スイッチング素子33a,33b,33c,33d,33e,33fを一部を除いて等間隔に配置した例である。
In the first to third embodiments, the three-phase generator motor has been described. However, the present invention can also be applied to a six-phase generator motor.
17, 18, and 19 show each switching that constitutes the DC / AC
FIG. 17 shows an example in which
FIG. 19 shows an example in which
この発電電動機の場合も、スイッチング素子33a,33b,33c,33d,33e,33fから発生した磁界がレゾルバ1を通過し、検出角度精度の低下が発生する。
しかしながら、出力巻線4b,4cの巻線仕様を実施の形態1〜3のものにすることで、さまざまな方向からのレゾルバ1に対する外部磁界の侵入に対して影響を小さくすることができ、検出角度精度の低下を防ぐことが可能となる。
Also in the case of this generator motor, the magnetic field generated from the
However, if the winding specifications of the
なお、スイッチング素子33a,33b,33c,33d,33e,33fの配置は、図17〜図19に示した以外の配置に対しても、同様の効果を得ることができ、また相数も6相のみではなく、他の相数の発電機電動機においても同様の効果を得ることができる。
Note that the arrangement of the
また、電動機のシャフト、発電機のシャフトにセンサロータ5を取付けたレゾルバ1であっても、この発明は適用できる。
The present invention can also be applied to the
1 レゾルバ、2 センサステータコア、3 ティース、4 センサコイル、4a 励磁巻線、4b 出力巻線、4b1 出力巻線部、4c 出力巻線、4c1 出力巻線部、5 センサロータ、6 突極、7 レゾルバ、10 発電電動機本体、11 回転子、12 固定子、13 シャフト、14 フロントベアリング、15 リアベアリング、16 ハウジング、16a フロントブラケット、16b リアブラケット、17 界磁巻線、18 固定子鉄心、19 固定子巻線、20:ファン、21 スリップリング、22 ブラシ、23 ブラシホルダ、24 プーリ、30 パワー回路部、31 直流交流相互変換回路、32 界磁電流スイッチング回路、33a,33b,33c,33d,33e,33f スイッチング素子、34 コネクタ、40 制御回路部、41:制御基板、51 センサステータ。 1 resolver, 2 sensor stator core, 3 teeth, 4 sensor coil, 4a exciting winding, 4b output winding, 4b1 output winding, 4c output winding, 4c1 output winding, 5 sensor rotor, 6 salient pole, 7 Resolver, 10 Generator motor body, 11 Rotor, 12 Stator, 13 Shaft, 14 Front bearing, 15 Rear bearing, 16 Housing, 16a Front bracket, 16b Rear bracket, 17 Field winding, 18 Stator core, 19 Fixed Sub winding, 20: fan, 21 slip ring, 22 brush, 23 brush holder, 24 pulley, 30 power circuit section, 31 DC / AC mutual conversion circuit, 32 field current switching circuit, 33a, 33b, 33c, 33d, 33e 33f Switching element, 34 connector, 40 Control circuit portion, 41: control board, 51 sensor stator.
Claims (8)
このセンサステータの内側に設けられ、複数個の径外側方向に突出した突極が周方向に間隔を空けて形成されたセンサロータと
を備えたレゾルバであって、
前記ティースの数をM(Mは正の整数)、前記突極の数をN(Nは正の整数)とし、
さらに各前記出力巻線は、前記ティースに前記導線が巻回された出力巻線部を1つの巻線部群とし、または各前記ティースに前記導線が同一方向に巻回された出力巻線部が2個以上周方向に連続して配置されているとともに互いに直列に接続されて1つの巻線部群として1相の出力巻線を構成しており、
前記巻線部群は、数をPとしたとき、
Pは4以上の偶数であり、かつ(P/2)の値及びM±(P/2)の値が、|M±N±1|、|N±1|及びNの何れの値とも異なり、
前記出力巻線の巻数分布は、(P/2)次の正弦波状であることを特徴とするレゾルバ。 A sensor stator core having a plurality of teeth projecting radially inwardly and spaced apart in the circumferential direction; and a sensor stator including an excitation winding and an output winding formed by winding a conductive wire around the teeth; ,
A resolver provided with a sensor rotor provided inside the sensor stator and having a plurality of salient poles protruding in the radially outward direction and spaced apart in the circumferential direction,
The number of teeth is M (M is a positive integer), the number of salient poles is N (N is a positive integer),
Furthermore, each said output winding makes the output winding part by which the said conducting wire was wound by the said teeth into one winding part group, or the output winding part by which the said conducting wire was wound by the same direction on each said tooth Are arranged continuously in the circumferential direction and connected to each other in series to form a one-phase output winding as one winding unit group,
When the number of winding portions is P,
P is an even number of 4 or more, and the values of (P / 2) and M ± (P / 2) are different from any of | M ± N ± 1 |, | N ± 1 |, and N The
The resolver characterized in that the number of turns of the output winding is a (P / 2) -order sine wave .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010266247A JP5289420B2 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Resolver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010266247A JP5289420B2 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Resolver |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012117862A JP2012117862A (en) | 2012-06-21 |
JP5289420B2 true JP5289420B2 (en) | 2013-09-11 |
Family
ID=46500873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010266247A Expired - Fee Related JP5289420B2 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Resolver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5289420B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5314115B2 (en) * | 2011-12-07 | 2013-10-16 | 三菱電機株式会社 | Resolver |
JP5984695B2 (en) * | 2013-01-24 | 2016-09-06 | 三菱電機株式会社 | Rotation angle detector and vehicle rotating electric machine |
JP6009101B2 (en) * | 2013-12-09 | 2016-10-19 | 三菱電機株式会社 | Rotation angle detection device, rotating electric machine, and elevator hoisting machine |
JP6199239B2 (en) * | 2014-05-30 | 2017-09-20 | 日本航空電子工業株式会社 | Resolver |
KR101894197B1 (en) * | 2014-10-20 | 2018-08-31 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Rotation angle detection device, rotating electrical machine, and elevator hoisting machine |
JP6398890B2 (en) | 2014-10-21 | 2018-10-03 | 株式会社デンソー | Control device for rotating electrical machine |
JP6173612B2 (en) * | 2014-11-06 | 2017-08-02 | 三菱電機株式会社 | Rotation angle detection device and rotation angle detection method |
KR101777286B1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-09-11 | 엘에스오토모티브 주식회사 | Resolver |
KR101788814B1 (en) * | 2015-11-11 | 2017-10-20 | 엘에스오토모티브 주식회사 | Resolver |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3754606B2 (en) * | 2000-07-10 | 2006-03-15 | オークマ株式会社 | Reluctance type resolver |
JP4181380B2 (en) * | 2002-11-01 | 2008-11-12 | 三菱電機株式会社 | Rotation angle detector and rotating electric machine |
JP4525628B2 (en) * | 2006-04-17 | 2010-08-18 | 三菱電機株式会社 | Rotation angle detector |
-
2010
- 2010-11-30 JP JP2010266247A patent/JP5289420B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012117862A (en) | 2012-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5289420B2 (en) | Resolver | |
JP6874675B2 (en) | Rotating machine | |
Ge et al. | Analysis of windings in variable reluctance resolver | |
JP4181380B2 (en) | Rotation angle detector and rotating electric machine | |
JP5127923B2 (en) | Rotation angle detector | |
JP3926664B2 (en) | Rotation angle detector and rotating electric machine using the same | |
US9236784B2 (en) | Flux-switching electric machine | |
JP6192854B2 (en) | Rotation angle detection device, rotating electric machine, and elevator hoisting machine | |
JP2010011637A (en) | Permanent magnet rotary electric machine and elevator winding machine using the same | |
EP2853861B1 (en) | Position detection device | |
JP7103299B2 (en) | Rotating electric machine | |
EP3101787A1 (en) | Resolver device, motor, and actuator | |
US9300194B2 (en) | Electromagnetic device | |
JP4362129B2 (en) | Resolver | |
JP4397788B2 (en) | Rotation angle detector | |
JP4575331B2 (en) | Resolver | |
JP2004157056A (en) | Rotary electric machine | |
JP2013221740A (en) | Resolver | |
JP2003250254A (en) | Permanent magnet type brushless motor for electric power steering apparatus | |
JP5984695B2 (en) | Rotation angle detector and vehicle rotating electric machine | |
JP2004064857A (en) | Brushless motor | |
JP2023110774A (en) | resolver stator | |
JP2021064997A (en) | Three-phase ac generator | |
JP2013225983A (en) | Resolver | |
JP2013106382A (en) | Variable reluctance type angle detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121211 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130123 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130507 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130604 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5289420 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |