レゾルバ
【課題】検出用コイルのインダクタンスに高調波成分が含まれる場合でも、高い回転位置検出精度を得ることができるレゾルバを提供する。
【解決手段】極数が８Ｎ（Ｎは正の整数）に設定され、各極にそれぞれ1個の検出用コイルを巻着したステータ（１１）と、突極数が（６±１）Ｎまたは（２±１）Ｎに設定されたロータ（１３）と、を備える。各検出用コイル（１７1〜１７8）は、第１の組〜第４の組に分けられ、個々の組に属する２Ｎ個の検出用コイルは、それらのインダクタンス基本波の位相の差が４５°であり、それらのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスと他の組に属する各検出用コイルのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスの位相の差が９０°であるように選定される。
【解決手段】極数が８Ｎ（Ｎは正の整数）に設定され、各極にそれぞれ1個の検出用コイルを巻着したステータ（１１）と、突極数が（６±１）Ｎまたは（２±１）Ｎに設定されたロータ（１３）と、を備える。各検出用コイル（１７1〜１７8）は、第１の組〜第４の組に分けられ、個々の組に属する２Ｎ個の検出用コイルは、それらのインダクタンス基本波の位相の差が４５°であり、それらのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスと他の組に属する各検出用コイルのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスの位相の差が９０°であるように選定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバに関し、特に、検出用コイルのインダクタンスに含まれる高調波成分に対処するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、従来のリラクタンス型レゾルバの構造の一例が記載されている。図２３に断面図を示すように、この従来のレゾルバ３００は、ロータ３０１の突極数が６に設定されるとともに、ステータ３０３の極数が８に設定されている。ロータ３０１は、回転軸３０２に固定されている。また、ステータ３０３は、極を構成する８つの極歯３０４ａ〜３０４ｈに検出用コイル３０６ａ〜３０６がそれぞれに巻着されている。
【特許文献１】特許第３８７７５９４号の図３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような構成を有するレゾルバにおいては、ロータ３０１の回転に伴って検出用コイル３０６ａ〜３０６ｈのインダクタンスが変化することになるが、その際、機械加工精度や材料特性の非線形性等の影響で上記検出用コイル３０６ａ〜３０６ｈのインダクタンスに高調波成分が含まれることがある。この高調波成分は、コイル３０６ａ〜３０６ｈのインダクタンスの波形を乱すので、レゾルバの回転位置検出精度を低下させる要因になる。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであって、検出用コイルのインダクタンスに高調波成分が含まれる場合でも、高い回転位置検出精度を得ることができるレゾルバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るレゾルバは、極数が８Ｎ（Ｎは正の整数）に設定され、各極にそれぞれ１個の検出用コイルを巻着したステータと、突極数が（６±１）Ｎまたは（２±１）Ｎに設定されたロータと、を備える。
前記各検出用コイルは、第１の組〜第４の組に分けられ、個々の組に属する２Ｎ個の検出用コイルは、それらのインダクタンス基本波の位相の差が４５°であり、それらのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスと他の組に属する各検出用コイルのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスの位相の差が９０°であるように選定される。
【０００６】
一実施形態では、前記ステータの極数が８に設定され、前記ロータの突極数が５に設定される。また、他の実施形態では、前記ステータの極数が８に設定され、前記ロータの突極数が７に設定される。
【０００７】
実施形態において、前記第１の組〜第４の組は、それらに属する前記２Ｎ個の検出用コイル相互が直列接続され、かつ、前記第１の組に属する前記直列接続された２Ｎ個の検出用コイル〜前記第４の組に属する前記直列接続された２Ｎ個の検出用コイルは、それらがブリッジ回路を構成するように接続される。
【０００８】
本発明に係るレゾルバは、特に、相数が２以上に設定されたステータと、磁極数が２×（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎ に設定された永久磁石型ロータとを備えるモータと組み合わせることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るレゾルバによれば、位置信号を得るために有用な検出用コイルのインダクタンス基本波成分を確保することができることに加えて、例えば、機械加工精度や材料特性の非線形性等でインダクタンスの高調波成分が発生した場合に、各コイルの組内でインダクタンス高調波成分を抑制することができるので、高い回転位置検出精度が得られる。したがって、生産性が良くかつ特性の安定なレゾルバを提供することができる。
また、接続用信号線が４本で良いので、小型化および配線の容易化を図る上で有利である。さらに、相数が２以上に設定されたステータと、磁極数が２×（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎ に設定された永久磁石型ロータとを備えるモータと組み合わせることにより、該モータを高精度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係るレゾルバを用いたモータ駆動システムの一例を示すブロック図である。このモータ駆動システムは、永久磁石型モータ１と共に回転して該モータ１の回転位置に対応する信号を出力するレゾルバ３、該レゾルバ３に励磁信号を供給する励磁電源としての高周波発振回路５、レゾルバ３の出力信号を処理する信号処理回路７、および、該信号処理回路７の出力信号と運転指令とに基づいてモータ１を制御しかつ駆動する制御駆動回路９を備えている。
【００１１】
図２は、レゾルバ３の構造の概略と、検出用コイルの結線形態とを示している。レゾルバ３は、８つの極を有するステータ１１と５つの突極を有するロータ１３とを備えている。ステータ１１は、各極を構成する極歯１５にそれぞれ検出用コイル１７1、１７2、・・・１７8が巻かれている。
ロータ１３は、上記モータ１と共に回転するように、該モータ１のロータ軸（図示せず）に取り付けられている。そして、このロータ１３は、自身の回転による突極の位置変化に伴って上記センサコイル１７1、１７2、・・・１７8のインダクタンスが正弦波状に変化するような外周形状を有している。
【００１２】
上記センサコイル１７1、１７2、・・・１７8は、図３に示す回路が構成されるように結線されている。すなわち、端子ＴIN1と端子ＴOUT1との間にコイル１７1、１７6が直列接続され、端子ＴOUT1と端子ＴIN2との間にコイル１７2、１７5が直列接続されている。また、端子ＴIN1と端子ＴOUT2との間にコイル１７3、１７8が直列接続され、端子ＴOUT2と端子ＴIN2との間にコイル１７4、１７7が直列接続されている。
【００１３】
上記コイル１７1〜１７8は、以下のように分類される。
コイル１７1、１７6： 第１組のコイルであるＡ相コイル１７Aを構成
コイル１７2、１７5： 第２組のコイルであるＢ相コイル１７Bを構成
コイル１７3、１７8： 第３組のコイルであるＣ相コイル１７Cを構成
コイル１７4、１７7： 第４組のコイルであるＤ相コイル１７Dを構成
【００１４】
図３から明らかのように、Ａ相コイル１７A（１７1、１７6）、Ｂ相コイル１７B（１７2、１７5）、Ｃ相コイル１７C（１７3、１７8）およびＤ相コイル１７D（１７4、１７7）は、端子ＴIN1と端子ＴIN2との間でブリッジ回路を構成している。また、図１に示すように、上記端子ＴIN1、ＴIN2は高周波発振器５に、また、上記端子ＴOUT1、ＴOUT2は信号処理回路７にそれぞれ接続されている。
【００１５】
このレゾルバ３には、上記高周波発振回路５から出力される例えば１００ＫＨｚ程度の高周波の励磁用交流電圧ｅmが端子ＴIN1、ＴIN2を介して印加される。これにより、レゾルバ３は、ロータ１３の回転位置に対応する出力信号を端子ＴOUT1、ＴOUT2を介して信号処理回路７に出力する。信号処理回路７は、レゾルバ３から出力される高周波の出力信号を該レゾルバ３のロータ１３の回転位置（回転角度）に対応する正弦電圧Ｖ1および余弦電圧Ｖ2に変換し、これらの電圧Ｖ1、Ｖ2を位置信号として制御駆動回路９に出力する。制御駆動回路９は、上記電圧Ｖ1、Ｖ2に基づいてレゾルバ３のロータ１３の回転位置、すなわちモータ１の回転位置を算出し、その回転位置と運転指令とに基づいてモータを制御する。
【００１６】
ここで、レゾルバ３のロータ１３の回転位置を検出するための原理について説明する。なお、以下の説明では、理解を容易にするためにセンサコイル１７1〜１７8のインダクタンス高調波を無視する。また、コイル１７1〜１７8を励磁する電圧の周波数が大きいので、該コイル１７1〜１７8の巻線抵抗も無視する。
【００１７】
各コイル１７1〜１７8のインダクタンスの基本波Ｌ1〜Ｌ8は、次式で与えられる。
Ｌ1＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ）
Ｌ2＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−２２５°）
Ｌ3＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−９０°）
Ｌ4＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ＋４５°）
Ｌ5＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−１８０°）
Ｌ6＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−４５°）
Ｌ7＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ＋９０°）
Ｌ8＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−１３５°）
ここで、Ｌ0はインダクタンスの平均値、Ｌは基本波の振幅、θはロータの回転位置（角度）である。
【００１８】
したがって、上記Ａ相コイル１７A〜Ｄ相コイル１７DのインダクタンスＬA〜ＬDは、以下のように表される。
ＬA＝Ｌ1＋Ｌ6＝２Ｌ0＋２Ｌｃｏｓ（２２．５°) ｃｏｓ（５θ−α）
ＬB＝Ｌ2＋Ｌ5＝２Ｌ0＋２Ｌｃｏｓ（２２．５°) ｃｏｓ（５θ−１８０°−α）
ＬC＝Ｌ3＋Ｌ8＝２Ｌ0＋２Ｌｃｏｓ（２２．５°) ｃｏｓ（５θ−９０°−α）
ＬD＝Ｌ4＋Ｌ7＝２Ｌ0＋２Ｌｃｏｓ（２２．５°) ｃｏｓ（５θ−２７０°−α）
ここで、αは位相角（本実施形態では、α＝２２．５°）である。
【００１９】
図１に示した信号処理回路７から出力される前記ロータ１３の位置信号Ｖ1（余弦波電圧
）およびＶ2（正弦波電圧）と、該ロータ１３の回転位置θとの関係は、図３の回路構成お
よび上記インダクタンスの関係式に基づいて、以下に示すように理論的に求めることができる。
【数１】
【００２０】
位置信号Ｖ1、Ｖ2は、制御駆動回路９に入力される。そこで、制御駆動回路９は、上記
式から導かれる下記の関係に基づいてレゾルバ３のロータ１３の回転位置θを演算し、その回転位置θを用いてモータを制御する。
【数２】
【００２１】
次に、本実施形態に係るレゾルバ３によるインダクタンスの高調波の抑制作用を、比較例に係るレゾルバと対比しながら説明する。
なお、上記比較例に係るレゾルバは、上記ロータ１３の突極数を図２３に示す従来例と同じ６に設定し、かつ、図４に示すように、Ａ相コイル１７A'をコイル１７1、１７5で、Ｂ相コイル１７B'をコイル１７3、１７7で、Ｃ相コイル１７C'をコイル１７2、１７7で、Ｄ相コイル１７D'でコイル１７4、１７8でそれぞれ構成している。
【００２２】
図５（ａ）は、本実施形態に係るレゾルバ３におけるコイル１７1〜１７8のインダクタンスＬ1〜Ｌ8およびＡ相コイル１７A〜Ｄ相コイル１７DのインダクタンスＬA〜ＬDの基本波の各ベクトルを示し、図５（ｂ）は、上記比較例に係るレゾルバにおけるコイル１７1〜１７8のインダクタンスＬ1〜Ｌ8およびＡ相コイル１７A'のインダクタンスＬA'の基本波の各ベクトルを示している。
また、図６（ａ）は、本実施形態に係るレゾルバ３におけるコイル１７1、１７6のインダクタンスＬ1、Ｌ6およびＡ相コイル１７AのインダクタンスＬAの基本波の各波形を示し、図６（ｂ）は、比較例に係るレゾルバにおけるコイル１７1、１７5のインダクタンスＬ1、Ｌ6およびＡ相コイル１７A'のインダクタンスＬA'の基本波の各波形を示している。なお、図６のグラフにおける横軸に示す０°〜３６０°は電気角である。
【００２３】
図５（ａ）に示すように、本実施形態に係るレゾルバ３では、インダクタンスＬ1、Ｌ6の基本波ベクトル相互、インダクタンスＬ2、Ｌ5の基本波ベクトル相互、インダクタンスＬ3、Ｌ8の基本波ベクトル相互およびインダクタンスＬ4、Ｌ7の基本波ベクトル相互がそれぞれ４５度の位相差を有し、また、インダクタンスＬA、ＬB、ＬCおよびＬDの基本波ベクトルは、互いに９０°の位相差を有する。そして、インダクタンスＬAの基本波ベクトルとインダクタンスＬ1、Ｌ6の基本波ベクトルの位相差、インダクタンスＬBの基本波ベクトルとインダクタンスＬ2、Ｌ5の基本波ベクトルの位相差、インダクタンスＬCの基本波ベクトルとインダクタンスＬ3、Ｌ8の基本波ベクトルの位相差、およびインダクタンスＬDの基本波ベクトルとインダクタンスＬ4、Ｌ7の基本波ベクトルの位相差は、それぞれ２２．５°である。
【００２４】
図５（ａ）、（ｂ）の対比および図６（ａ）、（ｂ）の対比から明らかなように、
本実施形態に係るレゾルバ３におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の基本波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'の基本波の２ｃｏｓ２２．５°／２＝９２．４％の値を示す。
【００２５】
一方、本実施形態に係るレゾルバ３および比較例に係るレゾルバにおける２次高調波についてのインダクタンスのベクトルは、それぞれ図７（ａ）および（ｂ）に示すように表され、また、本実施形態に係るレゾルバ３における２次高調波についてのインダクタンスＬ1、Ｌ6およびＬAの波形および比較例に係るレゾルバにおける２次高調波についてのインダクタンスＬ1、Ｌ5およびＬA'の波形は、それぞれ図８（ａ）および（ｂ）に示すように表される。
上記各図の対比から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の２次高調波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの√２／２＝７０．７％の値を示す。
【００２６】
また、本実施形態に係るレゾルバ３および比較例に係るレゾルバにおける３次高調波についてのインダクタンスのベクトルは、それぞれ図９（ａ）および（ｂ）に示すように表され、また、前者および後者に係るレゾルバにおける３次高調波についての上記インダクタンスの波形は、それぞれ図１０（ａ）および（ｂ）に示すように表される。
各図から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の３次高調波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの２ｓｉｎ（４５°／２）／２＝３８．３％の値を示す。
【００２７】
さらに、本実施形態に係るレゾルバ３および比較例に係るレゾルバにおける４次高調波についてのインダクタンスのベクトルは、それぞれ図１１（ａ）および（ｂ）に示すように表され、また、前者および後者に係るレゾルバにおける４次高調波についての上記インダクタンスの波形は、それぞれ図１２（ａ）および（ｂ）に示すように表される。
各図から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の４次高調波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの０／２＝０％の値を示す。
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３は、比較例に係るレゾルバに比して、２次以上の高調波成分を大幅に抑制することができ、特に、４次高調波成分は完全に相殺することができる。
したがって、本実施形態に係るレゾルバ３によれば、例えば機械加工精度や材料特性の非線形性等の影響によってインダクタンスの高調波成分が発生した場合、Ａ相コイル１７A内〜Ｄ相コイル１７D内での高調波成分相殺作用によって、安定したかつ精度の高い位置検出が可能になる。また、機械加工精度や材料特性の非線形性等の影響を低減できるので、生産性の向上、コストの低減等を図ることが可能になる。
【００２９】
図１３は、本発明に係るレゾルバの第２の実施形態を示す。
このレゾルバ３０は、コイル１７1〜１７8の結線が図２に示したレゾルバ３と相違し、また、ロータ１３０の突極数が７に設定されている点で該レゾルバ３と相違している。
図１４に示すように、このレゾルバ３０では、コイル１７1、１７8が第１組のコイルであるＡ相コイル１７Aを、コイル１７4、１７5が第２組のコイルであるＢ相コイル１７Bを、コイル１７6、１７7が第３組のコイルであるＣ相コイル１７Cを、さらに、コイル１７2、１７3が第４組のコイルであるＤ相コイル１７Dをそれぞれ構成している。
また、ロータ１３０は、自身の回転による突極の位置変化に伴ってコイル１７1〜１７8のインダクタンスが正弦波状に変化するような外周形状を有している。
【００３０】
図１５は、本実施形態に係るレゾルバ３０におけるコイル１７1〜１７8のインダクタンスＬ1〜Ｌ8およびＡ相コイル１７A〜Ｄ相コイル１７DのインダクタンスＬA〜ＬDの基本波の各ベクトルを示し、また図１６は、コイル１７1、１７8のインダクタンスＬ1、Ｌ8およびＡ相コイル１７AのインダクタンスＬAの基本波の各波形を示している。
図１５に示すように、本実施形態に係るレゾルバ３０では、インダクタンスＬ1、Ｌ8の基本波ベクトル相互、インダクタンスＬ4、Ｌ5の基本波ベクトル相互、インダクタンスＬ6、Ｌ7の基本波ベクトル相互およびインダクタンスＬ2、Ｌ3の基本波ベクトル相互がそれぞれ４５度の位相差を有する。そして、インダクタンスＬA、ＬB、ＬCおよびＬDの基本波ベクトルは、互いに９０°の位相差を有し、また、それらに関連するインダクタンス（Ｌ1、Ｌ8）、（Ｌ4、Ｌ5）、（Ｌ6、Ｌ7）および（Ｌ2、Ｌ3）の基本波ベクトルに対してそれぞれ２２．５°の位相差をもつ。
【００３１】
このような構成を有する本実施形態に係るレゾルバ３０では、インダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の基本波が図６（ｂ）に示した前記比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'の基本波の２ｃｏｓ２２．５°／２＝９２．４％の値を示す。
【００３２】
一方、本実施形態に係るレゾルバ３０における２次高調波についてのインダクタンスのベクトルは図１７に示すように表され、また、インダクタンスＬ1、Ｌ8およびインダクタンスＬAの２次高調波の波形は図１８に示すように表される。
上記各図から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３０におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の２次高調波は、前記比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの√２／２＝７０．７％の値を示す。
【００３３】
また、本実施形態に係るレゾルバ３０における３次高調波についてのインダクタンスのベクトルは図１９に示すように表され、また、インダクタンスＬ1、Ｌ8およびインダクタンスＬAの３次高調波の波形は図２０に示すように表される。
上記各図から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３０におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の３次高調波は、前記比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの２ｓｉｎ（４５°／２）／２＝３８．３％の値を示す。
【００３４】
さらに、本実施形態に係るレゾルバ３０における４次高調波についてのインダクタンスのベクトルは図２１に示すように表され、また、インダクタンスＬ1、Ｌ8およびインダクタンスＬAの４次高調波の波形は図２２に示すように表される。
すなわち、本実施形態に係るレゾルバ３０におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の４次高調波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの０／２＝０％の値を示す。
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３０は、前記第１の実施形態に係るレゾルバ３と同様のインダクタンス高調波成分の抑制作用を有する。
【００３５】
本発明は、上記各実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形態様を取りうるものである。すなわち、下記要件が満たされるのであれば、ステータの磁極数、ロータの突極数および検出用コイルの組合せは上記第１、第２の実施形態のそれに限定されない。
・ ステータの極数は８Ｎ（Ｎは正の整数）。
・ ロータの突極数は（６±１）Ｎまたは（２±１）Ｎ。
・ 各検出用コイルは、４つの相コイルを形成するために第１の組〜第４の組に分けられる。個々の組に属する２Ｎ個の検出用コイルは、それらのインダクタンス基本波の位相の差が４５°であり、それらのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスと他の組に属する各検出用コイルのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスの位相の差が９０°であるように選定される。
【００３６】
なお、上記第１、第２の実施形態は、いずれもＮ＝１としたときのものである。上記要件を満たす本発明に係るレゾルバは、特に、相数が２以上に設定されたステータと磁極数が２×（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎ に設定された永久磁石型ロータとを備えるモータ、つまり、磁極対数が（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎの多相永久磁石モータと組み合わせることによって、その出力信号から該モータの磁極位置を正確に検出して、始動時における回転方向を的確に制御することができる。また、その出力信号に基づいて上記モータの位置および速度を精度良く制御することができる。
なお、小型機に適用する場合にはＮが１に設定され、また、大型機に適用する場合にはＮが２以上に設定される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るレゾルバを用いたモータ駆動システムの一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレゾルバの構造を示す概略図である。
【図３】図２のレゾルバにおける検出コイルの接続態様を示す回路図である。
【図４】比較例に係るレゾルバにおける検出コイルの接続態様を示す回路図である。
【図５】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波のベクトルを示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波のベクトルを示している。
【図６】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波の波形を示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波の波形を示している。
【図７】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波のベクトルを示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波のベクトルを示している。
【図８】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波の波形を示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波の波形を示している。
【図９】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波のベクトルを示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波のベクトルを示している。
【図１０】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波の波形を示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波の波形を示している。
【図１１】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波のベクトルを示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波のベクトルを示している。
【図１２】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波の波形を示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波の波形を示している。
【図１３】本発明の他の実施形態に係るレゾルバの構造を示す概略図である。
【図１４】図１３のレゾルバにおける検出コイルの接続態様を示す回路図である。
【図１５】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波のベクトルを示している。
【図１６】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波の波形を示している。
【図１７】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波のベクトルを示している。
【図１８】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波の波形を示している。
【図１９】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波のベクトルを示している。
【図２０】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波の波形を示している。
【図２１】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波のベクトルを示している。
【図２２】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波の波形を示している。
【図２３】従来のリラクタンス型レゾルバの構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ モータ
３、３０ レゾルバ
５ 高周波発振回路
７ 信号処理回路
９ 制御駆動回路
１１ ステータ
１３ ロータ
１５ 極歯
１７1〜１７8 検出用コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバに関し、特に、検出用コイルのインダクタンスに含まれる高調波成分に対処するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、従来のリラクタンス型レゾルバの構造の一例が記載されている。図２３に断面図を示すように、この従来のレゾルバ３００は、ロータ３０１の突極数が６に設定されるとともに、ステータ３０３の極数が８に設定されている。ロータ３０１は、回転軸３０２に固定されている。また、ステータ３０３は、極を構成する８つの極歯３０４ａ〜３０４ｈに検出用コイル３０６ａ〜３０６がそれぞれに巻着されている。
【特許文献１】特許第３８７７５９４号の図３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような構成を有するレゾルバにおいては、ロータ３０１の回転に伴って検出用コイル３０６ａ〜３０６ｈのインダクタンスが変化することになるが、その際、機械加工精度や材料特性の非線形性等の影響で上記検出用コイル３０６ａ〜３０６ｈのインダクタンスに高調波成分が含まれることがある。この高調波成分は、コイル３０６ａ〜３０６ｈのインダクタンスの波形を乱すので、レゾルバの回転位置検出精度を低下させる要因になる。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであって、検出用コイルのインダクタンスに高調波成分が含まれる場合でも、高い回転位置検出精度を得ることができるレゾルバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るレゾルバは、極数が８Ｎ（Ｎは正の整数）に設定され、各極にそれぞれ１個の検出用コイルを巻着したステータと、突極数が（６±１）Ｎまたは（２±１）Ｎに設定されたロータと、を備える。
前記各検出用コイルは、第１の組〜第４の組に分けられ、個々の組に属する２Ｎ個の検出用コイルは、それらのインダクタンス基本波の位相の差が４５°であり、それらのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスと他の組に属する各検出用コイルのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスの位相の差が９０°であるように選定される。
【０００６】
一実施形態では、前記ステータの極数が８に設定され、前記ロータの突極数が５に設定される。また、他の実施形態では、前記ステータの極数が８に設定され、前記ロータの突極数が７に設定される。
【０００７】
実施形態において、前記第１の組〜第４の組は、それらに属する前記２Ｎ個の検出用コイル相互が直列接続され、かつ、前記第１の組に属する前記直列接続された２Ｎ個の検出用コイル〜前記第４の組に属する前記直列接続された２Ｎ個の検出用コイルは、それらがブリッジ回路を構成するように接続される。
【０００８】
本発明に係るレゾルバは、特に、相数が２以上に設定されたステータと、磁極数が２×（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎ に設定された永久磁石型ロータとを備えるモータと組み合わせることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るレゾルバによれば、位置信号を得るために有用な検出用コイルのインダクタンス基本波成分を確保することができることに加えて、例えば、機械加工精度や材料特性の非線形性等でインダクタンスの高調波成分が発生した場合に、各コイルの組内でインダクタンス高調波成分を抑制することができるので、高い回転位置検出精度が得られる。したがって、生産性が良くかつ特性の安定なレゾルバを提供することができる。
また、接続用信号線が４本で良いので、小型化および配線の容易化を図る上で有利である。さらに、相数が２以上に設定されたステータと、磁極数が２×（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎ に設定された永久磁石型ロータとを備えるモータと組み合わせることにより、該モータを高精度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係るレゾルバを用いたモータ駆動システムの一例を示すブロック図である。このモータ駆動システムは、永久磁石型モータ１と共に回転して該モータ１の回転位置に対応する信号を出力するレゾルバ３、該レゾルバ３に励磁信号を供給する励磁電源としての高周波発振回路５、レゾルバ３の出力信号を処理する信号処理回路７、および、該信号処理回路７の出力信号と運転指令とに基づいてモータ１を制御しかつ駆動する制御駆動回路９を備えている。
【００１１】
図２は、レゾルバ３の構造の概略と、検出用コイルの結線形態とを示している。レゾルバ３は、８つの極を有するステータ１１と５つの突極を有するロータ１３とを備えている。ステータ１１は、各極を構成する極歯１５にそれぞれ検出用コイル１７1、１７2、・・・１７8が巻かれている。
ロータ１３は、上記モータ１と共に回転するように、該モータ１のロータ軸（図示せず）に取り付けられている。そして、このロータ１３は、自身の回転による突極の位置変化に伴って上記センサコイル１７1、１７2、・・・１７8のインダクタンスが正弦波状に変化するような外周形状を有している。
【００１２】
上記センサコイル１７1、１７2、・・・１７8は、図３に示す回路が構成されるように結線されている。すなわち、端子ＴIN1と端子ＴOUT1との間にコイル１７1、１７6が直列接続され、端子ＴOUT1と端子ＴIN2との間にコイル１７2、１７5が直列接続されている。また、端子ＴIN1と端子ＴOUT2との間にコイル１７3、１７8が直列接続され、端子ＴOUT2と端子ＴIN2との間にコイル１７4、１７7が直列接続されている。
【００１３】
上記コイル１７1〜１７8は、以下のように分類される。
コイル１７1、１７6： 第１組のコイルであるＡ相コイル１７Aを構成
コイル１７2、１７5： 第２組のコイルであるＢ相コイル１７Bを構成
コイル１７3、１７8： 第３組のコイルであるＣ相コイル１７Cを構成
コイル１７4、１７7： 第４組のコイルであるＤ相コイル１７Dを構成
【００１４】
図３から明らかのように、Ａ相コイル１７A（１７1、１７6）、Ｂ相コイル１７B（１７2、１７5）、Ｃ相コイル１７C（１７3、１７8）およびＤ相コイル１７D（１７4、１７7）は、端子ＴIN1と端子ＴIN2との間でブリッジ回路を構成している。また、図１に示すように、上記端子ＴIN1、ＴIN2は高周波発振器５に、また、上記端子ＴOUT1、ＴOUT2は信号処理回路７にそれぞれ接続されている。
【００１５】
このレゾルバ３には、上記高周波発振回路５から出力される例えば１００ＫＨｚ程度の高周波の励磁用交流電圧ｅmが端子ＴIN1、ＴIN2を介して印加される。これにより、レゾルバ３は、ロータ１３の回転位置に対応する出力信号を端子ＴOUT1、ＴOUT2を介して信号処理回路７に出力する。信号処理回路７は、レゾルバ３から出力される高周波の出力信号を該レゾルバ３のロータ１３の回転位置（回転角度）に対応する正弦電圧Ｖ1および余弦電圧Ｖ2に変換し、これらの電圧Ｖ1、Ｖ2を位置信号として制御駆動回路９に出力する。制御駆動回路９は、上記電圧Ｖ1、Ｖ2に基づいてレゾルバ３のロータ１３の回転位置、すなわちモータ１の回転位置を算出し、その回転位置と運転指令とに基づいてモータを制御する。
【００１６】
ここで、レゾルバ３のロータ１３の回転位置を検出するための原理について説明する。なお、以下の説明では、理解を容易にするためにセンサコイル１７1〜１７8のインダクタンス高調波を無視する。また、コイル１７1〜１７8を励磁する電圧の周波数が大きいので、該コイル１７1〜１７8の巻線抵抗も無視する。
【００１７】
各コイル１７1〜１７8のインダクタンスの基本波Ｌ1〜Ｌ8は、次式で与えられる。
Ｌ1＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ）
Ｌ2＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−２２５°）
Ｌ3＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−９０°）
Ｌ4＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ＋４５°）
Ｌ5＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−１８０°）
Ｌ6＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−４５°）
Ｌ7＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ＋９０°）
Ｌ8＝Ｌ0＋Ｌｃｏｓ（５θ−１３５°）
ここで、Ｌ0はインダクタンスの平均値、Ｌは基本波の振幅、θはロータの回転位置（角度）である。
【００１８】
したがって、上記Ａ相コイル１７A〜Ｄ相コイル１７DのインダクタンスＬA〜ＬDは、以下のように表される。
ＬA＝Ｌ1＋Ｌ6＝２Ｌ0＋２Ｌｃｏｓ（２２．５°) ｃｏｓ（５θ−α）
ＬB＝Ｌ2＋Ｌ5＝２Ｌ0＋２Ｌｃｏｓ（２２．５°) ｃｏｓ（５θ−１８０°−α）
ＬC＝Ｌ3＋Ｌ8＝２Ｌ0＋２Ｌｃｏｓ（２２．５°) ｃｏｓ（５θ−９０°−α）
ＬD＝Ｌ4＋Ｌ7＝２Ｌ0＋２Ｌｃｏｓ（２２．５°) ｃｏｓ（５θ−２７０°−α）
ここで、αは位相角（本実施形態では、α＝２２．５°）である。
【００１９】
図１に示した信号処理回路７から出力される前記ロータ１３の位置信号Ｖ1（余弦波電圧
）およびＶ2（正弦波電圧）と、該ロータ１３の回転位置θとの関係は、図３の回路構成お
よび上記インダクタンスの関係式に基づいて、以下に示すように理論的に求めることができる。
【数１】
【００２０】
位置信号Ｖ1、Ｖ2は、制御駆動回路９に入力される。そこで、制御駆動回路９は、上記
式から導かれる下記の関係に基づいてレゾルバ３のロータ１３の回転位置θを演算し、その回転位置θを用いてモータを制御する。
【数２】
【００２１】
次に、本実施形態に係るレゾルバ３によるインダクタンスの高調波の抑制作用を、比較例に係るレゾルバと対比しながら説明する。
なお、上記比較例に係るレゾルバは、上記ロータ１３の突極数を図２３に示す従来例と同じ６に設定し、かつ、図４に示すように、Ａ相コイル１７A'をコイル１７1、１７5で、Ｂ相コイル１７B'をコイル１７3、１７7で、Ｃ相コイル１７C'をコイル１７2、１７7で、Ｄ相コイル１７D'でコイル１７4、１７8でそれぞれ構成している。
【００２２】
図５（ａ）は、本実施形態に係るレゾルバ３におけるコイル１７1〜１７8のインダクタンスＬ1〜Ｌ8およびＡ相コイル１７A〜Ｄ相コイル１７DのインダクタンスＬA〜ＬDの基本波の各ベクトルを示し、図５（ｂ）は、上記比較例に係るレゾルバにおけるコイル１７1〜１７8のインダクタンスＬ1〜Ｌ8およびＡ相コイル１７A'のインダクタンスＬA'の基本波の各ベクトルを示している。
また、図６（ａ）は、本実施形態に係るレゾルバ３におけるコイル１７1、１７6のインダクタンスＬ1、Ｌ6およびＡ相コイル１７AのインダクタンスＬAの基本波の各波形を示し、図６（ｂ）は、比較例に係るレゾルバにおけるコイル１７1、１７5のインダクタンスＬ1、Ｌ6およびＡ相コイル１７A'のインダクタンスＬA'の基本波の各波形を示している。なお、図６のグラフにおける横軸に示す０°〜３６０°は電気角である。
【００２３】
図５（ａ）に示すように、本実施形態に係るレゾルバ３では、インダクタンスＬ1、Ｌ6の基本波ベクトル相互、インダクタンスＬ2、Ｌ5の基本波ベクトル相互、インダクタンスＬ3、Ｌ8の基本波ベクトル相互およびインダクタンスＬ4、Ｌ7の基本波ベクトル相互がそれぞれ４５度の位相差を有し、また、インダクタンスＬA、ＬB、ＬCおよびＬDの基本波ベクトルは、互いに９０°の位相差を有する。そして、インダクタンスＬAの基本波ベクトルとインダクタンスＬ1、Ｌ6の基本波ベクトルの位相差、インダクタンスＬBの基本波ベクトルとインダクタンスＬ2、Ｌ5の基本波ベクトルの位相差、インダクタンスＬCの基本波ベクトルとインダクタンスＬ3、Ｌ8の基本波ベクトルの位相差、およびインダクタンスＬDの基本波ベクトルとインダクタンスＬ4、Ｌ7の基本波ベクトルの位相差は、それぞれ２２．５°である。
【００２４】
図５（ａ）、（ｂ）の対比および図６（ａ）、（ｂ）の対比から明らかなように、
本実施形態に係るレゾルバ３におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の基本波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'の基本波の２ｃｏｓ２２．５°／２＝９２．４％の値を示す。
【００２５】
一方、本実施形態に係るレゾルバ３および比較例に係るレゾルバにおける２次高調波についてのインダクタンスのベクトルは、それぞれ図７（ａ）および（ｂ）に示すように表され、また、本実施形態に係るレゾルバ３における２次高調波についてのインダクタンスＬ1、Ｌ6およびＬAの波形および比較例に係るレゾルバにおける２次高調波についてのインダクタンスＬ1、Ｌ5およびＬA'の波形は、それぞれ図８（ａ）および（ｂ）に示すように表される。
上記各図の対比から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の２次高調波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの√２／２＝７０．７％の値を示す。
【００２６】
また、本実施形態に係るレゾルバ３および比較例に係るレゾルバにおける３次高調波についてのインダクタンスのベクトルは、それぞれ図９（ａ）および（ｂ）に示すように表され、また、前者および後者に係るレゾルバにおける３次高調波についての上記インダクタンスの波形は、それぞれ図１０（ａ）および（ｂ）に示すように表される。
各図から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の３次高調波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの２ｓｉｎ（４５°／２）／２＝３８．３％の値を示す。
【００２７】
さらに、本実施形態に係るレゾルバ３および比較例に係るレゾルバにおける４次高調波についてのインダクタンスのベクトルは、それぞれ図１１（ａ）および（ｂ）に示すように表され、また、前者および後者に係るレゾルバにおける４次高調波についての上記インダクタンスの波形は、それぞれ図１２（ａ）および（ｂ）に示すように表される。
各図から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の４次高調波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの０／２＝０％の値を示す。
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３は、比較例に係るレゾルバに比して、２次以上の高調波成分を大幅に抑制することができ、特に、４次高調波成分は完全に相殺することができる。
したがって、本実施形態に係るレゾルバ３によれば、例えば機械加工精度や材料特性の非線形性等の影響によってインダクタンスの高調波成分が発生した場合、Ａ相コイル１７A内〜Ｄ相コイル１７D内での高調波成分相殺作用によって、安定したかつ精度の高い位置検出が可能になる。また、機械加工精度や材料特性の非線形性等の影響を低減できるので、生産性の向上、コストの低減等を図ることが可能になる。
【００２９】
図１３は、本発明に係るレゾルバの第２の実施形態を示す。
このレゾルバ３０は、コイル１７1〜１７8の結線が図２に示したレゾルバ３と相違し、また、ロータ１３０の突極数が７に設定されている点で該レゾルバ３と相違している。
図１４に示すように、このレゾルバ３０では、コイル１７1、１７8が第１組のコイルであるＡ相コイル１７Aを、コイル１７4、１７5が第２組のコイルであるＢ相コイル１７Bを、コイル１７6、１７7が第３組のコイルであるＣ相コイル１７Cを、さらに、コイル１７2、１７3が第４組のコイルであるＤ相コイル１７Dをそれぞれ構成している。
また、ロータ１３０は、自身の回転による突極の位置変化に伴ってコイル１７1〜１７8のインダクタンスが正弦波状に変化するような外周形状を有している。
【００３０】
図１５は、本実施形態に係るレゾルバ３０におけるコイル１７1〜１７8のインダクタンスＬ1〜Ｌ8およびＡ相コイル１７A〜Ｄ相コイル１７DのインダクタンスＬA〜ＬDの基本波の各ベクトルを示し、また図１６は、コイル１７1、１７8のインダクタンスＬ1、Ｌ8およびＡ相コイル１７AのインダクタンスＬAの基本波の各波形を示している。
図１５に示すように、本実施形態に係るレゾルバ３０では、インダクタンスＬ1、Ｌ8の基本波ベクトル相互、インダクタンスＬ4、Ｌ5の基本波ベクトル相互、インダクタンスＬ6、Ｌ7の基本波ベクトル相互およびインダクタンスＬ2、Ｌ3の基本波ベクトル相互がそれぞれ４５度の位相差を有する。そして、インダクタンスＬA、ＬB、ＬCおよびＬDの基本波ベクトルは、互いに９０°の位相差を有し、また、それらに関連するインダクタンス（Ｌ1、Ｌ8）、（Ｌ4、Ｌ5）、（Ｌ6、Ｌ7）および（Ｌ2、Ｌ3）の基本波ベクトルに対してそれぞれ２２．５°の位相差をもつ。
【００３１】
このような構成を有する本実施形態に係るレゾルバ３０では、インダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の基本波が図６（ｂ）に示した前記比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'の基本波の２ｃｏｓ２２．５°／２＝９２．４％の値を示す。
【００３２】
一方、本実施形態に係るレゾルバ３０における２次高調波についてのインダクタンスのベクトルは図１７に示すように表され、また、インダクタンスＬ1、Ｌ8およびインダクタンスＬAの２次高調波の波形は図１８に示すように表される。
上記各図から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３０におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の２次高調波は、前記比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの√２／２＝７０．７％の値を示す。
【００３３】
また、本実施形態に係るレゾルバ３０における３次高調波についてのインダクタンスのベクトルは図１９に示すように表され、また、インダクタンスＬ1、Ｌ8およびインダクタンスＬAの３次高調波の波形は図２０に示すように表される。
上記各図から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３０におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の３次高調波は、前記比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの２ｓｉｎ（４５°／２）／２＝３８．３％の値を示す。
【００３４】
さらに、本実施形態に係るレゾルバ３０における４次高調波についてのインダクタンスのベクトルは図２１に示すように表され、また、インダクタンスＬ1、Ｌ8およびインダクタンスＬAの４次高調波の波形は図２２に示すように表される。
すなわち、本実施形態に係るレゾルバ３０におけるインダクタンスＬA（ＬB、ＬC、ＬD）の４次高調波は、比較例に係るレゾルバのインダクタンスＬA'のそれの０／２＝０％の値を示す。
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るレゾルバ３０は、前記第１の実施形態に係るレゾルバ３と同様のインダクタンス高調波成分の抑制作用を有する。
【００３５】
本発明は、上記各実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形態様を取りうるものである。すなわち、下記要件が満たされるのであれば、ステータの磁極数、ロータの突極数および検出用コイルの組合せは上記第１、第２の実施形態のそれに限定されない。
・ ステータの極数は８Ｎ（Ｎは正の整数）。
・ ロータの突極数は（６±１）Ｎまたは（２±１）Ｎ。
・ 各検出用コイルは、４つの相コイルを形成するために第１の組〜第４の組に分けられる。個々の組に属する２Ｎ個の検出用コイルは、それらのインダクタンス基本波の位相の差が４５°であり、それらのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスと他の組に属する各検出用コイルのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスの位相の差が９０°であるように選定される。
【００３６】
なお、上記第１、第２の実施形態は、いずれもＮ＝１としたときのものである。上記要件を満たす本発明に係るレゾルバは、特に、相数が２以上に設定されたステータと磁極数が２×（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎ に設定された永久磁石型ロータとを備えるモータ、つまり、磁極対数が（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎの多相永久磁石モータと組み合わせることによって、その出力信号から該モータの磁極位置を正確に検出して、始動時における回転方向を的確に制御することができる。また、その出力信号に基づいて上記モータの位置および速度を精度良く制御することができる。
なお、小型機に適用する場合にはＮが１に設定され、また、大型機に適用する場合にはＮが２以上に設定される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るレゾルバを用いたモータ駆動システムの一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレゾルバの構造を示す概略図である。
【図３】図２のレゾルバにおける検出コイルの接続態様を示す回路図である。
【図４】比較例に係るレゾルバにおける検出コイルの接続態様を示す回路図である。
【図５】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波のベクトルを示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波のベクトルを示している。
【図６】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波の波形を示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波の波形を示している。
【図７】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波のベクトルを示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波のベクトルを示している。
【図８】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波の波形を示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波の波形を示している。
【図９】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波のベクトルを示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波のベクトルを示している。
【図１０】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波の波形を示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波の波形を示している。
【図１１】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波のベクトルを示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波のベクトルを示している。
【図１２】（ａ）は図２のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波の波形を示し、（ｂ）は比較例に係るレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波の波形を示している。
【図１３】本発明の他の実施形態に係るレゾルバの構造を示す概略図である。
【図１４】図１３のレゾルバにおける検出コイルの接続態様を示す回路図である。
【図１５】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波のベクトルを示している。
【図１６】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの基本波の波形を示している。
【図１７】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波のベクトルを示している。
【図１８】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの２次高調波の波形を示している。
【図１９】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波のベクトルを示している。
【図２０】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの３次高調波の波形を示している。
【図２１】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波のベクトルを示している。
【図２２】図１３のレゾルバにおけるコイルインダクタンスの４次高調波の波形を示している。
【図２３】従来のリラクタンス型レゾルバの構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ モータ
３、３０ レゾルバ
５ 高周波発振回路
７ 信号処理回路
９ 制御駆動回路
１１ ステータ
１３ ロータ
１５ 極歯
１７1〜１７8 検出用コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極数が８Ｎ（Ｎは正の整数）に設定され、各極にそれぞれ１個の検出用コイルを巻着したステータと、
突極数が（６±１）Ｎまたは（２±１）Ｎに設定されたロータと、を備え、
前記各検出用コイルは、第１の組〜第４の組に分けられ、個々の組に属する２Ｎ個の検出用コイルは、それらのインダクタンス基本波の位相の差が４５°であり、それらのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスと他の組に属する各検出用コイルのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスの位相の差が９０°であるように選定されることを特徴とするレゾルバ。
【請求項２】
前記ステータの極数が８に設定され、前記ロータの突極数が５に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項３】
前記ステータの極数が８に設定され、前記ロータの突極数が７に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項４】
前記第１の組〜第４の組は、それらに属する前記２Ｎ個の検出用コイル相互が直列接続され、かつ、前記第１の組に属する前記直列接続された２Ｎ個の検出用コイル〜前記第４の組に属する前記直列接続された２Ｎ個の検出用コイルは、それらがブリッジ回路を構成するように接続されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項５】
相数が２以上に設定されたステータと、磁極数が２×（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎ に設定された永久磁石型ロータとを備えるモータに組み合わせたことを特徴とするの請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項１】
極数が８Ｎ（Ｎは正の整数）に設定され、各極にそれぞれ１個の検出用コイルを巻着したステータと、
突極数が（６±１）Ｎまたは（２±１）Ｎに設定されたロータと、を備え、
前記各検出用コイルは、第１の組〜第４の組に分けられ、個々の組に属する２Ｎ個の検出用コイルは、それらのインダクタンス基本波の位相の差が４５°であり、それらのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスと他の組に属する各検出用コイルのインダクタンス基本波を合成したインダクタンスの位相の差が９０°であるように選定されることを特徴とするレゾルバ。
【請求項２】
前記ステータの極数が８に設定され、前記ロータの突極数が５に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項３】
前記ステータの極数が８に設定され、前記ロータの突極数が７に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項４】
前記第１の組〜第４の組は、それらに属する前記２Ｎ個の検出用コイル相互が直列接続され、かつ、前記第１の組に属する前記直列接続された２Ｎ個の検出用コイル〜前記第４の組に属する前記直列接続された２Ｎ個の検出用コイルは、それらがブリッジ回路を構成するように接続されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項５】
相数が２以上に設定されたステータと、磁極数が２×（６±１）Ｎまたは２×（２±１）Ｎ に設定された永久磁石型ロータとを備えるモータに組み合わせたことを特徴とするの請求項１に記載のレゾルバ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００９−９８０５０（Ｐ２００９−９８０５０Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７１０７９（Ｐ２００７−２７１０７９）
【出願日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（０００１０３７９２）オリエンタルモーター株式会社 (150)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（０００１０３７９２）オリエンタルモーター株式会社 (150)
【Ｆターム（参考）】
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