巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置
【目的】 本発明は巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置に関し、特に、レゾルバ等の巻線の断線及びレアショート等の故障を確実に検出することを目的とする。
【構成】 本発明による巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置は、２相出力信号（KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θ）を各々乗算して得た乗算出力(10a,11a)を加算し、この加算出力(12a)の最大値(13a)に基づいて故障信号(15)を出力することによりレアショートを検出する構成である。
【構成】 本発明による巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置は、２相出力信号（KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θ）を各々乗算して得た乗算出力(10a,11a)を加算し、この加算出力(12a)の最大値(13a)に基づいて故障信号(15)を出力することによりレアショートを検出する構成である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、巻線型回転検出器の故障検出装置に関し、特に、レゾルバ等の巻線の断線及びレアショート等の故障を確実に検出するための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の巻線型回転検出器の故障検出装置としては、一般に、巻線の断線を検出するための導通の有無を検出することのみが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の巻線型回転検出器の故障検出装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、従来構成では、断線検出のみであったため、巻線のレアショート等の断線以外の故障の検出は不可能であり、出力信号の精度にも悪影響が発生していた。
【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、レゾルバ等の巻線の断線及びレアショート等の故障を確実に検出するようにした巻線型回転検出器の故障検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による巻線型回転検出器の故障検出装置は、２相の巻線出力部から得られた２相出力信号を各々乗算して各乗算出力を得ると共に、前記各乗算出力を加算して得た加算出力の最大値を検出し、前記最大値に基づいて故障信号を出力する方法である。
【０００６】本発明による巻線型回転検出器の故障検出装置は、２相の巻線出力部から得られた２相出力信号を各々乗算するための第１、第２乗算器と、前記各乗算器からの各乗算出力を加算するための加算器と、前記加算器に接続され前記加算器からの加算出力の最大値を検出するための最大値検出回路と、前記最大値検出回路に接続され前記最大値のレベル判定を行うための最大値レベル判定回路とを備え、前記最大値レベル判定回路から故障信号を出力するようにした構成である。
【０００７】
【作用】本発明による巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置においては、巻線型回転検出器であるレゾルバの２相の巻線出力部から得られた２相出力信号を各々乗算し、その和を求めると、次式の通りとなる。
Ｋ2Ｅ2 sin ωt・cos2θ＋Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt・sin2 θ＝Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt(cos2 θ＋sin2 θ)＝Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt但し、Ｋ：巻線の変圧比Ｅ：入力電圧ω：２πｆ（ｆは励磁周波数）
ｔ：時間θ：回転角さらに、前記和の最大値は、sin ωt＝１の時で、その最大値はＫ2Ｅ2となる。この最大値Ｋ2Ｅ2は前述のように変圧比と入力電圧よりなるもので、回転角θに依存するものではない。従って、この最大値Ｋ2Ｅ2の変動を予め設定した設定値と比較することにより、１次側ロータトランス、１次側ロータコイル、２次側ステータコイルの故障（レアショート、絶縁不良等）を検出することができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面と共に本発明による巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置の好適な実施例について詳細に説明する。図１は、巻線型回転検出器としてのレゾルバ（シンクロの場合もある）の巻線構造を示す結線図であり、この図１において符号１で示されるものはトランス入力巻線２とトランス出力巻線３からなる１次ロータトランスであり、このトランス出力巻線３には２相状の１次ロータ巻線４が接続されている。
【０００９】前記ロータ巻線４に対応して２相状の２次ステータ巻線５（２相の巻線出力部をなす）が固定して配設されている。前記トランス入力巻線２には、励磁信号Esin ωtが印加され、２次ステータ巻線５の各出力端５ａ，５ｂからは２相出力信号KE sin ωt・sin θ，KE sin ωt・cos θが出力される。なお、この場合、２次ステータ巻線５側から２相出力信号を得ているが、逆の構成としてロータ巻線側からロータトランスを介して２相出力を得るようにすることもできる。
【００１０】次に、前記２相出力信号KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θは、第１、第２乗算器１０，１１で各々個別に乗算処理され、各乗算器１０，１１からの乗算出力１０ａ，１１ａが加算器１２で加算される。この加算器１２で加算された加算出力１２ａは、その最大値検出回路１３にて検出されるように構成されており、この最大値検出回路１３で検出された最大値１３ａは最大値レベル判定回路１４にて判定され、その判定結果により前記最大値レベル判定回路１４から故障信号１５が出力されるように構成されている。
【００１１】次に、動作について述べる。まず、前記２相出力信号KE sin ωt・cos θ,KEsin ωt・sin θを各々乗算器１０，１１で乗算し、その和を求めると、次式の通りとなる。
Ｋ2Ｅ2 sin ωt・cos2θ＋Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt・sin2 θ＝Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt(cos2 θ＋sin2 θ)＝Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt但し、Ｋ：巻線の変圧比Ｅ：入力電圧ω：２πｆ（ｆは励磁周波数）
ｔ：時間θ：回転角さらに、前記和の最大値は、sin ωt＝１の時で、その最大値はＫ2Ｅ2となる。この最大値Ｋ2Ｅ2は前述のように変圧比と入力電圧よりなるもので、回転角θに依存するものではない。従って、この最大値Ｋ2Ｅ2の変動を予め設定した設定値と比較することにより、１次側ロータトランス、１次側ロータコイル、２次側ステータコイルの故障（レアショート、絶縁不良等）を検出することができ、故障信号１５を出力することができる。なお、故障検出は、回転検出器が非回転の停止している時でも故障検出が可能であり、かつ、この励磁信号E sin ωt の励磁周波数の周期（高速）で故障検出が可能である。
【００１２】
【発明の効果】本発明による巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、２相出力信号を各々乗算し、各乗算出力の最大値を用いて故障を検出しているため、従来のような巻線の断線検出のみではなく、巻線のレアショートの検出が可能であり、例えば、自動車、電車等の車輌用電動機の制御装置の速度及び位置精度を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による巻線型回転検出器の故障検出装置に用いる巻線型回転検出器を示す結線図である。
【図２】故障検出装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
５ 巻線出力部
KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θ ２相出力信号
１０，１１ 第１、第２乗算器
１０ａ，１１ａ 乗算出力
１２ 加算器
１２ａ 加算出力
１３ 最大値検出回路
１３ａ 最大値
１４ 最大値レベル判定回路
１５ 故障信号
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、巻線型回転検出器の故障検出装置に関し、特に、レゾルバ等の巻線の断線及びレアショート等の故障を確実に検出するための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の巻線型回転検出器の故障検出装置としては、一般に、巻線の断線を検出するための導通の有無を検出することのみが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の巻線型回転検出器の故障検出装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、従来構成では、断線検出のみであったため、巻線のレアショート等の断線以外の故障の検出は不可能であり、出力信号の精度にも悪影響が発生していた。
【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、レゾルバ等の巻線の断線及びレアショート等の故障を確実に検出するようにした巻線型回転検出器の故障検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による巻線型回転検出器の故障検出装置は、２相の巻線出力部から得られた２相出力信号を各々乗算して各乗算出力を得ると共に、前記各乗算出力を加算して得た加算出力の最大値を検出し、前記最大値に基づいて故障信号を出力する方法である。
【０００６】本発明による巻線型回転検出器の故障検出装置は、２相の巻線出力部から得られた２相出力信号を各々乗算するための第１、第２乗算器と、前記各乗算器からの各乗算出力を加算するための加算器と、前記加算器に接続され前記加算器からの加算出力の最大値を検出するための最大値検出回路と、前記最大値検出回路に接続され前記最大値のレベル判定を行うための最大値レベル判定回路とを備え、前記最大値レベル判定回路から故障信号を出力するようにした構成である。
【０００７】
【作用】本発明による巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置においては、巻線型回転検出器であるレゾルバの２相の巻線出力部から得られた２相出力信号を各々乗算し、その和を求めると、次式の通りとなる。
Ｋ2Ｅ2 sin ωt・cos2θ＋Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt・sin2 θ＝Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt(cos2 θ＋sin2 θ)＝Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt但し、Ｋ：巻線の変圧比Ｅ：入力電圧ω：２πｆ（ｆは励磁周波数）
ｔ：時間θ：回転角さらに、前記和の最大値は、sin ωt＝１の時で、その最大値はＫ2Ｅ2となる。この最大値Ｋ2Ｅ2は前述のように変圧比と入力電圧よりなるもので、回転角θに依存するものではない。従って、この最大値Ｋ2Ｅ2の変動を予め設定した設定値と比較することにより、１次側ロータトランス、１次側ロータコイル、２次側ステータコイルの故障（レアショート、絶縁不良等）を検出することができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面と共に本発明による巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置の好適な実施例について詳細に説明する。図１は、巻線型回転検出器としてのレゾルバ（シンクロの場合もある）の巻線構造を示す結線図であり、この図１において符号１で示されるものはトランス入力巻線２とトランス出力巻線３からなる１次ロータトランスであり、このトランス出力巻線３には２相状の１次ロータ巻線４が接続されている。
【０００９】前記ロータ巻線４に対応して２相状の２次ステータ巻線５（２相の巻線出力部をなす）が固定して配設されている。前記トランス入力巻線２には、励磁信号Esin ωtが印加され、２次ステータ巻線５の各出力端５ａ，５ｂからは２相出力信号KE sin ωt・sin θ，KE sin ωt・cos θが出力される。なお、この場合、２次ステータ巻線５側から２相出力信号を得ているが、逆の構成としてロータ巻線側からロータトランスを介して２相出力を得るようにすることもできる。
【００１０】次に、前記２相出力信号KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θは、第１、第２乗算器１０，１１で各々個別に乗算処理され、各乗算器１０，１１からの乗算出力１０ａ，１１ａが加算器１２で加算される。この加算器１２で加算された加算出力１２ａは、その最大値検出回路１３にて検出されるように構成されており、この最大値検出回路１３で検出された最大値１３ａは最大値レベル判定回路１４にて判定され、その判定結果により前記最大値レベル判定回路１４から故障信号１５が出力されるように構成されている。
【００１１】次に、動作について述べる。まず、前記２相出力信号KE sin ωt・cos θ,KEsin ωt・sin θを各々乗算器１０，１１で乗算し、その和を求めると、次式の通りとなる。
Ｋ2Ｅ2 sin ωt・cos2θ＋Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt・sin2 θ＝Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt(cos2 θ＋sin2 θ)＝Ｋ2Ｅ2 sin2 ωt但し、Ｋ：巻線の変圧比Ｅ：入力電圧ω：２πｆ（ｆは励磁周波数）
ｔ：時間θ：回転角さらに、前記和の最大値は、sin ωt＝１の時で、その最大値はＫ2Ｅ2となる。この最大値Ｋ2Ｅ2は前述のように変圧比と入力電圧よりなるもので、回転角θに依存するものではない。従って、この最大値Ｋ2Ｅ2の変動を予め設定した設定値と比較することにより、１次側ロータトランス、１次側ロータコイル、２次側ステータコイルの故障（レアショート、絶縁不良等）を検出することができ、故障信号１５を出力することができる。なお、故障検出は、回転検出器が非回転の停止している時でも故障検出が可能であり、かつ、この励磁信号E sin ωt の励磁周波数の周期（高速）で故障検出が可能である。
【００１２】
【発明の効果】本発明による巻線型回転検出器の故障検出方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、２相出力信号を各々乗算し、各乗算出力の最大値を用いて故障を検出しているため、従来のような巻線の断線検出のみではなく、巻線のレアショートの検出が可能であり、例えば、自動車、電車等の車輌用電動機の制御装置の速度及び位置精度を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による巻線型回転検出器の故障検出装置に用いる巻線型回転検出器を示す結線図である。
【図２】故障検出装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
５ 巻線出力部
KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θ ２相出力信号
１０，１１ 第１、第２乗算器
１０ａ，１１ａ 乗算出力
１２ 加算器
１２ａ 加算出力
１３ 最大値検出回路
１３ａ 最大値
１４ 最大値レベル判定回路
１５ 故障信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ２相の巻線出力部(5)から得られた２相出力信号（KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θ）を各々乗算して各乗算出力(10a,11a)を得ると共に、前記各乗算出力(10a,11a)を加算して得た加算出力(12a)の最大値(13a)を検出し、前記最大値(13a)に基づいて故障信号(15)を出力することを特徴とする巻線型回転検出器の故障検出方法。
【請求項２】 ２相の巻線出力部(5)から得られた２相出力信号（KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θ）を各々乗算するための第１、第２乗算器(10,11)と、前記各乗算器(10,11)からの各乗算出力(10a,11a)を加算するための加算器(12)と、前記加算器(12)に接続され前記加算器(12)からの加算出力(12a)の最大値(13a)を検出するための最大値検出回路(13)と、前記最大値検出回路(13)に接続され前記最大値(13a)のレベル判定を行うための最大値レベル判定回路(14)とを備え、前記最大値レベル判定回路(14)から故障信号(15)を出力するように構成したことを特徴とする巻線型回転検出器の故障検出装置。
【請求項１】 ２相の巻線出力部(5)から得られた２相出力信号（KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θ）を各々乗算して各乗算出力(10a,11a)を得ると共に、前記各乗算出力(10a,11a)を加算して得た加算出力(12a)の最大値(13a)を検出し、前記最大値(13a)に基づいて故障信号(15)を出力することを特徴とする巻線型回転検出器の故障検出方法。
【請求項２】 ２相の巻線出力部(5)から得られた２相出力信号（KE sin ωt・cos θ,KE sin ωt・sin θ）を各々乗算するための第１、第２乗算器(10,11)と、前記各乗算器(10,11)からの各乗算出力(10a,11a)を加算するための加算器(12)と、前記加算器(12)に接続され前記加算器(12)からの加算出力(12a)の最大値(13a)を検出するための最大値検出回路(13)と、前記最大値検出回路(13)に接続され前記最大値(13a)のレベル判定を行うための最大値レベル判定回路(14)とを備え、前記最大値レベル判定回路(14)から故障信号(15)を出力するように構成したことを特徴とする巻線型回転検出器の故障検出装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開平８−２８９５２１
【公開日】平成８年（１９９６）１１月１日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−８８３４７
【出願日】平成７年（１９９５）４月１３日
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【公開日】平成８年（１９９６）１１月１日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）４月１３日
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
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