JP2017093033A - レゾルバ信号発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気角検出装置の動作確認を行えるレゾルバ信号発生器の提供である。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明のレゾルバ信号発生器１は、レゾルバＲと、レゾルバＲにおけるレゾルバロータ３を回転駆動可能なモータＭと、モータＭの回転数を調節する調節部Ｃと、レゾルバＲが出力するレゾルバ信号を外部へ伝達可能なコネクタ２とを備えている。このように、このレゾルバ信号発生器１にあっては、レゾルバロータ３の回転数を調節してレゾルバ信号を外部へ出力できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レゾルバ信号発生器に関する。

モータを駆動するためのインバータを試験する試験装置は、コンピュータ内で実現されるレゾルバ信号発生器とＰＷＭ信号発生器とを備えており、インバータへ指令を送り、インバータの試験を行えるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

ブラシレスモータ等の界磁をロータとして電機子をステータとする形式のモータの場合、ロータ側の磁極の位置に合わせてステータ側の巻線を励磁しなくてはならないため、ロータの電気角を検出する必要がある。

そのため、前記試験装置では、プログラムをコンピュータで実行してレゾルバ信号とＰＷＭ信号を生成して、インバータへ与える指令を生成して、インバータの試験を行うようになっている。

特開２００６−１９７７０５号公報

しかしながら、前述の試験装置では、インバータの試験を行えるものの、インバータを制御する制御装置側の試験は行えないので、レゾルバ信号を処理してモータのロータの電気角を求める電気角検出装置についての動作確認を行えない。

そこで、本発明は上記問題を解決するために創案されたものであって、その目的とするところは、電気角検出装置の動作確認を行えるレゾルバ信号発生器の提供である。

上記した目的を達成するため、本発明のレゾルバ信号発生器は、レゾルバと、レゾルバにおけるレゾルバロータを回転駆動可能なモータと、モータの回転数を調節する調節部と、レゾルバが出力するレゾルバ信号を外部へ伝達可能なコネクタとを備えている。このように、このレゾルバ信号発生器にあっては、レゾルバロータの回転数を調節してレゾルバ信号を外部へ出力できる。

また、請求項２のレゾルバ信号発生器にあっては、電気角検知部と、電気角検知部の出力とコネクタに接続されて電気角を検出する電気角検知装置の出力とを比較する比較部と、比較部の比較結果を報知する報知部と備えている。よって、電気角検知部で求めた電気角と外部の電気角検知装置で求めた電気角を対比でき、より正確に試験対象の電気角検知装置が正常か否かを調べられ、またオペレータが電気角検知装置の動作異常を容易に認識できる。

さらに、請求項３のレゾルバ信号発生器にあっては、モータがＤＣモータであって、モータの両端子に一過する電圧の極性を切換える切換部を備えているので、レゾルバロータを正逆回転させてより精緻に試験対象である電気角検知装置の動作確認を行える。

また、請求項４のレゾルバ信号発生器では、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータを備え、モータがＤＣモータとされ、調節部がコンバータからモータへ供給する直流電流量を調節可能な可変抵抗器を有している。このように構成されたレゾルバ信号発生器では、商用電源の利用が可能であり、簡単な構成でかつ低コストで、オペレータが希望する回転数および回転方向にてレゾルバロータを回転駆動できるようになる。

よって、本発明のレゾルバ信号発生器によれば、電気角検出装置の動作確認を行える。

本発明の一実施の形態におけるレゾルバ信号発生器の構成図である。 正常な電気角検出装置が出力する電気角の時間推移を示すグラフである。

本発明の実施の形態を図に基づき説明する。一実施の形態におけるレゾルバ信号発生器１は、図１に示すように、レゾルバＲと、モータＭと、モータＭの回転数を調節する調節部としてのコントローラＣと、レゾルバＲが出力するレゾルバ信号を外部へ伝達可能なコネクタ２とを備えて構成されている。

以下、各部について詳細に説明する。レゾルバＲは、モータＭのロータ６により回転駆動されるレゾルバロータ３と、レゾルバロータ３の外周に配置されるレゾルバステータ４とを備えている。

レゾルバＲは、図示はしないが、レゾルバロータ３側に励磁用コイルを備えて、レゾルバステータ４側の検出用のコイルに生じる電圧をレゾルバ信号として出力するようになっている。なお、レゾルバＲは、レゾルバロータ３を周方向で径が異なる円環とし、レゾルバステータ４側の鉄心に励磁用のコイルと検出用のコイルを設ける可変リアクタンス型のレゾルバとされもよい。このレゾルバＲでは、レゾルバロータ３の回転角によってレゾルバロータ３の外周と鉄心との間のエアギャップの変化でリアクタンスが周期的に変化するため、検出用のコイルの出力電圧でなるレゾルバ信号が変化する。

レゾルバステータ４が出力するレゾルバ信号は、信号線１３と、信号線１３の先端に設けたコネクタ２を介して、ブラシレスＤＣモータや三相交流モータ等のモータを制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等のコントローラ２０内に設けられる電気角検知装置１４へ出力できるようになっている。電気角検知装置１４は、ＲＤコンバータとされ、アナログのレゾルバ信号の入力を受けるとレゾルバ信号をデジタル変換した電気角を求めるようになっている。なお、電気角検知装置１４は、コネクタ２に接続可能なコンピュータとされて、コンピュータのプログラムの実行により実現されてもよいし、コネクタ２に接続可能であってレゾルバ信号を処理して電気角を求める専用のハードウェアとされてもよい。

モータＭは、図１に示すように、ステータ５と、ステータ５に対して回転自在に装着されるロータ６とを備えており、本例では、ＤＣブラシ付きモータとされている。また、ロータ６の先端外周には、レゾルバＲにおけるレゾルバロータ３が取り付けられており、モータＭを回転駆動すると、レゾルバロータ３がレゾルバステータ４に対して相対回転するようになっている。

また、本例のレゾルバ信号発生器１は、電源部Ｇを備えている。電源部Ｇは、本例では、商用電源Ｅから供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ７とを備えている。コンバータ７は、商用電源Ｅの１００Ｖの交流電圧を降圧して直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ８と、ＡＣ−ＤＣコンバータ８によって変換された直流電圧を降圧するＤＣ−ＤＣコンバータ９とを備えている。このようにコンバータ７を介すると、コンバータ７は、商用電源Ｅから供給される交流電圧を降圧して直流電圧を出力するようになっている。なお、コンバータ７は、ＡＣ−ＤＣコンバータ８とＤＣ−ＤＣコンバータ９を備えて電圧をモータＭの定格電圧以下へ降圧するようにしているが、ＡＣ−ＤＣコンバータ８のみで足りる場合はＤＣ−ＤＣコンバータ９を廃止してもよい。

つづいて、コントローラＣは、コンバータ７からモータＭへ直流電圧を供給する電源ライン１０と、電源ライン１０の途中に設けた可変抵抗器１１と、モータＭの両端子に印加する電圧の極性を切換えてモータＭの回転方向を正転と逆転に選択的に切換える切換部としてのスイッチ１２とを備えている。

可変抵抗器１１は、外部操作を可能とするために、ポテンショメータや電子ボリューム等のスイッチ型の可変ボリュームとされており、オフ状態ではコンバータ７からモータＭへの直流電圧の供給を遮断できる。また、可変抵抗器１１は、オン状態ではコンバータ７からモータＭへの直流電圧の供給を許容するとともに、モータＭに供給される直流電圧の調節もできるようになっている。

また、本例におけるレゾルバ信号発生器１では、レゾルバＲが出力するレゾルバ信号の信号線１３から分岐する信号線１５を介してコネクタ２を介さずにレゾルバ信号を受信する電気角検知部１６を備えている。電気角検知部１６は、ＲＤコンバータとされ、レゾルバ信号の入力を受けると電気角を求めるようになっている。

このように構成されたレゾルバ信号発生器１にあっては、オペレータが調節部としてのコントローラＣにおける可変抵抗器１１をオン状態に操作すると、モータＭに直流電圧が供給され、モータＭを駆動してレゾルバＲにおけるレゾルバロータ３を回転駆動できる。また、オペレータのスイッチ１２の操作によってモータＭの回転方向を正転と逆転の双方に選択的に切換でき、可変抵抗器１１で抵抗を変化させてモータＭへ与える直流電圧を調節できる。なお、図１に示すように、コンバータ７と商用電源Ｅとの間に電源スイッチＳｗを設けているので、可変抵抗器１１はオフ状態の選択ができないものを使用してもよい。

このように、このレゾルバ信号発生器１にあっては、レゾルバロータ３の回転数と回転方向をオペレータが指示する通りに調節できる。よって、レゾルバ信号発生器１にあっては、オペレータが指示する回転数と回転方向にてレゾルバロータ３が回転駆動されて、レゾルバ信号を出力できる。

レゾルバ信号発生器１がレゾルバ信号を出力すると、外部に設けた電気角検知装置１４がレゾルバ信号を処理して電気角を検知する。この電気角検知装置１４が求めた電気角の時間推移をグラフ化する。電気角のグラフ化は、一例として電気角検知装置１４の出力をＣＡＮ経由でパーソナルコンピュータに送信し、パーソナルコンピュータ上の処理によりグラフ化できる。電気角検知装置１４が正常であれば、図２に示すように、電気角は鋸波状に推移するが、異常時には異なる波形となる。また、モータＭの回転数を調節できるので、回転数を違えて電気角検知装置１４の動作確認を行える。たとえば、モータＭの回転数を上げると波形が鋭角になる。また、モータＭを逆回転させると図２と横方向に対称な波形になる。よって、本発明のレゾルバ信号発生器１を用いれば、電気角検知装置１４のみの動作確認試験が可能となり、電気角検知装置１４が正常に機能しているか否かを調べられる。また、電気角検知部１６と電気角検知装置１４の出力を比較する比較部１７と、報知部１８を設けてもよい。比較部１７は、電気角検知部１６と電気角検知装置１４の出力を比較し、比較結果を報知部１８へ出力する。報知部１８は、比較結果をオペレータへ認知させるようモニタやＬＥＤやブザー等を備えており、比較結果をオペレータへ報知するようになっている。このように、比較部１７と報知部１８を設けておけば、オペレータが電気角検知装置１４の動作異常を容易に認識できる。なお、電気角検知装置１４の出力を比較部１７へ入力するには、別途設けられる入力用コネクタ１９を介して行えばよい。

また、本例のレゾルバ信号発生器１にあっては、電気角検知部１６を備えているので、電気角検知部１６で求めた電気角と試験対象である電気角検知装置１４で求めた電気角を対比できるので、より正確に試験対象の電気角検知装置１４が正常か否かを調べられる。

さらに、本例のレゾルバ信号発生器１にあっては、モータＭの回転方向の切換えるスイッチ（切換部）１２を備えているので、レゾルバロータ３を正逆回転させてより精緻に試験対象である電気角検知装置１４の動作確認を行える。

また、本例のレゾルバ信号発生器１では、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ７を備え、モータＭがＤＣブラシ付モータとされ、コントローラ（調節部）Ｃがコンバータ７からモータＭへ供給する直流電圧を調節可能な可変抵抗器１１を有している。このように構成されたレゾルバ信号発生器１では、商用電源Ｅの利用が可能であり、簡単な構成でかつ低コストで、オペレータが希望する回転数および回転方向にてレゾルバロータ３を回転駆動できるようになる。

なお、モータＭは、ＤＣブラシ付きモータに限定されるものではなく、各種モータの利用が可能であるが、ＤＣブラシ付きモータとするとレゾルバ信号発生器１の構成が簡単かつ低コストとなる。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

１・・・レゾルバ信号発生器、２・・・コネクタ、３・・・レゾルバロータ、７・・・コンバータ、１２・・・スイッチ（切換部）、１１・・・可変抵抗器、１６・・・電気角検知部、１７・・・比較部、１８・・・報知部、Ｃ・・・コントローラ（調節部）、Ｍ・・・モータ、Ｒ・・・レゾルバ

Claims (4)

1. レゾルバと、
   前記レゾルバにおけるレゾルバロータを回転駆動可能なモータと、
   前記モータの回転数を調節する調節部と、
   前記レゾルバが出力するレゾルバ信号を外部へ伝達可能なコネクタとを備えた
   ことを特徴とするレゾルバ信号発生器。
2. 前記レゾルバ信号を受信して電気角を検出する電気角検知部と、
   前記電気角検知部の出力と、前記コネクタに接続されて電気角を検出する電気角検知装置の出力とを比較する比較部と
   前記比較部の比較結果を報知する報知部とを備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ信号発生器。
3. 前記モータは、ＤＣモータであり、
   前記モータの両端子に印加する電圧の極性を切換える切換部を備えた
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレゾルバ信号発生器。
4. 交流電圧を直流電圧に変換するコンバータを備え、
   前記モータは、ＤＣモータとされ、
   前記調節部は、前記モータへ供給される直流の電圧量を外部操作で調節可能な可変抵抗器を有する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレゾルバ信号発生器。

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