JP2017201292A - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態の概要に係る制御装置の構成を示すブロック図である。図1において、制御装置100は、第1位相シフタ101と、第2位相シフタ102と、合成器103と、信号生成器104とを備える。制御装置100は、キャリア周波数fcで励磁されたレゾルバから出力された少なくとも2相の信号を変換処理して、2相の信号を所定の位相差とする。
実施の形態1では、実施の形態の概要で説明した制御装置100の詳細な構成及び制御装置100を用いたモータの制御について説明する。図2は、実施の形態1に係る制御装置の構成を示すブロック図である。図2において、図1と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。
X1=n・E0・sinθ×sinωt
X2=n・E0・cosθ×sinωt
で定義される。ここで、ωはキャリア信号の角運動量(角速度)、tは時間、θはレゾルバ201のロータの回転角、E0は、キャリア信号の振幅、nはレゾルバ変圧比を示す。
X1=n・E0・sinθ×sin(ωt−φ1)
X2=n・E0・cosθ×sin(ωt−φ2)
で定義される。
ここで、−φ2=−φ1−90°の関係より以下の関係式が導き出される。
X2=n・E0・cosθ×sin(ωt−φ1−90°)
=−n・E0・cosθ×cos(ωt−φ1)
合成器103において、位相シフタ102及び103における位相シフト後の信号X1とX2が合成される。ここで、X1とX2を加算すると、以下の関係式が導き出される。
Y=X1+X2
=n・E0・sinθ×sin(ωt−φ1)−n・E0・cosθ×cos(ωt−φ1)
=−n・E0・cos(ωt−φ1+θ)
X1=n・E0・(α+sinθ)×sinωt
X2=n・E0・(β+cosθ)×sinωt
となる。ここで、ωはキャリア信号の角運動量(角速度)、tは時間、θはレゾルバ201のロータの回転角、E0は、キャリア信号の振幅、nはレゾルバ変圧比、α及びβは誤差成分を示す。
X1=n・E0・(α+sinθ)×sin(ωt−φ1)
X2=n・E0・(β+cosθ)×sin(ωt−φ2)
となる。
ここで上述したように、−φ2=−φ1−90°の関係より以下の関係式が導き出される。
X2=n・E0・(β+cosθ)×sin(ωt−φ1−90°)
=−n・E0・(β+cosθ)×cos(ωt−φ1)
合成器103において、位相シフタ102及び103における位相シフト後の信号X1とX2が合成される。ここで、X1とX2を加算すると、以下の関係式が導き出される。
Y=X1+X2
=n・E0・(α+sinθ)×sin(ωt−φ1)−n・E0・(β+cosθ)×cos(ωt−φ1)
最終的にX1とX2の加算結果として、以下の式が導き出される。以下の式の第2項がキャリア誤差成分に該当する。信号生成器104は、以下の式の第2項に該当する誤差成分を打ち消す補正信号を生成することになる。
実施の形態2では、レゾルバに4相コイルを用いる例について説明する。図12は、実施の形態2に係る信号変換器及び制御装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態3では、実施の形態1または2の信号生成器104の詳細な構成について説明する。図13は、実施の形態3に係る信号生成器の構成を示すブロック図である。図13において、信号生成器104は、A/D変換器141と、タイマ142と、キャリア振幅位相補正器143と、D/A変換器144とを備える。タイマ142は、タイミングカウンタ1301を備える。キャリア振幅位相補正器143は、カウンタ1302と、データテーブル1303を備える。D/A変換器144は、パルス発生器1304と、ローパスフィルタ1305を備える。
101、102 位相シフタ
103 合成器
104 信号生成器
141 A/D変換器
142 タイマ
143 キャリア振幅位相補正器
144 D/A変換器
201 レゾルバ
202 モータ
203 回転軸
204 励磁コイル
205、206 検出コイル
300 アナログ回路
301 励磁回路
OP302、OP315、OP320、OP327、OP330、OP701 OPアンプ
329 バンドパスフィルタ
400 カウンタ回路
401 基準CLK回路
402 励磁CLK回路
403 CLK同期回路
404 位相差カウンタ
501 位置演算器
500 マイコン制御器
501 位置演算器
502 シリアル通信器
503、506 減算器
504 位置ゲイン演算器
505 微分処理器
507 速度ゲイン演算器
508 トルク演算器
509 三相変換器
510、511、512 乗算器
600 パワー回路
801、802、803、804 コイル
Claims (11)
- キャリア周波数fcのキャリア信号で励磁されたレゾルバから検出された、少なくとも二相以上の信号に対して、
前記キャリア周波数fcより低い周波数f1の極で、レゾルバの第1位相信号の位相をシフトする第1位相シフタと、
前記キャリア周波数fcより高い周波数f2の極で、レゾルバの第2位相信号の位相をシフトする第2位相シフタと、
キャリア信号の誤差成分を打ち消す補正信号を生成する信号生成器と
位相をシフトした前記第1位相信号と、位相をシフトした前記第2位相信号と、前記誤差成分を打ち消す補正信号とを合成して、前記キャリア信号が前記レゾルバのロータの回転角で変調された位相変調信号とする合成器と、を備える制御装置。 - 前記信号生成器は、キャリア誤差成分が最も小さくなるように補正信号の位相と振幅を任意に変更するキャリア振幅位相補正器を備える請求項1に記載の制御装置。
- 前記キャリア振幅位相補正器が位相と振幅を任意に変更する補正信号の周波数は、前記キャリア周波数fcと同じである請求項2に記載の制御装置。
- 前記キャリア振幅位相補正器は、0°から360°まで位相を所定角度単位で変更し、キャリア誤差成分が最も小さくなる位相を補正信号の位相と設定する請求項2に記載の制御装置。
- 前記キャリア振幅位相補正器は、キャリア誤差成分が最も小さくなる位相を補正信号の位相と設定した後に、調整可能な範囲で振幅を変更し、キャリア誤差成分が最も小さくなった振幅を補正信号の振幅とする請求項4に記載の制御装置。
- 第1位相シフタ及び第2位相シフタは、OPアンプを備えるオールパスフィルタである請求項1に記載の制御装置。
- f1=fc/n且つf2=fc×n(nは任意の正の実数)を満たす請求項1に記載の制御装置。
- 第1位相シフタによる位相シフトφ1と第2位相シフタによる位相シフトφ2との差は略90°である請求項1に記載の制御装置。
- 前記位相変調信号に対して、キャリア周波数fcを中心とした所定の周波数範囲以外を減衰するバンドパスフィルタを備える請求項1に記載の制御装置。
- キャリア周波数fcで励磁されたレゾルバから検出された、互いに位相が略90°異なる二相の信号に対して、
前記第1位相シフタは、レゾルバの第1位相信号に対して、位相をシフトし、
前記第2位相シフタは、レゾルバの第1位相信号と位相が略90°異なるレゾルバの第2位相信号に対して、位相をシフトする請求項1に記載の制御装置。 - キャリア周波数fcで励磁されたレゾルバから検出された、互いに位相が略90°異なる四相の信号に対して、
前記第1位相シフタは、互いに位相が略180°異なるレゾルバの第1位相信号と第3位相信号とを合成した信号に対して、位相をシフトし、
前記第2位相シフタは、互いに位相が略180°異なるレゾルバの第2位相信号と第4位相信号とを合成した信号に対して、位相をシフトする請求項1に記載の制御装置。
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- 2017-01-24 JP JP2017009967A patent/JP6788512B2/ja active Active
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