JP3503375B2 - Magnetic pole position detector - Google Patents
Magnetic pole position detectorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高精度なサーボ制
御に適した磁極位置検出器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic pole position detector suitable for highly accurate servo control.
【０００２】[0002]
【従来の技術】パルスモータのサーボ制御を行うには、
モータの磁極位置と同期させて、モータ電流を供給する
必要がある。このため、磁極位置またはモータの回転位
置を正確に検出できる検出器が必要となる。この種の検
出器としては、従来、レゾルバと呼ばれる角度検出器が
広く用いられている。しかしながら、このレゾルバは、
２相の直行励磁信号（正弦波）を必要とする。このた
め、これら２相の正弦波の振幅誤差による誤差と、２相
の位相差（位相差９０°からのずれ）による誤差が避け
られない。また、位相差が９０°の極めて精度の高い２
相の正弦波を発生する回路は必然的に高価なものとな
る。2. Description of the Related Art To perform servo control of a pulse motor,
It is necessary to supply the motor current in synchronization with the magnetic pole position of the motor. Therefore, a detector that can accurately detect the magnetic pole position or the motor rotation position is required. As this type of detector, conventionally, an angle detector called a resolver has been widely used. However, this resolver
A two-phase orthogonal excitation signal (sine wave) is required. Therefore, an error due to the amplitude error of these two-phase sine waves and an error due to the phase difference between the two phases (deviation from the phase difference of 90 °) cannot be avoided. In addition, the phase difference is 90 °, which is extremely accurate.
The circuits that generate the phase sine waves are necessarily expensive.
【０００３】一方、２相の矩形波で励磁する方法も考え
られるが、この場合は、励磁信号の高調波成分を除去す
るためのフィルタが必要となるため位相ずれが生じてし
まう不都合があった。また、励磁コイルと、励磁コイル
に直列に接続された検出を行う抵抗との接続点における
電圧の変化を用いて位置検出を行う検出器（特公平５−
５１０８７）がある。On the other hand, a method of exciting with a two-phase rectangular wave is also conceivable, but in this case, there is a disadvantage that a phase shift occurs because a filter for removing harmonic components of the excitation signal is required. . Further, a detector that performs position detection using a change in voltage at a connection point between the exciting coil and a resistor that is connected in series to the exciting coil and that performs detection (Japanese Patent Publication No.
51087).
【０００４】この電圧は、励磁コイルに流れる電流に比
例した電圧（以下シャント電圧）であり、また、電圧の
変化は、回転子が回転するときの、回転子の極歯と固定
子の極歯との間の対向している面積により磁気抵抗が変
化し、励磁コイルのインピーダンス変化により生じるも
のである。このシャント電圧の変化から求められた正弦
波により、パルスモータの位置検出が行われる。上記の
方法を用いると、回転子精度の高い２相励磁信号および
高価な検出回路が不要で直接的に磁極位置を検出するこ
とができる。This voltage is a voltage (hereinafter referred to as a shunt voltage) proportional to the current flowing through the exciting coil, and the change in the voltage is caused by the pole teeth of the rotor and the pole teeth of the stator when the rotor rotates. The magnetic resistance changes depending on the area in which the magnetic field and the magnetic field face each other, and is caused by a change in the impedance of the exciting coil. The position of the pulse motor is detected by the sine wave obtained from the change in the shunt voltage. When the above method is used, the magnetic pole position can be directly detected without the need for a two-phase excitation signal with high rotor accuracy and an expensive detection circuit.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のパル
スモータにおいては、磁極位置の検出精度を悪化させる
原因である２相正弦波信号のゼロ点変動が存在する。す
なわち、固定子中心と回転子中心とが一致していない場
合、および回転子の形状が楕円形である場合には、固定
子と回転子との間隔であるギャップ長が回転位置により
異なってしまう。そのため、固定子の極歯と回転子の極
歯との間の磁気抵抗の変化が、ギャップの位置により異
なった値となり、不安定な正弦波を生成することにな
る。However, in the conventional pulse motor, there is a zero-point fluctuation of the two-phase sine wave signal, which is a cause of deteriorating the detection accuracy of the magnetic pole position. That is, when the center of the stator does not coincide with the center of the rotor, and when the shape of the rotor is elliptical, the gap length, which is the distance between the stator and the rotor, differs depending on the rotational position. . Therefore, the change in the magnetic resistance between the pole teeth of the stator and the pole teeth of the rotor has different values depending on the position of the gap, and an unstable sine wave is generated.
【０００６】その結果、測定されたシャント電圧から得
られる正弦波信号が、オフセット値を含み、これが正弦
波信号のゼロ点変動となり、精度を悪化させる欠点があ
った。また、回転子が回転する毎に、固定子の極歯と回
転子の極歯との間のギャップの距離が変化するため、磁
極の位置によりオフセット値が正の値と負の値との間で
周期的に変化するので、的確にオフセット値の補正がで
きない問題があった。本発明はこのような背景の下にな
されたもので、固定子の極歯と回転子の極歯との間のギ
ャップの大きさが固定子と回転子との各極歯位置ごとに
変化されても、高精度で回転位置が検出できる磁極位置
検出器の提供を目的とする。As a result, the sinusoidal signal obtained from the measured shunt voltage contains an offset value, which results in a zero point fluctuation of the sinusoidal signal, thus degrading accuracy. Also, because the gap distance between the pole teeth of the stator and the pole teeth of the rotor changes each time the rotor rotates, the offset value is between positive and negative values depending on the position of the magnetic pole. Since it changes periodically with, there was a problem that the offset value could not be corrected accurately. The present invention has been made under such a background, and the size of the gap between the pole teeth of the stator and the pole teeth of the rotor is changed at each pole tooth position of the stator and the rotor. However, it is an object of the present invention to provide a magnetic pole position detector capable of detecting a rotational position with high accuracy.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
突出形成された複数の第１の極歯を有する磁極が外周面
から半径方向外方に、一定間隔で突出形成された固定子
と、この固定子の外側に同軸状にかつ相対回転可能に配
設され、内周面に周期的に半径方向に突出形成された第
２の極歯を有する回転子とで形成された磁極位置検出器
において、前記固定子の外周面に突出形成された磁極が
２個で１組の磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の
間隔をおいて配置されてなり、前記各磁極に巻回された
励磁コイルと、この励磁コイルに矩形波状のパルスを供
給するパルス供給手段と、このパルス供給手段の供給す
るパルスの電圧により、前記励磁コイルに流れる、前記
磁極を励磁するための電流を検出する検出手段と、この
検出手段の検出値において電気角の位相が１８０°ずれ
た前記磁極の検出値同士を加算する加算手段と、この加
算手段による加算結果を整流する整流手段と、この整流
手段により整流された信号の高周波成分を除去するロー
パスフイルタとを具備し、前記加算手段は、前記磁極ペ
アを構成する、電気角の位相が各々１８０゜異なる２つ
の磁極の励磁コイルに流れる電流の検出値どうしを加算
することを特徴とする磁極位置検出器。The invention according to claim 1 is
A magnetic pole having a plurality of protruding first pole teeth is arranged radially outward from the outer peripheral surface at a constant interval, and is arranged coaxially and relatively rotatably outside the stator. In a magnetic pole position detector formed by a rotor having second pole teeth that are provided on the inner peripheral surface and periodically protrude in the radial direction, a magnetic pole formed on the outer peripheral surface of the stator is formed. Two magnetic pole pairs are formed by two magnetic pole pairs arranged at a predetermined interval, and an exciting coil wound around each magnetic pole and a rectangular wave pulse are supplied to the exciting coil. The pulse supply means, the detection means for detecting the current for exciting the magnetic pole flowing in the exciting coil by the voltage of the pulse supplied by the pulse supply means, and the phase of the electrical angle in the detection value of the detection means. Detection of the magnetic pole deviated by 180 ° The adding means includes means for adding each other, a rectifying means for rectifying a result of addition by the adding means, and a low-pass filter for removing a high-frequency component of the signal rectified by the rectifying means. The magnetic pole position detector is characterized in that the detected values of the currents flowing in the exciting coils of the two magnetic poles having different electrical angles of 180 ° are added.
【０００８】 請求項２記載の発明は、突出形成された
複数の第１の極歯を有する磁極が外周面から半径方向外
方に、一定間隔で突出形成された固定子と、この固定子
の外側に同軸状にかつ相対回転可能に配設され、内周面
に周期的に半径方向に突出形成された第２の極歯を有す
る回転子とで形成された磁極位匿検出器において、前記
固定子の外周面に突出形成された磁極が２個で１組の磁
極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおいて配
置されてなり、前記各磁極に巻回された励磁コイルと、
この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパルス供
給手段と、このパルス供給手段の供給するパルスの電圧
により、前記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁する
ための電流を検出する検出手段と、この検出手段による
検出結果を整流する整流手段と、この整流手段により整
流された信号の高周波成分を除去するローパスフィルタ
と、このローパスフィルタの出力値において電気角の位
相が１８０°ずれた前記磁極の検出値同士を加算する加
算手段とを具備し、前記加算手段は、前記磁極ペアを構
成する、電気角の位相が各々１８０゜異なる２つの磁極
の励磁コイルに流れる電流の検出値どうしを加算するこ
とを特徴とする磁極位置検出器。According to a second aspect of the present invention, a stator in which magnetic poles having a plurality of first pole teeth formed in a projecting manner are formed in a manner projecting radially outward from the outer peripheral surface at regular intervals, and a stator of this stator. A magnetic pole concealment detector formed by a rotor that is coaxially and relatively rotatably disposed on the outside and that has a second pole tooth that is formed on an inner peripheral surface of the rotor so as to periodically project in the radial direction. Two magnetic poles projectingly formed on the outer peripheral surface of the stator constitute one magnetic pole pair, and the magnetic pole pairs are arranged at a predetermined interval, and an exciting coil wound around each magnetic pole is formed. ,
A pulse supply means for supplying a rectangular wave pulse to the exciting coil; a detecting means for detecting a current flowing through the exciting coil for exciting the magnetic pole by the voltage of the pulse supplied by the pulse supplying means; Rectifying means for rectifying the detection result by the detecting means, a low-pass filter for removing high-frequency components of the signal rectified by the rectifying means, and detection of the magnetic pole whose electrical angle phase is shifted by 180 ° in the output value of the low-pass filter. Adding means for adding values, the adding means adding detected values of currents flowing in exciting coils of two magnetic poles forming the magnetic pole pair and having different electrical angles of 180 ° Magnetic pole position detector characterized by.
【０００９】 請求項３記載の発明は、突出形成された
複数の第１の極歯を有する磁極が内局面から半径方向内
方に、一定問隔で突出形成された固定子と、この固定子
の内側に向軸状にかつ相対回転可能に配設され、外局面
に周期的に半径方向外方に突出形成された第２の極歯を
有する回転子とで形成された磁極位置検出器において、
前記固定子の内周面に突出形成された磁極が２個で１組
の磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおい
て配置されてなり、前記各磁極に巻回された励磁コイル
と、この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパル
ス供給手段と、このパルス供給手段の供給するパルスの
電圧により、前記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁
するための電流を検出する検出手段と、この検出手段の
検出値において電気角の位相が１８０°ずれた前記磁極
の検出値同士を加算する加算手段と、この加算手段によ
る加算結果を整流する整流手段と、この整流手段により
整流された信号の高周波成分を除去するローパスフィル
タとを具備し、前記加算手段は、前記磁極ペアを構成す
る、電気角の位相が各々１８０゜異なる２つの磁極の励
磁コイルに流れる電流の検出値どうしを加算することを
特徴とする磁極位置検出器。According to a third aspect of the present invention, a stator in which magnetic poles having a plurality of protruding first pole teeth are formed so as to protrude radially inward from the inner surface at regular intervals, and the stator. A magnetic pole position detector formed with a rotor having second pole teeth, which are arranged on the inner side of the shaft so as to be axially rotatable relative to each other and periodically project outwardly in the radial direction on the outer surface. ,
The two magnetic poles projectingly formed on the inner peripheral surface of the stator constitute one magnetic pole pair, and the magnetic pole pairs are arranged at a predetermined interval and are excited by the respective magnetic poles. A coil, a pulse supply means for supplying a rectangular wave pulse to the exciting coil, and a detecting means for detecting a current flowing through the exciting coil for exciting the magnetic pole by the voltage of the pulse supplied by the pulse supplying means. And an adding means for adding the detected values of the magnetic poles whose electrical angles are 180 ° out of phase with each other in the detected value of the detecting means, a rectifying means for rectifying the addition result by the adding means, and a rectifying means for rectifying the added value. ; and a low pass filter for removing high frequency components of the signal, the adding means constitute a magnetic pole pairs, flows into two different poles exciting coil of the phase of the electrical angle each 180 ° Magnetic pole position detector, characterized by adding the detected value to each other flow.
【００１０】 請求項４記載の発明は、突出形成された
複数の第１の極歯を有する磁極が内周面から半径方向内
方に、一定間隔で突出形成された固定子と、この固定子
の内側に同軸状にかつ相対回転可能に配設され、外局面
に周期的に半径方向外方に突出形成された第２の極歯を
有する回転子とで形成された磁極位置検出器において、
前記固定子の内局面に突出形成された磁極が２個で１組
の磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおい
て配匿されてなり、前記各磁極に巻回された励磁コイル
と、この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパル
ス供給手段と、このパルス供給手段の供給するパルスの
電圧により、前記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁
するための電流を検出する検出手段と、この検出手段に
よる検出結果を整流する整流手段と、この整流手段によ
り整流された信号の高周波成分を除去するローパスフィ
ルタと、このローパスフィルタの出力値において電気角
の位相が１８０° ずれた前記磁極の検出値同士を加算
する加算手段とを具備し、前記加算手段は、前記磁極ペ
アを構成する、電気角の位相が各々１８０゜異なる２つ
の磁極の励磁コイルに流れる電流の検出値どうしを加算
することを特徴とする磁極位置検出器。According to a fourth aspect of the present invention, a stator in which magnetic poles having a plurality of protruding first pole teeth are formed to protrude radially inward from the inner peripheral surface at regular intervals, and the stator. A magnetic pole position detector formed with a rotor coaxially and relatively rotatably arranged inside of, and having a second pole tooth formed to project radially outward in a radial direction on an outer surface,
The two magnetic poles protrudingly formed on the inner surface of the stator constitute one magnetic pole pair, and the magnetic pole pairs are concealed at a predetermined interval and are wound around the magnetic poles. A coil, a pulse supply means for supplying a rectangular wave pulse to the exciting coil, and a detecting means for detecting a current flowing through the exciting coil for exciting the magnetic pole by the voltage of the pulse supplied by the pulse supplying means. A rectifying means for rectifying the detection result of the detecting means, a low-pass filter for removing high-frequency components of the signal rectified by the rectifying means, and a phase of an electrical angle shifted by 180 ° in the output value of the low-pass filter. comprising an adding means for adding the detected value to each other of the magnetic poles, said addition means, said forming the pole pair, the exciting coil of the phase of the electrical angle each 180 ° different two magnetic poles Magnetic pole position detector, characterized by adding the detected values with each other of the current flowing.
【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１ないし請
求項４いずれかに記載の磁極位置検出器において、検出
器前記固定子に設けられた磁極は、互いに所定の間隔Ｐ
において配置された第１群の磁極と、これら第１群の磁
極の間の位置に互いに所定の間隔Ｐをおいて配置された
第２群の磁極とから構成され、第１群の磁極と第２群の
磁極との間には前記間隔Ｐより小さな間隔ｐが空けられ
てなり、前記第１群の磁極と第２群の磁極とは、互いに
電気角が１８０゜ずれた位相であることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１ないし請求項５いずれ
かに記載の磁極位置検出器において、前記第１の極歯と
前記第２の極歯とが、前記磁極毎に一定位相づつずらし
て形成されることを特徴とする。請求項７記載の発明
は、請求項１または請求項３記載の磁極位置検出装置に
おいて、前記整流手段が同期整流回路であることを特徴
とする。請求項８記載の発明は、請求項１ないし請求項
７いずれかに記載の磁極位置検出器において、前記磁極
ペアを構成する２つの磁極同士の間隔、すなわち前記間
隔ｐが極小となるように、前記磁極ペアが突出形成され
ることを特徴とする。請求項９記載の発明は、請求項１
ないし請求項８いずれかに記載の磁極位置検出器におい
て、前記第１の極歯と前記第２の極歯との空隙が微少に
なるように固定子に対して回転子が配設されることを特
徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the magnetic pole position detector according to any one of the first to fourth aspects, the magnetic poles provided on the stator of the detector are separated from each other by a predetermined distance P.
The magnetic poles of the first group and the magnetic poles of the second group, which are arranged at a predetermined interval P between the magnetic poles of the first group, and the magnetic poles of the first group and the magnetic poles of the first group. An interval p smaller than the interval P is provided between the magnetic poles of the two groups, and the magnetic poles of the first group and the magnetic poles of the second group are in a phase in which their electrical angles are shifted by 180 °. Characterize.
According to a sixth aspect of the present invention, in the magnetic pole position detector according to any of the first to fifth aspects, the first pole tooth and the second pole tooth are shifted by a constant phase for each magnetic pole. It is characterized by being formed. The invention according to claim 7 is the magnetic pole position detecting device according to claim 1 or 3, wherein the rectifying means is a synchronous rectifying circuit. According to an eighth aspect of the present invention, in the magnetic pole position detector according to any one of the first to seventh aspects, an interval between two magnetic poles forming the magnetic pole pair, that is, the interval p is a minimum. The pair of magnetic poles may be formed to project. The invention described in claim 9 is claim 1
9. The magnetic pole position detector according to claim 8, wherein the rotor is arranged with respect to the stator so that a gap between the first pole tooth and the second pole tooth is minute. Is characterized by.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に
よるパルスモータの固定子と回転子とを示す断面図であ
る。この図において、１は突極形の固定子であり、固定
子１の外側には円筒状の回転子２が回転自在に配設され
ている。回転子２の内周には、一定のピッチＰ（ラジア
ンまたは度）で多数の極歯２ａが形成されている。一
方、固定子１は、３２極の磁極ｍ１〜ｍ３２からなり、
各磁極ｍ１〜ｍ３２の先端には、回転子２の極歯２ａと
微少な空隙を隔ててピッチＰで極歯１ａが形成されてい
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a stator and a rotor of a pulse motor according to an embodiment of the present invention. In this figure, reference numeral 1 denotes a salient pole type stator, and a cylindrical rotor 2 is rotatably arranged outside the stator 1. A large number of pole teeth 2a are formed on the inner circumference of the rotor 2 at a constant pitch P (radian or degrees). On the other hand, the stator 1 is composed of 32 magnetic poles m1 to m32,
Pole teeth 1a are formed at the pitch P at the tips of the magnetic poles m1 to m32 with a minute gap from the pole teeth 2a of the rotor 2.
【００１３】ここで、第１図に示されるように、磁極ｍ
１の極歯１ａと回転子２の極歯２ａとを同相の位置にそ
ろえた場合、磁極ｍ３の極歯１ａと回転子２の極歯２ａ
とは、電気角の位相が９０゜ずれた位置にあり、磁極ｍ
５の極歯１ａと回転子２の極歯２ａとは、電気角の位相
が１８０゜ずれた位置にあり、磁極ｍ７の極歯１ａと回
転子２の極歯２ａとは、電気角の位相が２７０゜ずれた
位置にある。また、磁極ｍ１、ｍ３、ｍ５およびｍ７に
対して、各々磁極ｍ９、ｍ１１、ｍ１３およびｍ１５の
各極歯１ａは、極歯２ａと電気角の位相がそれそれ０
゜、９０゜、１８０゜、２７０゜ずれている。Here, as shown in FIG. 1, the magnetic pole m
When the pole tooth 1a of No. 1 and the pole tooth 2a of the rotor 2 are aligned in the same phase, the pole tooth 1a of the magnetic pole m3 and the pole tooth 2a of the rotor 2 are aligned.
And are at a position where the electrical angle phase is shifted by 90 °, and the magnetic pole m
The pole tooth 1a of No. 5 and the pole tooth 2a of the rotor 2 are at a position where the electrical angle phase is shifted by 180 °, and the pole tooth 1a of the magnetic pole m7 and the pole tooth 2a of the rotor 2 are in phase with each other. Is 270 ° off. Further, with respect to the magnetic poles m1, m3, m5, and m7, the respective pole teeth 1a of the magnetic poles m9, m11, m13, and m15 are 0 in phase in electrical angle with respect to the pole tooth 2a.
Deviated by 90 °, 180 °, 270 °.
【００１４】つまり、磁極ｍ１、ｍ９、ｍ１７およびｍ
２５の各極歯１ａは、回転子２の極歯２ａに対して電気
角において同相である。同様に、磁極ｍ３、ｍ１１、ｍ
１９およびｍ２７の各極歯１ａは、回転子２の極歯２ａ
に対して電気角において同相である。また、同様に、磁
極ｍ５、ｍ１３、ｍ２１およびｍ２９の各極歯１ａは、
回転子２の極歯２ａに対して電気角において同相であ
る。さらに、同様に、磁極ｍ７、ｍ１５、ｍ２３および
ｍ３１の各極歯１ａは、回転子２の極歯２ａに対して電
気角において同相である。That is, the magnetic poles m1, m9, m17 and m
The 25 pole teeth 1a are in phase with the pole teeth 2a of the rotor 2 in electrical angle. Similarly, the magnetic poles m3, m11, m
The pole teeth 1a of 19 and m27 are the pole teeth 2a of the rotor 2.
Are in phase with respect to the electrical angle. Similarly, the pole teeth 1a of the magnetic poles m5, m13, m21 and m29 are
It is in phase with the pole teeth 2a of the rotor 2 in electrical angle. Further, similarly, the pole teeth 1a of the magnetic poles m7, m15, m23 and m31 are in phase with the pole teeth 2a of the rotor 2 in electrical angle.
【００１５】上記磁極ｍ１、ｍ３、ｍ５、ｍ７、ｍ９、
ｍ１１、ｍ１３、ｍ１５、ｍ１７、ｍ１９、ｍ２１、ｍ
２３、ｍ２５、ｍ２７、ｍ２９およびｍ３１に対して、
おのおの少しずれた位置に電気角において１８０゜位相
のずれた磁極ｍ２、ｍ４、ｍ６、ｍ８、ｍ１０、ｍ１
２、ｍ１４、ｍ１６、ｍ１８、ｍ２０、ｍ２２、ｍ２
４、ｍ２６、ｍ２８、ｍ３０およびｍ３２が設けられて
いる。The magnetic poles m1, m3, m5, m7, m9,
m11, m13, m15, m17, m19, m21, m
For 23, m25, m27, m29 and m31,
Magnetic poles m2, m4, m6, m8, m10, m1 which are 180 ° out of phase with each other at an electrical angle
2, m14, m16, m18, m20, m22, m2
4, m26, m28, m30 and m32 are provided.
【００１６】磁極ｍ１〜ｍ３２には、それぞれ励磁コイ
ルｃ１〜ｃ３２が巻回され、励磁コイルｃ１、ｃ６、ｃ
９、ｃ１４、ｃ１７、ｃ２２、ｃ２５およびｃ３０と、
励磁コイルｃ３、ｃ８、ｃ１１、ｃ１６、ｃ１９、ｃ２
４、ｃ２７およびｃ３２と、励磁コイルｃ２、ｃ５、ｃ
１０、ｃ１３、ｃ１８、ｃ２１、ｃ２６およびｃ２９
と、励磁コイルｃ４、ｃ７、ｃ１２、ｃ１５、ｃ２０、
ｃ２３、ｃ２８およびｃ３１とがそれぞれ直列に接続
し、合成励磁コイルを形成している。Excitation coils c1 to c32 are wound around the magnetic poles m1 to m32, respectively, and the excitation coils c1, c6 and c are formed.
9, c14, c17, c22, c25 and c30,
Excitation coils c3, c8, c11, c16, c19, c2
4, c27 and c32 and exciting coils c2, c5 and c
10, c13, c18, c21, c26 and c29
And exciting coils c4, c7, c12, c15, c20,
c23, c28 and c31 are each connected in series to form a combined exciting coil.
【００１７】図２は、図１で示された実施形態の回路構
成を説明するブロック図である。この図において、３１
は信号発生器であり、一定周期のパルス信号Ｓｃを出力
する物である。３２は合成励磁コイルであり、図１にお
ける励磁コイルｃ１、ｃ６、ｃ９、ｃ１４、ｃ１７、ｃ
２２、ｃ２５およびｃ３０が直列に接続されたものであ
る。３３は合成励磁コイルであり、図１における励磁コ
イルｃ３、ｃ８、ｃ１１、ｃ１６、ｃ１９、ｃ２４、ｃ
２７およびｃ３２が直列に接続されたものである。FIG. 2 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the embodiment shown in FIG. In this figure, 31
Is a signal generator, which outputs a pulse signal Sc of a constant cycle. Reference numeral 32 denotes a composite exciting coil, which is the exciting coils c1, c6, c9, c14, c17, c in FIG.
22, c25 and c30 are connected in series. Reference numeral 33 denotes a composite exciting coil, which is the exciting coils c3, c8, c11, c16, c19, c24, c in FIG.
27 and c32 are connected in series.
【００１８】３４は合成励磁コイルであり、図１におけ
る励磁コイルｃ２、ｃ５、ｃ１０、ｃ１３、ｃ１８、ｃ
２１、ｃ２６およびｃ２９が直列に接続されたものであ
る。３５は合成励磁コイルであり、図１における励磁コ
イルｃ４、ｃ７、ｃ１２、ｃ１５、ｃ２０、ｃ２３、ｃ
２８およびｃ３１が直列に接続されたものである。Ｒは
シャント抵抗であり、合成コイル３２、３３、３４およ
び３５に直列に接続され、それぞれ各接続点にシャント
電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４を発生させるためのも
のである。Reference numeral 34 denotes a composite exciting coil, which is the exciting coils c2, c5, c10, c13, c18, c in FIG.
21, c26 and c29 are connected in series. Reference numeral 35 denotes a composite exciting coil, which is the exciting coils c4, c7, c12, c15, c20, c23, c in FIG.
28 and c31 are connected in series. R is a shunt resistor, which is connected in series to the synthetic coils 32, 33, 34, and 35, and is for generating shunt voltages V1, V2, V3, and V4 at the respective connection points.
【００１９】次に、図３は図１の実施形態において、位
置測定に用いる正弦波Ｓａを作成する回路のブロック図
である。この図において、４１は減算器であり、図２の
回路により作成された、電気角の位相が１８０゜ずれた
磁極で構成される合成コイル３２および３４のそれぞれ
の出力電圧であるシャント電圧Ｖ１およびＶ３を、入力
した後それぞれに含まれる直流分を減じ、シャント電圧
Ｖ１とＶ２とを加算して、同期整流回路４２へ出力する
ものである。Next, FIG. 3 is a block diagram of a circuit for creating the sine wave Sa used for position measurement in the embodiment of FIG. In this figure, reference numeral 41 denotes a subtracter, which is a shunt voltage V1 which is the output voltage of each of the composite coils 32 and 34 formed by the circuit of FIG. After V3 is input, the DC component contained in each is reduced, the shunt voltages V1 and V2 are added, and the result is output to the synchronous rectification circuit 42.
【００２０】同期整流回路４２は、キャリア信号Ｓｃに
より減算器４１の出力信号Ｓ１を同期整流し、ローパス
フィルタ４３へ出力するものである。ローパスフィルタ
（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：以下ＬＰＳとす
る）４３は、同期整流回路４２の出力信号Ｓ２に含まれ
るキャリア信号Ｓｃの高周波成分を除去し、正弦波Ｓａ
を生成するものである。The synchronous rectification circuit 42 synchronously rectifies the output signal S1 of the subtractor 41 by the carrier signal Sc and outputs it to the low-pass filter 43. The low pass filter (hereinafter referred to as LPS) 43 removes a high frequency component of the carrier signal Sc included in the output signal S2 of the synchronous rectification circuit 42, and outputs a sine wave Sa.
Is generated.
【００２１】上述した実施形態の動作を図１、図２、図
３および図４を参照し説明する。図４は、図１の実施形
態の動作時における、図２および図３の各部の出力信号
を示したタイミングチャートである。まず、回転子２が
別の回転体、たとえばパルスモータ、に連結されている
と、この回転体の回転により、回転子２は回転される。
ここで、回転子２の極歯２ａと固定子１の各磁極の極歯
１ａとの対向面積が、極歯２ａと極歯１ａとのピッチＰ
に対応して周期的に変化し、各磁極ｍ１、ｍ３、ｍ５お
よびｍ７の極歯１ａと回転子２の極歯２ａとの間の磁気
抵抗が、電気角の位相に対応して９０゜ずれた形で変化
する。The operation of the above embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4. FIG. 4 is a timing chart showing the output signals of the respective parts of FIGS. 2 and 3 during the operation of the embodiment of FIG. First, when the rotor 2 is connected to another rotating body, for example, a pulse motor, the rotor 2 is rotated by the rotation of this rotating body.
Here, the facing area of the pole teeth 2a of the rotor 2 and the pole teeth 1a of each magnetic pole of the stator 1 is the pitch P between the pole teeth 2a and the pole teeth 1a.
The magnetic resistance between the pole teeth 1a of the magnetic poles m1, m3, m5 and m7 and the pole teeth 2a of the rotor 2 shifts by 90 ° corresponding to the phase of the electrical angle. Changes in the form.
【００２２】また、同様に磁極ｍ１、ｍ３、ｍ５および
ｍ７に対して、位置的にずれて設けられている磁極ｍ
２、ｍ４、ｍ６およびｍ８の極歯１ａと回転子２の極歯
２ａとの間の磁気抵抗が、電気角の位相に対応して９０
゜ずれた形で変化する。このとき、図４（ａ）に示され
る、信号発生器３１の出力するキャリア信号Ｓｃが、合
成コイル３２、３３、３４および３５に供給される。Similarly, the magnetic poles m, which are provided with positional deviations from the magnetic poles m1, m3, m5 and m7.
The magnetic resistance between the pole teeth 1a of 2, m4, m6 and m8 and the pole tooth 2a of the rotor 2 is 90 in correspondence with the phase of the electrical angle.
Change in a deviated form. At this time, the carrier signal Sc output from the signal generator 31 shown in FIG. 4A is supplied to the combining coils 32, 33, 34 and 35.
【００２３】その結果、シャント信号Ｖ１は、合成コイ
ル３２のインピーダンス変化により、キャリア信号Ｓｃ
が変調され、図４（ｂ）に示される波形の出力信号とな
る。また、同様にシャント信号Ｖ３は、合成コイル３４
のインピーダンス変化により、キャリア信号Ｓｃが変調
され、図４（ｃ）に示される波形の出力信号となる。シ
ャント信号Ｖ１とＶ３との位相差は、１８０゜である。As a result, the shunt signal V1 becomes a carrier signal Sc due to the impedance change of the synthesizing coil 32.
Is modulated and becomes an output signal having the waveform shown in FIG. Similarly, the shunt signal V3 is transmitted to the synthetic coil 34.
The carrier signal Sc is modulated due to the impedance change of (1) and becomes an output signal having the waveform shown in FIG. The phase difference between the shunt signals V1 and V3 is 180 °.
【００２４】ここで、回転子２の形状が、楕円形状とす
ると、固定子１の磁極ｍ１または他の合成コイル３２を
構成しているコイルの巻回されている磁極の極歯１ａ
と、回転子２の極歯２ａとのギャップ長が回転場所によ
り異なるため、従来例の場合には、総合コイル３２のイ
ンピーダンス変化が一定でなく、シャント電圧Ｖ１は、
周期間で変化する。しかし、本発明の一実施形態におい
て、合成コイル３２は磁極ｍ１と、電気角が１８０゜ず
れた磁極の接近した位置に配置された等しい電気角の磁
極コイルｍ６とのそれぞれの電気角が等しい磁極グルー
プで合成されている。If the rotor 2 has an elliptical shape, the magnetic pole m1 of the stator 1 or another pole tooth 1a of the wound magnetic pole of the coil forming the composite coil 32 is used.
Since the gap length between the rotor 2 and the pole teeth 2a of the rotor 2 varies depending on the rotating location, the impedance change of the total coil 32 is not constant in the case of the conventional example, and the shunt voltage V1 is
It changes between cycles. However, in one embodiment of the present invention, the composite coil 32 has the same magnetic angle with respect to the magnetic pole m1 and the magnetic pole coil m6 having the same electric angle, which are arranged close to each other with the magnetic angle shifted by 180 °. It is composed in groups.
【００２５】さらに、固定子１の合成コイル３２を構成
しているコイルの巻回されている磁極と、固定子１の合
成コイル３４を構成しているコイルの巻回されている磁
極との間隔、たとえばコイル磁極ｍ１とｍ２との間隔
は、おのおのコイルｃ１およびｃ２の巻回が可能な程度
に、非常に近接した距離に設置されている。そのため、
シャント電圧は、合成コイルを構成しているコイルが巻
回されている磁極の位置によるインピーダンスのばらつ
きを相殺し、図４（ｂ）に示される補正された電圧値Ｖ
01を持つ。さらに、シャント電圧Ｖ１に対して、電気角
の位相差が１８０゜ずれているシャント電圧Ｖ３の波形
は、シャント電圧Ｖ１と同様に図４（ｃ）に示される補
正された電圧値Ｖ03を持つことになる。こうして電圧値
Ｖ01と電圧値Ｖ03とは、補正された値として出力され
る。Further, the gap between the wound magnetic poles of the coils forming the composite coil 32 of the stator 1 and the wound magnetic poles of the coils forming the composite coil 34 of the stator 1. For example, the distance between the coil magnetic poles m1 and m2 is set to be very close to each other so that the coils c1 and c2 can be wound. for that reason,
The shunt voltage cancels out the variation in impedance due to the position of the magnetic pole around which the coil forming the composite coil is wound, and the corrected voltage value V shown in FIG.
Have 01. Further, the waveform of the shunt voltage V3 in which the phase difference of the electrical angle is 180 ° with respect to the shunt voltage V1 has the corrected voltage value V03 shown in FIG. 4 (c) like the shunt voltage V1. become. In this way, the voltage value V01 and the voltage value V03 are output as corrected values.
【００２６】そして、シャント電圧Ｖ１とＶ３とは、減
算器４１により直流分を減じられ、その後互いに加算さ
れる。この減算器４１における加算操作により、シャン
ト電圧Ｖ１の電圧値Ｖ01とシャント電圧Ｖ３の電圧値Ｖ
03とが互いに補正し合い、図４（ｄ）に示される加算操
作後の出力信号Ｓ１は、オフセット電圧の影響がなくな
っている。次に、同期整流回路４２は、出力信号Ｓ１を
図４（ｅ）に示されるオフセット電圧を有さないキャリ
ア信号Ｓｃと同一周期の信号により同期整流する。Then, the shunt voltages V1 and V3 are subtracted from the direct current component by the subtractor 41 and then added to each other. By the addition operation in the subtractor 41, the voltage value V01 of the shunt voltage V1 and the voltage value V3 of the shunt voltage V3.
03 and each other compensate each other, and the output signal S1 after the addition operation shown in FIG. 4D has no influence of the offset voltage. Next, the synchronous rectification circuit 42 synchronously rectifies the output signal S1 with a signal having the same cycle as the carrier signal Sc having no offset voltage shown in FIG.
【００２７】そして、ＬＰＦ４３は、出力信号Ｓ２の高
周波成分を除去し、図４（ｆ）に示される正弦波Ｓａを
出力信号として出力する。この正弦波Ｓａは、ピッチＰ
を移動する毎に一周期となる。また、シャント電圧Ｖ２
およびＶ４も同様な操作が行われ、正弦波Ｓａと位相が
９０゜異なる正弦波Ｓｂを生成する。これら２相の正弦
波ＳａおよびＳｂは、固定子に同一の極数の磁極が設け
られた２相パルスモータの磁極位置信号として用いるこ
とができる。The LPF 43 removes the high frequency component of the output signal S2 and outputs the sine wave Sa shown in FIG. 4 (f) as an output signal. This sine wave Sa has a pitch P
Every time you move, it becomes one cycle. Also, the shunt voltage V2
The same operation is performed for V4 and V4 to generate a sine wave Sb whose phase is 90 ° different from that of the sine wave Sa. These two-phase sine waves Sa and Sb can be used as magnetic pole position signals of a two-phase pulse motor in which the stator is provided with magnetic poles of the same number of poles.
【００２８】以上、本発明の一実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設
計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、図５に
示される回路ブロックは、位置測定に用いる正弦波Ｓａ
を生成する回路の第二の実施形態の構成を示すブロック
図である。この図において、５２は全波整流回路であ
り、シャント電圧Ｖ１を全波整流し、出力信号Ｓ１１を
ＬＰＦ５３へ出力するものである。ＬＰＦ５３は、出力
信号Ｓ１１に含まれる高周波数成分を除去し、出力信号
Ｓ１２を減算器５４へ出力するものである。Although one embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes within the scope not departing from the gist of the present invention. Even so, it is included in the present invention. For example, the circuit block shown in FIG. 5 has a sine wave Sa used for position measurement.
It is a block diagram which shows the structure of 2nd embodiment of the circuit which produces | generates. In the figure, reference numeral 52 denotes a full-wave rectifier circuit, which full-wave rectifies the shunt voltage V1 and outputs the output signal S11 to the LPF 53. The LPF 53 removes the high frequency component contained in the output signal S11 and outputs the output signal S12 to the subtractor 54.
【００２９】５５は全波整流回路であり、シャント電圧
Ｖ３を全波整流し、出力信号Ｓ１３をＬＰＦ５６へ出力
するものである。ＬＰＦ５６は、出力信号Ｓ１３に含ま
れる高周波数成分を除去し、出力信号Ｓ１４を減算器５
４へ出力するものである。減算器５４は、出力信号Ｓ１
２およびＳ１４に含まれる直流分を減じた後、出力信号
Ｓ１２とＳ１４とを加算し、正弦波Ｓａを出力するもの
である。Reference numeral 55 denotes a full-wave rectifier circuit which full-wave rectifies the shunt voltage V3 and outputs the output signal S13 to the LPF 56. The LPF 56 removes the high frequency component contained in the output signal S13 and subtracts the output signal S14 from the subtractor 5
4 is output. The subtractor 54 outputs the output signal S1.
After subtracting the DC component contained in 2 and S14, the output signals S12 and S14 are added and a sine wave Sa is output.
【００３０】上記第２実施形態の動作を図５を参照して
説明する。図２におけるシャント電圧Ｖ１〜Ｖ４のう
ち、電気角が１８０゜ずれているシャント電圧Ｖ１およ
びＶ２が、それぞれ絶対値回路５２および５５において
全波整流される。絶対値回路３２の出力信号Ｓ１１およ
び絶対値回路３３の出力信号Ｓ１３は、それぞれＬＰＦ
３４および３５に供給され、含まれている高周波成分が
除去される。The operation of the second embodiment will be described with reference to FIG. Of the shunt voltages V1 to V4 in FIG. 2, shunt voltages V1 and V2 whose electrical angles are shifted by 180 ° are full-wave rectified in absolute value circuits 52 and 55, respectively. The output signal S11 of the absolute value circuit 32 and the output signal S13 of the absolute value circuit 33 are LPF, respectively.
The high frequency components supplied to 34 and 35 are removed.
【００３１】そして、ＬＰＦ３４および３５は、各磁極
のピッチＰに対応する基本周波数成分と直流成分とが重
畳された出力信号Ｓ１２およびＳ１４をおのおの出力す
る。減算器５４は、出力信号Ｓ１２およびＳ１４に含ま
れる直流成分を減じ、加算することで正弦波Ｓａを出力
する。また、同様にシャント電圧Ｖ２およびＶ４に対し
ても同様の操作を行い、正弦波Ｓｂを生成する。Then, the LPFs 34 and 35 respectively output the output signals S12 and S14 in which the fundamental frequency component corresponding to the pitch P of each magnetic pole and the DC component are superimposed. The subtractor 54 outputs a sine wave Sa by subtracting the DC components contained in the output signals S12 and S14 and adding them. Similarly, the same operation is performed on the shunt voltages V2 and V4 to generate the sine wave Sb.
【００３２】また、上述した回転検出器の説明は、回転
子が外側で、固定子が内側で説明してきたが、回転子と
固定子との位置関係が逆の場合も構成可能である。すな
わち、回転子が内側で、固定子が外側に構成されている
回転検出器にも応用でき、検出位置の補正が可能であ
る。In the above description of the rotation detector, the rotor is on the outer side and the stator is on the inner side. However, it is also possible to construct the case where the positional relationship between the rotor and the stator is reversed. That is, it can be applied to a rotation detector in which the rotor is inside and the stator is outside, and the detection position can be corrected.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、先端部に突出形成され
た複数の第１の極歯を有する磁極が半径方向に外周面に
おいて、一定間隔で突出形成された固定子と、内周面に
周期的に半径方向に突出形成された第２の極歯を有し、
前記固定子と同軸で回転自在に配設された回転子とで形
成された磁極位置検出器において、前記固定子の外周面
に突出形成された磁極が２個で１組の磁極ペアを構成
し、この磁極ペアが所定の間隔をおいて配置されてな
り、前記各磁極に巻回された励磁コイルと、この励磁コ
イルに矩形波状のパルスを供給するパルス供給手段と、
このパルス供給手段の供給するパルスの電圧により、前
記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁するための電流
を検出する検出手段と、この検出手段の検出値において
電気角における位相の１８０゜ずれた検出値同士を加算
する加算手段と、この加算手段による加算結果を整流す
る整流手段と、この整流手段により整流された信号の高
周波成分を除去するローパスフィルタとを具備し、前記
加算手段は、前記磁極ペアを構成する２つの磁極の励磁
コイルに流れる電流の検出値どうしを加算するため、磁
極位置測定器における固定子の極歯と回転子の極歯との
間のギャップの大きさが固定子と回転子との各極歯位置
ごとに変化しても、高精度で被測定パルスモータの回転
位置が検出できるという効果がある。According to the present invention, a magnetic pole having a plurality of first pole teeth projectingly formed at its tip end is radially formed on the outer peripheral surface of the stator, and the inner peripheral surface of the stator is formed. Has a second pole tooth periodically formed in the radial direction,
In a magnetic pole position detector formed by the stator and a rotor rotatably arranged coaxially, two magnetic poles projectingly formed on the outer peripheral surface of the stator constitute one magnetic pole pair. An exciting coil wound around each of the magnetic poles, and a pulse supplying means for supplying a rectangular wave pulse to the exciting coil.
Detection means for detecting a current flowing through the exciting coil to excite the magnetic pole by the voltage of the pulse supplied by the pulse supply means, and detection of a phase difference in electrical angle of 180 ° detected by the detection means. The adding means for adding values, the rectifying means for rectifying the addition result by the adding means, and the low-pass filter for removing the high frequency component of the signal rectified by the rectifying means are provided, and the adding means include the magnetic poles. Since the detected values of the currents flowing in the exciting coils of the two magnetic poles forming the pair are added together, the size of the gap between the pole teeth of the stator and the pole teeth of the rotor in the magnetic pole position measuring device is different from that of the stator. Even if the position of each pole tooth with the rotor changes, the rotational position of the pulse motor to be measured can be detected with high accuracy.
【００３４】また、本発明によれば、先端部に突出形成
された複数の第１の極歯を有する磁極が半径方向に外周
面において、一定間隔で突出形成された固定子と、内周
面に周期的に半径方向に突出形成された第２の極歯を有
し、前記固定子と同軸で回転自在に配設された回転子と
で形成された磁極位置検出器において、前記固定子の外
周面に突出形成された磁極が２個で１組の磁極ペアを構
成し、この磁極ペアが所定の間隔をおいて配置されてな
り、前記各磁極に巻回された励磁コイルと、この励磁コ
イルに矩形波状のパルスを供給するパルス供給手段と、
このパルス供給手段の供給するパルスの電圧により、前
記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁するための電流
を検出する検出手段と、この検出手段による検出結果を
整流する整流手段と、この整流手段により整流された信
号の高周波成分を除去するローパスフィルタと、このロ
ーパスフィルタの出力値において電気角における位相の
１８０゜ずれた検出値同士を加算する加算手段とを具備
し、前記加算手段は、前記磁極ペアを構成する２つの磁
極の励磁コイルに流れる電流の検出値どうしを加算する
ため、磁極位置測定器における固定子の極歯と回転子の
極歯との間のギャップの大きさが固定子と回転子との各
極歯位置ごとに変化しても、高精度で被測定パルスモー
タの回転位置が検出できるという効果がある。Further, according to the present invention, a magnetic pole having a plurality of first pole teeth projectingly formed at the tip portion is radially formed on the outer peripheral surface at a constant interval, and the inner peripheral surface is formed. A magnetic pole position detector having a second pole tooth formed to periodically project in the radial direction on the stator, and the rotor disposed coaxially and rotatably on the stator. Two magnetic poles projectingly formed on the outer peripheral surface constitute one magnetic pole pair, the magnetic pole pairs are arranged at a predetermined interval, and an exciting coil wound around each magnetic pole and the exciting coil Pulse supply means for supplying a rectangular wave pulse to the coil,
The detection means for detecting the current for exciting the magnetic pole, which flows through the excitation coil by the voltage of the pulse supplied by the pulse supply means, the rectification means for rectifying the detection result by the detection means, and the rectification means The low-pass filter removes the high-frequency component of the rectified signal, and the addition means for adding the detection values of the output value of the low-pass filter which are 180 ° out of phase with each other in electrical angle. Since the detected values of the currents flowing in the exciting coils of the two magnetic poles forming the pair are added together, the size of the gap between the pole teeth of the stator and the pole teeth of the rotor in the magnetic pole position measuring device is different from that of the stator. Even if the position of each pole tooth with the rotor changes, the rotational position of the pulse motor to be measured can be detected with high accuracy.
【００３５】また本発明によれば、突出形成された複数
の第１の極歯を有する磁極が内周面から半径方向内方
に、一定間隔で突出形成された固定子と、この固定子の
内側に同軸状にかつ相対回転可能に配設され、外周面に
周期的に半径方向外方に突出形成された第２の極歯を有
する回転子とで形成された磁極位置検出器において、前
記固定子の内周面に突出形成された磁極が２個で１組の
磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおいて
配置されてなり、前記各磁極に巻回された励磁コイル
と、この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパル
ス供給手段と、このパルス供給手段の供給するパルスの
電圧により、前記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁
するための電流を検出する検出手段と、この検出手段の
検出値において電気角の位相が１８０゜ずれた前記磁極
の検出値同士を加算する加算手段と、この加算手段によ
る加算結果を整流する整流手段と、この整流手段により
整流された信号の高周波成分を除去するローパスフィル
タとを具備し、前記加算手段は、前記磁極ペアを構成す
る２つの磁極の励磁コイルに流れる電流の検出値どうし
を加算するため、磁極位置測定器における固定子の極歯
と回転子の極歯との間のギャップの大きさが固定子と回
転子との各極歯位置ごとに変化しても、高精度で被測定
パルスモータの回転位置が検出できるという効果があ
る。According to the present invention, a magnetic pole having a plurality of protruding first pole teeth is formed so as to protrude radially inward from the inner peripheral surface at regular intervals, and a stator of this stator. A magnetic pole position detector formed by a rotor that is coaxially and relatively rotatably arranged on the inner side and that has a second pole tooth that is formed on the outer peripheral surface to periodically project outward in the radial direction. Two magnetic poles projectingly formed on the inner peripheral surface of the stator constitute one magnetic pole pair, and the magnetic pole pairs are arranged at a predetermined interval, and the exciting coil is wound around each magnetic pole. A pulse supply means for supplying a rectangular wave pulse to the exciting coil, and a detecting means for detecting a current flowing through the exciting coil for exciting the magnetic pole by the voltage of the pulse supplied by the pulse supplying means. , The detected value of this detection means electrical angle Addition means for adding detection values of the magnetic poles whose phases are shifted by 180 °, rectification means for rectifying the addition result by the addition means, and a low-pass filter for removing high-frequency components of the signal rectified by the rectification means. The adding means adds the detected values of the currents flowing in the exciting coils of the two magnetic poles forming the magnetic pole pair, so that the pole teeth of the stator and the pole teeth of the rotor in the magnetic pole position measuring device are added. Even if the size of the gap between the pole teeth positions of the stator and the rotor changes, the rotational position of the pulse motor to be measured can be detected with high accuracy.
【００３６】さらに、本発明によれば、突出形成された
複数の第１の極歯を有する磁極が内周面から半径方向内
方に、一定間隔で突出形成された固定子と、この固定子
の内側に同軸状にかつ相対回転可能に配設され、外周面
に周期的に半径方向外方に突出形成された第２の極歯を
有する回転子とで形成された磁極位置検出器において、
前記固定子の内周面に突出形成された磁極が２個で１組
の磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおい
て配置されてなり、前記各磁極に巻回された励磁コイル
と、この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパル
ス供給手段と、このパルス供給手段の供給するパルスの
電圧により、前記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁
するための電流を検出する検出手段と、この検出手段に
よる検出結果を整流する整流手段と、この整流手段によ
り整流された信号の高周波成分を除去するローパスフィ
ルタと、このローパスフィルタの出力値において電気角
の位相が１８０゜ずれた前記磁極の検出値同士を加算す
る加算手段とを具備し、前記加算手段は、前記磁極ペア
を構成する２つの磁極の励磁コイルに流れる電流の検出
値どうしを加算するため、磁極位置測定器における固定
子の極歯と回転子の極歯との間のギャップの大きさが固
定子と回転子との各極歯位置ごとに変化しても、高精度
で被測定パルスモータの回転位置が検出できるという効
果がある。Furthermore, according to the present invention, a magnetic pole having a plurality of protruding first pole teeth is formed so as to protrude radially inward from the inner peripheral surface at regular intervals, and the stator. A magnetic pole position detector formed with a rotor that is coaxially and relatively rotatably disposed inside and that has a second pole tooth that is formed on the outer peripheral surface to project radially outward in a radial direction.
The two magnetic poles projectingly formed on the inner peripheral surface of the stator constitute one magnetic pole pair, and the magnetic pole pairs are arranged at a predetermined interval and are excited by the respective magnetic poles. A coil, a pulse supply means for supplying a rectangular wave pulse to the exciting coil, and a detecting means for detecting a current flowing through the exciting coil for exciting the magnetic pole by the voltage of the pulse supplied by the pulse supplying means. A rectifying means for rectifying the detection result of the detecting means, a low-pass filter for removing high-frequency components of the signal rectified by the rectifying means, and an output value of the low-pass filter whose electrical angle phase is shifted by 180 °. And an addition unit that adds detection values of the magnetic poles, and the addition unit adds the detection values of the currents flowing in the exciting coils of the two magnetic poles forming the magnetic pole pair. Therefore, even if the size of the gap between the pole teeth of the stator and the pole teeth of the rotor in the magnetic pole position measuring device changes for each pole tooth position of the stator and the rotor, it is possible to measure with high accuracy. There is an effect that the rotational position of the pulse motor can be detected.
【図１】 本発明の一実施形態による磁極位置検出器の
内部構造を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an internal structure of a magnetic pole position detector according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の一実施形態の固定子に巻回されてい
る励磁コイルの接続状態を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a connection state of exciting coils wound around a stator according to an embodiment of the present invention.
【図３】 シャント電圧を処理して、磁極位置検出信号
を生成する回路の第一の実施形態を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of a circuit for processing a shunt voltage and generating a magnetic pole position detection signal.
【図４】 磁極位置検出信号を生成する回路の第一の実
施形態の各部の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing the operation of each part of the first embodiment of the circuit for generating a magnetic pole position detection signal.
【図５】 シャント電圧を処理して、磁極位置検出信号
を生成する回路の第二の実施形態を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of a circuit for processing a shunt voltage to generate a magnetic pole position detection signal.
１ 固定子
１ａ、２ａ 極歯
２ 回転子
３１ 信号発生器
３２、３３、３４、３５ 合成コイル
４１ 減算器
４２ 同期整流回路
４３ ローパスフィルタ
５２、５５ 全波整流器
５３、５６ ローパスフィルタ
５４ 減算器
ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４、ｍ５、ｍ６、ｍ７、ｍ８ 磁
極
ｍ９、ｍ１０、ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、ｍ１４、ｍ１
５、ｍ１６ 磁極
ｍ１７、ｍ１８、ｍ１９、ｍ２０、ｍ２１、ｍ２２、ｍ
２３、ｍ２４ 磁極
ｍ２５、ｍ２６、ｍ２７、ｍ２８、ｍ２９、ｍ３０、ｍ
３１、ｍ３２ 磁極
ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６、ｃ７、ｃ８ 励
磁コイル
ｃ９、ｃ１０、ｃ１１、ｃ１２、ｃ１３、ｃ１４、ｃ１
５ 励磁コイル
ｃ１６、ｃ１７、ｃ１８、ｃ１９、ｃ２０、ｃ２１、ｃ
２２ 励磁コイル
ｃ２３、ｃ２４、ｃ２５、ｃ２６、ｃ２７、ｃ２８、ｃ
２９ 励磁コイル
ｃ３０、ｃ３１、ｃ３２ 励磁コイル
Ｒ シャント抵抗1 stator 1a, 2a pole tooth 2 rotor 31 signal generator 32, 33, 34, 35 synthetic coil 41 subtractor 42 synchronous rectification circuit 43 low-pass filter 52, 55 full-wave rectifier 53, 56 low-pass filter 54 subtractor m1, m2, m3, m4, m5, m6, m7, m8 Magnetic poles m9, m10, m11, m12, m13, m14, m1
5, m16 magnetic poles m17, m18, m19, m20, m21, m22, m
23, m24 Magnetic poles m25, m26, m27, m28, m29, m30, m
31, m32 Magnetic poles c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8 Exciting coils c9, c10, c11, c12, c13, c14, c1
5 Excitation coils c16, c17, c18, c19, c20, c21, c
22 Excitation coils c23, c24, c25, c26, c27, c28, c
29 exciting coil c30, c31, c32 exciting coil R shunt resistance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/245 G01B 7/30 101 H02P 8/00 H02K 37/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01D 5/245 G01B 7/30 101 H02P 8/00 H02K 37/00
Claims (9)
る磁極が外周面から半径方向外方に、一定間隔で突出形
成された固定子と、この固定子の外側に同軸状にかつ相
対回転可能に配設され、内周面に周期的に半径方向に突
出形成された第２の極歯を有する回転子とで形成された
磁極位置検出器において、 前記固定子の外周面に突出形成された磁極が２個で１組
の磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおい
て配置されてなり、 前記各磁極に巻回された励磁コイルと、 この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパルス供
給手段と、 このパルス供給手段の供給するパルスの電圧により、前
記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁するための電流
を検出する検出手段と、 この検出手段の検出値において電気角の位相が１８０°
ずれた前記磁極の検出値同士を加算する加算手段と、 この加算手段による加算結果を整流する整流手段と、 この整流手段により整流された信号の高周波成分を除去
するローパスフイルタと、 を具備し、 前記加算手段は、前記磁極ペアを構成する、電気角の位
相が各々１８０゜異なる２つの磁極の励磁コイルに流れ
る電流の検出値どうしを加算することを特徴とする磁極
位置検出器。1. A stator in which magnetic poles having a plurality of protruding first pole teeth are formed so as to protrude radially outward from an outer peripheral surface at a constant interval, and coaxially outside the stator. A magnetic pole position detector formed by a rotor having second pole teeth, which are arranged so as to be rotatable relative to each other, and which are periodically formed on an inner peripheral surface so as to protrude in a radial direction, wherein the magnetic pole position detector protrudes on an outer peripheral surface of the stator. The two magnetic poles thus formed constitute one magnetic pole pair, and the magnetic pole pairs are arranged at a predetermined interval. An exciting coil wound around each magnetic pole, and a rectangular wave shape on the exciting coil. Pulse detecting means for detecting the current for exciting the magnetic pole flowing in the exciting coil by the voltage of the pulse supplied by the pulse supplying means, and the detection value of the detecting means. The electrical angle phase is 180 °
An addition unit for adding the detected values of the magnetic poles that are deviated, a rectification unit for rectifying the addition result by the addition unit, and a low-pass filter for removing a high-frequency component of the signal rectified by the rectification unit, The adding means is a unit of an electrical angle forming the magnetic pole pair.
A magnetic pole position detector characterized by adding detected values of currents flowing in exciting coils of two magnetic poles whose phases are different from each other by 180 ° .
る磁極が外周面から半径方向外方に、一定間隔で突出形
成された固定子と、この固定子の外側に同軸状にかつ相
対回転可能に配設され、内周面に周期的に半径方向に突
出形成された第２の極歯を有する回転子とで形成された
磁極位匿検出器において、 前記固定子の外周面に突出形成された磁極が２個で１組
の磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおい
て配置されてなり、 前記各磁極に巻回された励磁コイルと、 この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパルス供
給手段と、 このパルス供給手段の供給するパルスの電圧により、前
記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁するための電流
を検出する検出手段と、 この検出手段による検出結果を整流する整流手段と、 この整流手段により整流された信号の高周波成分を除去
するローパスフィルタと、 このローパスフィルタの出力値において電気角の位相が
１８０°ずれた前記磁極の検出値同士を加算する加算手
段と、 を具備し、 前記加算手段は、前記磁極ペアを構成する、電気角の位
相が各々１８０゜異なる２つの磁極の励磁コイルに流れ
る電流の検出値どうしを加算することを特徴とする磁極
位置検出器。2. A stator in which magnetic poles having a plurality of protruding first pole teeth are formed so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface at regular intervals, and coaxially outside the stator. A magnetic pole concealment detector formed with a rotor that is disposed so as to be relatively rotatable and that has second pole teeth that are formed on an inner peripheral surface thereof so as to periodically project in the radial direction, wherein the outer peripheral surface of the stator is Two protruding magnetic poles form one magnetic pole pair, the magnetic pole pairs are arranged at a predetermined interval, and an exciting coil wound around each of the magnetic poles and a rectangular shape on the exciting coil. A pulse supply means for supplying a wavy pulse, a detection means for detecting a current flowing through the exciting coil for exciting the magnetic pole by a voltage of the pulse supplied by the pulse supply means, and a detection result by the detection means. Rectifying means for rectifying the A low-pass filter for removing high-frequency components of the signal rectified by the flow means; and an addition means for adding detection values of the magnetic poles whose electrical angle phase is 180 ° out of phase with each other in the output value of the low-pass filter, The adding means is a unit of an electrical angle forming the magnetic pole pair.
A magnetic pole position detector characterized by adding detected values of currents flowing in exciting coils of two magnetic poles whose phases are different from each other by 180 ° .
る磁極が内局面から半径方向内方に、一定問隔で突出形
成された固定子と、この固定子の内側に向軸状にかつ相
対回転可能に配設され、外局面に周期的に半径方向外方
に突出形成された第２の極歯を有する回転子とで形成さ
れた磁極位置検出器において、 前記固定子の内周面に突出形成された磁極が２個で１組
の磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおい
て配置されてなり、 前記各磁極に巻回された励磁コイルと、 この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパルス供
給手段と、 このパルス供給手段の供給するパルスの電圧により、前
記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁するための電流
を検出する検出手段と、 この
検出手段の検出値において電気角の位相が１８０°ずれ
た前記磁極の検出値同士を加算する加算手段と、 この加算手段による加算結果を整流する整流手段と、 この整流手段により整流された信号の高周波成分を除去
するローパスフィルタと、 を具備し、 前記加算手段は、前記磁極ペアを構成する、電気角の位
相が各々１８０゜異なる２つの磁極の励磁コイルに流れ
る電流の検出値どうしを加算することを特徴とする磁極
位置検出器。3. A stator in which magnetic poles having a plurality of protruding first pole teeth are formed so as to protrude radially inward from an inner surface at a fixed interval, and a stator is provided with an axial direction inside the stator. And a rotor having second pole teeth that are arranged so as to be relatively rotatable relative to each other and periodically project outward in the radial direction on the outer surface of the rotor. Two magnetic poles projectingly formed on the circumferential surface constitute one magnetic pole pair, the magnetic pole pairs are arranged at a predetermined interval, and an exciting coil wound around each magnetic pole, and A pulse supply means for supplying a rectangular wave pulse to the coil, a detection means for detecting a current for exciting the magnetic pole flowing in the exciting coil by the voltage of the pulse supplied by the pulse supply means, and this detecting means. Phase of electrical angle is 180 ° An addition means for adding the detected values of the magnetic poles, a rectification means for rectifying the addition result by the addition means, and a low-pass filter for removing a high frequency component of the signal rectified by the rectification means, The adding means is a unit of an electrical angle forming the magnetic pole pair.
A magnetic pole position detector characterized by adding detected values of currents flowing in exciting coils of two magnetic poles whose phases are different from each other by 180 ° .
る磁極が内周面から半径方向内方に、一定間隔で突出形
成された固定子と、この固定子の内側に同軸状にかつ相
対回転可能に配設され、外局面に周期的に半径方向外方
に突出形成された第２の極歯を有する回転子とで形成さ
れた磁極位置検出器において、 前記固定子の内局面に突出形成された磁極が２個で１組
の磁極ペアを構成し、この磁極ペアが所定の間隔をおい
て配匿されてなり、 前記各磁極に巻回された励磁コイルと、 この励磁コイルに矩形波状のパルスを供給するパルス供
給手段と、 このパルス供給手段の供給するパルスの電圧により、前
記励磁コイルに流れる、前記磁極を励磁するための電流
を検出する検出手段と、 この検出手段による検出結果を整流する整流手段と、 この整流手段により整流された信号の高周波成分を除去
するローパスフィルタと、 このローパスフィルタの出力値において電気角の位相が
１８０° ずれた前記磁極の検出値同士を加算する加算
手段と、 を具備し、 前記加算手段は、前記磁極ペアを構成する、電気角の位
相が各々１８０゜異なる２つの磁極の励磁コイルに流れ
る電流の検出値どうしを加算することを特徴とする磁極
位置検出器。4. A stator in which magnetic poles having a plurality of protruding first pole teeth are formed so as to protrude radially inward from the inner peripheral surface at regular intervals, and coaxially inside the stator. And a magnetic pole position detector that is disposed so as to be relatively rotatable and that has a rotor having second pole teeth that are formed to project radially outward in the outer phase, wherein the inner phase of the stator Two magnetic poles projectingly formed on one side constitute one magnetic pole pair, and the magnetic pole pairs are concealed at a predetermined interval, and an exciting coil wound around each magnetic pole, and this exciting coil. A pulse supply means for supplying a rectangular wave pulse to the, and a detection means for detecting a current for exciting the magnetic pole, which flows through the exciting coil by the voltage of the pulse supplied by the pulse supply means. Rectifying means for rectifying the detection result, and A low-pass filter for removing high-frequency components of the signal rectified by the rectifying means, and an adding means for adding detection values of the magnetic poles whose electrical angle phase is 180 ° out of phase with each other in the output value of the low-pass filter. , The adding means constitutes the magnetic pole pair, and the position of the electrical angle
A magnetic pole position detector characterized by adding detected values of currents flowing in exciting coils of two magnetic poles whose phases are different from each other by 180 ° .
所定の間隔Ｐにおいて配置された第１群の磁極と、これ
ら第１群の磁極の間の位置に互いに所定の間隔Ｐをおい
て配置された第２群の磁極とから構成され、第１群の磁
極と第２群の磁極との間には前記間隔Ｐより小さな間隔
ｐが空けられてなり、 前記第１群の磁極と第２群の磁極とは、互いに電気角が
１８０゜ずれた位相であることを特徴とする請求項１な
いし請求項４いずれかに記載の磁極位置検出器。5. The magnetic poles provided on the stator have a first group of magnetic poles arranged at a predetermined distance P from each other, and a predetermined distance P between the magnetic poles of the first group. The magnetic poles of the second group are arranged, and a gap p smaller than the gap P is provided between the magnetic poles of the first group and the magnetic poles of the second group. The magnetic pole position detector according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetic poles of the second group have phases whose electrical angles are shifted from each other by 180 °.
前記磁極毎に一定位相づつずらして形成されることを特
徴とする請求項１ないし請求項５いずれか記載の磁極位
置検出器。6. The first pole tooth and the second pole tooth,
The magnetic pole position detector according to claim 1, wherein the magnetic pole position detector is formed by shifting the magnetic poles by a constant phase.
を特徴とする請求項１または請求項３記載の磁極位置検
出器。7. The magnetic pole position detector according to claim 1, wherein the rectifying means is a synchronous rectifying circuit.
の間隔、すなわち前記間隔ｐが極小となるように、前記
磁極ペアが突出形成されることを特徴とする請求項１な
いし請求項７いずれか記載の磁極位置検出器。8. The magnetic pole pair is formed so as to project so that a distance between two magnetic poles forming the magnetic pole pair, that is, the distance p is minimized. Or the magnetic pole position detector described above.
隙が微少になるように固定子に対して回転子が配設され
ることを特徴とする請求項１ないし請求項８いずれかに
記載の磁極位置検出器。9. The rotor according to claim 1, wherein the rotor is arranged with respect to the stator such that a gap between the first pole tooth and the second pole tooth is very small. 8. The magnetic pole position detector according to any one of 8.
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