JP6079586B2 - 電磁機器の短絡検出回路 - Google Patents
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Description
このように構成すれば、第1及び第2比較回路にそれぞれ与えられる第1及び第2閾値電圧が励磁信号と同じ周波数で変化する電圧信号となるため、閾値電圧を平滑するためのコンデンサが不要となる。したがって、短絡検出の精度を維持しながら、回路の実装面積の増大及びコストの上昇を抑制できる。
図1に示すように、レゾルバ1(電磁機器)は、一次側の励磁巻線I1と、2次側のコサイン相巻線I2_1と、サイン相巻線I2_2とを備えている。励磁巻線I1の両端にはコンデンサC5が接続されており、非グランド側の端子には、励磁信号が励磁信号付与回路2及び電解コンデンサC6を介して与えられている。コサイン相巻線I2_1(多相巻線)の両端子間には、第1オフセット電圧生成回路3(1),第1比較電圧生成回路4(1),第1差動増幅回路5(1)が接続されている。また、サイン相巻線I2_2(多相巻線)の両端子間には、第2オフセット電圧生成回路3(2),第2比較電圧生成回路4(2),第2差動増幅回路5(2)が接続されている。
第1,第2比較回路6(1,2)はそれぞれコンパレータCP1,CP2で構成されており、コンパレータCP1,CP2の非反転入力端子には、それぞれ検出対象電圧V1,V2が付与され、反転入力端子にはそれぞれ閾値電圧VT1,VT2が付与されている。
この状態から、コサイン相巻線I2_1とサイン相巻線I2_2とが短絡すると、図8に示すように、検出対象電圧V1及びV2は等しく(V3+V4)/2となる。この時、コンパレータCP1の出力信号は連続的にローレベルとなるので、デジタルフィルタ8のカウンタ12のカウント値が上昇して、前述のように短絡検出信号が出力される。
尚、以上の説明は、レゾルバ1による検出対象の回転が停止している状態について行ったが、検出対象が回転している状態であっても、一般に励磁信号の周期は検出対象の回転周期より十分短く設定されているので、同様に検出を行うことができる。
また、励磁信号の位相を遅延させる位相変更回路22を備え、第1及び第2閾値電圧VT1及びVT2を、前記遅延させた位相に基づく電圧信号として生成するようにした。したがって、励磁信号に対して2次側の各電圧信号の位相にずれが生じている場合でも、巻線間の短絡を確実に検出できる。
以下、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。第2実施形態の短絡検出回路23は、図15に示すように、位相変更回路22を、閾値電圧VT1,VT2に対応して2つ備えている。位相変更回路22(1)は第1実施形態の位相変更回路22と同じ構成であり、オペアンプOP8の出力端子は、抵抗素子R18のみに接続されている。
以上のように第2実施形態によれば、閾値電圧VT1,VT2に対応して位相変更回路22(1),22(2)を個別に備えたので、コサイン相巻線I2_1側と、サイン相巻線I2_2側とに発生する位相ずれ量が異なる場合でも、個別に調整できる。
第3実施形態の短絡検出回路31は、図16に示すように、第1実施形態の閾値電圧生成回路7(1,2)に替えて電圧生成回路32(1,2)を配置している。第1閾値電圧生成回路32(1)は、NPNトランジスタTR1及び抵抗素子R31〜R33を備えており、NPNトランジスタTR1のベースがオペアンプOP5の出力端子に接続されている。NPNトランジスタTR1のエミッタはグランドに接続され、コレクタは抵抗素子R33を介して、抵抗素子R31及びR32からなる直列回路の共通接続点に接続されている。抵抗素子R31の他端は電源に接続されており、抵抗素子R32の他端はグランドに接続されている。そして、抵抗素子R31の他端より閾値電圧VT1が出力される。また、第2閾値電圧生成回路32(2)は、NPNトランジスタTR2及び抵抗素子R34〜R36を備えており、第1閾値電圧生成回路32(1)と同様の回路構成となっている。
第4実施形態の短絡検出回路41は、図16に示すように、レゾルバ1に替えて、2次側巻線が三相ある電磁機器42に適用されている。電磁機器42は、2次側巻線として第一相巻線I2_1,第二相巻線I2_2,第三相巻線I2_3を備えている。
デジタルフィルタ8の内部ロジックは、短絡検出を同様に行える範囲で適宜変更して良い。
遅延回路には、ディレイライン等を用いても良い。
2次側巻線が4相以上の構成となる電磁機器に適用しても良い。
Claims (4)
- 電磁機器(1)の1次側に配置される励磁巻線(I1)と、前記電磁機器の2次側に配置される多相巻線(I2_1,I2_2)との短絡,又は前記多相巻線間の短絡のうち、少なくとも1つを検出する短絡検出回路において、
前記多相巻線の1つにおける、グランドを基準とする各端子電圧の和に、直流の第1オフセット電圧を加えて第1比較電圧を生成する第1比較電圧生成回路(4(1))と、
前記第1比較電圧を第1閾値電圧と比較する第1比較回路(6(1))と、
前記多相巻線の他の1つにおける、グランドを基準とする各端子電圧の和に、前記第1オフセット電圧とは異なる値に設定される直流の第2オフセット電圧を加えて第2比較電圧を生成する第2比較電圧生成回路(4(2))と、
前記第2比較電圧を第2閾値電圧と比較する第2比較回路(6(2))と、
前記第1及び第2閾値電圧を、前記励磁巻線に入力される励磁信号と同じ周波数で変化する電圧信号として生成する第1及び第2閾値電圧生成回路(7(1),7(2))と、
前記第1及び第2比較回路の出力信号が入力され、前記出力信号の変化に基づいて前記短絡を検出すると、短絡検出信号を出力する検出信号出力回路(8)とを備えることを特徴とする電磁機器の短絡検出回路。 - 前記第1及び第2閾値電圧生成回路は、前記励磁信号の位相を遅延させる遅延回路(22)を備え、
前記第1及び第2閾値電圧を、前記遅延させた位相に基づく電圧信号として生成することを特徴とする請求項1記載の電磁機器の短絡検出回路。 - 前記第1,第2オフセット電圧のうち、電圧が高い方を電圧VH, 電圧が低い方を電圧VLとすると、
前記電圧VH側に対応する閾値電圧の平均レベルを、前記電圧VHよりも低く、且つ前記電圧(VH+VL)/2よりも高い範囲に設定し、
前記電圧VL側に対応する閾値電圧の平均レベルを、前記電圧VLよりも低く設定することを特徴とする請求項1又は2記載の電磁機器の短絡検出回路。 - 前記検出信号出力回路は、前記第1又は第2比較回路の出力信号のレベルが、正常時に示すレベルから変化した時間を、所定の監視期間内で継続して計測する計測回路(12)を備え、
この計測回路の計測値が、前記監視期間の終了時において所定値を超えていると、前記短絡検出信号を出力することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の電磁機器の短絡検出回路。
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