JPH0998593A - 2個のコイルにより3相の位置検知信号を得る装置 - Google Patents

2個のコイルにより3相の位置検知信号を得る装置

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JPH0998593A
JPH0998593A JP7289067A JP28906795A JPH0998593A JP H0998593 A JPH0998593 A JP H0998593A JP 7289067 A JP7289067 A JP 7289067A JP 28906795 A JP28906795 A JP 28906795A JP H0998593 A JPH0998593 A JP H0998593A
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五紀 伴
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
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    • H02K29/12Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using detecting coils using the machine windings as detecting coil
    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2個1組のコイルを並置した部材を電機子に
装着したものにより3相の位置検知信号発生装置を得る
ことが目的である。 【解決手段】 電動機と同期回転する導体回転子の外周
に突出長の異なる第1,第2,第3の区間を設け、それ
ぞれの区間は電気角で120度の巾とする。電機子に固
定した2個1組のコイル面をを第1,第2,第3の区間
に対向し、該区間が通過したときのコイルのインピーダ
ンスの変化により、3相の位置検知信号を得る構成とな
っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】3相の直流電動機の位置検知
装置として使用される。
【0002】
【従来の技術】3個のコイルを位置検知素子として利用
し、各コイルに対向回転する導体回転子により各コイル
のインピーダンスが変化することを検出して3相の位置
検知信号を得る装置が利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術によると、
3相のリラクタンス電動機は3個の位置検知コイルが必
要である。従って構成が錯雑となり大型高価となる問題
点がある。本発明は2個のコイル1組を並置した位置検
知装置により同じ目的を達成することができるので上述
した問題点となる課題を解決することができる。
【0004】
【課題を解決する為の手段】電動機と同期回転する導体
円板と、該円板の円周面に電気角で120度の巾で互い
に電気角で240度離間して配設された複数個の第1の
突出部と、第1の突出部と隣接して並置され、突出長が
第1の突出部より設定値だけ小さい電気角で120度の
巾の第2の突出部と、第2の突出部に隣接して並置され
突出長が第2の突出部より設定値だけ小さい電気角で1
20度の巾の凹部と、第1の突出部のみに僅かな空隙を
介してコイル面が対向するように本体に固定された位置
検知素子となる第1のコイルと、第1と第2の突出部に
僅かな空隙を介してコイル面が対向するように並置され
るとともに本体に固定された位置検知素子となる第2の
コイルと、第1の突出部の区間における第1のコイルの
インピーダンスの差をコイルに印加された高周波交流の
通電電流値の変化により検出して第1の相の位置検知信
号を得る電気回路と、第1,第2の突出部の区間におけ
る第2のコイルのインピーダンスの差と前記した第1の
コイルのインピーダンスの差による高周波交流の通電電
流の変化を検出して第2の相の位置検知信号を得る電気
回路と、前記した第2のコイルのインピーダンスの差に
よる高周波交流の通電電流を直流化した電流を反転回路
により反転して得られる第3の相の位置検知信号を得る
電気回路とより構成されたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】図1以降について本発明の実施例
を説明する。各図面の同一記号のものは同一部材なの
で、その重複した説明は省略する。以降の角度表示はす
べて電気角で表示する。次に本発明が適用される3相片
波のリラクタンス型の電動機の構成について説明する。
図1は、固定電機子と回転子の平面図である。図1にお
いて、記号1は回転子で、その突極1a,1b,…の巾
は180度、それぞれは360度の位相差で等しいピッ
チで配設されている。回転子1は、珪素鋼板を積層した
周知の手段により作られている。記号5は回転軸であ
る。固定電機子16には、磁極16a,16b,16
c,16d,16e,16fが、それ等の巾が180度
で、等しい離間角で配設されている。突極と磁極の巾は
180度で等しくされている。突極数は8個,磁極数は
6個である。電機子16も回転子1と同じ手段により作
られている。
【0006】磁極16a,16b,…には、電機子コイ
ル17a,17b,…がそれぞれ捲着されている。図4
は、図1の磁極と回転子の展開図である。図4におい
て、円環部16及び磁極16a,16b,…は、図示し
ない外筺に固定されて固定電機子となる。記号16の部
分は磁路となる磁心である。電機子コイル17a,17
dは直列若しくは並列に接続され、この接続体を電機子
コイルKと呼称する。電機子コイル17b,17e及び
電機子コイル17c,17fも同様に接続され、これ等
をそれぞれ電機子コイルL,電機子コイルMと呼称す
る。電機子コイルLが通電されていると、突極1b,1
fが吸引されて、矢印A方向に回転子1が回転する。6
0度回転すると、電機子コイルLの通電が断たれ、電機
子コイルMが通電される。更に120度回転すると、電
機子コイルMの通電が断たれて、電機子コイルKが通電
される。通電モードは120度の回転毎に、電機子コイ
ルK→電機子コイルL→電機子コイルM→とサイクリッ
クに交替され、3相片波のリラクタンス型の電動機とし
て駆動される。このときに軸対称の位置にある磁極は、
図示のようにN,S極に着磁されている。励磁される2
個の磁極が常に異極となっている為に、非励磁磁極を通
る洩れ磁束は互いに反対方向となり、反トルクの発生が
防止される。
【0007】電機子コイルK,L,Mをそれぞれ第1,
第2,第3の相の電機子コイルと呼称する。次に第1,
第2,第3の相の電機子コイルの通電を制御する為に突
極1a,1b,…の回転位置を検知して位置検知信号を
発生する手段について説明する。図2は、本発明装置の
側面図である。図2において、記号3は、固定電機子1
6,16a,16b,…が内周面に固定された外筺であ
る。回転軸5の右端には、回転円板15の中心が固定さ
れ、回転子1(図示せず)と同期回転する。回転円板1
5の平面図が図3に示されている。図3において、回転
円板15は、アルミニユームのような金属導体で作ら
れ、その外周回転面には、突出部15a,15b,…及
び突出部16a,16b,…が配設され、それぞれの巾
は120度となっている。記号18a,18b,…は凹
部となりその巾も120度である。以降は突出部を突極
と呼称する。突極15a,15b,…及び突極16a,
16b,…及び凹部18a,18b,…はそれぞれ互い
に120度離間している。
【0008】記号19はプラスチック円板で、回転軸5
に固定され、円板19の外周に導体円板15が固定され
る。点線23a,23bは突極15a,15b,…、突
極16a,16b,…、凹部18a,18b,…を略示
したものである。突極15a,15b,…は全周に8個
配設される。他の突極と凹部も同じく8個配設される。
図2の点線Cは筺体で、外筺3に固定され、位置検知素
子となるコイル10a,10bが設けられて、図3に示
すようにコイル10a,10bは突極に僅かな空隙を介
して対向する。コイル10a,10bは20ターン位の
偏平なコイルで、コイル面が突極に対向している。
【0009】回転円板15とコイル10a,10bの展
開図が図5に示されている。矢印Aは回転方向で、矢印
Dの巾は120度、矢印Eの巾も120度である。空隙
部18aの巾も120度である。次にコイル10a,1
0bより位置検知信号を得る手段について説明する。図
6に、コイル10a,10bより、3相の位置検知信号
を得る為の装置が示されている。図6において、コイル
10a,10b,抵抗9a,9b,9c,9dはブリッ
ジ回路となり、コイル10a,10bが突極15a,1
5b,…,16a,16b,…に対向していないときに
は平衡するように調整されている。即ちダイオード11
a,コンデンサ12aならびにダイオード11b,11
c,コンデンサ12b,12cよりなるローパスフイル
タの出力は等しく、オペアンプ13c,13dの出力は
ローレベルとなる。記号7は発振器で1メガサイクル位
の発振が行われている。コイル10aが突極15a,1
5b,…に対向すると、インピーダンスが低下するの
で、抵抗9aの電圧降下が大きくなり、オペアンプ13
cの出力がハイレベルとなり、端子6aの出力信号は1
20度の巾の矩形波となり、360度の位相差となる。
この出力信号が図9のグラフで記号26a,26b,…
として示されている。
【0010】上述した動作のときに、コイル10bは突
極15a,15b,…と突極16a,16b,…の両者
を対向して通過するので、オペアンプ13dの出力は2
40度の巾の矩形波の信号となり、この信号が図9にお
いて記号27a,27b,…と記号28a,28b,…
として示されている。図6のアンド回路26の入力信号
は、図9の信号26a,26b,…を反転回路25aで
反転したものと信号27a,27b,…となるので、ア
ンド回路26の出力即ち端子6bの出力は図9の信号2
9a,29b,…となり、巾は120度で360度の位
相差となる。オペアンプ13dの出力(図9の信号27
a,27b,…)を反転回路25bで反転したものが図
9に信号30a,30b,…として示され、120度の
巾で360度の位相差となる。上述した説明より理解さ
れるように、曲線28a,28b,…,曲線29a,2
9b,…,曲線30a,30b,…はそれぞれ第1,第
2,第3の相の3相の位置検知信号となる。
【0011】図5に示すコイル10a,10bは2個1
組となり、図8に示すように基板10上に並置して固定
すると1個の部品となり、固定電機子に装着する手段が
簡素化され1個のコイルと同等な装着手段となる特徴が
ある。次にコイル10a,10bを並列に接続し、図8
に示すように基板10上に並置固定した場合の実施例を
図7につき説明する。
【0012】図7において、コイル10a,10bと抵
抗9a,9d,9e,9fはブリッジ回路を構成してい
る。コイル10a,10bが図5の突極15aに対向す
ると、抵抗9aの通電電流が増大して、オペアンプ13
aの+端子の入力電圧が増大するので、端子6aの出力
がハイレベルとなる。コイル10a,10bと突極が対
向しないとき(図5の記号18aの部分に対向している
とき)には、ブリッジ回路は平衡してオペアンプ13a
の出力はローレベルとなっている。
【0013】コイル10a,10bが突極15aに対向
したときに、オペアンプ13a,13bの出力はハイレ
ベルとなるが、反転回路25cを介するローレベルの出
力がアンド回路26aに入力されているので、端子6b
の出力はローレベルに保持される。コイル10bが突極
16aに対向すると、コイル10aは突極より離間し、
オペアンプ13aの出力はローレベルとなり、アンド回
路26aの反転回路25cを介する入力はハイレベルと
なり、またオペアンプ13bの出力もハイレベルとなる
ので端子6bの出力もハイレベルとなる。オペアンプ1
3bの出力はコイル10a,10b又はコイル10aの
みが突極に対向したときにハイレベルの出力があるの
で、出力信号巾は240度となるように各抵抗値が調整
されている
【0014】従って、反転回路25dを介する端子6c
の出力は突極18aの巾となる。端子6cの出力信号が
図9において曲線30a,30b,…として、矩形波の
信号で示されている。以上の説明より理解されるよう
に、端子6a,6b,6cの出力信号は120度の巾で
120度づつ位相差があるので、第1,第2,第3の相
の3相の位置検知信号を得ることができる。
【0015】
【発明の効果】コイル2個を1組の部品として3相の位
置検知信号を得ることができる。周知の手段による3個
のコイルの各1個を固定電機子に所定の離間距離で装着
する工程が簡素化され、所要の電気回路も簡素化される
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】リラクタンス型電動機の平面図
【図2】本発明装置の側面図
【図3】位置検知用回転子の平面図
【図4】図1の電動機の電機子と回転子の展開図
【図5】回転子の突極の展開図
【図6】本発明装置の電気回路図
【図7】本発明装置の電気回路の他の実施例の電気回路
【図8】位置検知コイルの平面図
【図9】位置検知信号曲線のグラフ
【符号の説明】
16,16a,16b,… 磁極とその磁路 17a,17b,… 電機子コイル 1,1a,1b,… 回転子と突極 5 回転軸 3 外筺 15 回転板 10a,10b 位置検知用コイル 15a,15b,…,16a,16b,… 突極 18a,18b,… 空隙部 7 発振器 13a,13b,13c,13d オペアンプ 10 基板 6a,6b,6c 3相位置検知信号の出力端子 26a,26b,…,28a,28b… 第1の相の位
置検知信号曲線 27a,27b,… オペアンプ13dの出力信号曲線 29a,29b,… 第2の相の位置検知信号曲線 30a,30b,… 第3の相の位置検知信号曲線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機と同期回転する導体円板と、該円板
    の円周面に電気角で120度の巾で互いに電気角で24
    0度離間して配設された複数個の第1の突出部と、第1
    の突出部と隣接して並置され、突出長が第1の突出部よ
    り設定値だけ小さい電気角で120度の巾の第2の突出
    部と、第2の突出部に隣接して並置され突出長が第2の
    突出部より設定値だけ小さい電気角で120度の巾の凹
    部と、第1の突出部のみに僅かな空隙を介してコイル面
    が対向するように本体に固定された位置検知素子となる
    第1のコイルと、第1と第2の突出部に僅かな空隙を介
    してコイル面が対向するように並置されるとともに本体
    に固定された位置検知素子となる第2のコイルと、第1
    の突出部の区間における第1のコイルのインピーダンス
    の差をコイルに印加された高周波交流の通電電流値の変
    化により検出して第1の相の位置検知信号を得る電気回
    路と、第1,第2の突出部の区間における第2のコイル
    のインピーダンスの差と前記した第1のコイルのインピ
    ーダンスの差による高周波交流の通電電流の変化を検出
    して第2の相の位置検知信号を得る電気回路と、前記し
    た第2のコイルのインピーダンスの差による高周波交流
    の通電電流を直流化した電流を反転回路により反転して
    得られる第3の相の位置検知信号を得る電気回路とより
    構成されたことを特徴とする2個のコイルにより3相の
    位置検知信号を得る装置。
  2. 【請求項2】電動機と同期回転する導体円板と、該円板
    の円周面に電気角で120度の巾で互いに電気角で24
    0度離間して配設された複数個の第1の突出部と、第1
    の突出部と隣接して並置され、突出長が第1の突出部よ
    り設定値だけ小さい電気角で120度の巾の第2の突出
    部と、第2の突出部に隣接して並置され突出長が第2の
    突出部より設定値だけ小さい電気角で120度の巾の凹
    部と、第1,第2の突出部のそれぞれに僅かな空隙を介
    してコイル面が対向するように本体に並置された第1,
    第2のコイルの直列接続体と、第1,第2のコイル面を
    通過する突出部の前記した電気角で120度の区間及び
    次の120度の区間及び次の120度の突出部のない区
    間における第1,第2のコイルのインピーダンスの差を
    第1,第2のコイルに印加された高周波電流の通電電流
    の変化により検出して、前記した3区間に対応する第
    1,第2,第3の相の位置検知信号を得る電気回路とよ
    り構成されたことを特徴とする2個のコイルにより3相
    の位置検知信号を得る装置。
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EP96929551A EP0801462A4 (en) 1995-10-02 1996-09-06 TWO-WINDING DEVICE GENERATING A THREE-PHASE POSITION DETECTION SIGNAL
PCT/JP1996/002547 WO1997013317A1 (fr) 1995-10-02 1996-09-06 Dispositif a deux enroulements generant un signal triphase de detection de position

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