KR101430186B1 - Method for detecting phase of resolver and apparatus thereof - Google Patents

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KR101430186B1
KR101430186B1 KR1020130012376A KR20130012376A KR101430186B1 KR 101430186 B1 KR101430186 B1 KR 101430186B1 KR 1020130012376 A KR1020130012376 A KR 1020130012376A KR 20130012376 A KR20130012376 A KR 20130012376A KR 101430186 B1 KR101430186 B1 KR 101430186B1
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성상만
윤해근
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method for detecting a phase of a resolver and an apparatus thereof. According to the present invention, provided is the method for detecting a phase of a resolver comprising a step for acquiring the envelope of first and second voltages by measuring excitation voltages of first and second stator coils when a rotor coil whose rotation center is arranged in a starting point rotates in at least one phase; a step for acquiring first and second amplitude values of the envelope of the first and second voltages; and a step for calculating a random rotation angle by using the first and second amplitude values, and the voltages of the first and second stator coils measured from the random rotation angle of the rotor coil. According to the method for detecting a phase of a resolver and the apparatus thereof, a rotation angle can be accurately measured with respect to the alignment and misalignment states of the rotor coil formed in the resolver, and the output of the resolver is compensated and provided when the misalignment exists.

Description

레졸버의 위상 검출방법 및 그 장치{Method for detecting phase of resolver and apparatus thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of detecting a phase of a resolver,

본 발명은 레졸버의 위상 검출방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전체의 회전 각도를 정확하게 측정할 수 있는 레졸버의 위상 검출방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of detecting a phase of a resolver and an apparatus therefor, and more particularly, to a method and apparatus for phase detection of a resolver capable of accurately measuring a rotation angle of a rotating body.

일반적으로 레졸버(resolver)는 모터 등의 회전체의 회전 각도를 정확하게 측정하는 센서이다. 도 1은 일반적인 레졸버의 구성을 나타낸다. In general, a resolver is a sensor that accurately measures the rotation angle of a rotating body such as a motor. Fig. 1 shows the construction of a general resolver.

레졸버는 회전자 코일(R) 및 고정자 코일(S1, S2)로 구성되며 두 고정자 코일(S1, S2)은 서로 직각을 이루고 있다. 회전자 코일은 회전체의 회전자에 부착되어 있어 회전체가 회전함에 따라 같이 회전한다. The resolver is composed of a rotor coil R and stator coils S 1 and S 2 , and the two stator coils S 1 and S 2 are perpendicular to each other. The rotor coil is attached to the rotor of the rotating body and rotates together as the rotating body rotates.

도 2는 도 1의 회전자의 회전 각도에 따라 각각의 고정자 코일에 여기된 전압을 나타낸다. 회전자 코일에는 일정한 주파수의 정현파가 인가되며, 전자기 유도에 의하여 각 고정자 코일에 전압이 여기(exciting)된 것을 확인할 수 있다. Fig. 2 shows the excited voltage in each stator coil according to the rotation angle of the rotor of Fig. A sinusoidal wave of a constant frequency is applied to the rotor coil, and it can be confirmed that the voltage is excited to each of the stator coils by electromagnetic induction.

도 2의 경우 회전자가 회전한 각도(θ)에 따른 회전자 코일의 전압과 두 고정자 코일의 전압을 나타낸다. 도 2에서 알 수 있듯이, 고정자 코일에서 측정된 전압의 포락선(envelop)을 측정하면 회전자의 회전 각도를 알아낼 수 있다. In FIG. 2, the voltage of the rotor coil and the voltage of the two stator coils according to the angle? Of rotation of the rotor are shown. As can be seen from FIG. 2, the angle of rotation of the rotor can be determined by measuring the envelope of the voltage measured in the stator coils.

회전자 코일은 회전 축이 정해진 위치(원점)에 정렬된 경우 회전 각도의 측정에 오차가 발생하지 않는다. 그러나, 회전자 코일이 회전자에 장착될 때 정해진 위치에서 벗어나 장착된 경우에는 회전 각도 측정 시에 오차가 발생하는 문제점이 있다.The rotor coil does not cause an error in the measurement of the rotation angle when the rotation axis is aligned with the predetermined position (origin). However, when the rotor coil is mounted at a predetermined position when the rotor coil is mounted on the rotor, an error occurs when the rotation angle is measured.

본 발명의 배경이 되는 기술은 국내공개특허 제10-2011-0132913호(2011.12.09 공개)에 개시되어 있다.The technology to be a background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0132913 (published on Dec. 12, 2011).

본 발명은, 레졸버에 구성된 회전자 코일의 회전 각도를 정확하게 측정할 수 있는 레졸버의 위상 검출방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a resolver phase detection method and apparatus which can accurately measure the rotation angle of a rotor coil constituted in a resolver.

본 발명은, 회전 중심이 원점에 정렬되어 있는 회전자 코일의 적어도 한 주기의 회전 시에 제1 및 제2 고정자 코일에 여기된 전압들을 측정하여 제1 및 제2 전압 포락선을 획득하는 단계와, 상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득하는 단계, 및 상기 회전자 코일의 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과 상기 제1 및 제2 진폭 값을 이용하여, 상기 임의 회전 각도를 연산하는 단계를 포함하는 레졸버의 위상 검출방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of measuring voltages excited in first and second stator coils during rotation of at least one period of a rotor coil whose center of rotation is aligned to the origin to obtain first and second voltage envelopes, Obtaining a first and a second amplitude value for the first and second voltage envelopes, and comparing the voltage of the first and second stator coils measured at any rotational angle of the rotor coils with the voltages of the first and second voltage envelopes, And calculating the arbitrary rotation angle using a binary amplitude value.

또한, 상기 임의 회전 각도(θ)는 아래의 두 수학식을 만족하는 각도로 연산될 수 있다.Further, the arbitrary rotation angle? May be calculated at an angle satisfying the following two equations.

Figure 112013010314063-pat00001
Figure 112013010314063-pat00001

여기서, V1 및 V2는 상기 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압, A/r2은 상기 제1 및 제2 진폭, r은 상기 회전자 코일의 회전 중심과 상기 고정자 코일 간의 거리, A는 상기 회전자 코일에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수를 나타낸다.Wherein V 1 and V 2 are voltages of the first and second stator coils measured at the arbitrary rotation angle, A / r 2 is the first and second amplitudes, r is the rotation center of the rotor coil, The distance between the stator coils, A, represents an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited in the rotor coils.

그리고, 회전 중심이 원점에 비정렬된 회전자 코일의 적어도 한 주기의 회전 시에 제1 및 제2 고정자 코일에 여기된 전압들을 측정하여 제1 및 제2 전압 포락선을 획득하는 단계와, 상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득하는 단계와, 상기 제1 및 제2 진폭 값으로부터 획득되는 상기 회전 중심과 상기 제1 및 제2 고정자 코일 간의 거리를 각각 이용하여, 상기 회전 중심이 상기 제1 및 제2 고정자 코일로부터 어긋난 각도인 제1 및 제2 오차각을 연산하는 단계와, 상기 회전자 코일의 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과 상기 제1 및 제2 진폭 값, 그리고 상기 제1 및 제2 오차각을 이용하여, 상기 임의 회전 각도를 연산하는 단계를 포함하는 레졸버의 위상 검출방법을 제공한다.Measuring the voltages excited by the first and second stator coils during at least one period of rotation of the rotor coil whose rotation center is not aligned with the origin to obtain first and second voltage envelopes, Obtaining a first and a second amplitude value for a first voltage envelope and a second voltage envelope using a distance between the center of rotation obtained from the first and second amplitude values and the first and second stator coils, Calculating a first error angle and a second error angle at which the rotation center is deviated from the first stator coil and the second stator coil, calculating a first error angle and a second error angle of the first stator coil and the second stator coil, Calculating the arbitrary rotation angle using a voltage, the first and second amplitude values, and the first and second error angles.

여기서, 상기 임의 회전 각도(θ)는 아래의 두 수학식을 만족하는 각도로 연산될 수 있다.Here, the arbitrary rotation angle? May be calculated at an angle satisfying the following two equations.

Figure 112013010314063-pat00002
Figure 112013010314063-pat00002

이때,

Figure 112013010314063-pat00003
및
Figure 112013010314063-pat00004
는 상기 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압, A/r1 2 및 A/r2 2은 상기 제1 및 제2 진폭, r1은 상기 회전 중심과 상기 제1 고정자 코일 간의 거리, r2는 상기 회전 중심과 상기 제2 고정자 코일 간의 거리, A는 상기 회전자 코일에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수,
Figure 112013010314063-pat00005
및
Figure 112013010314063-pat00006
는 상기 제1 및 제2 오차각을 나타낸다.At this time,
Figure 112013010314063-pat00003
And
Figure 112013010314063-pat00004
A / r 1 2 and A / r 2 2 of the first and second stator coils measured at the arbitrary rotation angle are the first and second amplitudes, r 1 is the rotation center and the first stator coil, R 2 is a distance between the rotation center and the second stator coil, A is an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited by the rotor coil,
Figure 112013010314063-pat00005
And
Figure 112013010314063-pat00006
Represents the first and second error angles.

또한, 상기 제1 및 제2 오차각은 아래의 수학식으로 각각 연산될 수 있다.Also, the first and second error angles may be calculated by the following equations, respectively.

Figure 112013010314063-pat00007
Figure 112013010314063-pat00007

여기서, x와 y는 상기 회전 중심의 좌표 (x,y), r은 상기 회전 중심이 원점에 정렬된 경우 상기 회전 중심과 상기 고정자 코일 간의 거리를 나타낸다.Here, x and y represent the coordinates (x, y) of the center of rotation, and r represents the distance between the center of rotation and the stator coil when the center of rotation is aligned with the origin.

또한, 상기 x/r과 y/r은 아래의 두 수학식의 연립을 통해 연산될 수 있다.In addition, x / r and y / r can be calculated through the following two equations.

Figure 112013010314063-pat00008
Figure 112013010314063-pat00008

여기서, r1/r 및 r2/r 는 상기 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격 레졸버의 출력 진폭인 A/r2 값과, 상기 비정렬된 레졸버의 출력 진폭인 상기 제1 진폭 A/r1 2 및 상기 제2 진폭 A/r2 2의 비로부터 구해지는 값이다.Here, r 1 / r and r 2 / r are values obtained by multiplying the A / r 2 value, which is the output amplitude of the nominal resolver, whose center of rotation is aligned with the origin and the A / / r 1 2 and the second amplitude A / r 2 2 .

또한, 상기 레졸버의 위상 검출방법은, 상기 회전자 코일의 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격의 레졸버에 대한 전압 포락선 식에 상기 연산된 임의 회전 각도를 대입하여 정상 전압 포락선을 연산한 다음, 상기 정상 전압 포락선에 기 설정된 기준 정현파 신호를 곱하여 상기 레졸버의 출력을 정상 출력 전압으로 복원하는 단계를 더 포함하며, 상기 전압 포락선 식은 아래의 수학식으로 정의될 수 있다.Further, the resolver phase detection method calculates a normal voltage envelope by substituting the computed arbitrary rotation angle into a voltage envelope equation for a normal size resolver in which the rotation center of the rotor coil is aligned at the origin And multiplying the normal voltage envelope by a predetermined reference sinusoidal signal to recover the output of the resolver to a normal output voltage. The voltage envelope equation may be defined by the following equation.

Figure 112013010314063-pat00009
Figure 112013010314063-pat00009

여기서, V1 및 V2는 상기 정상 규격의 레졸버에서의 두 고정자 코일에 대한 전압 포락선 식을 나타낸다.Here, V 1 and V 2 represent the voltage envelope formulas for the two stator coils in the normal size resolver.

그리고, 본 발명은, 회전 중심이 원점에 정렬되어 있는 회전자 코일의 적어도 한 주기의 회전 시에 제1 및 제2 고정자 코일에 여기된 전압들을 측정하여 제1 및 제2 전압 포락선을 획득하는 전압 포락선 획득부와, 상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득하는 진폭 획득부, 및 상기 회전자 코일의 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과 상기 제1 및 제2 진폭 값을 이용하여, 상기 임의 회전 각도를 연산하는 회전각도 연산부를 포함하는 레졸버의 위상 검출장치를 제공한다.The present invention also provides a method of measuring voltages excited in first and second stator coils during rotation of at least one period of a rotor coil whose center of rotation is aligned with the origin, An amplitude acquiring section for acquiring first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes, and an amplitude acquiring section for acquiring the first and second amplitude values of the first and second stator coils measured at an arbitrary rotation angle of the rotor coils, And a rotation angle arithmetic unit for calculating the arbitrary rotation angle using the voltage and the first and second amplitude values.

그리고, 본 발명은, 회전 중심이 원점에 비정렬된 회전자 코일의 적어도 한 주기의 회전 시에 제1 및 제2 고정자 코일에 여기된 전압들을 측정하여 제1 및 제2 전압 포락선을 획득하는 전압 포락선 획득부와, 상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득하는 진폭 획득부와, 상기 제1 및 제2 진폭 값으로부터 획득되는 상기 회전 중심과 상기 제1 및 제2 고정자 코일 간의 거리를 각각 이용하여, 상기 회전 중심이 상기 제1 및 제2 고정자 코일로부터 어긋난 각도인 제1 및 제2 오차각을 연산하는 오차각 연산부, 및 상기 회전자 코일의 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과 상기 제1 및 제2 진폭 값, 그리고 상기 제1 및 제2 오차각을 이용하여, 상기 임의 회전 각도를 연산하는 회전각도 연산부를 포함하는 레졸버의 위상 검출장치를 제공한다.The present invention also provides a method of measuring voltages excited in first and second stator coils during rotation of at least one period of a rotor coil whose center of rotation is not aligned with the origin, An amplitude acquiring section for acquiring first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes; and an amplitude acquiring section for acquiring the first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes, An error angle arithmetic unit for calculating first and second error angles at which the rotation center is deviated from the first and second stator coils using distances between the two stator coils, And a rotation angle calculating section for calculating the arbitrary rotation angle using the measured voltages of the first and second stator coils, the first and second amplitude values, and the first and second error angles, Above Phase detecting device.

여기서, 상기 레졸버의 위상 검출장치는, 상기 회전자 코일의 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격의 레졸버에 대한 전압 포락선 식에 상기 연산된 임의 회전 각도를 대입하여 정상 전압 포락선을 연산하는 정상 전압 계산부, 및 상기 정상 전압 포락선에 기 설정된 기준 정현파 신호를 곱하여 상기 레졸버의 출력을 정상 출력 전압으로 복원하는 전압 복원부를 더 포함하며, 상기 전압 포락선 식은 아래의 수학식으로 정의될 수 있다.Here, the resolver's phase detecting device may be configured to calculate a normal voltage envelope by substituting the computed arbitrary rotation angle into a voltage envelope equation for a normally-standard resolver whose rotation center of the rotor coil is aligned at the origin And a voltage recovery unit for multiplying the normal voltage envelope by a preset reference sinusoidal signal to recover the output of the resolver to a normal output voltage, wherein the voltage envelope equation can be defined by the following equation.

Figure 112013010314063-pat00010
Figure 112013010314063-pat00010

여기서, V1 및 V2는 상기 정상 규격의 레졸버에서의 두 고정자 코일에 대한 전압 포락선 식을 나타낸다.Here, V 1 and V 2 represent the voltage envelope formulas for the two stator coils in the normal size resolver.

본 발명에 따른 레졸버의 위상 검출방법 및 그 장치에 따르면, 레졸버에 구성된 회전자 코일의 정렬 및 비정렬 상태 모두에 관하여 회전 각도를 정확하게 측정할 수 있으며, 비정렬이 존재하는 경우에는 레졸버의 출력을 보상하여 제공할 수 있는 이점이 있다.According to the resolver phase detection method and apparatus thereof according to the present invention, it is possible to accurately measure the rotation angle with respect to both the alignment and non-alignment states of the rotor coils constituting the resolver, It is possible to compensate and provide the output of the image pickup device.

도 1은 일반적인 레졸버의 구성을 나타낸다.
도 2는 도 1의 회전자의 회전 각도에 따라 각각의 고정자 코일에 여기된 전압을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 회전자 코일이 정렬된 경우에 대한 레졸버의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레졸버의 위상 검출장치의 구성도이다.
도 5는 도 4를 이용한 위상 검출방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레졸버의 위상 검출장치의 구성도이다.
도 8은 도 7의 다른 구성도이다.
도 9는 도 7을 이용한 위상 검출방법의 흐름도이다.Fig. 1 shows the construction of a general resolver.
Fig. 2 shows the excited voltage in each stator coil according to the rotation angle of the rotor of Fig.
3 is a configuration diagram of a resolver for a case where the rotor coils are aligned in the first embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of a resolver's phase detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a phase detection method using FIG.
7 is a configuration diagram of a resolver's phase detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 8 is another configuration diagram of Fig. 7. Fig.
FIG. 9 is a flowchart of a phase detection method using FIG. 7. FIG.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

본 발명은 레졸버의 위상 검출방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 회전체의 회전 각도를 측정하는 레졸버의 구성에 있어서 회전자 코일이 회전 중심에 정렬 및 비정렬되어 있는 경우 모두에 관하여 회전 각도를 정확하게 측정할 수 있다.The present invention relates to a method of detecting a phase of a resolver and an apparatus therefor. In the configuration of a resolver for measuring a rotation angle of a rotating body, when the rotor coil is aligned and unaligned with the rotation center, It is possible to measure accurately.

이하에서는 레졸버의 회전자 코일이 정해진 위치(회전 중심)에 제대로 장착되어 회전자 코일이 정렬된 경우에 관하여 먼저 설명한다. Hereinafter, the case where the rotor coil of the resolver is properly mounted at the predetermined position (rotation center) to align the rotor coils will be described first.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 회전자 코일이 정렬된 경우에 대한 레졸버의 구성도이다. 회전자 코일(10)의 회전 축은 원점(0,0)에 정렬되어 있으며, 회전 축에서 제1 및 제2 고정자 코일(20,30) 간의 거리는 모두 r로 동일하다. 회전자 코일(10)은 원점(0,0)을 중심으로 회전하며 θ는 그 회전 각도를 나타낸다. 이와 같이 비정렬이 존재하지 않는 경우, 두 고정자 코일(20,30)은 원점 (0,0)으로부터 동일한 거리 r로 떨어져 있다.3 is a configuration diagram of a resolver for a case where the rotor coils are aligned in the first embodiment of the present invention. The rotational axis of the rotor coil 10 is aligned with the origin (0, 0), and the distances between the first and second stator coils 20, 30 in the rotational axis are all equal to r. The rotor coil 10 rotates about the origin (0, 0) and? Represents its rotation angle. When there is no misalignment, the two stator coils 20, 30 are at the same distance r from the origin (0, 0).

이러한 도 3의 구성에서 회전자 코일(10)의 회전에 따라 두 고정자 코일(20,30)에 여기되는 전압의 포락선(envelop)은 수학식 1과 같이 표현된다. 3, the envelopes of the voltages excited by the two stator coils 20 and 30 in accordance with the rotation of the rotor coil 10 are expressed by Equation (1).

Figure 112013010314063-pat00011
Figure 112013010314063-pat00011

이러한 수학식 1은 도 2와 같이 두 고정자 코일에 의한 전압 포락선이 각각 cos 및 sin 함수의 형태를 갖는다는 점에 근거한다. 즉, 회전 각도 θ에 따라 두 고정자 코일(20,30)에서 측정되는 전압 값(V2,V2)은 각각 cos 및 sin 함수 형태로 변동한다. 수학식 1은 이를 수학적으로 표현한 것이다.Equation (1) is based on the fact that the voltage envelopes of the two stator coils have the form of cos and sin, respectively, as shown in FIG. That is, the voltage values (V 2 , V 2 ) measured in the two stator coils 20, 30 vary in the form of cos and sin function, respectively, in accordance with the rotation angle?. Equation 1 is mathematically expressed.

이상과 같이, 수학식 1의 V1과 V2는 회전 각도에 따라 고정자 코일(20,30)에서 각각 측정되는 전압 포락선 식을 나타낸다. 여기서, A/r2는 전압 포락선의 진폭으로서 cosθ=1이 되는 각도에서 V1=A/r2, sinθ=1이 되는 각도에서 V2=-A/r2이 된다. 도 3의 경우, 회전자 코일의 회전 축이 원점에 정렬된 상태이므로 V1, V2에 대해 정현파의 진폭 값이 동일하다. A는 회전자 코일(10)에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수를 나타낸다. 예를 들어, 고정자 코일과 회전자 코일이 1mm 거리에 위치하고 레졸버 출력 포락선의 최고 전압이 1V라면 A는 10-6 [V m2]이다.As described above, V 1 and V 2 in the equation (1) represent the voltage envelope formulas measured respectively by the stator coils 20 and 30 according to the rotation angle. Here, A / r 2 is V 2 = -A / r 2 at an angle where V 1 = A / r 2 and sin θ = 1 at an angle where cos θ = 1 as the amplitude of a voltage envelope. In the case of FIG. 3, since the rotational axis of the rotor coil is aligned with the origin, the amplitude values of the sinusoidal waves are the same for V 1 and V 2 . A represents an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited in the rotor coil 10. For example, if the stator coil and rotor coil are located at a distance of 1 mm and the peak voltage of the resolver output envelope is 1 V, A is 10 -6 [V m 2 ].

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레졸버의 위상 검출장치의 구성도이고, 도 5는 도 4를 이용한 위상 검출방법의 흐름도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 위상 검출장치(100)는 전압 포락선 획득부(110), 진폭 획득부(120), 회전각도 연산부(130)를 포함한다.FIG. 4 is a configuration diagram of a resolver's phase detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart of a phase detection method using FIG. 4 and 5, the phase detection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a voltage envelope acquisition unit 110, an amplitude acquisition unit 120, and a rotation angle calculation unit 130.

먼저, 전압 포락선 획득부(110)는 회전 중심이 원점에 정렬되어 있는 회전자 코일(10)의 적어도 한 주기의 회전 시에, 제1 고정자 코일(20) 및 제2 고정자 코일(30)에 각각 여기된 전압들을 측정하여 제1 전압 포락선 및 제2 전압 포락선을 획득한다(S510). First, the voltage envelope acquisition unit 110 acquires the voltage envelope of each of the first stator coil 20 and the second stator coil 30 at the time of rotation of at least one period of the rotor coil 10 whose center of rotation is aligned with the origin The excited voltages are measured to obtain the first voltage envelope and the second voltage envelope (S510).

회전자 코일(10)을 한 주기 또는 그 이상으로 회전시켜 보면, 회전 각도에 따라 제1 및 제2 고정자 코일(20, 30)에서 전압이 각각 측정되고, 측정되는 각각의 전압으로부터 제1 및 제2 전압 포락선을 획득할 수 있다. 이러한 제1 및 제2 전압 포락선은 회전자 코일(10)의 한 주기로부터 획득할 수도 있고, 여러 주기에서 획득된 포락선의 평균값으로부터 획득할 수도 있다.When the rotor coil 10 is rotated by one cycle or more, voltages are measured at the first and second stator coils 20 and 30, respectively, according to the rotation angle, 2 voltage envelope can be obtained. These first and second voltage envelopes may be obtained from one period of the rotor coil 10 and from the average of the envelopes obtained in several periods.

다음, 진폭 획득부(120)는 상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득한다(S520). 전압 포락선을 획득하면 이로부터 전압 포락선의 진폭 값을 알 수 있다. 즉, 전압 포락선을 구하면 정현파의 진폭 값이 A/r2임을 알 수 있다. Next, the amplitude obtaining unit 120 obtains the first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes (S520). Obtaining the voltage envelope gives the amplitude of the voltage envelope. That is, when the voltage envelope is obtained, it can be seen that the amplitude of the sine wave is A / r 2 .

이후, 앞서 획득한 정보들을 이용하면 회전자 코일(10)이 임의 회전 각도(θ)로 회전할 때 그 회전 각도를 연산할 수 있다. 즉, 상기 회전각도 연산부(130)는 상기 회전자 코일(10)의 임의 회전 각도(θ)에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과, 상기 제1 및 제2 진폭 값을 이용하여, 상기 임의 회전 각도(θ)를 연산한다(S230).Then, using the previously obtained information, the rotation angle of the rotor coil 10 can be calculated when the rotor coil 10 rotates at an arbitrary rotation angle [theta]. That is, the rotation angle calculator 130 calculates the rotation angle of the rotor coil 10 using the voltages of the first and second stator coils measured at an arbitrary rotation angle? Of the rotor coils 10 and the first and second amplitude values , And calculates the arbitrary rotation angle [theta] (S230).

상기 임의 회전 각도(θ)는 아래의 수학식 2에 포함된 두 수식을 만족하는 각도로 연산된다.The arbitrary rotation angle? Is calculated at an angle satisfying the two equations included in the following equation (2).

Figure 112013010314063-pat00012
Figure 112013010314063-pat00012

이러한 수학식 2는 수학식 1로부터 유래된 것이다. 여기서, V1 및 V2는 상기 회전자 코일(10)의 임의 회전 각도(θ)에서 측정된 제1 고정자 코일(20) 및 제2 고정자 코일(30)의 전압, A/r2은 앞서 S520 단계에서 획득한 제1 및 제2 진폭, r은 상기 회전자 코일(10)의 회전 중심과 상기 고정자 코일(20,30) 간의 거리, A는 상기 회전자 코일(10)에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수를 나타낸다.This formula (2) is derived from the formula (1). Here, V 1 and V 2 are the voltages of the first stator coil 20 and the second stator coil 30, A / r 2 , measured at an arbitrary rotation angle? Of the rotor coil 10, R is the distance between the center of rotation of the rotor coil 10 and the stator coils 20 and 30, A is the intensity of the magnetic field excited in the rotor coil 10, Lt; / RTI >

이러한 수학식 2에 따르면, 회전자가 임의 회전 각도로 회전되는 시점에서 두 고정자 코일(20,30)에서 측정된 전압 값인 V1과 V2, 그리고 미리 획득한 진폭 값 A/r2만 알면, 해당 시점에 회전자가 회전한 임의 회전 각도의 정보를 쉽게 연산할 수 있다.According to Equation (2), if only the voltage values V 1 and V 2 measured at the two stator coils 20 and 30 and the previously obtained amplitude value A / r 2 are known at the time when the rotor is rotated at an arbitrary rotation angle, It is possible to easily calculate the information of the arbitrary rotation angle at which the rotor rotates at the time point.

앞서의 제1 실시예와는 달리, 레졸버의 회전자 코일이 정해진 위치(회전 중심)에서 벗어난 경우 즉, 회전자 코일이 비정렬된 경우에 관하여 설명한다.The case where the rotor coil of the resolver deviates from a predetermined position (rotation center), that is, the rotor coil is misaligned, unlike the first embodiment described above will be described.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에서 회전자 코일이 비정렬된 경우에 대한 레졸버의 구성도이다. 회전자 코일(10a)의 회전 축은 원점(0,0)으로부터 어긋난 (x,y)에 장착되어 있다. 회전 축과 제1 고정자 코일(20a) 간의 거리는 r1, 회전 축과 제2 고정자 코일(30a) 간의 거리는 r2이다. 회전자 코일(10)은 원점(0,0)이 아닌 (x,y)점을 중심으로 회전하며 θ는 회전 각도를 나타낸다. 이와 같이 비정렬이 존재하는 경우 회전 중심 (x,y)이 제1 및 제2 고정자 코일(20a, 30a)로부터 어긋난 각도인 제1 및 제2 오차각(

Figure 112013010314063-pat00013
,
Figure 112013010314063-pat00014
)이 발생하게 된다.6 is a configuration diagram of a resolver for a case where the rotor coil is unaligned in the second embodiment of the present invention. The rotational axis of the rotor coil 10a is mounted at (x, y) shifted from the origin (0, 0). The distance between the rotation axis and the first stator coil (20a) between the distance r 2 r 1, the rotation axis and the second stator coil (30a). The rotor coil 10 rotates about the (x, y) point rather than the origin (0, 0), and? Represents the rotation angle. When there is an unaligned state as described above, the first and second error angles (x, y) are deviated from the first and second stator coils 20a and 30a
Figure 112013010314063-pat00013
,
Figure 112013010314063-pat00014
).

이러한 도 6의 구성에서 회전자 코일(10a)의 회전에 따라 두 고정자 코일(20a,30a)에 여기되는 전압의 포락선(envelop)은 수학식 3과 같이 표현된다. In the configuration of FIG. 6, the envelopes of the voltages excited by the two stator coils 20a and 30a in accordance with the rotation of the rotor coil 10a are expressed by Equation (3).

Figure 112013010314063-pat00015
Figure 112013010314063-pat00015

이러한 수학식 3 또한 앞서 수학식 1과 같은 원리에 따른다. 다만, 수학식 1과 다른 점은 제1 및 제2 오차각(

Figure 112013010314063-pat00016
,
Figure 112013010314063-pat00017
)이 더 반영된 것과 두 개의 r이 각각 r1과 r2로 대체된 것이다.Equation (3) also follows the same principle as Equation (1). However, the difference from the equation (1) is that the first and second error angles
Figure 112013010314063-pat00016
,
Figure 112013010314063-pat00017
), And that the two rs are replaced by r 1 and r 2 , respectively.

이상과 같은

Figure 112013010314063-pat00018
과
Figure 112013010314063-pat00019
는 회전 각도에 따라 고정자 코일(20a,30a)에서 각각 측정되는 전압 포락선 식을 나타낸다. 여기서, A/r1 2 및 A/r2 2는 전압 포락선의 진폭으로서 cos(θ+φ1)=1이 되는 각도에서
Figure 112013010314063-pat00020
=A/r1 2, sin(θ+φ2)=1이 되는 각도에서
Figure 112013010314063-pat00021
=-A/r2 2이 된다. 도 6의 경우, 회전자 코일의 회전 축이 원점으로부터 벗어난 비정렬 상태이므로
Figure 112013010314063-pat00022
과
Figure 112013010314063-pat00023
의 진폭 값이 상이할 것이다. A는 앞서 제1 실시예와 같이 회전자 코일(10a)에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수를 나타낸다. As above
Figure 112013010314063-pat00018
and
Figure 112013010314063-pat00019
Represents a voltage envelope equation measured in each of the stator coils 20a and 30a according to the rotation angle. Here, A / r 1 2 and A / 2 r 2 is a voltage amplitude of the envelope cos (θ + φ 1) = 1 at an angle which
Figure 112013010314063-pat00020
= A / r 1 2 , sin (? +? 2 ) = 1
Figure 112013010314063-pat00021
= -A / r 2 2 . In the case of Fig. 6, since the rotational axis of the rotor coil is in an unaligned state deviating from the origin
Figure 112013010314063-pat00022
and
Figure 112013010314063-pat00023
Will have different amplitude values. A represents an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited in the rotor coil 10a as in the first embodiment.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레졸버의 위상 검출장치의 구성도이고, 도 8은 도 7의 다른 구성도이며, 도 9는 도 7을 이용한 위상 검출방법의 흐름도이다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 위상 검출장치(200)는 전압 포락선 획득부(210), 진폭 획득부(220), 오차각 연산부(230), 회전각도 연산부(240), 정상 전압 계산부(250), 전압 복원부(260)를 포함한다.FIG. 7 is a configuration diagram of a resolver's phase detection apparatus according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a diagram showing another configuration of FIG. 7, and FIG. 9 is a flowchart of a phase detection method using FIG. 7 to 9, the phase detection apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention includes a voltage envelope acquisition unit 210, an amplitude acquisition unit 220, an error angle calculation unit 230, A normal voltage calculation unit 250, and a voltage restoration unit 260. [

먼저, 전압 포락선 획득부(210)는 회전 중심이 원점에 비정렬된 회전자 코일(10a)의 적어도 한 주기의 회전 시에, 제1 고정자 코일(20a) 및 제2 고정자 코일(30a)에 여기된 전압들을 측정하여 제1 전압 포락선 및 제2 전압 포락선을 획득한다(S910).First, the voltage envelope acquiring unit 210 acquires a voltage envelope of the first stator coil 20a and the second stator coil 30a at the time of rotation of at least one period of the rotor coil 10a whose center of rotation is un- And obtains the first voltage envelope and the second voltage envelope (S910).

앞서 제1 실시예와 같이, 회전자 코일(10a)을 한 주기 또는 그 이상으로 회전시켜 보면, 회전 각도에 따라 제1 및 제2 고정자 코일(20a, 30a)에서 전압이 각각 측정되고, 측정되는 각각의 전압으로부터 제1 및 제2 전압 포락선을 획득할 수 있다. When the rotor coil 10a is rotated for one cycle or more as in the first embodiment, the voltages at the first and second stator coils 20a and 30a are respectively measured and measured according to the rotation angle The first and second voltage envelopes can be obtained from each voltage.

다음, 진폭 획득부(220)는 상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득한다(S920). 전압 포락선을 획득하면 이로부터 전압 포락선의 진폭 값(진폭 최대 값)을 알 수 있다. 즉, 전압 포락선을 구하면 나타나는 정현파의 진폭 값은 각각 A/r1 2, A/r2 2임을 알 수 있다. 이와 같이 두 진폭 값인 A/r1 2, A/r2 2을 구한 후,

Figure 112013010314063-pat00024
과
Figure 112013010314063-pat00025
을 알 수 있다면, 임의의 회전에 대한
Figure 112013010314063-pat00026
과
Figure 112013010314063-pat00027
의 측정 값으로부터 θ를 구할 수 있다.Next, the amplitude obtaining unit 220 obtains the first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes (S920). Once the voltage envelope is obtained, the amplitude value (maximum amplitude) of the voltage envelope can be obtained. That is, the amplitude values of the sinusoidal waves appearing when the voltage envelope is obtained are A / r 1 2 and A / r 2 2 , respectively. After calculating the two amplitude values A / r 1 2 and A / r 2 2 as described above,
Figure 112013010314063-pat00024
and
Figure 112013010314063-pat00025
If you know, you can
Figure 112013010314063-pat00026
and
Figure 112013010314063-pat00027
Can be obtained from the measured value of?

이러한

Figure 112013010314063-pat00028
과
Figure 112013010314063-pat00029
을 구하는 과정은 다음과 같다. Such
Figure 112013010314063-pat00028
and
Figure 112013010314063-pat00029
The process of obtaining the following is as follows.

먼저, S920 단계에서 획득된 제1 및 제2 진폭 값을 이용하면, 상기 회전 중심과 제1 고정자 코일 간의 거리(r1), 그리고 회전 중심과 제2 고정자 코일 간의 거리(r2)를 알 수 있다. 즉, 제1 진폭 값 = A/r1 2이며, r1은 A를 제1 진폭 값으로 나눈 값에 루트를 씌운 값이다. A는 이미 알고 있는 값이고 제1 진폭 값은 S920 단계에서 획득한 바 있으므로 이를 통해 r1의 값을 구할 수 있다. r2 또한 이와 같은 방법으로 구하면 된다.First, when using the first and second amplitude values obtained at the S920 step, it can be seen the distance (r 2) between the rotation center and the distance between the first stator coil (r 1), and the center of rotation and the second stator coil have. That is, the first amplitude value = A / r 1 2 , and r 1 is the rooted value obtained by dividing A by the first amplitude value. A is a known value and a first amplitude value so you obtained in step S920 can be obtained the value of r 1 through them. r 2 can also be obtained in this way.

이후, 오차각 연산부(230)는 상기 r1과 r2를 이용하여 상기 회전 중심 (x,y)이 상기 제1 고정자 코일(20a) 및 제2 고정자 코일(20b)로부터 각각 어긋난 각도인 제1 오차각(

Figure 112013010314063-pat00030
) 및 제2 오차각(
Figure 112013010314063-pat00031
)을 연산한다(S930).The error angle arithmetic operation unit 230 then calculates the error angle arithmetic unit 230 using the r 1 and r 2 so that the rotation center x and y are deviated from the first stator coil 20a and the second stator coil 20b, Error Angle
Figure 112013010314063-pat00030
) And the second error angle (
Figure 112013010314063-pat00031
(S930).

도 6으로부터

Figure 112013010314063-pat00032
,
Figure 112013010314063-pat00033
로 정의되며, r1과 r2 식의 양변을 각각 r로 나누면 수학식 4와 같이 표현된다.6
Figure 112013010314063-pat00032
,
Figure 112013010314063-pat00033
, And the both sides of the r 1 and r 2 expressions are divided by r and expressed as shown in Equation (4).

Figure 112013010314063-pat00034
Figure 112013010314063-pat00034

여기서, r1/r 및 r2/r 는 상기 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격 레졸버의 출력 진폭인 A/r2 값과, 상기 비정렬된 레졸버의 출력 진폭인 상기 제1 진폭 A/r1 2 및 상기 제2 진폭 A/r2 2의 비로부터 구해지는 값이다. 이를 바탕으로 수학식 4의 두 수식을 연립하여 풀면 두 해인 x/r과 y/r 값을 구할 수 있다. 이때, 비정렬 오차가 크지 않다고 가정하여 x/r과 y/r의 절대값의 크기가 1보다 작은 해를 선택한다.Here, r 1 / r and r 2 / r are values obtained by multiplying the A / r 2 value, which is the output amplitude of the nominal resolver, whose center of rotation is aligned with the origin and the A / / r 1 2 and the second amplitude A / r 2 2 . Based on this, two equations of Equation (4) can be solved and solved to obtain two solutions x / r and y / r. At this time, assuming that the misalignment error is not large, a solution in which the absolute value of x / r and y / r is smaller than 1 is selected.

이와 같이, 수학식 4로부터 구해진 값들을 아래의 수학식 5에 대입하면 두 오차각

Figure 112013010314063-pat00035
,
Figure 112013010314063-pat00036
이 연산된다.Thus, by substituting the values obtained from the equation (4) into the following equation (5), the two error angles
Figure 112013010314063-pat00035
,
Figure 112013010314063-pat00036
.

Figure 112013010314063-pat00037
Figure 112013010314063-pat00037

여기서, x와 y는 상기 회전 중심의 좌표 (x,y), r은 상기 회전 중심이 원점에 정렬된 경우 상기 회전 중심과 상기 고정자 코일 간의 거리로서, 도 3의 경우의 r 값에 해당된다.Here, x and y are the coordinates (x, y) of the center of rotation, and r is the distance between the center of rotation and the stator coil when the center of rotation is aligned with the origin, which corresponds to the r value in the case of FIG.

앞서 획득한 정보들을 이용하면 회전자 코일(10a)이 임의 회전 각도(θ)로 회전할 때 그 회전 각도를 연산할 수 있다. 즉, 회전각도 연산부(240)는 상기 회전자 코일(10a)의 임의 회전 각도(θ)에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과, 상기 제1 및 제2 진폭 값, 그리고 상기 제1 및 제2 오차각을 이용하여, 상기 임의 회전 각도(θ)를 연산한다(S940).Using the previously obtained information, the rotation angle of the rotor coil 10a can be calculated when the rotor coil 10a rotates at an arbitrary rotation angle [theta]. That is, the rotation angle calculator 240 calculates the rotation angle of the stator coil based on the voltages of the first and second stator coils measured at an arbitrary rotation angle? Of the rotor coil 10a, the first and second amplitude values, 1 and the second error angle to calculate the arbitrary rotation angle [theta] (S940).

여기서, 임의 회전 각도(θ)는 아래의 수학식 6에 포함된 두 수식을 만족하는 각도로 연산된다.Here, the arbitrary rotation angle? Is calculated at an angle satisfying the two equations contained in the following Equation (6).

Figure 112013010314063-pat00038
Figure 112013010314063-pat00038

여기서,

Figure 112013010314063-pat00039
및
Figure 112013010314063-pat00040
는 상기 임의 회전 각도(θ)에서 측정된 상기 제1 고정자 코일(20a) 및 제2 고정자 코일(30a)의 전압, A/r1 2 및 A/r2 2은 앞서 S920 단계에서 획득한 제1 및 제2 진폭이다. 또한, r1은 회전자 코일(10a)의 회전 중심과 제1 고정자 코일(20a) 간의 거리, r2는 회전자 코일(10a)의 회전 중심과 제2 고정자 코일(30a) 간의 거리이다. A는 상기 회전자 코일(10a)에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수,
Figure 112013010314063-pat00041
및
Figure 112013010314063-pat00042
는 상기 제1 및 제2 오차각을 나타낸다.here,
Figure 112013010314063-pat00039
And
Figure 112013010314063-pat00040
The voltage of the first stator coil (20a) and a second stator coil (30a) measured at the arbitrary rotational angle (θ), A / r 1 2 and A / r 2 2, a first previously obtained at S920 step And a second amplitude. In addition, r 1 is the distance between the time distance between the electromagnetic coil (10a) the center of rotation of the first stator coil (20a) of the, r 2 is twice the rotation center and the second stator coil (30a) of the magnet coil (10a). A is an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited in the rotor coil 10a,
Figure 112013010314063-pat00041
And
Figure 112013010314063-pat00042
Represents the first and second error angles.

즉, 수학식 6에 따르면, 회전자가 임의 회전 각도로 회전되는 시점에서 두 고정자 코일(20a,30a)에서 측정된 전압 값인

Figure 112013010314063-pat00043
과
Figure 112013010314063-pat00044
, 미리 획득한 두 진폭 값인 A/r1 2과 A/r2 2, 그리고 두 오차각인
Figure 112013010314063-pat00045
과
Figure 112013010314063-pat00046
만 알면, 해당 시점에 회전자가 회전한 임의 회전 각도의 정보를 쉽게 연산할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는 비정렬 오차가 있는 레졸버에 대해서도 정확한 회전 각도를 연산할 수 있다.That is, according to Equation (6), at the time when the rotor is rotated at an arbitrary rotation angle, the voltage values measured at the two stator coils 20a and 30a
Figure 112013010314063-pat00043
and
Figure 112013010314063-pat00044
, Two previously obtained amplitude values A / r 1 2 and A / r 2 2 , and two error signs
Figure 112013010314063-pat00045
and
Figure 112013010314063-pat00046
It is possible to easily calculate the information of the arbitrary rotation angle at which the rotor rotates at that time. As described above, in the present embodiment, the correct rotation angle can be calculated also for the resolver having the misalignment error.

이후에는 구하여진 회전 각도를 이용하여 정상 레졸버 전압을 계산하고 복원하는 과정이 수행될 수 있다. 도 8의 경우는 도 7의 구성을 포함하는 제1 보상기와, 정상 전압 계산부(250)와 전압 복원부(260)를 포함하는 제2 보상기로 구성되어 있다.Thereafter, a process of calculating and restoring the normal resolver voltage using the obtained rotation angle can be performed. 8 includes a first compensator including the configuration of FIG. 7, and a second compensator including a normal voltage calculation unit 250 and a voltage restoration unit 260.

정상 레졸버 전압의 계산을 위해, 우선 정상 전압 계산부(250)는 상기 회전자 코일의 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격의 레졸버에 대한 전압 포락선 식에, 상기 S940 단계에서 연산된 임의 회전 각도(θ)를 대입하여 정상 전압 포락선을 연산한다. In order to calculate the normal resolver voltage, the steady-state voltage calculation unit 250 calculates the steady-state voltage of the resolver in accordance with the voltage envelope formula for the resolver of the normal size, in which the center of rotation of the rotor coil is aligned with the origin, The normal voltage envelope is calculated by substituting the angle?.

상기 정상 규격의 레졸버에 대한 전압 포락선 식은 수학식 7로 정의된다.The voltage envelope equation for the normal size resolver is defined by equation (7).

Figure 112013010314063-pat00047
Figure 112013010314063-pat00047

즉, V1 및 V2는 상기 정상 규격의 레졸버에서의 두 고정자 코일에 대한 전압 포락선 식을 나타낸다. 물론 A/r2은 정상 규격의 레졸버를 통해 알 수 있다. 이러한 수학식 7의 구성은 수학식 1과 동일한 것을 알 수 있다.That is, V 1 and V 2 represent the voltage envelope formulas for the two stator coils in the normal size resolver. Of course, A / r 2 can be found through resolors of normal specifications. The configuration of Equation (7) is identical to Equation (1).

그러면, 전압 복원부(260)는 상기 정상 전압 포락선에 기 설정된 기준 정현파 신호를 곱하여 상기 레졸버의 출력을 정상 출력 전압으로 복원한다. 복원 시에는 D/A 변환이 수행된다. 이에 따라, 회전 각도의 연산뿐만 아니라, 레졸버의 출력 또한 정상 출력으로 보상한다. 이러한 레졸버 출력 신호는 이를 입력 신호로 사용하는 외부 제어기(미도시)에 전달될 수 있다.Then, the voltage restoring unit 260 multiplies the normal voltage envelope by a preset reference sinusoidal signal to restore the resolver output to a normal output voltage. At restoration, D / A conversion is performed. Accordingly, not only the calculation of the rotation angle but also the resolver output is compensated by the normal output. Such a resolver output signal may be delivered to an external controller (not shown) using it as an input signal.

이상과 같은 본 발명에 따른 레졸버의 위상 검출방법 및 그 장치에 따르면, 레졸버에 구성된 회전자 코일의 정렬 및 비정렬 상태 모두에 관하여 회전 각도를 정확하게 측정할 수 있으며, 비정렬이 존재하는 경우에는 레졸버의 출력을 보상하여 제공할 수 있는 이점이 있다.According to the resolver phase detection method and apparatus of the present invention as described above, it is possible to accurately measure the rotation angle with respect to both the alignment and the unaligned states of the rotor coils configured in the resolver, There is an advantage that the output of the resolver can be compensated for.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10,10a: 회전자 코일 20,20a: 제1 고정자 코일
30,30a: 제2 고정자 코일 100,200: 레졸버의 위상 검출장치
110,210: 전압 포락선 획득부 120,220: 진폭 획득부
130,240: 회전각도 연산부 230: 오차각 연산부
250: 정상 전압 계산부 260: 전압 복원부10, 10a: Rotor coils 20, 20a: First stator coil
30, 30a: second stator coil 100, 200: phase detector of resolver
110, 210: Voltage envelope acquisition unit 120, 220: Amplitude acquisition unit
130,240 rotation angle calculation unit 230: error angle calculation unit
250: normal voltage calculation unit 260: voltage recovery unit

Claims (14)

회전 중심이 원점에 정렬되어 있는 회전자 코일의 적어도 한 주기의 회전 시에 제1 및 제2 고정자 코일에 여기된 전압들을 측정하여 제1 및 제2 전압 포락선을 획득하는 단계;
상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득하는 단계; 및
상기 회전자 코일의 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과 상기 제1 및 제2 진폭 값을 이용하여, 상기 임의 회전 각도를 연산하는 단계를 포함하며,
상기 임의 회전 각도(θ)는 아래의 두 수학식을 만족하는 각도로 연산되는 레졸버의 위상 검출방법:
Figure 112014046642191-pat00075

여기서, V1 및 V2는 상기 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압, A/r2은 상기 제1 및 제2 진폭, r은 상기 회전자 코일의 회전 중심과 상기 고정자 코일 간의 거리, A는 상기 회전자 코일에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수를 나타낸다.Measuring voltages excited by the first and second stator coils during at least one period of rotation of the rotor coils whose center of rotation is aligned with the origin to obtain first and second voltage envelopes;
Obtaining first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes; And
Calculating the arbitrary rotation angle using the voltages of the first and second stator coils and the first and second amplitude values measured at an arbitrary rotation angle of the rotor coil,
Wherein the arbitrary rotation angle (?) Is calculated by an angle satisfying the following two equations:
Figure 112014046642191-pat00075

Wherein V 1 and V 2 are voltages of the first and second stator coils measured at the arbitrary rotation angle, A / r 2 is the first and second amplitudes, r is the rotation center of the rotor coil, The distance between the stator coils, A, represents an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited in the rotor coils. 삭제delete 회전 중심이 원점에 비정렬된 회전자 코일의 적어도 한 주기의 회전 시에 제1 및 제2 고정자 코일에 여기된 전압들을 측정하여 제1 및 제2 전압 포락선을 획득하는 단계;
상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득하는 단계;
상기 제1 및 제2 진폭 값으로부터 획득되는 상기 회전 중심과 상기 제1 및 제2 고정자 코일 간의 거리를 각각 이용하여, 상기 회전 중심이 상기 제1 및 제2 고정자 코일로부터 어긋난 각도인 제1 및 제2 오차각을 연산하는 단계;
상기 회전자 코일의 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과 상기 제1 및 제2 진폭 값, 그리고 상기 제1 및 제2 오차각을 이용하여, 상기 임의 회전 각도를 연산하는 단계를 포함하는 레졸버의 위상 검출방법.Measuring voltages excited by the first and second stator coils during rotation of at least one period of the rotor coil whose center of rotation is unaligned to the origin to obtain first and second voltage envelopes;
Obtaining first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes;
A first stator coil and a second stator coil, the first stator coil and the second stator coil being spaced apart from each other by a distance between the center of rotation obtained from the first and second amplitude values and the first stator coil and the second stator coil, 2 calculating an error angle;
Calculating the arbitrary rotation angle using the voltages of the first and second stator coils measured at an arbitrary rotation angle of the rotor coils, the first and second amplitude values, and the first and second error angles; And a phase of the phase of the resolver. 청구항 3에 있어서,
상기 임의 회전 각도(θ)는 아래의 두 수학식을 만족하는 각도로 연산되는 레졸버의 위상 검출방법:
Figure 112013010314063-pat00049

여기서,
Figure 112013010314063-pat00050
및
Figure 112013010314063-pat00051
는 상기 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압, A/r1 2 및 A/r2 2은 상기 제1 및 제2 진폭, r1은 상기 회전 중심과 상기 제1 고정자 코일 간의 거리, r2는 상기 회전 중심과 상기 제2 고정자 코일 간의 거리, A는 상기 회전자 코일에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수,
Figure 112013010314063-pat00052
및
Figure 112013010314063-pat00053
는 상기 제1 및 제2 오차각을 나타낸다.The method of claim 3,
Wherein the arbitrary rotation angle (?) Is calculated by an angle satisfying the following two equations:
Figure 112013010314063-pat00049

here,
Figure 112013010314063-pat00050
And
Figure 112013010314063-pat00051
A / r 1 2 and A / r 2 2 of the first and second stator coils measured at the arbitrary rotation angle are the first and second amplitudes, r 1 is the rotation center and the first stator coil, R 2 is a distance between the rotation center and the second stator coil, A is an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited by the rotor coil,
Figure 112013010314063-pat00052
And
Figure 112013010314063-pat00053
Represents the first and second error angles. 청구항 4에 있어서,
상기 제1 및 제2 오차각은 아래의 수학식으로 각각 연산되는 레졸버의 위상 검출방법:
Figure 112013010314063-pat00054

여기서, x와 y는 상기 회전 중심의 좌표 (x,y), r은 상기 회전 중심이 원점에 정렬된 경우 상기 회전 중심과 상기 고정자 코일 간의 거리를 나타낸다.The method of claim 4,
Wherein the first and second error angles are respectively calculated by the following equations:
Figure 112013010314063-pat00054

Here, x and y represent the coordinates (x, y) of the center of rotation, and r represents the distance between the center of rotation and the stator coil when the center of rotation is aligned with the origin. 청구항 5에 있어서,
상기 x/r과 y/r은 아래의 두 수학식의 연립을 통해 연산되는 레졸버의 위상 검출방법:
Figure 112013010314063-pat00055

여기서, r1/r 및 r2/r 는 상기 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격 레졸버의 출력 진폭인 A/r2 값과, 상기 비정렬된 레졸버의 출력 진폭인 상기 제1 진폭 A/r1 2 및 상기 제2 진폭 A/r2 2의 비로부터 구해지는 값이다.The method of claim 5,
Wherein x / r and y / r are calculated through a combination of the following two equations:
Figure 112013010314063-pat00055

Here, r 1 / r and r 2 / r are values obtained by multiplying the A / r 2 value, which is the output amplitude of the nominal resolver, whose center of rotation is aligned with the origin and the A / / r 1 2 and the second amplitude A / r 2 2 . 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 회전자 코일의 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격의 레졸버에 대한 전압 포락선 식에 상기 연산된 임의 회전 각도를 대입하여 정상 전압 포락선을 연산한 다음, 상기 정상 전압 포락선에 기 설정된 기준 정현파 신호를 곱하여 상기 레졸버의 출력을 정상 출력 전압으로 복원하는 단계를 더 포함하며,
상기 전압 포락선 식은 아래의 수학식으로 정의되는 레졸버의 위상 검출방법:
Figure 112013010314063-pat00056

여기서, V1 및 V2는 상기 정상 규격의 레졸버에서의 두 고정자 코일에 대한 전압 포락선 식을 나타낸다.The method according to claim 3 or 4,
Calculating a normal voltage envelope by substituting the computed arbitrary rotation angle into a voltage envelope equation for a resolver of a normal size in which the center of rotation of the rotor coil is aligned with the origin, And restoring the output of the resolver to a normal output voltage,
Wherein the voltage envelope equation is defined by the following equation:
Figure 112013010314063-pat00056

Here, V 1 and V 2 represent the voltage envelope formulas for the two stator coils in the normal size resolver. 회전 중심이 원점에 정렬되어 있는 회전자 코일의 적어도 한 주기의 회전 시에 제1 및 제2 고정자 코일에 여기된 전압들을 측정하여 제1 및 제2 전압 포락선을 획득하는 전압 포락선 획득부;
상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득하는 진폭 획득부; 및
상기 회전자 코일의 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과 상기 제1 및 제2 진폭 값을 이용하여, 상기 임의 회전 각도를 연산하는 회전각도 연산부를 포함하며,
상기 임의 회전 각도(θ)는 아래의 두 수학식을 만족하는 각도로 연산되는 레졸버의 위상 검출장치:
Figure 112014046642191-pat00076

여기서, V1 및 V2는 상기 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압, A/r2은 상기 제1 및 제2 진폭, r은 상기 회전자 코일의 회전 중심과 상기 고정자 코일 간의 거리, A는 상기 회전자 코일에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수를 나타낸다.A voltage envelope acquiring unit for acquiring first and second voltage envelopes by measuring voltages excited by the first and second stator coils during rotation of at least one period of a rotor coil whose rotation center is aligned with the origin;
An amplitude obtaining unit obtaining first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes; And
And a rotation angle arithmetic unit for calculating the arbitrary rotation angle using the voltages of the first and second stator coils and the first and second amplitude values measured at an arbitrary rotation angle of the rotor coil,
Wherein the arbitrary rotation angle [theta] is calculated by an angle satisfying the following two equations:
Figure 112014046642191-pat00076

Wherein V 1 and V 2 are voltages of the first and second stator coils measured at the arbitrary rotation angle, A / r 2 is the first and second amplitudes, r is the rotation center of the rotor coil, The distance between the stator coils, A, represents an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited in the rotor coils. 삭제delete 회전 중심이 원점에 비정렬된 회전자 코일의 적어도 한 주기의 회전 시에 제1 및 제2 고정자 코일에 여기된 전압들을 측정하여 제1 및 제2 전압 포락선을 획득하는 전압 포락선 획득부;
상기 제1 및 제2 전압 포락선에 대한 제1 및 제2 진폭 값을 획득하는 진폭 획득부;
상기 제1 및 제2 진폭 값으로부터 획득되는 상기 회전 중심과 상기 제1 및 제2 고정자 코일 간의 거리를 각각 이용하여, 상기 회전 중심이 상기 제1 및 제2 고정자 코일로부터 어긋난 각도인 제1 및 제2 오차각을 연산하는 오차각 연산부;
상기 회전자 코일의 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압과 상기 제1 및 제2 진폭 값, 그리고 상기 제1 및 제2 오차각을 이용하여, 상기 임의 회전 각도를 연산하는 회전각도 연산부를 포함하는 레졸버의 위상 검출장치.A voltage envelope acquiring unit for acquiring first and second voltage envelopes by measuring voltages excited by the first and second stator coils during rotation of at least one period of the rotor coil whose rotation center is unaligned to the origin;
An amplitude obtaining unit obtaining first and second amplitude values for the first and second voltage envelopes;
A first stator coil and a second stator coil, the first stator coil and the second stator coil being spaced apart from each other by a distance between the center of rotation obtained from the first and second amplitude values and the first stator coil and the second stator coil, 2 error angle calculating unit for calculating an error angle;
Calculating the arbitrary rotation angle using the voltages of the first and second stator coils measured at an arbitrary rotation angle of the rotor coils, the first and second amplitude values, and the first and second error angles; And a rotation angle calculator for calculating a rotation angle of the resolver. 청구항 10에 있어서,
상기 임의 회전 각도(θ)는 아래의 두 수학식을 만족하는 각도로 연산되는 레졸버의 위상 검출장치:
Figure 112013010314063-pat00058

여기서,
Figure 112013010314063-pat00059
및
Figure 112013010314063-pat00060
는 상기 임의 회전 각도에서 측정된 상기 제1 및 제2 고정자 코일의 전압, A/r1 2 및 A/r2 2은 상기 제1 및 제2 진폭, r1은 상기 회전 중심과 상기 제1 고정자 코일 간의 거리, r2는 상기 회전 중심과 상기 제2 고정자 코일 간의 거리, A는 상기 회전자 코일에서 여기되는 자기장의 세기에 비례하는 임의 상수,
Figure 112013010314063-pat00061
및
Figure 112013010314063-pat00062
는 상기 제1 및 제2 오차각을 나타낸다.The method of claim 10,
Wherein the arbitrary rotation angle [theta] is calculated by an angle satisfying the following two equations:
Figure 112013010314063-pat00058

here,
Figure 112013010314063-pat00059
And
Figure 112013010314063-pat00060
A / r 1 2 and A / r 2 2 of the first and second stator coils measured at the arbitrary rotation angle are the first and second amplitudes, r 1 is the rotation center and the first stator coil, R 2 is a distance between the rotation center and the second stator coil, A is an arbitrary constant proportional to the intensity of the magnetic field excited by the rotor coil,
Figure 112013010314063-pat00061
And
Figure 112013010314063-pat00062
Represents the first and second error angles. 청구항 11에 있어서,
상기 제1 및 제2 오차각은 아래의 수학식으로 각각 연산되는 레졸버의 위상 검출장치:
Figure 112013010314063-pat00063

여기서, x와 y는 상기 회전 중심의 좌표 (x,y), r은 상기 회전 중심이 원점에 정렬된 경우 상기 회전 중심과 상기 고정자 코일 간의 거리를 나타낸다.The method of claim 11,
Wherein the first and second error angles are respectively calculated by the following equations:
Figure 112013010314063-pat00063

Here, x and y represent the coordinates (x, y) of the center of rotation, and r represents the distance between the center of rotation and the stator coil when the center of rotation is aligned with the origin. 청구항 12에 있어서,
상기 x/r과 y/r은 아래의 두 수학식의 연립을 통해 연산되는 레졸버의 위상 검출장치:
Figure 112013010314063-pat00064

여기서, r1/r 및 r2/r 는 상기 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격 레졸버의 출력 진폭인 A/r2 값과, 상기 비정렬된 레졸버의 출력 진폭인 상기 제1 진폭 A/r1 2 및 상기 제2 진폭 A/r2 2의 비로부터 구해지는 값이다.The method of claim 12,
Wherein x / r and y / r are computed through a combination of the following two equations:
Figure 112013010314063-pat00064

Here, r 1 / r and r 2 / r are values obtained by multiplying the A / r 2 value, which is the output amplitude of the nominal resolver, whose center of rotation is aligned with the origin and the A / / r 1 2 and the second amplitude A / r 2 2 . 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 회전자 코일의 회전 중심이 원점에 정렬된 정상 규격의 레졸버에 대한 전압 포락선 식에 상기 연산된 임의 회전 각도를 대입하여 정상 전압 포락선을 연산하는 정상 전압 계산부; 및
상기 정상 전압 포락선에 기 설정된 기준 정현파 신호를 곱하여 상기 레졸버의 출력을 정상 출력 전압으로 복원하는 전압 복원부를 더 포함하며,
상기 전압 포락선 식은 아래의 수학식으로 정의되는 레졸버의 위상 검출장치:
Figure 112013010314063-pat00065

여기서, V1 및 V2는 상기 정상 규격의 레졸버에서의 두 고정자 코일에 대한 전압 포락선 식을 나타낸다.The method according to claim 10 or 11,
A steady voltage calculator for calculating a steady voltage envelope by substituting the calculated angular rotation angle into a voltage envelope equation for a normal size resolver in which the rotation center of the rotor coil is aligned at the origin; And
And a voltage restoring unit for multiplying the normal voltage envelope by a predetermined reference sinusoidal signal to restore the output of the resolver to a normal output voltage,
Wherein the voltage envelope equation is defined by the following equation: < EMI ID =
Figure 112013010314063-pat00065

Here, V 1 and V 2 represent the voltage envelope formulas for the two stator coils in the normal size resolver.
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