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公開番号2025117730
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024012611
出願日2024-01-31
発明の名称レゾルバ用ゲイン調整装置、モータ制御装置およびモータ装置
出願人日本精工株式会社
代理人個人,個人
主分類G01D 5/20 20060101AFI20250805BHJP(測定;試験)
要約【課題】レゾルバに係る信号の位相および振幅を調整する回路のゲインをRDCの規格に応じた位相および振幅となるゲインに自動で調整する。
【解決手段】レゾルバ用ゲイン調整装置47は、マイコン43と、A/Dコンバータ47aと、第1励磁信号の位相調整のためのオペアンプOP1と、オペアンプOP1のゲインを調整するための第1DP471とを有する位相調整回路47bと、第1励磁信号の振幅調整のためのオペアンプOP2と、オペアンプOP2のゲインを調整するための第2DP472および第3DP473とを有する振幅調整回路47cとを備え、マイコン43は、第1励磁信号と第1正弦波信号および第1余弦波信号との位相差および第1正弦波信号および第1余弦波信号のピークピーク値がRDC41の規格範囲内となるように第1～第3DP471～473のラダー抵抗Rd1～Rd3の値を調整する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
レゾルバデジタルコンバータから出力される励磁信号、またはモータの回転軸に取り付けられかつ前記励磁信号で励磁されるレゾルバから出力される電気信号の位相調整のための第１増幅器と、当該第１増幅器のゲインを調整するための第１デジタルポテンショメータとを有する位相調整回路と、
前記励磁信号または前記電気信号の振幅調整のための第２増幅器と、当該第２増幅器のゲインを調整するための第２デジタルポテンショメータとを有する振幅調整回路と、
前記モータの３６０°以上の回転に応じた前記励磁信号および前記電気信号を取得する信号取得部と、
前記信号取得部で取得した前記励磁信号と前記電気信号とに基づいて、両者の位相差を算出する位相差算出部と、
前記信号取得部で取得した前記電気信号に基づいて当該電気信号のピークピーク値を算出するピークピーク値算出部と、
前記位相差算出部で算出した前記位相差が前記レゾルバデジタルコンバータの前記位相差の規格範囲内となるように前記第１デジタルポテンショメータの値を調整する位相ゲイン調整部と、
前記ピークピーク値算出部で算出した前記ピークピーク値が前記レゾルバデジタルコンバータの前記ピークピーク値の規格範囲内となるように前記第２デジタルポテンショメータの値を調整する振幅ゲイン調整部と、を備えるレゾルバ用ゲイン調整装置。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
レゾルバデジタルコンバータから出力されるアナログの第１励磁信号をデジタルの第２励磁信号に変換して出力する第１Ａ／Ｄコンバータと、
モータの回転軸に取り付けられかつ前記第１励磁信号で励磁されるレゾルバから出力されるアナログの第１電気信号をデジタルの第２電気信号に変換して出力する第２Ａ／Ｄコンバータと、
前記第１励磁信号または前記第１電気信号の位相調整のための第１増幅器と、当該第１増幅器のゲインを調整するための第１デジタルポテンショメータとを有する位相調整回路と、
前記第１励磁信号または前記第１電気信号の振幅調整のための第２増幅器と、当該第２増幅器のゲインを調整するための第２デジタルポテンショメータとを有する振幅調整回路と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記モータの３６０°以上の回転に応じて前記第１Ａ／Ｄコンバータおよび前記第２Ａ／Ｄコンバータから出力される前記第２励磁信号および前記第２電気信号の信号値を取得する信号値取得部と、
前記信号値取得部で取得した前記第２励磁信号の信号値と前記第２電気信号の信号値とに基づいて、両者の位相差を算出する位相差算出部と、
前記信号値取得部で取得した前記第２電気信号の信号値に基づいて当該第２電気信号のピークピーク値を算出するピークピーク値算出部と、
前記位相差算出部で算出した前記位相差が前記レゾルバデジタルコンバータの前記位相差の規格範囲内となるように前記第１デジタルポテンショメータの値を調整する位相ゲイン調整部と、
前記ピークピーク値算出部で算出した前記ピークピーク値が前記レゾルバデジタルコンバータの前記ピークピーク値の規格範囲内となるように前記第２デジタルポテンショメータの値を調整する振幅ゲイン調整部と、を備えるレゾルバ用ゲイン調整装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１励磁信号は１相または２相の励磁信号であり、
前記レゾルバは、１相または２相励磁でかつ２相出力タイプのレゾルバであり、
前記レゾルバから出力される前記第１電気信号は２相の電気信号であるレゾルバ用ゲイン調整装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記位相差算出手段は、前記第２励磁信号および前記第２電気信号のゼロクロスポイントの時間情報に基づいて前記位相差を算出するレゾルバ用ゲイン調整装置。
【請求項５】
請求項２において、
逆起電圧を利用した通電制御によって前記モータを３６０°以上回転させるモータ回転制御部を備えるレゾルバ用ゲイン調整装置。
【請求項６】
請求項２において、
前記制御部は、前記位相差を前記規格範囲内に調整後の前記第１デジタルポテンショメータの値および前記ピークピーク値を前記規格範囲内に調整後の前記第２デジタルポテンショメータの値を記録媒体に記録する記録部を備えるレゾルバ用ゲイン調整装置。
【請求項７】
モータの回転軸に取り付けられたレゾルバを励磁するアナログの第１励磁信号を出力するとともに、前記レゾルバから出力されるアナログの第１電気信号に基づいて前記モータの回転位置に応じたデジタルの角度信号を出力するレゾルバデジタルコンバータと、
前記レゾルバデジタルコンバータから出力される前記第１励磁信号をデジタルの第２励磁信号に変換して出力する第１Ａ／Ｄコンバータと、
前記レゾルバから出力される前記第１電気信号をデジタルの第２電気信号に変換して出力する第２Ａ／Ｄコンバータと、
前記第１励磁信号または前記第１電気信号の位相調整のための第１増幅器と、当該第１増幅器の第１ゲインを調整するための第１デジタルポテンショメータとを有する位相調整回路と、
前記第１励磁信号または前記第１電気信号の振幅調整のための第２増幅器と、当該第２増幅器の第２ゲインを調整するための第２デジタルポテンショメータとを有する振幅調整回路と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１ゲインおよび前記第２ゲインを自動調整する自動調整モードの設定指示信号の入力に応じて前記自動調整モードを設定し、前記モータの運転を制御するモータ運転モードの設定指示信号の入力に応じて前記モータ運転モードを設定するモード設定部と、
前記自動調整モードの設定に応じて、前記モータの３６０°以上の回転に応じて前記第１Ａ／Ｄコンバータおよび前記第２Ａ／Ｄコンバータから出力される前記第２励磁信号および前記第２電気信号の値を取得する信号値取得部と、
前記信号値取得部で取得した前記第２励磁信号の値と前記第２電気信号の値とに基づいて、両者の位相差を算出する位相差算出部と、
前記信号値取得部で取得した前記第２電気信号の値に基づいて当該第２電気信号のピークピーク値を算出するピークピーク値算出部と、
前記位相差算出部で算出した前記位相差が前記レゾルバデジタルコンバータの前記位相差の規格範囲内となるように前記第１デジタルポテンショメータの値を調整する位相ゲイン調整部と、
前記ピークピーク値算出部で算出した前記ピークピーク値が前記レゾルバデジタルコンバータの前記ピークピーク値の規格範囲内となるように前記第２デジタルポテンショメータの値を調整する振幅ゲイン調整部と、
前記モータ運転モードの設定に応じて、前記レゾルバデジタルコンバータから出力される前記角度信号に基づいて、前記モータの運転を制御するモータ運転制御部と、を備えるモータ制御装置。
【請求項８】
モータと、当該モータの回転軸に取り付けられたレゾルバと、請求項７記載のモータ制御装置とを備えるモータ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバに係る信号の位相および振幅を調整するための回路のゲインを、位相および振幅がレゾルバデジタルコンバータ（以下、「ＲＤＣ」と略す）の規格範囲内に収まるように調整するレゾルバ用ゲイン調整装置、モータ制御装置およびモータ装置に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、レゾルバから出力される２相の信号を合成して位相を変調する合成器のゲインを調整する技術がある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１０１３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、ノイズ除去を目的にレゾルバのロータ回転速度の変化に応じて、レゾルバから出力される２相の信号を合成する合成器のゲインを変化させるものである。そのため、例えば、ＲＤＣに接続されているレゾルバを異なる種類のレゾルバに交換した場合や、新規のレゾルバを接続した場合などに、合成器のゲインをＲＤＣの規格に応じたゲインへと自動調整するといったことはできなかった。
そこで、本発明は、レゾルバに係る信号の位相および振幅を調整する回路のゲインをＲＤＣの規格に応じた位相および振幅となるゲインに自動で調整することができるレゾルバ用ゲイン調整装置、モータ制御装置およびモータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一つの態様のレゾルバ用ゲイン調整装置は、ＲＤＣから出力される励磁信号、またはモータの回転軸に取り付けられかつ前記励磁信号で励磁されるレゾルバから出力される電気信号の位相調整のための第１増幅器と、当該第１増幅器のゲインを調整するための第１デジタルポテンショメータとを有する位相調整回路と、前記励磁信号または前記電気信号の振幅調整のための第２増幅器と、当該第２増幅器のゲインを調整するための第２デジタルポテンショメータとを有する振幅調整回路と、前記モータの３６０°以上の回転に応じた前記励磁信号および前記電気信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部で取得した前記励磁信号と前記電気信号とに基づいて、両者の位相差を算出する位相差算出部と、前記信号取得部で取得した前記電気信号に基づいて当該電気信号のピークピーク値を算出するピークピーク値算出部と、前記位相差算出部で算出した前記位相差が前記ＲＤＣの前記位相差の規格範囲内となるように前記第１デジタルポテンショメータの値を調整する位相ゲイン調整部と、前記ピークピーク値算出部で算出した前記ピークピーク値が前記ＲＤＣの前記ピークピーク値の規格範囲内となるように前記第２デジタルポテンショメータの値を調整する振幅ゲイン調整部と、を備える。
【０００６】
これにより、第１デジタルポテンショメータの値を調整することで、励磁信号および電気信号の位相差がＲＤＣの規格範囲内となるように位相差を調整することができる。加えて、第２デジタルポテンショメータの値を調整することで、電気信号のピークピーク値がＲＤＣの規格範囲内となるように振幅を調整することができる。その結果、マイコン等のプロセッサを有する制御部によって、第１デジタルポテンショメータの値および第２デジタルポテンショメータの値を自動で調整することができる。その結果、ＲＤＣに接続されているレゾルバを異なる種類のレゾルバに交換した場合や、新規のレゾルバを接続した場合などに、その都度手動で調整するといった手間を省くことができる。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明の一つの態様のレゾルバ用ゲイン調整装置は、ＲＤＣから出力されるアナログの第１励磁信号をデジタルの第２励磁信号に変換して出力する第１Ａ／Ｄコンバータと、モータの回転軸に取り付けられかつ前記第１励磁信号で励磁されるレゾルバから出力されるアナログの第１電気信号をデジタルの第２電気信号に変換して出力する第２Ａ／Ｄコンバータと、前記第１励磁信号または前記第１電気信号の位相調整のための第１増幅器と、当該第１増幅器のゲインを調整するための第１デジタルポテンショメータとを有する位相調整回路と、前記第１励磁信号または前記第１電気信号の振幅調整のための第２増幅器と、当該第２増幅器のゲインを調整するための第２デジタルポテンショメータとを有する振幅調整回路と、制御部と、を備える。加えて、前記制御部は、前記モータの３６０°以上の回転に応じて前記第１Ａ／Ｄコンバータおよび前記第２Ａ／Ｄコンバータから出力される前記第２励磁信号および前記第２電気信号の信号値を取得する信号値取得部と、前記信号値取得部で取得した前記第２励磁信号の信号値と前記第２電気信号の信号値とに基づいて、両者の位相差を算出する位相差算出部と、前記信号値取得部で取得した前記第２電気信号の信号値に基づいて当該第２電気信号のピークピーク値を算出するピークピーク値算出部と、前記位相差算出部で算出した前記位相差が前記ＲＤＣの前記位相差の規格範囲内となるように前記第１デジタルポテンショメータの値を調整する位相ゲイン調整部と、前記ピークピーク値算出部で算出した前記ピークピーク値が前記ＲＤＣの前記ピークピーク値の規格範囲内となるように前記第２デジタルポテンショメータの値を調整する振幅ゲイン調整部と、を備える。
【０００８】
これにより、制御部によって、上記位相差がＲＤＣの前記位相差の規格範囲内となるように第１デジタルポテンショメータの値を自動調整することができる。加えて、制御部によって、上記ピークピーク値がＲＤＣのピークピーク値の規格範囲内となるように第２デジタルポテンショメータの値を自動調整することができる。その結果、ＲＤＣに接続されているレゾルバを異なる種類のレゾルバに交換した場合や、新規のレゾルバを接続した場合などに、その都度手動で調整するといった手間を省くことができる。
【０００９】
また、上記のレゾルバ用ゲイン調整装置において、前記第１励磁信号を１相または２相の励磁信号とし、前記レゾルバを、１相または２相励磁でかつ２相出力タイプのレゾルバとし、前記レゾルバから出力される前記第１電気信号を２相の電気信号としてもよい。
この場合、１相または２相の励磁信号と２相の電気信号との位相差と、２相の電気信号のピークピーク値とを、ＲＤＣの規格範囲内となるように自動調整することができる。
さらに、上記のレゾルバ用ゲイン調整装置において、前記位相差算出手段は、前記第２励磁信号および前記第２電気信号のゼロクロスポイントの時間情報に基づいて前記位相差を算出してもよい。
この場合、ゼロクロスポイントの信号値から簡易に位相差を計算することができる。
また、上記のレゾルバ用ゲイン調整装置において、逆起電圧を利用した通電制御によって前記モータを３６０°以上回転させるモータ回転制御部を備える構成としてもよい。
この場合、モータの回転を自動で行うことができるので、モータを手動で回転させたり、外部装置によって回転させたりする必要がなくなる。その結果、手動による手間や外部装置によるコストや大型化等を軽減することができる。
【００１０】
また、上記のレゾルバ用ゲイン調整装置において、前記制御部は、前記位相差を前記規格範囲内に調整後の前記第１デジタルポテンショメータの値および前記ピークピーク値を前記規格範囲内に調整後の前記第２デジタルポテンショメータの値を記録媒体に記録する記録部を備える構成としてもよい。
この場合、調整後の値を記録しておくことができるので、例えば同じ型番のレゾルバが接続されたときに、記録した値を再利用することができる。その結果、自動調整時の初期値への利用や、自動調整の一部省略などが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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