專利名稱：旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置及使用該裝置的旋轉(zhuǎn)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置及使用該裝置的旋轉(zhuǎn)電機。
背景技術(shù)：
與受到使用溫度環(huán)境限制、而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜價格昂貴的光學(xué)式編碼器相比，作為一種結(jié)構(gòu)簡單價格便宜、而且還能承受高溫環(huán)境的裝置，一直以來在考慮利用轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙磁導(dǎo)率變化的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置方案。例如，特公昭62-58445號公報中敘述了具有2相勵磁繞組及1相輸出繞組的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的例子。另外，在特開昭49-124508號公報中敘述了具有1相勵磁繞組及2相輸出繞組的例子。無論哪一個例子，都是由于轉(zhuǎn)子形狀具有凸極，因此隨轉(zhuǎn)子的角度不同，輸出繞組中出現(xiàn)的電壓的相位或振幅就變化，通過讀取該變化，就能夠知道轉(zhuǎn)子的位置。另外，在專利第2624747號公報中揭示了勵磁繞組為3相的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。再有，在專利第3103487號公報及專利第3182493號公報中揭示在定子的T形鐵心上集中卷繞繞組、使匝數(shù)按正弦波形變化的例子。
在圖73及圖74中所示為以往的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成的一個例子。圖73所示的以往例子是與特開昭49-124508號公報所揭示的裝置相同的軸倍角為1、定子的T形鐵心數(shù)為4的例子。另外，圖74所示為軸倍角為4、定子的T形鐵心數(shù)為16的例子。在這些圖中，100為定子，101為轉(zhuǎn)子，102為設(shè)置在定子100上的4條T形鐵心，103為卷繞在T形鐵心102上的繞組。在圖73的方式中，隨著軸倍角增加，T形鐵心數(shù)也成正比增加。例如，軸倍角為4時，成為圖74那樣的結(jié)構(gòu)，T形鐵心數(shù)竟達到16，由于繞組加工性降低，因此可以說是不適于批量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。
上述的以往例中存在以下那樣的問題。若采用特公昭62-58445號公報及特開昭49-124508號公報那樣的繞組結(jié)構(gòu)，則如上所述，在軸倍角增大時，定子的T形鐵心數(shù)也成正比增大，存在卷繞性及加工性降低的問題。
在這些特公昭62-58445號公報及特開昭49-124508號公報中都相同，在軸倍角為1時，定子的T形鐵心數(shù)為4。例如，在使軸倍角為2時，T形鐵心數(shù)變?yōu)?，軸倍角為4時，T形鐵心數(shù)達到16，軸倍角為8時，T形鐵心數(shù)竟達到32。在多極電動機等情況下，有時必須要軸倍角大的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，在這樣的以往例中，若形成軸倍角大的裝置，則在批量生產(chǎn)性方面成為不現(xiàn)實的結(jié)構(gòu)。
在專利第2624747號公報那樣的結(jié)構(gòu)中，輸出繞組為1相，勵磁繞組為3相，這樣相數(shù)多，為了繞組需花費時間，存在生產(chǎn)率的的問題，還有勵磁繞組的電源價格昂貴的問題。
在專利第3103487號公報及專利第3182493號公報的例子中，由于在定子的T形鐵心上集中卷繞繞組，因此是能夠利用機械進行自動卷繞的結(jié)構(gòu)。但是，由于使匝數(shù)按正弦波形狀變化，因此存在只繞很少匝數(shù)的T形鐵心。存在的問題是，自動卷繞的繞線機的導(dǎo)管必須向僅卷繞真正很少匝數(shù)的繞組的T形鐵心移動，由于導(dǎo)管定位需要時間，因此卷繞作業(yè)的效率不高。
本發(fā)明是為解決這樣的問題而提出的，其目的在于得到制造工序容易的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置及使用它的旋轉(zhuǎn)電機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是由設(shè)置1相勵磁繞組及2相輸出繞組的定子、以及具有凸極的轉(zhuǎn)子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，上述2相輸出繞組卷繞在上述定子的多個T形鐵心上，上述2相輸出繞組的各匝數(shù)是通過采用預(yù)先定義的m相繞組(m為3及3以上的整數(shù))、并將該m相繞組的匝數(shù)變換為2相而得到的。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，2相輸出繞組的各匝數(shù)由于是通過采用預(yù)先定義的m相繞組(m為3及3以上的整數(shù))、并將該m相繞組的匝數(shù)變換為2相而得到的，因此相數(shù)從m相減少為2相，所以結(jié)構(gòu)簡單，制造工序容易。


圖1所示為本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖2為本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中相對于空間1次的磁通的矢量圖。
圖3為本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中相對于空間9次的磁通的矢量圖。
圖4為本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中相對于空間5次的磁通的矢量圖。
圖5為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的5相繞組一個例子的說明圖。
圖6為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的5相2相變換后的繞組一個例子的說明圖。
圖7為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子(匝數(shù)也允許小數(shù)的情況)的說明圖。
圖8為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子(匝數(shù)取整數(shù)的情況)的說明圖。
圖9為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形(圖7的繞組規(guī)格時)的說明圖。
圖10為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形(圖8的繞組規(guī)格時)的說明圖。
圖11所示為本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖12為本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中相對于空間1次的磁通的矢量圖。
圖13為本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中相對于空間7次的磁通的矢量圖。
圖14為本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中相對于空間3次的磁通的矢量圖。
圖15為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相繞組一個例子的說明圖。
圖16為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子的說明圖。
圖17為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子(匝數(shù)也允許小數(shù)的情況)的說明圖。
圖18為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子(匝數(shù)取整數(shù)的情況)的說明圖。
圖19為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形(圖17的繞組規(guī)格時)的說明圖。
圖20為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形(圖18的繞組規(guī)格時)的說明圖。
圖21所示為本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成變形例的構(gòu)成圖。
圖22為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置(圖21)中的軸倍角為2、槽數(shù)9的一個例子的說明圖。
圖23為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置(圖21)中的3相2相變換后的繞組一個例子的說明圖。
圖24為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置(圖21)中的具體繞組一個例子(匝數(shù)也允許小數(shù)的情況)的說明圖。
圖25為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置(圖21)中的具體繞組一個例子(匝數(shù)取整數(shù)的情況)的說明圖。
圖26為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形(圖24的繞組規(guī)格時)的說明圖。
圖27為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)2有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形(圖25的繞組規(guī)格時)的說明圖。
圖28所示為本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖29為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相繞組一個例子的說明圖。
圖30為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子的說明圖。
圖31為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子的說明圖。
圖32為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形的說明圖。
圖33所示為本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成變形例的構(gòu)成例。
圖34為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置中的3相繞組一個例子的說明圖。
圖35為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子的說明圖。
圖36為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置中的具體繞組一個例子的說明圖。
圖37為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)3有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形的說明圖。
圖38所示為本發(fā)明實施形態(tài)4有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖39為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)4有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相繞組一個例子的說明圖。
圖40為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)4有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子的說明圖。
圖41為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)4有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子的說明圖。
圖42為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)4有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形的說明圖。
圖43所示為本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖44為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相繞組一個例子的說明圖。
圖45為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子的說明圖。
圖46為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子的說明圖。
圖47為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形的說明圖。
圖48所示為本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成變形例的構(gòu)成圖。
圖49為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置(圖48)中的3相繞組一個例子的說明圖。
圖50為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置(圖48)中的3相2相變換后的繞組一個例子的說明圖。
圖51為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置(圖48)中的具體繞組一個例子的說明圖。
圖52為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)5有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置(圖48)中的2相輸出電壓波形的說明圖。
圖53所示為本發(fā)明實施形態(tài)6有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的軸倍角與相同次數(shù)的磁通發(fā)生例子的說明圖。
圖54為本發(fā)明實施形態(tài)6有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的相對于空間4次的磁通的矢量圖。
圖55為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)6有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相繞組一個例子(獲取與軸倍角相同次數(shù)的磁通的繞組一個例子)的說明圖。
圖56為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)6有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子(獲取與軸倍角相同次數(shù)的磁通的繞組一個例子)的說明圖。
圖57為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)6有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子(獲取與軸倍角相同次數(shù)的磁通的繞組一個例子)的說明圖。
圖58為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)6有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的2相輸出電壓波形的說明圖。
圖59所示為本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖60為本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中相對于空間2次的磁通的矢量圖。
圖61為本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中相對于空間4次的磁通的矢量圖。
圖62為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相繞組(之1)的說明圖。
圖63為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相繞組(之2)的說明圖。
圖64為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相繞組(之3)的說明圖。
圖65為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子(之1)的說明圖。
圖66為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子(之2)的說明圖。
圖67為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的3相2相變換后的繞組一個例子(之3)的說明圖。
圖68為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子(之1)的說明圖。
圖69為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子(之2)的說明圖。
圖70為用表格形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的具體繞組一個例子(之3)的說明圖。
圖71為用曲線形式表示本發(fā)明實施形態(tài)8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中的取決于有無偏心而引起的檢測位置誤差變化的說明圖。
圖72所示為將本發(fā)明實施形態(tài)1~8有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置用于具有爪形勵磁鐵心的發(fā)電機的實施形態(tài)9構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖73所示為已有的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成之一例的構(gòu)成圖。
圖74所示為以往的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置構(gòu)成其它例子的構(gòu)成圖。
具體實施例方式
實施形態(tài)1這里作為實施形態(tài)所示的是軸倍角為4(T形鐵心數(shù)為10，5相2相變換)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的例子。在圖73及圖74所示的以往例中，如上所述，隨著軸倍角增加，T形鐵心數(shù)也成正比增加，例如如圖74的例子所述，在軸倍角為4時，T形鐵心數(shù)竟達到16，由于繞組加工性降低，因此是不適合批量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。
但是，根據(jù)本發(fā)明，即使軸倍角增大，與上述的以往例相比，能夠減小T形鐵心數(shù)，而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。關(guān)于其結(jié)構(gòu)則說明如下。
圖1所示為軸倍角為4、定子的T形鐵心數(shù)為10的本發(fā)明實施形態(tài)1有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。在圖1中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的10個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組，6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的4個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。如圖1所示，定子1由具有10個T形鐵心3的鐵心4及1相勵磁繞組5和2相輸出繞組(圖示省略)構(gòu)成。另外，轉(zhuǎn)子2用具有4個凸極7的鐵心6構(gòu)成，相對于定子1可自由旋轉(zhuǎn)，使其起到作為軸倍角4的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置10的功能。
下面敘述1相勵磁繞組5及2相輸出繞組是怎樣構(gòu)成的。勵磁繞組5集中卷繞在T形鐵心標號1~10的T形鐵心3的各T形鐵心上。另外，是這樣卷繞的，使得其極性在相鄰的T形鐵心3上相反。即，能夠構(gòu)成10個極的磁極那樣進行繞線。這時，來研究一下最好怎樣卷繞輸出繞組。為了起到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能，在氣隙中產(chǎn)生的磁通中，必須獲取與(勵磁的極對數(shù))±(軸倍角)相等的空間次數(shù)的磁通。這里，由于勵磁的極對數(shù)為5，軸倍角為4，因此成為5±4＝1，9必須獲取空間1次或9次磁通(這里，所謂空間1次是將機械角度360度作為1個周期的次數(shù))。另外，由于不能獲取勵磁的極對數(shù)或其整倍數(shù)的空間次數(shù)的磁通，因此若對起到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能用的2相輸出繞組所必需的條件進行整理，則有(1)獲取空間1次或空間9次的磁通。
(2)不獲取空間5次或其整數(shù)倍的磁通。
為了滿足該條件，首先假想考慮5相的輸出繞組，通過將該5相繞組變換為2相，就作為sin輸出及cos輸出的2相繞組(以下稱為α相及β相繞組)。
首先，考慮滿足條件(1)的5相繞組。于是，決定采用矢量圖來考慮。圖2及圖3所示為空間1次及9次的磁通與各T形鐵心上卷繞的繞組以怎樣的相位交鏈的情況。各矢量的標號表示T形鐵心標號，所示為各T心鐵心標號所卷繞的繞組交鏈的磁通相位。設(shè)相位沿逆時針是向著前進的方向。根據(jù)該矢量圖，若在T形標號1、5、7加上繞組，而且使T形鐵心標號5及7的極性與T形鐵心1的極性相反，則能夠獲取空間1次及9次的2種磁通。若將與該繞組每個偏離電角度72度的繞組形成剩下的4相部分的結(jié)構(gòu)，則能獲取作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置成立用的空間1次及9次磁通，而且構(gòu)成每相偏離電角度72度的5相繞組(這里，設(shè)電角度為機械角度乘以軸倍角的角度)。即，構(gòu)成圖5的表格所示的繞組規(guī)格。圖中，匝數(shù)由于進行了歸一化，所以用±1.0表示，符號的不同表示極性的不同。另外，0.0的地方表示不加上繞組。
這是滿足條件(1)的5相輸出繞組。若保持5相不變的形態(tài)，則不滿足條件(2)，而且假設(shè)即使起到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能，但處理電路也復(fù)雜，并且價格昂貴。因此，為了將5相繞組變換為2相繞組(α相、β相)，定義下式(1)那樣的5相2相變換。
NαNβ]]>=kcosγcos(γ+2π5)cos(γ+4π5)cos(γ+6π5)cos(γ+8π5)sinγsin(γ+2π5)sin(γ+4π5)sin(γ+6π5)sin(γ+8π5)N1N2N3N4N5···(1)]]>式中，k表示常數(shù)，Nα及Nβ表示輸出繞組α相及β相的匝數(shù)，Ni(i＝1，...，5)表示5相輸出繞組第i組的匝數(shù)。另外，γ為任意的角度。
若根據(jù)式(1)表示的5相2相變換來決定各T形鐵心的匝數(shù)，則與繞組交鏈的磁通也進行5相2相變換。另外，根據(jù)該5相2相變換，將滿足條件(2)。其原因是，若根據(jù)相對于空間5次磁通的矢量圖(圖4)，在5相繞組中處于相同相位，這種情況下很明顯，根據(jù)式(1)將取消。因而可以知道，采用5相2相變換會滿足條件(2)，α相輸出繞組構(gòu)成起到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能的繞組規(guī)格。因此，具體來說在式(1)中設(shè)γ＝0，k＝1，圖6所示為將圖5相2相變換時的例子。圖中，小數(shù)點5位以下進行四舍五入。圖7及圖8所示為根據(jù)圖6具體決定實際匝數(shù)的例子。勵磁繞組表示對圖6的匝數(shù)乘以50的值，輸出繞組表示對圖6的匝數(shù)乘以100的值。另外，圖7是對匝數(shù)允許小數(shù)的情況(理想情況)。圖8是小數(shù)點以下進行四舍五入的情況。
圖9及圖10的曲線所示為繞組規(guī)格采用圖7及圖8那樣的規(guī)格、并在用交流電流將勵磁繞組進行勵磁時2相輸出繞組中出現(xiàn)的電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在這些圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。另外，橫軸用機械角度表示轉(zhuǎn)子位置，縱軸表示輸出繞組中產(chǎn)生的電壓。圖中電壓符號為負是表示相對于勵磁繞組的電流其相位反相。在任何情況下，由于電壓都是正弦波形狀，互相偏移電角度90度，因此能夠確認是作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
根據(jù)上述，是假想將輸出繞組定義為5相繞組，然后進行5相2相變換，通過這樣得到2相輸出繞組。這樣，能夠確認是作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，與勵磁用3相構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置相比，由于相數(shù)減少，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、制造工序容易的效果。再有，若是以往例，在軸倍角為4時，定子的T形鐵心為16，而根據(jù)本發(fā)明，T形鐵心鐵數(shù)只要10即可。即，即使軸倍角增大，與以往例相比，也由于能夠減少定子的T形鐵心數(shù)而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，因此還具有卷繞性、加工性好而且批量生產(chǎn)性好的效果。再有，在以往例中有時使匝數(shù)按正弦波形狀變化，在這種情況下存在的問題是，具有僅卷繞真正很少匝數(shù)的T形鐵心，為了該T形鐵心，由于必須進行很花時間的自動卷繞的卷繞機的導(dǎo)管定位，因此繞組作業(yè)效率降低，而在本發(fā)明中，根據(jù)圖6、7、8可知，由于存在多個不加上輸出繞組也可以的T形鐵心，因此還具有能夠提高繞組作業(yè)效率的效果。
這里是對于5相2相進行了敘述，但一般通過將m相(m為3及3以上的整數(shù))變換為2相，也能夠得到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置而動作的輸出繞組。在這種情況下，只要加以下那樣定義m相2相變換即可。
Nαi=kΣn=1mNnicos(γ+2(n-1)mπ)······(2)]]>Nαi=kΣn=1mNnicos(γ+2(n-1)mπ)······(2)]]>這里，在式(2)及(3)中，γ為任意常數(shù)，k為不為零的任意常數(shù)，下標的i表示T形鐵心標號，α及β表示變換后的2相繞組，n表示變換前的第n相。即，Nαi及Nβi分別表示第i個T形鐵心的α相及β相繞組的匝數(shù)，Nni表示第i個T形鐵心的第n相繞組的匝數(shù)。這樣，將m相繞組變換為2相而構(gòu)成的繞組當(dāng)然也能得到同樣的效果。另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的各T形鐵心的匝數(shù)不需要與m相2相變換所決定的匝數(shù)嚴格一致。例如如前所述，如圖9及圖10所示，無論小數(shù)點以下四舍五入或者不四舍五入，作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的動作都沒有問題。再有，即使假設(shè)例如從利用m相2相變換所決定的匝數(shù)偏離10％左右的匝數(shù)，圖10的正弦波也僅偏離10％左右，當(dāng)然不損害上述效果，而且作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
實施形態(tài)2在上述實施形態(tài)1中，敘述的是關(guān)于5相2相變換的具體例及將一般的m相繞組變換為2相的方法，而在本實施形態(tài)中，所舉的采用3相2相變換而構(gòu)成繞組的例子。
圖11所示為軸倍角為4、T形鐵心數(shù)為9的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。在本實施形態(tài)中，T形鐵心個數(shù)為3n(n為自然數(shù)，這是n＝3)。在圖11中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的9個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組、6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的4個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。定子1由具有9個T形鐵心3的鐵心4及1相勵磁繞組5和2相輸出繞組(圖示省略)構(gòu)成。另外，轉(zhuǎn)子2用具有4個凸極7的鐵心6構(gòu)成，相對于定子1可自由旋轉(zhuǎn)，使其作為軸倍角4的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置10而動作。
下面敘述1相勵磁繞組5及2相輸出繞組是怎樣構(gòu)成的。勵磁繞組5集中卷繞在T形鐵心標號1~9的T形鐵心3的各T形鐵心上。另外，其極性能夠構(gòu)成6個極的磁極那樣進行繞線。這時，來研究一下最好怎樣卷繞輸出繞組。為了起到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能，在氣隙中產(chǎn)生的磁通中，必須獲取與(勵磁的極對數(shù))±(軸倍角)相等的空間次數(shù)的磁通。這里，由于勵磁的極對數(shù)為3，軸倍角為4，因此成為4±3＝1，7必須獲取空間1次或7次磁通(這里，所謂空間1次是將機械角度360度作為1個周期的次數(shù))。另外，由于不能獲取勵磁的極對數(shù)或其整倍數(shù)的空間次數(shù)的磁通，因此若對起到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能用的2相輸出繞組所必需的條件進行整理，則有(1)獲取空間1次或空間7次的磁通。
(2)不獲取空間3次或其整數(shù)倍的磁通。
為了滿足該條件，首先假想考慮3相的輸出繞組(U相、V相、W相)，通過將該3相繞組變換為2相，就作為sin輸出及cos輸出的2相繞組(以下稱為α相及β相繞組)。
首先，考慮滿足條件(1)的3相繞組。于是，決定采用矢量圖來考慮。圖12及圖13所示為空間1次及7次的磁通與各T形鐵心上卷繞的繞組以怎樣的相位交鏈的情況。各矢量的標號表示T形鐵心標號，所示為各T形鐵心標號所卷繞的繞組交鏈的磁通相位。設(shè)相位沿逆時針是向著超前的方向。根據(jù)該矢量圖，若在T形標號1、5、6加上繞組，而且使T形鐵心標號5及6的極性與T形鐵心1的極性相反，則能夠獲取空間1次的磁通。若將與該繞組每個偏離電角度120度的繞組形成剩下的3相部分的結(jié)構(gòu)，則能獲取作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置成立用的空間1次及7次磁通，而且構(gòu)成每相偏離電角度120度的3相繞組(這里，設(shè)電角度為機械角度乘以軸倍角的角度)。即，構(gòu)成圖15的表格所示的繞組規(guī)格。在這里，匝數(shù)由于進行了歸一化，所以用±1.0表示，符號的不同表示極性的不同。另外，0.0的地方表示不加上繞組。
這是滿足條件(1)的3相輸出繞組。若保持3相不變的形態(tài)，則不滿足條件(2)，而且假設(shè)即使起到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能，但處理電路也復(fù)雜，并且價格昂貴。因此，為了將3相繞組變換為2相繞組(α相、β相)，定義下式(4)那樣的3相2相變換。
NαNβ=kcosγcos(γ+2π3)cos(γ-2π3)sinγsin(γ+2π3)sin(γ-2π3)NUNVNW······(4)]]>若根據(jù)式(4)表示的3相2相變換來決定各T形鐵心的匝數(shù)，則與繞組交鏈的磁通也進行3相2相變換。另外，根據(jù)該3相2相變換，將滿足條件(2)。其原因是，若根據(jù)相對于空間3次磁通的矢量圖(圖14)，在3相繞組中處于相同相位，這種情況下很明顯，根據(jù)式(4)將抵消。因而可以知道，采用3相2相變換會滿足條件(2)，2相輸出繞組構(gòu)成起到作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能的繞組規(guī)格。因此，具體來說在式(4)中設(shè)γ＝0，k＝(2/3)1/2，圖16所示為將圖15的3相繞組進行3相2相變換時的例子。圖中，小數(shù)點5位以下進行四舍五入。圖17及圖18所示為根據(jù)圖16具體決定實際匝數(shù)的例子，勵磁繞組表示對圖16的匝數(shù)乘以50的值，輸出繞組表示對圖16的匝數(shù)乘以150的值。另外，圖17是對匝數(shù)允許小數(shù)的情況(理想情況)。圖18是小數(shù)點以下進行四舍五入的情況。
圖19及圖20的曲線所示為繞組規(guī)格采用圖17及圖18那樣的規(guī)格、并在用交流電流將勵磁繞組進行勵磁時2相輸出繞組中出現(xiàn)的電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在這些圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。另外，橫軸用機械角度表示轉(zhuǎn)子位置，縱軸表示輸出繞組中產(chǎn)生的電壓。圖中電壓符號為負是表示相對于勵磁繞組的電流其相位反相。在任何情況下，由于電壓都是正弦波形狀，互相偏移電角度90度(機械角度22.5度)，因此能夠確認是作為軸倍角為4的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
根據(jù)上述，是假想將輸出繞組定義為3相繞組，然后進行3相2相變換，通過這樣得到2相輸出繞組。這樣，能夠確認是作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，與勵磁用3相構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置相比，由于相數(shù)減少，因此具有結(jié)構(gòu)簡單的效果。再有，若是以往例，在軸倍角為4時，定子的T形鐵心為16，而根據(jù)本發(fā)明，T形鐵心鐵數(shù)只要9即可。即，即使軸倍角增大，與以往例相比，也由于能夠減少定子的T形鐵心數(shù)而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，因此還具有卷繞性、加工性好而且批量生產(chǎn)性好的效果。再有，在以往例中有時使匝數(shù)按正弦波形狀變化，在這種情況下存在的問題是，具有僅卷繞真正很少匝數(shù)的T形鐵心，為了該T形鐵心，由于必須進行很花時間的自動卷繞的卷繞機的導(dǎo)管定位，因此繞組作業(yè)效率降低，而在本發(fā)明中，根據(jù)圖17、18可知，由于存在多個不加上輸出繞組也可以的T形鐵心，因此還具有能夠提高繞組作業(yè)效率的效果。另外，在構(gòu)成2相輸出繞組時，由于能夠以3相構(gòu)成假想構(gòu)成的多相繞組，因此具有能夠容易決定輸出繞組規(guī)格的效果。
這里是僅對于軸倍角為4進行了敘述，但其它的軸倍角也能夠以同樣的步驟構(gòu)成。圖21所示為軸倍角為2、定子的T形鐵心數(shù)為9的例子。在圖21中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的9個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組，6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的2個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。若取勵磁繞組的極數(shù)為6極，則同樣求出作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置而動作用的條件，注意軸倍角為2，該條件為(1)獲取空間1次或空間5次的磁通。
(2)不獲取空間3次或其整數(shù)倍的磁通。
圖22所示為滿足條件(1)的3相繞組的一個例子。圖23所示為將它按照式(4)進行3相2相變換以使得滿足條件(2)的一個例子。式中，設(shè)γ＝0，k＝(2/3)1/2。圖中，小數(shù)點5位以下進行四舍五入。圖24及圖25所示為根據(jù)圖23具體決定實際匝數(shù)的例子。勵磁繞組表示圖23的匝數(shù)乘以50的值，輸出繞組表示對圖23的匝數(shù)乘以150的值。另外，圖24是對匝數(shù)允許小數(shù)的情況(理想情況)。圖25是小數(shù)點以下進行四舍五入的情況。圖26及圖27的曲線所示為繞組規(guī)格采用圖24及圖25那樣的規(guī)格、并在用交流電流將勵磁繞組進行勵磁時2相輸出繞組中出現(xiàn)的電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在這些圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。另外，橫軸用機械角度表示轉(zhuǎn)子位置，縱軸表示輸出繞組中產(chǎn)生的電壓。圖中電壓符號為負是表示相對于勵磁繞組的電流其相位反相。在任何情況下，由于電壓都是正弦波形狀，互相偏移電角度90度(機械角度45度)，因此能夠確認是作為軸倍角為2的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
根據(jù)上述，是假想將輸出繞組定義為3相繞組，然后進行3相2相變換，通過這樣得到2相輸出繞組。這樣，能夠確認是作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，與勵磁用3相構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置相比，由于相數(shù)減少，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、制造工序容易的效果。再有，在以往例中有時使匝數(shù)按正弦波形狀變化，在這種情況下存在的問題是，具有僅卷繞真正很少匝數(shù)的T形鐵心，為了該T形鐵心，由于必須進行很花時間的自動卷繞的卷繞機的導(dǎo)管定位，因此繞組作業(yè)效率降低，而在本發(fā)明中，根據(jù)圖23、24、25可知，由于存在多個不加上輸出繞組也可以的T形鐵心，因此還具有能夠提高繞組作業(yè)效率的效果。另外，在構(gòu)成2相輸出繞組時，由于能夠以3相構(gòu)成假設(shè)構(gòu)成的多相繞組，因此具有能夠容易決定輸出繞組規(guī)格的效果。
另外，在本實施形態(tài)中，定子T形鐵心數(shù)為奇數(shù)。以往例的T形鐵心數(shù)為偶數(shù)，而且勵磁繞組這樣卷繞，使得在相鄰的T形鐵心其極性相反。即，定子T形鐵心數(shù)與勵磁繞組數(shù)一致。但是，以往的勵磁繞組的卷繞方法中，由于對于T形鐵心數(shù)為奇數(shù)這樣的繞組模式，會出現(xiàn)一處相鄰繞組的極性一致的地方，因此存在的問題是，勵磁繞組的平衡性不好，導(dǎo)致檢測位置誤差增大。但是，本實施形態(tài)的勵磁繞組的結(jié)構(gòu)與以往例不同，它卷繞成以3個T形鐵心形成1個模式。即如圖41所示，T形鐵心標號1為50匝，T形鐵心標號2及3為-25匝(極性與T形鐵心標號1相反)。將該模式重復(fù)3次，即重復(fù)與T形鐵心個數(shù)9的值的約數(shù)值相同的次數(shù)(另外，9的約數(shù)雖是1及3，但這里將1以外的約數(shù)值稱為約數(shù))。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于重復(fù)相同模式的繞組，因此能夠卷繞平衡性好的勵磁繞組。一般，即使T形鐵心數(shù)為奇數(shù)時，通過將相同模式的繞組重復(fù)T形鐵心數(shù)的約數(shù)次，也能夠構(gòu)成平衡性好的勵磁繞組。通過這樣，由于勵磁繞組產(chǎn)生的磁通勢平衡性好，因此具有檢測位置誤差不會增大的效果。
再有，在圖41中，T形鐵心標號1為50匝，T形鐵心標號2及3為-25匝，若在這樣的模式中求匝數(shù)合計(還考慮極性進行合計)，則為50-25-25＝0。若采用這樣合計為0的匝數(shù)，則在勵磁繞組中電流流過時不產(chǎn)生空間0次磁通勢。因此具有的效果是，在氣隙中不產(chǎn)生不需要次數(shù)的磁通，能夠防止檢測位置誤差增大。
實施形態(tài)3圖28所示為軸倍角為4、T形鐵心數(shù)為6的例子。在本實施形態(tài)中，T形鐵心個數(shù)為3n(n為自然數(shù)，這里n＝2)。在圖28中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的6個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組，6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的4個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
若取勵磁繞組5的極數(shù)為6極，則同樣求出作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置而動作用的條件，注意軸倍角為4，該條件為(1)獲取空間1次或空間7次的磁通。
(2)不獲取空間3次或其整數(shù)倍的磁通。
圖29所示為滿足條件(1)的3相繞組的一個例子。圖30所示為將它按照式(4)進行3相2相變換以使得滿足條件(2)的一個例子。式中，設(shè)γ＝0，k＝(2/3)1/2。圖中，小數(shù)點5位以下進行四舍五入。圖31為根據(jù)圖30具體決定實際匝數(shù)的例子。勵磁繞組表示圖30的匝數(shù)乘以50的值，輸出繞組表示對圖30的匝數(shù)乘以150的值。另外，圖31是小數(shù)點以下進行四舍五入的情況。圖32曲線所示為繞組規(guī)格采用圖31那樣的規(guī)格、并在用交流電流將勵磁繞組進行勵磁時2相輸出繞組中出現(xiàn)的電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在該圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。另外，橫軸用機械角度表示轉(zhuǎn)子位置，縱軸表示輸出繞組中產(chǎn)生的電壓。圖中電壓符號為負是表示相對于勵磁繞組的電流其相位反相。在任何情況下，由于電壓都是正弦波形狀，互相偏移電角度90度(機械角度為22.5度)，因此能夠確認是作為軸倍角為4的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
另外，圖33所示為軸倍角為8、T形鐵心數(shù)為6的例子，在圖33中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的6個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組，6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的8個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
若取勵磁繞組的極數(shù)為6極，則同樣求出作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置而動作用的條件，注意軸倍角為8，該條件為(1)獲取空間5次或空間11次的磁通。
(2)不獲取空間3次或其整數(shù)倍的磁通。
圖34所示為滿足條件(1)的3相繞組的一個例子。圖35所示為將它按照式(4)進行3相2相變換以使得滿足條件(2)的一個例子。式中，設(shè)γ＝0，k＝(2/3)1/2。圖中，小數(shù)點5位以下進行四舍五入。圖36所示為根據(jù)圖35具體決定實際匝數(shù)的例子。勵磁繞組表示圖35的匝數(shù)乘以50的值，輸出繞組表示對圖35的匝數(shù)乘以150的值。另外，圖36是小數(shù)點以下進行四舍五入的情況。圖37曲線所示為繞組規(guī)格采用圖36那樣的規(guī)格、并在用交流電流將勵磁繞組進行勵磁時2相輸出繞組中出現(xiàn)的電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在該圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。另外，橫軸用機械角度表示轉(zhuǎn)子位置，縱軸表示輸出繞組中產(chǎn)生的電壓。圖中電壓符號為負是表示相對于勵磁繞組的電流其相位反相。在任何情況下，由于電壓都是正弦波形狀，互相偏移電角度90度(機械角度為11.25度)，因此能夠確認是作為軸倍角為8的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。另外，這里所舉的繞組不過是一個例子。這是因為，滿足條件(1)的繞組除此以外還有，而且還可以利用γ及k使匝數(shù)變化。
根據(jù)上述，是假想將輸出繞組定義為3相繞組，然后進行3相2相變換，通過這樣得到2相輸出繞組。這樣，能夠確認是作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，與勵磁用3相構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置相比，由于相數(shù)減少，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、制造工序容易的效果。再有，若是以往例，在軸倍角為4時，定子的T形鐵心為16，軸倍角為8時，定子的T形鐵心數(shù)為32，而根據(jù)本發(fā)明，T形鐵心鐵數(shù)只要6即可。即，即使軸倍角增大，與以往例相比，也由于能夠減少定子的T形鐵心數(shù)而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，因此還具有卷繞性、加工性好而且批量生產(chǎn)性好的效果。再有，在以往例中有時使匝數(shù)按正弦波形狀變化，在這種情況下存在的問題是，具有僅卷繞真正很少匝數(shù)的T形鐵心，為了該T形鐵心，由于必須進行很花時間的自動卷繞的卷繞機的導(dǎo)管定位，因此繞組作業(yè)效率降低，而在本發(fā)明中，根據(jù)圖31、36可知，由于存在多個不加上輸出繞組也可以的T形鐵心，因此還具有能夠提高繞組作業(yè)效率的效果。另外，在構(gòu)成2相輸出繞組時，由于能夠以3相構(gòu)成假想構(gòu)成的多相繞組，因此具有能夠容易決定輸出繞組規(guī)格的效果。
實施形態(tài)4圖38所示為軸倍角為8、T形鐵心數(shù)為9的例子，在圖38中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的9個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組，6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的8個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
若取勵磁繞組的極數(shù)為6極，則同樣求出作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置而動作的條件，注意軸倍角為8，該條件為(1)獲取空間5次或空間11次的磁通。
(2)不獲取空間3次或其整數(shù)倍的磁通。
圖39所示為滿足條件(1)的3相繞組的一個例子。圖40所示為將它按照式(4)進行3相2相變換以使得滿足條件(2)的一個例子。式中，設(shè)γ＝0，k＝(2/3)1/2。圖中，小數(shù)點5位以下進行四舍五入。圖41所示為根據(jù)圖40具體決定實際匝數(shù)的例子。勵磁繞組表示圖40的匝數(shù)乘以50的值，輸出繞組表示對圖35的匝數(shù)乘以150的值。另外，圖41是小數(shù)點以下進行四舍五入的情況。
圖42曲線所示為繞組規(guī)格采用圖41那樣的規(guī)格、并在用交流電流將勵磁繞組進行勵磁時2相輸出繞組中出現(xiàn)的電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在該圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。另外，橫軸用機械角度表示轉(zhuǎn)子位置，縱軸表示輸出繞組中產(chǎn)生的電壓。圖中電壓符號為負是表示相對于勵磁繞組的電流其相位反相。在任何情況下，由于電壓都是正弦波形狀，互相偏移電角度90度(機械角度為11.25度)，因此能夠確認是作為軸倍角為8的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
另外，這里所舉的繞組不過是一個例子。這是因為，滿足條件(1)的繞組除此以外還有，而且還可以利用γ及k使匝數(shù)變化。
根據(jù)上述，是假想將輸出繞組定義為3相繞組，然后進行3相2相變換，通過樣得到2相輸出繞組。這樣，能夠確認是作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，與勵磁用3相構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置相比，由于相數(shù)減少，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、制造工序容易的效果。再有，若是以往例，在軸倍角為8時，定子的T形鐵心數(shù)為32，而根據(jù)本發(fā)明，T形鐵心數(shù)只要9即可。即，即使軸倍角增大，與以往例相比，也由于能夠減少定子的T形鐵心數(shù)而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，因此還具有卷繞組、加工性好而且批量生產(chǎn)性好的效果。再有，在以往例中有時使匝數(shù)按正弦波形狀變化，在這種情況下存在的問題是，具有僅卷繞真正很少匝數(shù)的T形鐵心，為了該T形鐵心，由于必須進行很花時間的自動卷繞的卷繞機的導(dǎo)管定位，因此繞組作業(yè)效率降低，而在本發(fā)明中，根據(jù)圖41可知，由于存在多個不加上輸出繞組也可以的T形鐵心，因此還具有能夠提高繞組作業(yè)效率的效果。另外，在構(gòu)成2相輸出繞組時，由于能夠以3相構(gòu)成假想構(gòu)成的多相繞組，因此具有能夠容易決定輸出繞組規(guī)格的效果。
實施形態(tài)5圖43所示為軸倍角為4、T形鐵心數(shù)為12的例子。在圖43中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的12個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組，6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的4個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
若取勵磁繞組的極數(shù)為6極，則同樣求出作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置而動作用的條件，注意軸倍角為4，該條件為(1)獲取空間1次或空間7次的磁通。
(2)不獲取空間3次或其整數(shù)倍的磁通。
圖44所示為滿足條件(1)的3相繞組的一個例子。圖45所示為將它按照式(4)進行3相2相變換以使得滿足條件(2)的一個例子。式中，設(shè)γ＝0，k＝(2/3)1/2。圖中，小數(shù)點5位以下進行四舍五入。圖46為根據(jù)圖45具體決定實際匝數(shù)的例子。勵磁繞組表示圖45的匝數(shù)乘以50的值，輸出繞組表示對圖45的匝數(shù)乘以150的值。另外，圖46是小數(shù)點以下進行四舍五入的情況。圖47曲線所示為繞組規(guī)格采用圖46那樣的規(guī)格、并在用交流電流將勵磁繞組進行勵磁時2相輸出繞組中出現(xiàn)的電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在該圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。另外，橫軸用機械角度表示轉(zhuǎn)子位置，縱軸表示輸出繞組中產(chǎn)生的電壓。圖中電壓符號為負是表示相對于勵磁繞組的電流其相位反相。在任何情況下，由于電壓都是正弦波形狀，互相偏移電角度90度(機械角度為22.5度)，因此能夠確認是作為軸倍角為4的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
另外，圖48所示為軸倍角為8、T形鐵心數(shù)為12的例子。在圖48中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的12個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組，6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的4個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
若取勵磁繞組的極數(shù)為6極，則同樣求出作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置而動作用的條件，注意軸倍角為8，該條件為(1)獲取空間5次或空間11次的磁通。
(2)不獲取空間3次或其整數(shù)倍的磁通。
圖49所示為滿足條件(1)的3相繞組的一個例子。圖50所示為將它按照式(4)進行3相2相變換以使得滿足條件(2)的一個例子。式中，設(shè)γ＝0，k＝(2/3)1/2。圖中，小數(shù)點5位以下進行四舍五入。圖51為根據(jù)圖50具體決定實際匝數(shù)的例子。勵磁繞組表示圖50的匝數(shù)乘以50的值，輸出繞組表示對圖50的匝數(shù)乘以150的值。另外，圖51是小數(shù)點以下進行四舍五入的情況。圖52曲線所示為繞組規(guī)格采用圖51那樣的規(guī)格、并在用交流電流將勵磁繞組進行勵磁時2相輸出繞組中出現(xiàn)的電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在該圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。另外，橫軸用機械角度表示轉(zhuǎn)子位置，縱軸表示輸出繞組中產(chǎn)生的電壓。圖中電壓符號為負是表示相對于勵磁繞組的電流其相位反相。在任何情況下，由于電壓都是正弦波形狀，互相偏移電角度90度(機械角度為11.25度)，因此能夠確認是作為軸倍角為8的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
另外，這里所舉的繞組不過是一個例子。這是因為，滿足條件(1)的繞組除此以外還有，而且還可以利用γ及k使匝數(shù)變化。
根據(jù)上述，是假想將輸出繞組定義為3相繞組，然后進行3相2相變換，通過這樣得到2相輸出繞組。這樣，能夠確認是作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，與勵磁用3相構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置相比，由于相數(shù)減少，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、制造工序容易的效果。再有，若是以往例，在軸倍角為4時，定子的T形鐵心為16，在軸倍角為8時，定子的T形鐵心數(shù)為32，而根據(jù)本發(fā)明，T形鐵心鐵數(shù)只要12即可。即，即使軸倍角增大，與以往例相比，也由于能夠減少定子的T形鐵心數(shù)而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，因此還具有卷繞性、加工性好而且批量生產(chǎn)性好的效果。再有，在以往例中有時使匝數(shù)按正弦波形狀變化，在這種情況下存在的問題是，具有僅卷繞真正很少匝數(shù)的T形鐵心，為了該T形鐵心，由于必須進行很花時間的自動卷繞的卷繞機的導(dǎo)管定位，因此繞組作業(yè)效率降低，而在本發(fā)明中，根據(jù)圖46、51可知，由于存在多個不加上輸出繞組也可以的T形鐵心，因此還具有能夠提高繞組作業(yè)效率的效果。另外，在構(gòu)成2相輸出繞組時，由于能夠以3相構(gòu)成假設(shè)構(gòu)成的多相繞組，因此具有能夠容易決定輸出繞組規(guī)格的效果。
實施形態(tài)6本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置是利用繞組獲取在定子與轉(zhuǎn)子的氣隙中產(chǎn)生的磁通而動作的，有時會受到外來干擾的影響。其中，有時因空間0次磁通勢而產(chǎn)生的磁通會產(chǎn)生惡劣影響。該磁通的空間次數(shù)與轉(zhuǎn)子的軸倍角一致。例如，在軸倍角為4的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中產(chǎn)生空間4次磁通。關(guān)于這一點，下面用圖53加以說明。在圖53中，30為繞轉(zhuǎn)子2的軸流動的電流(的方向)，31為電流30產(chǎn)生的磁通勢(的方向)，32為由磁通勢31而產(chǎn)生的與軸倍角相同次數(shù)的磁通。例如，如圖53所示，若有繞軸子2的軸流動的電流30，則磁通勢31沿與定子2的軸平行的方向產(chǎn)生，結(jié)果就在旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置10的轉(zhuǎn)子2與定子1之間產(chǎn)生空間0次的磁通勢。另外，由于轉(zhuǎn)子2具有與軸倍角相同數(shù)量的凸極，因此磁導(dǎo)率也以該次數(shù)變化，所以由空間0次的磁通勢在氣隙中產(chǎn)生與軸倍角相同次數(shù)的磁通。另外，還產(chǎn)生空間0次的磁通。若定子1具有的繞組獲取該磁通，則檢測位置誤差增大，不能正確檢測角度，這樣的問題在以往的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中存在。因此，在本實施形態(tài)中，是這樣構(gòu)成輸出繞組，使其不獲取與轉(zhuǎn)子磁導(dǎo)率變化的空間次數(shù)相同的空間次數(shù)的磁通及由空間0次的磁通勢產(chǎn)生的磁通，以防止檢測位置誤差增大。
作為具體例子，舉出上述圖11的軸倍角為4、T形鐵心數(shù)為9的例子。在這種情況下，由于由空間0次的磁通勢產(chǎn)生空間4次的磁通，因此只要構(gòu)成不獲取該磁通的繞組即可。圖54所示為相對于空間4次的矢量圖。首先，假設(shè)構(gòu)成3相繞組，但這時只要使相對于空間4次的矢量和為零即可。在圖15中，U相繞組加在T形鐵心標號1、5、6上，而且1與5、6的極性相反，這里再使T形鐵心標號5及6的匝數(shù)變?yōu)門形鐵心標號1的匝數(shù)，通過這樣能夠不獲取空間4次的磁通，具體來說，只要T形鐵心標號5及6的匝數(shù)N5＝N6與T形鐵心標號1的匝數(shù)N1具有下述關(guān)系即可。
N1=-2cos4π9N5=-2cos4π9N6······(5)]]>V相及W相也同樣，若形成電角度偏移120度的位置關(guān)系，則能夠決定3相繞組規(guī)格。圖55所示為其繞組的一個例子。圖56為再將它進行3相2相變換的例子，圖57所示為具體的匝數(shù)。另外，在圖57的繞組中，輸出繞組各相匝數(shù)的合計若還考慮極性，則為0。這樣，也不獲取空間0次的磁通。圖58的曲線所示為這時輸出電壓隨轉(zhuǎn)子位置如何變化的情況。在該圖中，20為α相繞組，21為β相繞組。由于電壓是正弦波形狀，互相偏移電角度90度(機械角度22.5度)，因此能夠確認是作為軸倍角為4的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。
另外，這里敘述的是軸倍角為4、T形鐵心數(shù)為9的情況，但由于只要用矢量圖不獲取例如與軸倍角相同空間次數(shù)的磁通即可，因此可以與軸倍角及T形鐵心數(shù)無關(guān)，能夠得到同樣的效果。
根據(jù)上述，是假設(shè)將輸出繞組定義為3相繞組，然后進行3相2相變換，通過這樣得到2相輸出繞組。這樣，能夠確認是作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置在動作。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，與勵磁用3相構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置相比，由于相數(shù)減少，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、制造工序容易的效果。再有，若是已有技術(shù)例，在軸倍角為4時，定子的T形鐵心為16，而根據(jù)本發(fā)明，T形鐵心鐵數(shù)只要9即可。即，即使軸倍角增大，與以往例相比，也由于能夠減少定子的T形鐵心數(shù)而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，因此還具有卷繞性、加工性好而且批量生產(chǎn)性好的效果。再有，在以往例中有時使匝數(shù)按正弦波形狀變化，在這種情況下存在的問題是，具有僅卷繞真正很少匝數(shù)的T形鐵心，為了該T形鐵心，由于必須進行很花時間的自動卷繞的卷繞機的導(dǎo)管定位，因此繞組作業(yè)效率降低，而在本發(fā)明中，根據(jù)圖57可知，由于存在多個不加上輸出繞組也可以的T形鐵心，因此還具有能夠提高繞組作業(yè)效率的效果。另外，在構(gòu)成2相輸出繞組時，由于能夠以3相構(gòu)成假設(shè)構(gòu)成的多相繞組，因此具有能夠容易決定輸出繞組規(guī)格的效果。
另外，進一步在本實施形態(tài)中，由于這樣構(gòu)成輸出繞組，使得2相輸出繞組不獲取與轉(zhuǎn)子磁導(dǎo)率變化的空間次數(shù)相同的空間次數(shù)的磁通及由空間0次磁通勢產(chǎn)生的磁通的特定分量，因此還具有防止檢測位置誤差增大的效果。
實施形態(tài)7到此為止對于轉(zhuǎn)子的形狀無特別限定，但有的情況若轉(zhuǎn)子的形狀不適當(dāng)，則檢測位置誤差增大。在本實施形態(tài)中，是涉及利用因轉(zhuǎn)子形狀而產(chǎn)生的磁導(dǎo)率變化分量的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，若上述磁導(dǎo)率的變化分量是正弦波形狀，則檢測位置誤差減小，精度提高。
因而，在設(shè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸中心為原點、表示轉(zhuǎn)子外周的位置為角度θ時，若定子內(nèi)周與轉(zhuǎn)子外周的磁導(dǎo)率角度θ中還包含直流分量，成為A+Bcos(Mθ)……(6)則起到作為高精度旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能。式中，A及B為正常數(shù)，設(shè)A＞B，M作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的軸倍角。由于氣隙長與磁導(dǎo)率成反比，則根據(jù)式(6)，若采用前述角度θ的位置處的氣隙長為1A+Bcos(Mθ)······(7)]]>那樣的轉(zhuǎn)子形狀，則氣隙的磁導(dǎo)率脈動分量為正弦波形狀，能夠得到高精度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
因而，根據(jù)本實施形態(tài)，能夠得到與上述實施形態(tài)1~6同樣的效果，同時還如實施形態(tài)1~6所述的那樣設(shè)定輸出繞組的匝數(shù)，并且將轉(zhuǎn)子采用由式(7)所決定的形狀，通過這樣具有的效果是，能夠進一步減小檢測位置誤差，能夠得到高精度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
實施形態(tài)8本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置是利用繞組獲取轉(zhuǎn)子與定子的氣隙中產(chǎn)生的磁通而動作的，但在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與定子中心偏移時，或轉(zhuǎn)子中心與轉(zhuǎn)軸偏移時，即產(chǎn)生偏心或軸偏時，就有可能受到特定次數(shù)磁通分量的影響，因而檢測位置誤差增大。因偏心或軸偏心產(chǎn)生的磁通次數(shù)例如有下述那樣的次數(shù)，即(勵磁的磁通勢的次數(shù))±1所謂勵磁的磁通勢的次數(shù)是由流過勵磁繞組的電流而產(chǎn)生的磁通勢的空間次數(shù)。例如，若勵磁為6極，則勵磁的磁通勢的次數(shù)則為3。這時，根據(jù)上式，由于成為3±1＝2，4因此產(chǎn)生空間2次及4次磁通。在以往例中具有的問題是，往往輸出繞組獲取這樣因偏心而產(chǎn)生的次數(shù)的磁通，導(dǎo)致檢測位置誤差增大。因此，在本實施形態(tài)中，敘述關(guān)于不獲取因這樣的偏心或軸偏而產(chǎn)生的磁通特定分量的繞組規(guī)格結(jié)構(gòu)。
圖59所示為定子的T形鐵心數(shù)為12、軸倍角為8的例子。在圖59中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為定子1上設(shè)置的12個T形鐵心，4為定子1的鐵心，5為卷繞在T形鐵心3上的繞組，6為轉(zhuǎn)子2的鐵心，7為鐵心6上設(shè)置的8個凸極，10為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。與實施形態(tài)5相同，加上勵磁繞組，使其形成6極。這時，如前所述，在勵磁繞組為6極時，因偏心或軸偏而產(chǎn)生空間2次及4次磁通。下面用矢量圖來考慮不獲得該2個分量的輸出繞組的結(jié)構(gòu)。圖60及61分別表示相對于空間2次及4次的矢量圖。表示12個T形鐵心的各T形鐵心上所加的繞組以怎樣的相位與空間2次及4次磁通交鏈。從該矢量圖可理解，例如像T形鐵心標號1、3、5那樣，與用n、n+2、n+4(n＝1、2、3...)的關(guān)系表示的T形鐵心所加的繞組交鏈的磁通矢量互相偏移電角度120度，其和為0。在假設(shè)構(gòu)成3相繞組時，若選擇這樣空間2次及4次磁通矢量和為0的組合，則利用3相2相變換而得到的2相輸出繞組也就不獲取空間2次及4次磁通。即認為，即使產(chǎn)生偏心或軸偏，也由于不獲取與之相應(yīng)而產(chǎn)生的磁通特定分量，因此能夠防止檢測位置誤差增大。
這里，舉出具體的繞組規(guī)格的例子。圖62、63、64所示為假想構(gòu)成的3相繞組的例子。U相、V相、W相處于分別偏移電角度120度的位置關(guān)系，再進一步各相繞組如前所述，像T形鐵心標號1、3、5那樣，通過對用n、n+2、n+4(n＝1、2、3...)的關(guān)系表示的T形鐵心標號加上繞組而構(gòu)成。在圖62中，U相用T形鐵心標號1、3、5構(gòu)成，在圖63中，U相用T形鐵心標號1、3、5及2、4、6構(gòu)成，在圖64中，用T形鐵心標號1、3、5及8、10、12構(gòu)成。關(guān)于V相及W相，使其與U相形成偏移電角度±120度的位置關(guān)系而構(gòu)成。圖65、66、67所示為通過將它們進行3相2相變換而變換為2相輸出繞組的例子。進一步圖68、69、70所示為具體的匝數(shù)的例子。
圖71所示為在這樣3種繞組規(guī)格(之1、之2、之3)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生0.10mm偏心的情況及沒有偏心的理想情況的檢測位置誤差。為了比較起見，還給出以往的繞組規(guī)格的結(jié)果。根據(jù)該結(jié)果則一目了然，對于以往的繞組規(guī)格，因偏心而產(chǎn)生的檢測位置誤差顯著增大，而對于本實施形態(tài)的繞組規(guī)格，即使產(chǎn)生偏心，檢測位置誤差也幾乎不變，與以往例相比，起到作為極高精度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的功能。
這里，是對于定子的T形鐵心數(shù)為12、軸倍角為8的例子進行了敘述，但有的繞組規(guī)格即使采用這里所示的以外的匝數(shù)，也能得到同樣的效果，另外即使是其它的T形鐵心數(shù)或軸倍角，若構(gòu)成輸出繞組，使其不獲取因偏心或軸偏而產(chǎn)生的氣隙磁通的特定次數(shù)分量，當(dāng)然也能得到同樣的效果。
如上所述，在本實施形態(tài)中，能夠得到與上述實施形態(tài)1~7同樣的效果，同時還進一步通過將輸出繞組的結(jié)構(gòu)采用本實施形態(tài)所述那樣的結(jié)構(gòu)，由于不獲取在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與定子中心偏移時，即偏心或軸偏產(chǎn)生時所產(chǎn)生的磁通密度的特定分量，因此能夠防止檢測位置誤差增大。另外，因安裝位置誤差或偏心、軸偏等不增大檢測位置誤差，從而還具有能夠降低為了提高安裝位置精度所花成本的效果。另外，這里所述的繞組規(guī)格，即使軸倍角增大，與以往例相比，也由于能夠減少定子的T形鐵心數(shù)，而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，因此還具有卷繞性、加工性好而且批量生產(chǎn)性好的效果。再有，在以往例中有時使匝數(shù)按正弦波形狀變化，在這種情況下存在的問題是，具有僅卷繞真正很少匝數(shù)的T形鐵心，為了該T形鐵心，由于必須進行很花時間的自動卷繞的卷繞機的導(dǎo)管定位，因此繞組作業(yè)效率降低，而在本發(fā)明中，根據(jù)圖68、69、70可知，由于存在多個不加上輸出繞組也可以的T形鐵心，因此當(dāng)然還具有能夠提高繞組作業(yè)效率的效果。
實施形態(tài)9在本實施形態(tài)中，說明將上述實施形態(tài)1~8中說明的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置用于發(fā)電機或電動機等各種旋轉(zhuǎn)電機的情況。在上述實施形態(tài)1~8中敘述了通過采用多相2相變換來構(gòu)成繞組，即使軸倍角增加，與以往例相比，定子的T形鐵心數(shù)也只要較少數(shù)量即可，能夠得到批量生產(chǎn)性好的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。這樣的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置與光學(xué)式編碼器相比，由于價格便宜，環(huán)境適應(yīng)性好，因此若用作為電動機或發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)電機上設(shè)置的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，則具有能夠構(gòu)筑價廉、環(huán)境適應(yīng)性出色的系統(tǒng)的效果。例如可以考慮在車輛用皮帶驅(qū)動式ISG(Integrated Starter Generator，一體化起動發(fā)電機)中安裝本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
圖72所示為在具有爪形勵磁鐵心的發(fā)電機中安裝本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖72中，1為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置10的定子，2為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置10的轉(zhuǎn)子，5為卷繞在T形鐵心3上的勵磁繞組，8為輸出繞組，40為發(fā)電機(或電動機)，41為發(fā)電機40的勵磁鐵心，42為軸，43的軸承，44為勵磁繞組(流過勵磁電流)，45為發(fā)電機40的定子。
在皮帶驅(qū)動式ISG的系統(tǒng)中，由于發(fā)電機(也作為電動機動作)配置在發(fā)動機艙中，因此承受高溫，光學(xué)式編碼器不適合。另外，作為系統(tǒng)其價格昂貴。因此，若采用由鐵心及繞組構(gòu)成的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，則能夠構(gòu)筑環(huán)境適應(yīng)性好、價廉、精巧的系統(tǒng)。另外，如上所述，由于本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的制造工序容易，所以采用它的旋轉(zhuǎn)電機的制造工序也至少因此而容易。
再有，具有爪形勵磁鐵心的電動機或發(fā)電機的勵磁電流如圖53所示流動，在旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的氣隙產(chǎn)生空間0次的磁通勢。因而，在氣隙中產(chǎn)生與軸倍角相同的空間次數(shù)的磁通，若用以往的技術(shù)，輸出繞組會獲取該分量，導(dǎo)致了檢測位置誤差增大。但是，如本發(fā)明實施形態(tài)6所述那樣，若構(gòu)成繞組使其不獲取與軸倍角相同次數(shù)的磁通，則得到能夠防止檢測位置誤差增大的效果。
另外，這里僅敘述了具備爪形勵磁鐵心的電動機或發(fā)電機，但在一般的電動機或發(fā)動機中，由于往往也產(chǎn)生空間0次的磁通勢，因此通過采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，當(dāng)然也能夠防止檢測位置誤差增大。
另外，雖往往因安裝位置誤差等工作誤差產(chǎn)生轉(zhuǎn)子偏心，但如實施形態(tài)8所述那樣，由于使輸出繞組不獲取因偏心或軸偏而產(chǎn)生的氣隙磁通的特定次數(shù)分量而構(gòu)成，因此具有能夠防止因偏心或軸偏而引起的檢測位置誤差增大的效果。再有，因安裝位置誤差或偏心、軸偏等不增大檢測位置誤差，從而還具有能夠降低為了提高安裝位置精度所花成本的效果。
另外，在上述實施形態(tài)1~9中，是將預(yù)先假想定義的多相繞組變換為2相，以具有這樣通過變換而得到匝數(shù)的2相輸出繞組的定子的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置為例進行說明，但不限于這種情況，多相繞組也可以不是假想的，而是實際定義的，另外也可以是用任何別的方法得到的，在那種情況下也能夠得到與上述同樣的效果。
如上所述，本發(fā)明有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置不僅可適用于車輛用皮帶驅(qū)動方式ISG(Integrated Starter Generator)，也可用作為能夠廣泛適用于各種其它電動機的旋轉(zhuǎn)角度檢測器。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，是由設(shè)置1相勵磁繞組及2組輸出繞組的定子、以及具有凸極的轉(zhuǎn)子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，所述2相輸出繞組卷繞在所述定子的多個T形鐵心上，所述2相輸出繞組的各匝數(shù)是通過采用預(yù)先定義的m相繞組(m為3及3以上的整數(shù))、并將該m相繞組的匝數(shù)變換為2相而得到的。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，在將所述m相繞組(m為3及3以上的整數(shù))的匝數(shù)變換為2相時，利用Nαi=kΣn=1mNnicos(γ+2(n-1)mπ)]]>Nβi=kΣn=1mNnisin(γ+2(n-1)mπ)]]>(γ表示任意常數(shù)，k表示不為零的任意常數(shù)，下標i表示T形鐵心標號，α及β表示變換后的2相繞組，n表示變換前的第n相。即，Nαi及Nβi分別表示第i個T形鐵心的α相及β相繞組的匝數(shù)，Nni表示第i個T形鐵心的第n相繞組的匝數(shù))的變換式進行變換。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，取所述定子的T形鐵心個數(shù)為3n(n為自然數(shù))。
4.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，在所述定子的T形鐵心個數(shù)為奇數(shù)個時，所述勵磁繞組的繞組模式形成重復(fù)與所述T形鐵心個數(shù)的約數(shù)值相同數(shù)目的次數(shù)的模式。
5.如權(quán)利要求3或4所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，取所述定子的T形鐵心個數(shù)為9，軸倍角為4或8的任一個量。
6.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，取定子的T形鐵心個數(shù)為12，軸倍角為4或8的任一個量。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，所述2相輸出繞組調(diào)整匝數(shù)，使得不獲取與所述轉(zhuǎn)子磁導(dǎo)率變化的空間次數(shù)相同的空間次數(shù)的磁通及空間0次的磁通。
8.如權(quán)利要求1至7的任一項所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，所述2相輸出繞組調(diào)整匝數(shù)，使得不獲取在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與定子中心偏移時、或轉(zhuǎn)子中心與轉(zhuǎn)軸偏移時產(chǎn)生的氣隙磁通的特定分量。
9.一種旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，具有權(quán)利要求1或8的任一項所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。
全文摘要
本發(fā)明是由設(shè)置1相勵磁繞組及2相輸出繞組的定子、以及具有凸極的轉(zhuǎn)子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置及使用它的旋轉(zhuǎn)電機，由于上述2相輸出繞組卷繞在上述定子的多個T形鐵心上，上述2相輸出繞組的各匝數(shù)是通過假想定義m相繞組(m為3及3以上的整數(shù))、并將該m相繞組的匝數(shù)變換為2相而得到的匝數(shù)，因此與用m相構(gòu)成的情況相比，因相數(shù)減少，所以結(jié)構(gòu)簡單，制造工序容易。
文檔編號G01D5/20GK1646882SQ03808440
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月15日
發(fā)明者中野正嗣, 西村慎二 申請人:三菱電機株式會社