(57)【要約】【課題】リゾルバの回転位置を示す位置信号を生成するための、位置決めデバイス（１０１）を提供すること。【解決手段】位置決めデバイスは、交流信号（Ｖ＿ｃｏｓ、Ｖ＿ｓｉｎ）をリゾルバから受信するための信号インターフェース（１０２）と、交流信号の位置に依拠した振幅、およびリゾルバの励磁信号（Ｖ＿ｅｘｃ）の極性を示す極性情報に基づき、位置信号を発生させるための処理システム（１０３）とを備える。この処理システムは、一方または両方の交流信号の波形における周波数変化または位相変化などの極性インジケータを認識し、認識された極性インジケータに基づき極性情報を判定するように構成される。したがって、励磁信号に関する極性情報は交流信号に含まれるので、極性情報を位置決めデバイスに伝達するための別個の信号チャネルは必要ない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リゾルバの回転位置を示す位置信号を生成するための位置決めデバイス（１０１）であって、
−  第１の交流信号（Ｖ＿ｃｏｓ）および第２の交流信号（Ｖ＿ｓｉｎ）を受信するための信号インターフェース（１０２）であって、前記第１および第２の交流信号の振幅は、前記第１および第２の交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するように前記リゾルバの回転位置に依拠する、信号インターフェース（１０２）と、
−  前記第１および第２の交流信号の振幅、ならびに前記リゾルバの励磁信号の極性を示す極性情報に基づき位置信号を発生させるための処理システム（１０３）と
を備え、
前記位置決めデバイス（１０１）は、前記処理システムが、
−  少なくとも前記第１の交流信号の波形における極性インジケータを認識することと、
−  認識された前記極性インジケータに基づき前記極性情報を判定することと
を行うように構成されることを特徴とする、位置決めデバイス（１０１）。
【請求項２】
前記処理システムは、前記第１の交流信号の位相変化または周波数変化を認識し、認識された前記位相変化または認識された前記周波数変化に基づき、前記極性情報を判定するように構成される、請求項１に記載の位置決めデバイス。
【請求項３】
前記処理システムは、前記位相変化または前記周波数変化を認識するために、前記第１の交流信号の波形におけるゼロ交差を認識するためのゼロ交差検出器を形成するように構成される、請求項２の記載の位置決めデバイス。
【請求項４】
前記処理システムは、前記第１の交流信号の波形を所定の波形パターンと比較し、前記第１の交流信号の前記波形と前記所定の波形パターンとの適合に応答して、前記所定の波形パターンと適合する前記第１の交流信号の一部に基づき、前記極性情報を判定するように構成される、請求項１に記載の位置決めデバイス。
【請求項５】
前記処理システムは、前記第１の交流信号の前記波形および前記第２の交流信号の波形の両方における極性インジケータを認識するように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項６】
リゾルバに励磁信号（Ｖ＿ｅｘｃ）を生成するための励磁デバイス（１０４）であって、
−  前記励磁信号を発生させるための信号発生器（１０５）と、
−  前記励磁信号を前記リゾルバへ送信するための信号インターフェース（１０６）と
を備え、
前記励磁デバイス（１０４）は、
未知の符号を有するゲインによって増加された励磁信号である信号で極性インジケータが検出された場合、前記励磁信号の極性を表わす前記極性インジケータを含むよう、前記励磁信号の波形を調整するための変調器（１０７）をさらに備えることを特徴とする、励磁デバイス（１０４）。
【請求項７】
前記変調器は、前記励磁信号が、位相変化または周波数変化が生じる瞬間において所定の極性を有するように、前記極性インジケータを表わす前記位相変化または前記周波数変化を含むよう、前記励磁信号の前記波形を調整するように構成される、請求項６に記載の励磁デバイス。
【請求項８】
前記変調器は、前記励磁信号の前記波形が、前記極性インジケータを表わす所定の波形パターンを含むよう、前記励磁信号の振幅を調整するように構成される、請求項６に記載の励磁デバイス。
【請求項９】
電気機械の巻線システムの電圧を制御するための変換器（１０８、１０９）であって、
−  前記電気機械の回転子に接続されたリゾルバに励磁信号を生成するための、請求項６〜８のいずれか一項に記載の励磁デバイス（１０４、１５４）と、
−  前記励磁信号の極性を示す極性情報、および前記リゾルバによって生成された交流信号の振幅に基づき、前記リゾルバの回転位置を示す位置信号を発生させるための処理システム（１０３、１５３）と
を備える、変換器（１０８、１０９）。
【請求項１０】
電気機械の巻線システムの電圧を制御するための変換器（１０８、１０９）であって、前記電気機械の回転子に接続されたリゾルバの回転位置を示す位置信号を生成するための、請求項１〜５のいずれか一項に記載の位置決めデバイス（１０１、１５１）を備える、変換器（１０８、１０９）。
【請求項１１】
前記リゾルバに励磁信号を生成するための、請求項６〜８のいずれか一項に記載の励磁デバイス（１０４、１５４）をさらに備える、請求項１０に記載の変換器（１０８、１０９）。
【請求項１２】
周波数変換器である、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の変換器。
【請求項１３】
−  第１の交流信号および第２の交流信号を、リゾルバから受信するステップであって、前記第１および第２の交流信号の振幅は、前記第１および第２の交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するように前記リゾルバの回転位置に依拠する、受信するステップ（３０１）と、
−  前記第１および第２の交流信号の振幅、ならびに前記リゾルバの励磁信号の極性を示す極性情報に基づき、前記リゾルバの回転位置を示す位置信号を発生させるステップ（３０４）と
を含む方法であって、
−  少なくとも前記第１の交流信号の波形における極性インジケータを認識するステップ（３０２）と、
−  認識された前記極性インジケータに基づき前記極性情報を判定するステップ（３０３）と
を含むことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、リゾルバの回転位置を示す位置信号を生成するための位置決めデバイスに関する。さらに本開示は、リゾルバの励磁信号を生成するための励磁デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、電気駆動システムは、アクチュエータを駆動するための電気機械、および電気機械を制御するための変換器を備える。例えばアクチュエータは、移動機械のホイールもしくはチェーン軌道、または非移動機械のツールであり得る。例えば変換器は、周波数変換器であり得る。多くの場合、電気駆動システムは、電気機械の回転子の回転位置を検出するためのリゾルバを備え、変換器は、検出された回転子の回転位置に少なくとも部分的に基づき、電気機械のオペレーションを制御するように構成される。例えばリゾルバは、交流励磁信号を受信して第１および第２の交流信号を生成する、可変リラクタンス「ＶＲ」リゾルバであり得る。第１および第２の交流信号の振幅は、第１および第２の交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するようにリゾルバの回転位置に依拠する。可変リラクタンス・リゾルバは、リゾルバの回転子に巻線が必要ないという点で有利である。しかし、リゾルバは、励磁信号をリゾルバの回転子の巻線に伝達するためのブラシまたは回転変圧器を備える、巻線型回転子リゾルバであることも可能である。変換器は、励磁信号をリゾルバへ送信し、上述の第１および第２の交流信号をリゾルバから受信し、第１および第２の交流信号の振幅と上述のリゾルバの励磁信号の極性とに基づき、回転位置を示す位置信号を発生させるように構成される。
【０００３】
多くの電気駆動システムにおいて、電気機械は、各々に別個の変換器が供給された２つ以上の巻線システムを備える多巻線機械である。例えば電気機械は、２つの三相固定子巻線のそれぞれの磁軸の間が３０°の電気角度となるよう、２つ三相固定子巻線を備えてよい。上述の種類の電気駆動システムにおいて、変換器の各々は、電気機械の回転子の回転位置を示す情報を必要とする。通常、例えば周波数変換器などの変換器は、励磁信号をリゾルバへ送信するため、およびリゾルバから交流信号を受信するための信号伝達インターフェースを備える。この交流信号の振幅は、この交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するようにリゾルバの回転位置に依拠する。直接のアプローチは、存在する変換器と同じ数のリゾルバを使用することであるが、全ての変換器のために単一のリゾルバを使用するほうが、コスト効率がよい。さらに、プロダクト・ポートフォリオ・マネージメントの観点から、電気機械の様々な巻線システムのために、相互に類似の変換器を使用できることは有利である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下では、本発明の様々な実施形態におけるいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、簡略化した概要を提示する。概要は、本発明の広範囲にわたる総覧ではない。概要は、本発明の鍵または重要な要素を特定することも、本発明の範囲を明確化することも意図されない。以下の概要は、単に、例示する実施形態のより詳細な説明への前段として、本発明のいくつかの概念を簡略化した形態で提示するにすぎない。
【０００５】
本発明によると、リゾルバの回転位置を示す位置信号を生成するための新しい位置決めデバイスが提供される。本発明による位置決めデバイスは、
−  第１の交流信号および第２の交流信号を受信するための信号インターフェースであって、第１および第２の交流信号の振幅は、第１および第２の交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するようにリゾルバの回転位置に依拠する、信号インターフェースと、
−  第１および第２の交流信号の振幅、ならびにリゾルバの励磁信号の極性を示す極性情報に基づき位置信号を発生させるための処理システムと
を備える。
【０００６】
位置決めデバイスの処理システムは、
−  例えば周波数変化または位相変化などの、第１の交流信号の波形および／または第２の交流信号の波形における極性インジケータを認識することと、
−  認識された極性インジケータに基づき極性情報を判定することと
を行うように構成される。
【０００７】
励磁信号の極性を表わす極性情報が、第１および第２の交流信号に含まれるので、極性情報を位置決めデバイスに伝達するための別個の信号チャネルは必要ない。
【０００８】
本発明によると、リゾルバの励磁信号を生成するための新しい励磁デバイスも提供される。本発明による励磁デバイスは、
−  励磁信号を発生させるための信号発生器と、
−  励磁信号をリゾルバへ送信するための信号インターフェースと、
−  未知の符号を有するゲインによって増加された励磁信号である信号において、極性インジケータが検出された場合、励磁信号の極性を表わす極性インジケータを含むよう、励磁信号の波形を調整するための変調器と
を備える。
【０００９】
本発明によると、電気機械の巻線システムの電圧を制御するための新しい変換器も提供される。例えばこの変換器を、周波数変換器とすることができる。本発明による変換器は、本発明による位置決めデバイスおよび／または本発明による励磁デバイスを備える。
【００１０】
本発明によると、１つまたは複数の電気機械における２つ以上の巻線システムの電圧を制御するために、本発明による２つ以上の変換器を備える新しい変換器システムも提供される。
【００１１】
例示的かつ非限定の実施形態による変換器システムにおいて、各変換器は、本発明による位置決めデバイス、および本発明による励磁デバイスを備える。この例示的なケースにおいて、変換器のうちの１つは、電気機械に接続されたリゾルバへ励磁信号を送信するように構成され、全ての変換器は、交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するように、振幅がリゾルバの回転位置に依拠する交流信号を、リゾルバから受信するように構成される。したがって、リゾルバは１つのみ必要となる。さらに、変換器は互いに同様のものであってよい。
【００１２】
本発明によると、新しい電気駆動システムも提供され、この電気駆動システムは、
−  ２つ以上の巻線システムを備える１つまたは複数の電気機械と、
−  １つまたは複数の電気機械の回転位置を検出するためのリゾルバと、
−  １つまたは複数の電気機械を制御するための、本発明による変換器システムと
を備える。
【００１３】
例えば電気駆動システムは、巻線システムのそれぞれの磁軸の方向が互いに異なるよう、少なくとも２つの巻線システムを有する電気機械を備えてよい。例えば電気機械は、２つの三相固定子巻線の各々の磁軸の間が３０°の電気角度となるよう、２つ三相固定子巻線を備えてよい。しかし、２つ以上の電気機械の存在も可能であり、それによって、シャフトの回転位置が互いに結合されるよう、２つ以上の電気機械のシャフトが機械的に直接相互接続されるか、またはギアによって相互接続される。
【００１４】
本発明によると、リゾルバの回転位置を示す位置信号を生成するための、新しい方法が提供される。本発明による方法は、
−  第１の交流信号および第２の交流信号を、リゾルバから受信するステップであって、第１および第２の交流信号の振幅は、第１および第２の交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するようにリゾルバの回転位置に依拠する、受信するステップと、
−  第１の交流信号の波形および／または第２の交流信号の波形における極性インジケータを認識するステップと、
−  認識された極性インジケータに基づき、リゾルバの励磁信号の極性を示す極性情報を判定するステップと、
−  第１および第２の交流信号の振幅、および極性情報に基づき、位置信号を発生させるステップと
を含む。
【００１５】
様々な例示的かつ非限定の実施形態が、添付の従属請求項に説明される。
【００１６】
オペレーションの構築および方法の両方についての、例示的かつ非限定の実施形態は、追加の目的およびその利点と共に、添付の図面と共に読むことで、特定の例示的かつ非限定の実施形態の以下の説明から最良に理解されよう。
【００１７】
用語「備える」および「含む」は、本明細書では列挙されない特徴の存在を排除も必要ともしない、排他的ではない限定として使用される。従属請求項で列挙される特徴は、別途明記しない限り、相互に自由に組み合わせることができる。さらに、単数形の「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書を通して複数を排除しないことを理解されたい。
【００１８】
例示的かつ非限定の実施形態、およびそれらの利点を、添付の図面を参照して、以下で例としてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】例示的かつ非限定の実施形態による位置決めデバイス、および例示的かつ非限定の実施形態による励磁デバイスを備える、電気駆動システムの概略図である。
【図２ａ】例示的かつ非限定の実施形態による励磁デバイスによって発生された励磁信号の例示的な波形、およびリゾルバによって生成された交流信号の、対応する例示的な波形を示す図である。
【図２ｂ】例示的かつ非限定の実施形態による励磁デバイスによって発生された励磁信号の例示的な波形、およびリゾルバによって生成された交流信号の、対応する例示的な波形を示す図である。
【図２ｃ】例示的かつ非限定の実施形態による励磁デバイスによって発生された励磁信号の例示的な波形、およびリゾルバによって生成された交流信号の、対応する例示的な波形を示す図である。
【図３】リゾルバの回転位置を示す位置信号を生成するための、例示的かつ非限定の実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の説明で提供される特定の例は、添付の特許請求の範囲および／または適用可能性を限定するものと解釈すべきではない。説明に提供される例のリストおよびグループは、別途明記しない限り、網羅的なものではない。
【００２１】
図１は、例示的かつ非限定の実施形態による電気駆動システム１００の概略図である。電気駆動システムは、２つの巻線システムを有する電気機械１１０を備える。この例示的なケースにおいて、電気機械は、２つの三相固定子巻線のそれぞれの磁軸の間が３０°の電気角度となるよう、２つ三相固定子巻線を備える。例えば電気機械１１０は、必ずではないが、永久磁石同期機、電気的に励起された同期機、誘導機、または同期リラクタンス機とすることができる。電気機械１１０は、アクチュエータ１１１を駆動するように配置される。例えばアクチュエータ１１１は、必ずではないが、ホイール、チェーン軌道、液圧ポンプ、ウッドチッピング機のカッター、または他のアクチュエータとすることができる。
【００２２】
電気駆動システム１００は、電気機械１１０における回転子の回転位置を検出するためのリゾルバ１１２を備える。例えばリゾルバ１１２は、可変リラクタンス「ＶＲ」リゾルバとすることができる。しかしリゾルバが、励磁信号をリゾルバの回転子の巻線に伝達するためのブラシまたは回転変圧器を備える、巻線型回転子リゾルバであることも可能である。リゾルバ１１２は、交流励磁信号Ｖ＿ｅｘｃを受信し、第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎを生成する。第１および第２の交流信号の振幅は、第１および第２の交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するようにリゾルバの回転位置１１２に依拠する。励磁信号Ｖ＿ｅｘｃ、ならびに第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎを、以下の式を用いてモデル化することができる。
Ｖ＿ｅｘｃ＝Ｖ（ｔ）ｓｉｎ（φ（ｔ））、
Ｖ＿ｓｉｎ＝Ｖ（ｔ）ｓｉｎ（φ（ｔ）＋φｃ）×ＴＲｓｉｎ（Θ）    式１
Ｖ＿ｃｏｓ＝Ｖ（ｔ）ｓｉｎ（φ（ｔ）＋φｃ）×ＴＲｃｏｓ（Θ）
ここで、ｔは時間、Ｖは励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの振幅、ＴＲはリゾルバ１１２の励磁巻線とリゾルバ１１２の出力巻線との間の最大変電比、φは励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの経時位相、φｃはリゾルバ１１２における鉄および銅の損失によって生じた位相シフト、およびΘはリゾルバ１１２の回転子の電気回転角度である。励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの周波数（ｄφ／ｄｔ）／２πは、経時的または一定とすることができる。したがって、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの振幅Ｖは、一定または経時的とすることができる。式１によって示された例示的なケースにおいて、第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの包絡線間の上述の位相シフトは、９０°の電気角度Θである。
【００２３】
電気駆動システム１００は、電気機械１１０における２つの巻線システムの電圧を制御するための変換器システムを備える。変換器システムは、第１の巻線システムの電圧を制御するための変換器１０８、および第２の巻線システムの電圧を制御するための変換器１０９を備える。この例示的なケースにおいて、変換器の各々は周波数変換器である。
【００２４】
変換器１０８は、制御可能な交流電圧を生成するためのインバータ・ステージ１１５、変換器１０８に供給された交流電圧を整流するための整流ステージ１１３、および整流ステージ１１３とインバータ・ステージ１１５との間の中間回路１１４を備える。変換器１０８は、リゾルバ１１２の励磁信号Ｖ＿ｅｘｃを生成するための励磁デバイス１０４をさらに備える。励磁デバイス１０４は、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃを発生させるための信号発生器１０５、および励磁信号Ｖ＿ｅｘｃをリゾルバ１１２へ送信するための信号インターフェース１０６を備える。励磁デバイス１０４は、未知の符号を有するゲインによって増加された励磁信号Ｖ＿ｅｘｃである信号において極性インジケータが検出された場合、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性を表わすことができる極性インジケータを含むよう、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形を調整するための変調器１０７をさらに備える。未知の符号を有するゲインは、上記の式１に表わされたＴＲｃｏｓ（Θ）またはＴＲｓｉｎ（Θ）である。
【００２５】
変換器１０８は、リゾルバ１１２の回転位置を示す第１の位置信号を生成するための位置決めデバイス１５１を備える。変換器１０８のインバータ・ステージ１１５は、第１の位置信号と、例えば電気機械１１０の測定もしくは推定された回転速度、電気機械１１０によって発生されて測定もしくは推定されたトルク、基準速度、基準トルク、および／または１つまたは複数の制御量などの他の制御量と、に基づいて、電気機械１１０の第１の巻線システム供給された電圧を制御するための制御システムを含む。
【００２６】
変換器１０８の位置決めデバイス１５１は、第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎを受信するための信号インターフェース１５２と、第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの振幅、ならびに励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性に基づき、上述の第１の位置信号を発生させるための処理システム１５３と、を備える。式１に示されたｃｏｓ（Θ）がプラスであるかマイナスであるか、およびｓｉｎ（Θ）がプラスであるかマイナスであるかを見出すために、所与の瞬間における励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性、すなわち符号は、この瞬間における第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの極性と比較される。式１に示された位相シフトφｃを、リゾルバ１１２の回転位置を判定するときに考慮に入れることを可能である。φｃの値を、処理システム１０３に修正パラメータとして与えられ得る、経験的に判定された値とすることができる。
【００２７】
変換器１０９は、インバータ・ステージ、整流ステージ、および整流ステージとインバータ・ステージとの間の中間回路を備える。変換器１０９は、リゾルバ１１２の回転位置を示す第２の位置信号を生成するための位置決めデバイス１０１を備える。変換器１０９のインバータ・ステージは、第２の位置信号および１つまたは複数の制御量に基づき、電気機械１１０の第２の巻線システムに供給された電圧を制御する。
【００２８】
変換器１０９の位置決めデバイス１０１は、第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎを受信するための信号インターフェース１０２を備える。位置決めデバイス１０１は、第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの振幅、ならびに励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性を示す極性情報に基づき、上述の第２の位置信号を発生させるための処理システム１０３をさらに備える。処理システム１０３は、第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓの波形および／または第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの波形における極性インジケータを認識するように構成される。処理システム１０３は、認識された極性インジケータに基づき極性情報を判定するように構成される。励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性を示す極性情報が、第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎに含まれるので、極性情報を位置決めデバイス１０１に伝達するための別個の信号チャネルは必要ない。
【００２９】
図１に示された例示的な変換器システムにおいて、変換器１０９は、信号発生器１５５、信号発生器１５５を制御するための変調器１５７、および生成された励磁信号を送信するための信号インターフェース１５６を有する、励磁デバイス１５４を備える。図１に示された例示的な状況において、変換器１０９の励磁デバイス１５４は使用されておらず、変換器１０８の位置決めデバイス１５１が、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃを変換器１０８の励磁デバイス１０４から直接受信するように配置される。位置決めデバイス１５１が位置決めデバイス１０１と類似である例示的なケースにおいて、位置決めデバイス１５１が励磁デバイス１０４から励磁信号Ｖ＿ｅｘｃを直接受信させる装置は必要ない。励磁デバイス１０４および１５４は、有利には互いに類似し、位置決めデバイス１０１および１５１は、有利には互いに類似する。この例示的なケースにおいて、変換器１０８および１０９は互いに類似するものであってよい。
【００３０】
位置決めデバイス１０１の処理システム１０３、ならびに位置決めデバイス１５１の処理システム１５３は、１つまたは複数のプロセッサ回路を用いて実現させることができる。これらの１つまたは複数のプロセッサの各々は、適切なソフトウェアが提供されたプログラム可能プロセッサ回路か、例えば特定用途向け集積回路「ＡＳＩＣ」などの専用ハードウェア・プロセッサか、または例えばフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ「ＦＰＧＡ」などの構成可能なバードウェア・プロセッサとすることができる。さらに、処理システム１０３ならびに処理システム１５３は、例えばランダムアクセス・メモリ「ＲＡＭ」などの１つまたは複数のメモリ・デバイスを備えてよい。したがって、変調器１０７ならびに変調器１５７は、１つまたは複数のプロセッサ回路および１つまたは複数のメモリ・デバイスを備えてよい。
【００３１】
図２ａは、例示的かつ非限定の実施形態による、励磁デバイスによって発生された励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの例示的な波形を示す。さらに図２ａは、図１に示されたリゾルバ１１２によって生成された第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの対応する例示的な波形を示す。この例示的なケースにおいて、図１に示された変調器１０７は、周波数の各変化が生じる瞬間における所定の極性を有するように周波数変化を含むよう、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形を調整するように構成される。したがって、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの周波数（ｄφ／ｄｔ）／２πは変化する。図２ａに示された例示的なケースにおいて、周波数の各変化後の第１のパルスはプラスである。図２ａは、周波数の２つの変化を示し、それらの周波数変化後の第１のパルスは、参照番号２２１および２２２で示される。図２ａに示された例示的なケースにおいて、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの周波数は、２つの考えられる値、すなわち図１に示された信号発生器１０５が、０１０１・・・である周波数偏位キーイング「ＦＳＫ」にしたがって制御される。２つより多い周波数値を使用することも可能である。
【００３２】
例示的かつ非限定の実施形態による位置決めデバイスにおいて、図１に示された処理システム１０３は、第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓの周波数変化および／または第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの周波数変化を認識するよう、および認識された周波数変化に基づき励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性を判定するように構成される。図２ａに示されるように、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃのパルス２２１および２２２に対応する第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓのパルスはマイナスである。したがって、処理システム１０３は、式１に示されたｃｏｓ（Θ）は、ｔ２からｔ４の時間の間はマイナスである。図２ａに示されるように、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃのパルス２２１に対応する第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎのパルスはプラスであり、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃのパルス２２２に対応する第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎのパルスはマイナスである。したがって処理システム１０３は、式１に示されたｓｉｎ（Θ）はｔ１からｔ３の時間の間はプラスであり、ｔ３から第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの振幅がゼロになる次の瞬間までの間はマイナスである、と判定することができる。
【００３３】
図２ｂは、例示的かつ非限定の実施形態による励磁デバイスによって発生された励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの例示的な波形を示す。さらに図２ｂは、図１に示されたリゾルバ１１２によって生成された第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの対応する例示的な波形を示す。この例示的なケースにおいて、図１に示された変調器１０７は、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃが、位相の各変化が生じる瞬間における所定の極性を有するように位相変化を含むよう、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形を調整するように構成される。図２ｂに示された例示的なケースにおいて、これらの位相変化後の第１のパルスはプラスである。図２ｂは、２つの位相変化を示し、それらの位相変化後の第１のパルスは、参照番号２２３および２２４で示される。図２ｂに示された例示的なケースにおいて、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの位相は、多くの考えられる値を有する。すなわち図１に示された信号発生器１０５は、位相偏位キーイング「ＰＳＫ」にしたがって制御される。
【００３４】
例示的かつ非限定の実施形態による位置決めデバイスにおいて、図１に示された処理システム１０３は、第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓの位相変化および／または第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの位相変化を認識するよう、および認識された周波数変化に基づき励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性を判定するように構成される。図２ｂに示されるように、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃのパルス２２３および２２４に対応する第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓのパルスはマイナスである。したがって処理システム１０３は、式１に示されたｃｏｓ（Θ）はｔ２からｔ４の時間の間はマイナスである、と判定することができる。図２ｂに示されるように、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃのパルス２２３に対応する第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎのパルスはプラスであり、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃのパルス２２４に対応する第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎのパルスはマイナスである。したがって処理システム１０３は、式１に示されたｓｉｎ（Θ）はｔ１からｔ３の時間の間はプラスであり、ｔ３から第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの振幅がゼロになる次の瞬間までの間はマイナスである、と判定することができる。
【００３５】
例示的かつ非限定の実施形態による位置決めデバイスにおいて、図１に示された処理システム１０３は、第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓの波形のゼロ交差および／または第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの波形のゼロ交差を認識するための、ゼロ交差検出器を形成するように構成され、上述の周波数変化または上述の位相変化を認識する。
【００３６】
図２ｃは、例示的かつ非限定の実施形態による励磁デバイスによって発生された励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの例示的な波形を示す。さらに図２ｃは、図１に示されたリゾルバ１１２によって生成された第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの対応する例示的な波形を示す。この例示的なケースにおいて、図１に示された変調器１０７は、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃが各所定の波形パターンが生じる瞬間における所定の極性を有するように所定の波形パターンを含むよう、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形を調整するように構成される。図２ｃに示された例示的なケースにおいて、所定の波形パターンは、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃのプラスのパルスおよびその後のマイナスのパルスを備え、そのため、これらのパルスの振幅は、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの隣接するパルスの振幅よりも大きい。図２ｃは、２つの波形パターン２２５および２２６を示す。図２ｃに示された例示的なケースにおいて、信号発生器１０５は、振幅調整によって制御される。所定の波形パターンを形成するプラスおよびマイナスのパルスの振幅は、ｄ（ｓｉｎ（Θ））／ｄｔまたはｄ（ｃｏｓ（Θ））／ｄｔがその最大絶対値に到達した状態においても、所定の波形パターンが第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの波形において認識可能となるほど、高い必要がある。
【００３７】
例示的かつ非限定の実施形態による位置決めデバイスにおいて、図１に示された処理システム１０３は、第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓの波形および／または第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの波形を、上述の所定の波形パターンと比較し、上記で提示された比較の適合に応答して、所定の波形パターンと適合する第１の交流信号の一部および／または第２の交流信号の一部に基づき、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性を判定するように構成される。例えば、処理システム１０３を、Ｖ＿ｃｏｓまたはＶ＿ｓｉｎの連続したプラスのパルスの振幅を互いに比較し、連続したマイナスのパルスの振幅を互いに比較して、反対の極性を伴う連続したパルスが隣接するパルスの振幅よりも大きい振幅を有する状況を認識するように構成することができる。図２ｃに示されるように、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形パターン２２５および２２６に対応する第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓのパルスは、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形パターン２２５および２２６の対応するパルスに対して反対の極性を有する。したがって処理システム１０３は、式１に示されたｃｏｓ（Θ）は、ｔ２からｔ４の時間の間はマイナスである、と判定することができる。図２ｃに示されるように、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形パターン２２５に対応する第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎのパルスは、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形パターン２２５の対応するパルスと同じ極性を有し、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの波形パターン２２６に対応する第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎのパルスは、波形パターン２２６の対応するパルスの反対の極性を有する。したがって、処理システム１０３は、式１に示されたｓｉｎ（Θ）はｔ１からｔ３の時間の間はプラスであり、ｔ３から第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの振幅がゼロになる次の瞬間までの間はマイナスである、と判定することができる。
【００３８】
例示的かつ非限定の実施形態による励磁デバイスにおいて、図１に示された変調器１０７は、第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎを受信するよう、ならびに第１および第２の交流信号Ｖ＿ｃｏｓおよびＶ＿ｓｉｎの包絡線のゼロ交差において励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの周波数を変化させるように構成される。例えば励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの周波数は、４つの考えられる周波数値ｆ１、ｆ２、ｆ３、およびｆ４を有してよく、それによって励磁信号の周波数は、式１に示されたｃｏｓ（Θ）およびｓｉｎ（Θ）の両方がプラスであるときはｆ１、ｃｏｓ（Θ）≦０かつｓｉｎ（Θ）＞０であるときはｆ２、ｃｏｓ（Θ）＞０かつｓｉｎ（Θ）≦０であるときはｆ３、ならびにｃｏｓ（Θ）≦０かつｓｉｎ（Θ）≦０であるときはｆ４となる。この例示的なケースにおいて、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの周波数は、ｃｏｓ（Θ）およびｓｉｎ（Θ）の符号を直接示す。励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの周波数は、極性インジケータとして間接的に働く。それによると、励磁信号Ｖ＿ｅｘｃの極性は、例えば周波数がｆ１またはｆ３の場合に第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓの極性であり、周波数がｆ２またはｆ４の場合に第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓの極性の反対である。例示的かつ非限定の実施形態による位置決めデバイスにおいて、図１に示された処理システム１０３は、第１の交流信号Ｖ＿ｃｏｓの周波数および／または第２の交流信号Ｖ＿ｓｉｎの周波数を認識するように構成され、認識された周波数は、ｃｏｓ（Θ）およびｓｉｎ（Θ）の符号を示し、上述の方法で、励磁信号の極性を示す極性情報を提示する。
【００３９】
図３は、リゾルバの回転位置を示す位置信号を生成するための、例示的かつ非限定の実施形態による方法のフローチャートである。この方法は、以下のアクションすなわち、
−  アクション３０１：第１の交流信号および第２の交流信号を、リゾルバから受信するステップであって、第１および第２の交流信号の振幅は、第１および第２の交流信号の包絡線が相互の位相シフトを有するようにリゾルバの回転位置に依拠する、受信するステップと、
−  アクション３０２：第１の交流信号の波形および／または第２の交流信号の波形における極性インジケータを認識するステップと、
−  アクション３０３：認識された極性インジケータに基づき、リゾルバの励磁信号の極性を示す極性情報を判定するステップと、
−  アクション３０４：第１および第２の交流信号の振幅、ならびに極性情報に基づき、リゾルバの回転位置を示す位置信号を発生させるステップと
を含む。
【００４０】
例示的かつ非限定の実施形態による方法において、極性インジケータを認識することは、第１の交流信号の位相変化もしくは周波数変化、および／または第２の交流信号の位相変化もしくは周波数変化を認識することを含む。この例示的かつ非限定の実施形態による方法において、極性情報は、認識された位相変化または認識された周波数変化に基づき判定される。
【００４１】
例示的かつ非限定の実施形態による方法において、極性インジケータを認識することは、第１の交流信号の波形および／または第２の交流信号の波形を、所定の波形パターンと比較することを含む。この例示的かつ非限定の実施形態による方法において、極性情報は、所定の波形パターンと適合する、第１の交流信号の一部および／または第２の交流信号の一部に基づき判定される。
【００４２】
上記の説明で提供された特定の例は、添付の特許請求の範囲および／または適用可能性を限定するものと解釈すべきではない。上記の説明に提供された例のリストおよびグループは、別途明記しない限り、網羅的なものではない。
【符号の説明】
【００４３】
１００  電気駆動システム
１０１  位置決めデバイス
１０２  信号インターフェース
１０３  処理システム
１０４  励磁デバイス
１０５  信号発生器
１０６  信号インターフェース
１０７  変調器
１０８  変換器
１０９  変換器
１１０  電気機械
１１１  アクチュエータ
１１２  リゾルバ
１１３  整流ステージ
１１４  中間回路
１１５  インバータ・ステージ
１５１  位置決めデバイス
１５２  信号インターフェース
１５３  処理システム
１５４  励磁デバイス
１５５  信号発生器
１５６  信号インターフェース
１５７  変調器
２２１  Ｖ＿ｅｘｃのパルス
２２２  Ｖ＿ｅｘｃのパルス
２２３  Ｖ＿ｅｘｃのパルス
２２４  Ｖ＿ｅｘｃのパルス
２２５  Ｖ＿ｅｘｃの波形パターン
２２６  Ｖ＿ｅｘｃの波形パターン
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【外国語明細書】
2020148762000001.pdf