同步旋转变压器、旋转变压器以及角度检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种同步旋转变压器、旋转变压器以及角度检测装置，同步旋转变压器用于确保更高精度的绝对精度且以简单的结构实现产品之间的互换性，旋转变压器高精度地校正旋转变压器定子的轴心偏移，角度检测装置可靠性高。位置检测器使用具有正交性的两相信号来进行位置检测，通过将两相信号变换为极坐标并利用振幅信息估计高次谐波成分，求出校正值来校正检测位置与实际位置之间的位置的偏移。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

同步旋转变压器、旋转变压器以及角度检测装置
本技术涉及一种位置检测器、同步旋转变压器、旋转变压器以及角度检测装置。
技术介绍
位置检测技术广泛利用于各种的领域、用途。有各种用于位置检测的检测器的结构、其检测方式等，根据应用的装置、仪器或者系统、另外根据所需的检测精度、性能、使用场所乃至状况等而使用适合的位置检测器，但是特别是在重视坚固性、抗振动性、抗高温性等的情况下，能够将旋转变压器使用为位置检测单元。旋转变压器还有无刷类型，无刷旋转变压器在取出信号时不使用刷而是通过无刷化来去掉电接触部，当要维持更高可靠性时，大多使用这样类型的旋转变压器。旋转变压器(resolver)是一种旋转变压器，因而是电磁的检测单元，原理上具有转子和用于检测的绕组，伴随着转子的旋转而输出与旋转角相应的信号，它作为表示位置的角度信息而被取出。这种位置检测器、特别是无刷旋转变压器适合用于假定在多种使用环境下工作的自动机械等。即，与作为检测部例如使用霍尔元件的检测器的情况、或者使用编码器的检测器等的情况相比，具有如前所述那样结构上基本没有电子电路从而坚固、抗高温强、抗振动、抗冲击强、还能够在高气压、真空、放射线等特殊用途中使用等的优点，并且虽然原来是模拟检测器但是通过与转换器即旋转变压器/数字变换器(RCD;ReS0lver toDigital Converter)进行组合使用还能够应对数字化，因此在需要数字控制的机器人、工作机等各种自动机械的伺服系统中的位置控制(位置控制)中也逐渐采用。如上所述的检测单元虽然是如此抗环境性等优良、另外当与变换器进行组合时还能够将位置信息作为数字输出而获得·，但是在来自实际使用中的检测部主体的信号中载有高次谐波成分。即，具有转子的形状的偏差、绕组的特性、间隙的偏差等，因此从主体部输出的信号(模拟信号)产生失真，因此检测信号中包含高次谐波。因而，在根据载有高次谐波成分的信号进行检测的位置与实际的位置之间产生偏移，这样的高次谐波导致的误差在要求高分辨率的情况下的控制中成为精度提高的制约。包含在信号中的高次谐波成分其程度在使用检测部个体之间具有偏差，而且即使起初没有个体差以伴随使用的作用负载的变化、老化、例如轴承的油压变化、部件的劣化等为起因而对位置偏移带去影响的信号中的高次谐波成分的量也逐渐变化。以往，在位置检测器中没有由自己自身来校正检测精度的功能。在上述的旋转变压器的情况下，如果能够实现检测精度的自我诊断则能够进一步对其有用性的扩大作出贡献。即，如上所述旋转变压器耐环境性优良是其优点之一，因此还能够应用于能够在多种环境条件下使用的工业用机器人等中，但是即使是这种旋转变压器也不能使历时的检测特性完全没有变化，因此在根据使用旋转变压器主体预先测量检测误差量并由此实施误差校正的情况下，当之后伴随使用而误差量也变化时所要求的校正量不可避免地从当初设定的值逐渐偏离，因而当基于这样的方法时，当然要求针对每个使用个体预先求出校正量等的时间，在校正被仕用状态或者老化而左右的结果将无法消除恰当的误差校正。特别是，在要求精密且高分辨率的机器人等的控制系中，在要长期维持、确保高精度的位置控制(例如，15万分割/转以上)的情况下不容易对其进行响应。专利文献I记载有检测侧中的旋转变压器的相位误差校正技术，另外专利文献2 公开了旋转变压器检测误差校正技术。各公报的技术作为连接在旋转变压器的电路都使用了所谓移相器方式的电路。专利文献I的技术是在相位检测型的旋转变压器中消除检测器误差的方法，该检测器能够作为位置、速度的传感器而使用，但是在专利文献I所述的两个方法中，校正量分别表示为(p(o)t)、φ(α)Η__π/2)并应用它。关于校正量的求出方法，没有特别地公开其具体的单元，但是转移误差φ(θ)设为通过预先测量而知晓、并且设为使用与相位误差相当的 (p(C0t)、φ(ω〖+π/2)，因此这需要为了消除检测器误差而根据使用检测器另行预先测量来进行校正量的设定。专利文献2的技术校正根据相位差(移相差)进行位置、速度的检测的旋转变压器的检测误差，其将旋转变压器的相位输出作为对象，与前者的情况相同。在该技术中，其基本思路也是如果设定与误差相对应的校正量则能够消除误差，因此针对每个使用个体根据例如该公报所示那样的旋转变压器误差曲线设定校正量，因而仍然没有由使用检测器自身来依次校正检测精度这样的功能。如日本特公平7-44813号(专利文献3)所示，作为伺服马达系统的角度位置检测器而使用了同步旋转变压器。同步旋转变压器通过转子铁心相对于定子铁心进行角度位移而利用两者的空隙中的磁阻发生变化来检测其旋转角度位置，在同步旋转变压器定子中卷绕具有120°的电角度的相位差的A相、B相、以及C相的检测信号用的绕组。当各相的绕组的匝数、电感、电阻值等具有偏差时，在三相的信号中产生不平衡，相对于真值产生误差，因此作为位置检测器的精度下降。为了解决这样的问题点，以往如日本特开2000-262081(专利文献4)公开那样如下地构成将用于旋转变压器装置 的各相的偏差校正的校正数据预先保存在驱动单元内，将来自旋转变压器装置的多相输出信号由相变换电路变换为两相输出信号，通过根据R/D转换器和上述校正数据获取数字位置信号等而保持马达部和驱动单元的互换。另外，不经由减速器直接驱动负荷的DD马达(直接驱动马达)能够进行无齿隙、 空转的高精度的定位，因此用于NC工作机等的分度工作台、搬送装置、组装装置的机器人手臂等的各种的用途，研究了更小型且能够高精度的定位的DD马达的开发。作为用于高精度地检测DD马达的角度位置的单元，例如专利文献5公开了具备如下的高精度VR型旋转变压器环状的定子，其将卷绕定子线圈的定子极圆周等分地固定而成；以及环状的转子， 其具有与定子极相对置而形成在圆周方向的齿且与定子同心配置。为了以高精度的互换技术规范制作这种旋转变压器而需要对旋转变压器侧和位置检测电路侧的各自降低误差。作为旋转变压器的绝对精度测量单元，以往已知有使用高精度/高分辨率的旋转编码器的方法、将从旋转变压器输出的旋转变压器信号变换为两相信号(sin信号、cos信号)并将其取入示波器而作为X=COS信号，Y=Sin信号来观察X-Y波形的方法等。以往，作为不使用减速器而直接驱动负荷的马达有直接驱动马达。直接驱动马达能够进行无齿隙、空转的非高精度的定位，因此用于NC工作机等的分度工作台、搬送装置以及组装装置的机器人手臂等的各种的用途中。另外近年来，伴随着直接驱动马达的用途的多样化希望开发出更小型且能够进行高精度的定位的直接驱动马达。作为用于检测这种直接驱动马达的转轴的旋转角度的角度检测装置，公知有组合单极旋转变压器和多极旋转变压器的装置。在这种角度检测装置中，单极旋转变压器其制造的心偏移等容易影响到绝对精度，特别是当要减小直径来实现小型化时，绝对精度的提高变得困难。另一方面，当要增多多极旋转变压器的极数来提高分辨率时，对单极旋转变压器要求多极旋转变压器的一极以下的精度，因此误差的允许值变小。因而，在这种角度检测装置中，难以同时实现高分辨率和绝对测量。作为用于解决这样的问题的一个方法，以往提出了如下方法(参照专利文献6) 预先根据多极旋转变压器的输出来测量单极旋转变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步旋转变压器，具备：定子，其具备沿环状定子基部的整个圆周方向等间隔地配置的定子极；以及转子，其相对于上述定子进行角度位移，能够使上述转子与上述定子之间的间隙中的磁阻成分变化，该同步旋转变压器的特征在于，还具备位置调整单元，该位置调整单元用于调整卷绕在上述定子极上的各相绕组的位置，上述位置调整单元是形成能够插入配合于上述定子极的形状的绕线管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：太田裕介，小泉和则，丸山正幸，渡边逸男，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：实用新型
国别省市：