JPS62457B2 - - Google Patents
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- JPS62457B2 JPS62457B2 JP10846883A JP10846883A JPS62457B2 JP S62457 B2 JPS62457 B2 JP S62457B2 JP 10846883 A JP10846883 A JP 10846883A JP 10846883 A JP10846883 A JP 10846883A JP S62457 B2 JPS62457 B2 JP S62457B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- waveform
- resolver
- sample
- hold
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/46—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring amplitude of generated current or voltage
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレゾルバによる速度検出装置に関す
る。
る。
レゾルバでは、2相の励振源sin ωt、cos
ωtに対し、レゾルバ出力はsin(ωt±Θ)に
なる。Θはレゾルバ極対数をp、モータの機械角
周波数をωMとすれば、pωMtで表わされ、モー
タ速度ωMを検出するにはΘの微分をとりdΘ/
dtを求めればよく、モータ速度ωMに比例した信
号が得られる。
ωtに対し、レゾルバ出力はsin(ωt±Θ)に
なる。Θはレゾルバ極対数をp、モータの機械角
周波数をωMとすれば、pωMtで表わされ、モー
タ速度ωMを検出するにはΘの微分をとりdΘ/
dtを求めればよく、モータ速度ωMに比例した信
号が得られる。
このdΘ/dtを演算するには、励振源sin ω
tとレゾルバ出力sin(ωt±Θ)の差分角周波
数信号sin Θ、を求め、このΘに関する周期関
数sin Θを1回微分してdΘ/dt・cos Θの信号波 形を得ればよく、この式より明らかのように振幅
がdΘ/dtに比例する。
tとレゾルバ出力sin(ωt±Θ)の差分角周波
数信号sin Θ、を求め、このΘに関する周期関
数sin Θを1回微分してdΘ/dt・cos Θの信号波 形を得ればよく、この式より明らかのように振幅
がdΘ/dtに比例する。
2つの周期関数の差分角周波数信号を得る方法
としては、一方の信号で他方の信号をサンプルホ
ールドするサンプルホールド法、一方の信号の
180゜毎に他方の信号を正/負反転し平滑する同
期整流方式、の2つがある。サンプルホールド法
に比較し、同期整流方式は、リツプルが大きく、
微分前に大時定数の平滑回路を配する必要が生
じ、速応性に難がある。
としては、一方の信号で他方の信号をサンプルホ
ールドするサンプルホールド法、一方の信号の
180゜毎に他方の信号を正/負反転し平滑する同
期整流方式、の2つがある。サンプルホールド法
に比較し、同期整流方式は、リツプルが大きく、
微分前に大時定数の平滑回路を配する必要が生
じ、速応性に難がある。
差分角周波数信号はΘに関する周期関数
(Θ)であり、これがいかなる波形であれ微分す
ればd(Θ)/dt=d(Θ)/dΘ・dΘ/dt
の形で表わされ、 d(Θ)/dΘを一定とすれば、d(Θ)/dtは
dΘ/dtに比例す ることとなる。すなわち、上記する例のように
(Θ)がsin Θであれば、d(Θ)/dtを求め
ると、d(Θ)/dΘはcos Θとなり周期関
数で表わされ、従つてこのcos Θの振幅がd
Θ/dtに対応するのであり、得られた微分信号波
形の振幅に着目すれば、これが検出すべきモータ
速度信号となる。
(Θ)であり、これがいかなる波形であれ微分す
ればd(Θ)/dt=d(Θ)/dΘ・dΘ/dt
の形で表わされ、 d(Θ)/dΘを一定とすれば、d(Θ)/dtは
dΘ/dtに比例す ることとなる。すなわち、上記する例のように
(Θ)がsin Θであれば、d(Θ)/dtを求め
ると、d(Θ)/dΘはcos Θとなり周期関
数で表わされ、従つてこのcos Θの振幅がd
Θ/dtに対応するのであり、得られた微分信号波
形の振幅に着目すれば、これが検出すべきモータ
速度信号となる。
次に周期関数(Θ)の波形を考える。すなわ
ち、モータ速度信号は時間遅れのない瞬時の検出
値が理想でありもちろん連続して検出できること
が必要である。すなわち、(Θ)を微分して得
るΘの周期関数(d(Θ)/dΘ)・(dΘ/
dt)の微分波形にあつて、速度信号に対応する振
幅(dΘ/dt)が、何らかの手段を用いて連続し
た線形の高さ信号波形に変換できる(Θ)を選
ぶようにすればよい。
ち、モータ速度信号は時間遅れのない瞬時の検出
値が理想でありもちろん連続して検出できること
が必要である。すなわち、(Θ)を微分して得
るΘの周期関数(d(Θ)/dΘ)・(dΘ/
dt)の微分波形にあつて、速度信号に対応する振
幅(dΘ/dt)が、何らかの手段を用いて連続し
た線形の高さ信号波形に変換できる(Θ)を選
ぶようにすればよい。
ところで、レゾルバは2相励磁であり、励振源
をレゾルバ出力でサンプルホールドして得る差分
角周波数信号は90゜の相差を有する2つの信号と
なり、従つてこの微分信号波形も同じく90゜の相
差を有する2つの同一波形の信号が得られ、
(Θ)の微分波形d(Θ)/dtは2つ存在する
ことになり、上記微分波形振幅を連続した高さ信
号に変換するに際し、この2つの微分波形を用い
ることが考えられる。
をレゾルバ出力でサンプルホールドして得る差分
角周波数信号は90゜の相差を有する2つの信号と
なり、従つてこの微分信号波形も同じく90゜の相
差を有する2つの同一波形の信号が得られ、
(Θ)の微分波形d(Θ)/dtは2つ存在する
ことになり、上記微分波形振幅を連続した高さ信
号に変換するに際し、この2つの微分波形を用い
ることが考えられる。
すなわち、この発明は、上記のように、レゾル
バが2相励磁であり、差分角周波数信号の微分信
号は、90゜の相差を持つ2つの同一波形信号であ
ることに鑑み、この2つの微分波形信号を加算合
成するという簡易の手法により、当微分波形信号
の振幅に一致した連続の高さ信号を得るようにし
たもので、90゜の位相差をもつ2つの微分波形信
号を三角波形として、一方の波形が零のとき他方
の波形は最大値にあり、かつ前者が位相の進むに
つれ増大するのに対し後者は同じ勾配で減少して
いき、両者の加算合成値は三角波形振幅の最大値
として変化せず、これは前者が最大値に達し後者
が零の場合でも全く変らず、結局90゜位相差の2
つの三角波形の加算合成は、三角波形の振幅値に
一致し高さ信号として一定値の信号を得ることに
なる。
バが2相励磁であり、差分角周波数信号の微分信
号は、90゜の相差を持つ2つの同一波形信号であ
ることに鑑み、この2つの微分波形信号を加算合
成するという簡易の手法により、当微分波形信号
の振幅に一致した連続の高さ信号を得るようにし
たもので、90゜の位相差をもつ2つの微分波形信
号を三角波形として、一方の波形が零のとき他方
の波形は最大値にあり、かつ前者が位相の進むに
つれ増大するのに対し後者は同じ勾配で減少して
いき、両者の加算合成値は三角波形振幅の最大値
として変化せず、これは前者が最大値に達し後者
が零の場合でも全く変らず、結局90゜位相差の2
つの三角波形の加算合成は、三角波形の振幅値に
一致し高さ信号として一定値の信号を得ることに
なる。
以下、図示する実施例によりこの発明を具体的
に説明する。図面は、第1図がレゾルバの構成
図、第2図がレゾルバによる速度検出装置ブロツ
ク図、第3図が動作説明のタイムチヤートであ
る。
に説明する。図面は、第1図がレゾルバの構成
図、第2図がレゾルバによる速度検出装置ブロツ
ク図、第3図が動作説明のタイムチヤートであ
る。
第1図に示すように、レゾルバは固定子側の2
相の励磁巻線1,2と、回転子側の1相の出力巻
線3より構成される。励磁巻線1,2はそれぞれ
90゜位相差の2相の正弦波信号sin ωt、cos
ωtで励磁され、出力巻線3には回転角Θ(電気
角に換算)で位相変調された出力信号sin(ωt
±Θ)が発生し、回転トランス4を介して外部へ
取出される。この回転角Θは、時間とともに変化
し、モータ速度ωMとすれば、また極対数をpと
して、pωMtと表わすことができ、レゾルバ出
力信号はsin(ωt±pωMt)となる。すなわ
ち、レゾルバによる速度検出は、レゾルバ出力の
位相変調信号sin(ωt±Θ)より、モータ速度
ωMに比例の位相微分信号dΘ/dtを如何にして
得るかに係り、この発明は、レゾルバ励磁信号と
出力信号との間の差分角周波数信号を得、このΘ
に関する周期関数を1回微分してΘの微分信号d
Θ/dtを、この1回微分のΘ周期関数の振幅とし
て取出すようにしたものである。
相の励磁巻線1,2と、回転子側の1相の出力巻
線3より構成される。励磁巻線1,2はそれぞれ
90゜位相差の2相の正弦波信号sin ωt、cos
ωtで励磁され、出力巻線3には回転角Θ(電気
角に換算)で位相変調された出力信号sin(ωt
±Θ)が発生し、回転トランス4を介して外部へ
取出される。この回転角Θは、時間とともに変化
し、モータ速度ωMとすれば、また極対数をpと
して、pωMtと表わすことができ、レゾルバ出
力信号はsin(ωt±pωMt)となる。すなわ
ち、レゾルバによる速度検出は、レゾルバ出力の
位相変調信号sin(ωt±Θ)より、モータ速度
ωMに比例の位相微分信号dΘ/dtを如何にして
得るかに係り、この発明は、レゾルバ励磁信号と
出力信号との間の差分角周波数信号を得、このΘ
に関する周期関数を1回微分してΘの微分信号d
Θ/dtを、この1回微分のΘ周期関数の振幅とし
て取出すようにしたものである。
第2図のブロツク線図において、5,6はレゾ
ルバ励振源のsin ωt、cos ωtに同期の三角
波を形成する回路、7はレゾルバ出力のsin(ω
t±Θ)を矩形波に変換する回路、8,9は先の
三角波形成回路5,6の出力の励振源に同期した
三角波を積分した放物波形を得る積分回路、1
0,11は、放物波形をレゾルバ出力に同期の矩
形波の立下り(立上り)タイミングでサンプリン
グするサンプルホールド回路、12,13はサン
プリングして得られたレゾルバ励磁信号と出力信
号との間の差分角周波数信号を波形整形しサンプ
リングのホールドステツプを除去するフイルタ
ー、14,15は波形整形された差分角周波数信
号の放物波形を微分しΘの微分dΘ/dtを振幅と
するΘの周期関数の三角波に変換する微分回路、
16,17はこの三角波(振幅がモータ速度ωM
に比例)を整流する整流回路、18は2つの整流
三角波を加算合成し、モータ速度ωMに比例する
高さ信号を得る加算回路である。
ルバ励振源のsin ωt、cos ωtに同期の三角
波を形成する回路、7はレゾルバ出力のsin(ω
t±Θ)を矩形波に変換する回路、8,9は先の
三角波形成回路5,6の出力の励振源に同期した
三角波を積分した放物波形を得る積分回路、1
0,11は、放物波形をレゾルバ出力に同期の矩
形波の立下り(立上り)タイミングでサンプリン
グするサンプルホールド回路、12,13はサン
プリングして得られたレゾルバ励磁信号と出力信
号との間の差分角周波数信号を波形整形しサンプ
リングのホールドステツプを除去するフイルタ
ー、14,15は波形整形された差分角周波数信
号の放物波形を微分しΘの微分dΘ/dtを振幅と
するΘの周期関数の三角波に変換する微分回路、
16,17はこの三角波(振幅がモータ速度ωM
に比例)を整流する整流回路、18は2つの整流
三角波を加算合成し、モータ速度ωMに比例する
高さ信号を得る加算回路である。
第3図のタイムチヤートは、先のブロツク線図
において各回路の入出力波形を示す。上から順
に、レゾルバ励磁信号sin ωt、cos ωtに同
期した三角波A,Bレゾルバ出力信号sin(ωt
+Θ)に同期した矩形波C、三角波A,Bを積分
した放物波形D,E、及びこの放物波形D,Eを
矩形波Cの立下りタイミングでサンプリングして
得た差分角周波数信号のサンプルホールド波形
F,G、このサンプルホールド波形F,Gのホー
ルドステツプを除去した差分角周波数の放物波形
H,I、放物波形H,Iを微分して得た差分角周
波数に比例の振幅を持つ三角波J,K、この三角
波J,Kを整流した波形L,M、この整流三角波
L,Mを加算合成し振幅に一致した一定の高さ信
号N、を表わす。
において各回路の入出力波形を示す。上から順
に、レゾルバ励磁信号sin ωt、cos ωtに同
期した三角波A,Bレゾルバ出力信号sin(ωt
+Θ)に同期した矩形波C、三角波A,Bを積分
した放物波形D,E、及びこの放物波形D,Eを
矩形波Cの立下りタイミングでサンプリングして
得た差分角周波数信号のサンプルホールド波形
F,G、このサンプルホールド波形F,Gのホー
ルドステツプを除去した差分角周波数の放物波形
H,I、放物波形H,Iを微分して得た差分角周
波数に比例の振幅を持つ三角波J,K、この三角
波J,Kを整流した波形L,M、この整流三角波
L,Mを加算合成し振幅に一致した一定の高さ信
号N、を表わす。
すなわち、この発明は、レゾルバが2相励磁で
あり、出力信号によりサンプルホールドして得ら
れる差分角周波数信号は2相ありこれの微分波形
信号も2相得られるということに鑑み、この2つ
の90゜位相差の微分波形を利用して、当微分波形
振幅に一致した一定の高さ信号を取り出そうとす
るもので、2つの微分信号波形を三角波としたこ
とを特徴とする。
あり、出力信号によりサンプルホールドして得ら
れる差分角周波数信号は2相ありこれの微分波形
信号も2相得られるということに鑑み、この2つ
の90゜位相差の微分波形を利用して、当微分波形
振幅に一致した一定の高さ信号を取り出そうとす
るもので、2つの微分信号波形を三角波としたこ
とを特徴とする。
第3図タイムチヤートで明らかのように、三角
波J,Kの整流波形L,Mを加算合成すれば、上
記三角波J,Kの振幅に一致した高さ信号Nが得
られ、モータ速度ωMすなわち位相微分dΘ/dt
の信号を検出することができる。従つて、この微
分波形が三角波J,Kとなるためには、J,K波
形を積分した波形は放物波形でなければならず、
サンプルホールド前のレゾルバ励磁信号も放物波
形に変換しなければならない。
波J,Kの整流波形L,Mを加算合成すれば、上
記三角波J,Kの振幅に一致した高さ信号Nが得
られ、モータ速度ωMすなわち位相微分dΘ/dt
の信号を検出することができる。従つて、この微
分波形が三角波J,Kとなるためには、J,K波
形を積分した波形は放物波形でなければならず、
サンプルホールド前のレゾルバ励磁信号も放物波
形に変換しなければならない。
すなわち、この発明は、レゾルバ励磁信号を矩
形波に変換、更に積分を行い三角波を得、かつま
たこの三角波を積分して放物波形を得るもので、
これをレゾルバ出力の零クロスタイミングでサン
プリングし、放物波形でレゾルバ励磁信号と出力
信号との間の差分角周波数信号を得、かつこの差
分角周波数の放物波形信号を微分して、振幅が速
度信号に対応する三角波に変換、これら2相の90
゜相差の三角波を加算合成して振幅に一致した一
定の高さ信号を得ることになる。
形波に変換、更に積分を行い三角波を得、かつま
たこの三角波を積分して放物波形を得るもので、
これをレゾルバ出力の零クロスタイミングでサン
プリングし、放物波形でレゾルバ励磁信号と出力
信号との間の差分角周波数信号を得、かつこの差
分角周波数の放物波形信号を微分して、振幅が速
度信号に対応する三角波に変換、これら2相の90
゜相差の三角波を加算合成して振幅に一致した一
定の高さ信号を得ることになる。
第2図のブロツク図、第3図のタイムチヤート
により機能を説明すると、三角波形成回路5,6
より励磁信号に同期の90゜相差の三角波A,Bが
形成され、この三角波A,Bは積分回路8,9を
介し放物波形D,Eに変換される。一方、矩形波
変換回路7よりレゾルバ出力に同期の矩形波Cが
出力され、この立上りあるいは立下りのタイミン
グでサンプルホールド回路10,11により放物
波形D,Eがサンプルホールドされ、サンプルホ
ールド波形F,Gが形成される。サンプルホール
ド波形F,Gは、フイルター12,13を介しス
テツプ状箇所の整形を行い、レゾルバ励磁と出力
の差分角周波数の放物波形H,Iに変換され、更
に微分回路14,15を経て差分角周波数(速度
信号)に一致した振幅を持つ三角波J,Kに変換
される。三角波J,Kは整流回路16,17によ
り整流され整流波形L,Mに変換、更に加算回路
18により加算合成され、三角波J,Kの振幅に
一致した連続の線形信号Nが得られる。
により機能を説明すると、三角波形成回路5,6
より励磁信号に同期の90゜相差の三角波A,Bが
形成され、この三角波A,Bは積分回路8,9を
介し放物波形D,Eに変換される。一方、矩形波
変換回路7よりレゾルバ出力に同期の矩形波Cが
出力され、この立上りあるいは立下りのタイミン
グでサンプルホールド回路10,11により放物
波形D,Eがサンプルホールドされ、サンプルホ
ールド波形F,Gが形成される。サンプルホール
ド波形F,Gは、フイルター12,13を介しス
テツプ状箇所の整形を行い、レゾルバ励磁と出力
の差分角周波数の放物波形H,Iに変換され、更
に微分回路14,15を経て差分角周波数(速度
信号)に一致した振幅を持つ三角波J,Kに変換
される。三角波J,Kは整流回路16,17によ
り整流され整流波形L,Mに変換、更に加算回路
18により加算合成され、三角波J,Kの振幅に
一致した連続の線形信号Nが得られる。
以上のように、この発明は、レゾルバが2相励
磁であり、位相変調信号のレゾルバ出力でサンプ
ルホールドすれば、モータ速度に対応の2相の差
分角周波数信号を得られることに鑑み、この微分
波形が差分角周波数に比例した振幅の周期関数で
あり、これら90゜相差の2相の周期関数を用いて
周期に関係なく振幅を連続した信号として取り出
すもので、時間遅れのない速応性のよい速度信号
が得られ速制御御ループのフイードバツク信号と
して最適である。なお、放物状のサンプルホール
ド波形を整形する際のステツプ高さは、レゾルバ
励磁周波数が5KHz前後であるに対しモータ速度
は150Hz程度の低速であり、左程問題とするまで
もなく、1msec位の短時定数のフイルターでよ
く、従来の同期整流方式のような大きなリツプル
を除去する必要はなく、このフイルターの、速応
性に与える影響は殆んどない。また、回転構成
も、OPアンプ、抵抗、コンデンサ、FET等の部
品を組合せてなり、簡単かつ低価格であり、高精
度の速応性に優れたアナログ速度検出器を提供す
ることができる。
磁であり、位相変調信号のレゾルバ出力でサンプ
ルホールドすれば、モータ速度に対応の2相の差
分角周波数信号を得られることに鑑み、この微分
波形が差分角周波数に比例した振幅の周期関数で
あり、これら90゜相差の2相の周期関数を用いて
周期に関係なく振幅を連続した信号として取り出
すもので、時間遅れのない速応性のよい速度信号
が得られ速制御御ループのフイードバツク信号と
して最適である。なお、放物状のサンプルホール
ド波形を整形する際のステツプ高さは、レゾルバ
励磁周波数が5KHz前後であるに対しモータ速度
は150Hz程度の低速であり、左程問題とするまで
もなく、1msec位の短時定数のフイルターでよ
く、従来の同期整流方式のような大きなリツプル
を除去する必要はなく、このフイルターの、速応
性に与える影響は殆んどない。また、回転構成
も、OPアンプ、抵抗、コンデンサ、FET等の部
品を組合せてなり、簡単かつ低価格であり、高精
度の速応性に優れたアナログ速度検出器を提供す
ることができる。
図面は、第1図がレゾルバの構成図、第2図が
実施例のブロツク線図、第3図がその動作を説明
するためのタイムチヤートである。 1,2……レゾルバ励磁巻線、3……レゾルバ
出力巻線、5,6……三角波発生回路、7……矩
形波発生回路、8,9……積分回路、10,11
……サンプルホールド回路、12,13……フイ
ルター、14,15……微分回路、16,17…
…整流回路、18……加算回路。
実施例のブロツク線図、第3図がその動作を説明
するためのタイムチヤートである。 1,2……レゾルバ励磁巻線、3……レゾルバ
出力巻線、5,6……三角波発生回路、7……矩
形波発生回路、8,9……積分回路、10,11
……サンプルホールド回路、12,13……フイ
ルター、14,15……微分回路、16,17…
…整流回路、18……加算回路。
Claims (1)
- 1 2相の励磁巻線と1相の出力巻線よりなるレ
ゾルバにおいて、2相の励磁巻線の励磁信号に同
期して三角波を形成する2つの三角波発生回路、
この三角波を放物波形に変換する2つの積分回
路、出力巻線の位相変調信号を矩形波に変換する
矩形波発生回路、この矩形波の立上りあるいは立
下りのタイミングで上記2つの放物波形をサンプ
ルホールドする2つのサンプルホールド回路、こ
のサンプルホールド波形を整形する2つのフイル
ター、この整形後のサンプルホールド波形を微分
し三角波に変換する2つの微分回路、この三角波
を整流する2つの整流回路、この整流三角波を加
算合成し振幅に一致の連続した高さ信号を出力す
る加算回路、を備えたことを特徴とするレゾルバ
による速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10846883A JPS60367A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | レゾルバによる速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10846883A JPS60367A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | レゾルバによる速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60367A JPS60367A (ja) | 1985-01-05 |
| JPS62457B2 true JPS62457B2 (ja) | 1987-01-08 |
Family
ID=14485517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10846883A Granted JPS60367A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | レゾルバによる速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60367A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0196317U (ja) * | 1987-07-17 | 1989-06-27 |
-
1983
- 1983-06-15 JP JP10846883A patent/JPS60367A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0196317U (ja) * | 1987-07-17 | 1989-06-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60367A (ja) | 1985-01-05 |
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