レゾルバ

回転物の回転角度を
検出するセンサ

レゾルバ
教科書

光学式エンコーダなどの他のセンサに比べ、優れた耐環境性を持つレゾルバ。当メディアではレゾルバの基礎知識をはじめ、モータとレゾルバの位相差合わせを簡単にできる、新しいレゾルバ調整方法についてもご紹介します。

回転角度センサ
「レゾルバ」とは?

回転角度センサ「レゾルバ」とは?

過酷な環境において採用される回転角度検出センサ

レゾルバとは、回転物の回転角度を検出するセンサです。別名、アナログ出力式ロータリーエンコーダとも呼ばれます。
光学式エンコーダよりも構造がシンプルで耐環境性に優れているため、振動・熱・油が発生するHEV(ハイブリッド車)・EV(電気自動車)用や建設機械用モータにはレゾルバが採用されています。航続距離の伸長が求められるEV(電気自動車)用においては、モータ制御のエネルギー効率向上が必要不可欠。精密にモータを制御しなければならないため、どのような環境下でも信頼性の高い働きができる、高精度の回転角度検出センサが求められます。

モータをばらしてみる
株式会社エヌエスティー

モータ生産工程に関わる様々な検査に対応が可能

NSTでは、レゾメータをはじめ、自動ブレーキ性能評価装置、データ監視システム、ギヤ噛み合い検査装置、制御コントローラ、音・振動検査装置、モータ特性評価装置、バッテリ充放電検査装置、インバータ特性検査装置、危険(安全)体験装置など、多種多様な製品を取り扱っています。

エヌエスティーでは、製品を販売するだけでなく、お客様の全体の工程の設計や、より効率的な工程方法を提案、コンサルしています。

レゾルバの基礎知識をはじめ、レゾルバを取り扱っているメーカーなどまとめてご紹介します。

レゾルバと
エンコーダの違い

どちらもEVやHEVなどの走行用モータなど、回転物の回転角度を検出するセンサです。レゾルバとエンコーダは同じような役割を担っていますが、鉄心とコイルのみというシンプルな構造であるレゾルバは、より、耐環境性に優れています。

レゾルバメーカー
一覧

多摩川精機をはじめ、日本航空電子工業やミネベアミツミなどレゾルバを取り扱っている国内外のメーカー、各メーカーが取り扱っているレゾルバや企業の特徴について紹介します。

レゾルバ
あるあるQ&A

レゾルバの価格目安をはじめ、レゾルバにまつわる疑問や質問を集めました。
レゾルバの知識豊富なプロが詳しく解説します。

「レゾルバ」の取付けに
欠かせない位相計測

「レゾルバ」の取付けに欠かせない位相計測
オシロスコープを使った
位相差合わせ方法
  • 外付けの駆動装置にモータを設置する。モータとオシロスコープを接続し、駆動装置を稼働してモータを回す。
  • 配線で接続されたオシロスコープに波形が出てくるので、レゾルバの原点信号と有機電圧のゼロクロス点が重なるように、オシロスコープの波形を見ながらレゾルバを調整する。
  • オシロスコープで計測しただけでは、何度ずれているかはわからないので、角度情報を知るために、駆動装置の回転数とオシロスコープの計測時間から角度を採取する。

時間がかかるレゾルバ調整…
レゾルバの取付工程で起こる
位相差について解説

センサとモータの角度ズレのことを「位相差」と呼びます。
「レゾルバの原点角度」と「モータコイルの基準角度」の角度ズレがどのような影響を及ぼすか
自動車のモータのレゾルバのケースで解説していきます。

電気自動車(EV)

モータの場合

畑中さん

レゾルバに詳しい
エヌエスティー
畑中さん

CHECK POINT

航続距離の伸長が求められるEV(電気自動車)用においては、モータ制御のエネルギー効率向上が必要不可欠。この航続距離を確実に伸ばす為には、与えた指令・電力の通りにモータを回転させることが重要になります。

位相差が及ぼす影響とは?

エネルギー効率に影響がでます。モータはインバータで駆動しますが、インバータ側はレゾルバからの信号を信じてモータを回しています。
しかし、レゾルバとモータの位相に20°のズレが生じている場合、インバータは360°回しているつもりで、実際には340°しか回っていないという状態になります。
つまり、「20°分、無駄な電力を供給している=早くバッテリが枯渇する=航続距離が減る」ということになります。

(※厳密には位相ズレが効率に影響を与える原理は異なります。
あくまでもわかりやすくイメージして頂くための説明になりますので、詳しい解説に関しては、エヌエスティーにお問い合わせください。)

レゾルバ位相差合わせで
こんなお悩み
ありませんか?

  • モータ開発やモータ製造ライン、モータ修理・メンテナンス時のレゾルバ位相合わせに手間と時間が掛かる
  • レゾルバの「知識」がなくても誰でも角度ずれを測れるようにしたい…
  • 校正証明書がとれるレゾルバ調整機器が欲しい
  • レゾルバ位相差に関わる初期費用・導入コスト削減したい
  • オシロスコープをみながらの感覚的な調整ではなく、
    位相差精度をあげたい
  • モータのメンテナンスを
    自社内製化
    したい…
矢印
そのお悩み…
コレで解決できます!
Reso-Meter
  • 校正証明書
    添付が可能
  • トレーサビリティ体系図発行

レゾルバ位相計測器
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でも、簡単に、正確測定可能

  • モータを手回しするだけで位相差(取付角度)を計測可能
  • 計測精度は、±0.1°以内で正確な精度調整が短時間で可能
  • 多種のモータ、レゾルバに対応
  • 駆動装置、オシロスコープが不要
  • 数値化できるため、校正証明書の添付が可能
  • 従来の10分の1程度のコストで導入可能
 

公式HPから基本仕様をCHECK!

レゾルバ調整
2つの測定方法で
比べてみると…

畑中さん

レゾルバに詳しい
エヌエスティー
畑中さん

モータを効率よく稼働させるために欠かせないレゾルバ調整について、従来のオシロスコープを使った方法と、レゾルバの検査装置を使った方法で、作業工程や調整の仕方、計測数値の正確性などを比較・紹介します。

検査装置で比較

従来の方法
オシロスコープ

オシロスコープ

外部の駆動装置が必須、設備コストもかかってしまう…

オシロスコープを使ったレゾルバ調整では、モータを回すための外部の駆動装置が必要。その駆動装置をモータと繋ぎ、さらにそのモータをオシロスコープにつなぐため、設備コストもかかり、どうしても作業工程も多くなり…。大掛かりな装置なので、スペースもとるし、持ち出しもできないです。

新しい方法
レゾメータ

レゾメータ

駆動装置、オシロスコープも不要!
誰でも簡単に計測可能

計測スタートボタンを押して、わずか1分ほどで位相差を測定可能。あっという間に取付角度が測定できるのが便利です!ズレが生じた場合は、調製ボタンを押すだけ。モータを停止した状態で測定できるので安全性も◎。本体は3.5kgと軽量でコンパクトなので、持ち運びも簡単にできます。

VS

大変なレゾルバ調整…
計測の数値の正確性で比較

従来の方法
オシロスコープ

オシロスコープ

オシロスコープの波形から、作業者の感覚で調整。どうしてもおおよその数値に…

モニターに映し出されたオシロスコープの波形から、作業者の感覚で調整。そのため、正確な数値が導き出されず、どうしてもおおよその数値になって…。作業をする人によって差が生じてしまうのが、悩みどころです。

新しい方法
レゾメータ

レゾメータ

位相差計測結果が数値で表示されるから、定量化が可能!校正証明書の取得もできる

レゾメータでのレゾルバ調整は、モータを駆動せず、数値を見ながら調整が可能。分解能±0.1°の高精度で計測できるので、作業をする人の感覚に左右されることなく、正確な計測ができます。その正確さから、計測器が正常であるか否かを試験する「校正」を行ったことを証明する「校正証明書」をとることも可能です。

VS

レゾメータが気になった方はコチラ

矢印

ここからは…
2つの方法の計測原理の違いを
深堀って解説します!!

畑中さん

レゾルバに詳しい
エヌエスティー
畑中さん

オシロ方式とレゾメータ、それぞれの測定方法の違いを見てきましたが、ここからは少し専門的に、両者の計測原理の違いについて解説していきます。

従来のZ相方式
(オシロ方式)の原理

従来のZ相方式(オシロ方式)の原理

4極対モータ、レゾルバ2倍角の一例
(RDC:RDコンバータ)

オシロスコープを用いたZ相検出では、Z相付近のみで位相差を検出します。
・オシロ方式:0.1°el

レゾメータの1周平均設定では、全てのゼロクロス点の平均値を位相差として表示します。
・レゾメータ1周平均:0.6°el
モータにはコイルのスロットごとに特性が異なる為、1点のみで計測するオシロ方式では対象ワークそのものの評価として不十分と言えます。

レゾメータの
計測原理

レゾメータの計測原理

4極対モータを対象ワークとして
測定した場合の例

モータ0°基準の設定が立上り(立下り)とした場合、立上り(立下り)検出から、機械角が360°変化する間に生じる全てのゼロクロス点においてRDコンバータを介してレゾルバ角度を取得し、それぞれのゼロクロス点で算出した位相差の平均値を対象ワーク位相差の測定値とします。
θはゼロクロス点におけるレゾルバ角度を示します。レゾメータ1周平均設定での測定原理は「モータが0~360°el回転する間に発生する全てのゼロクロス点で位相差を測定し、その平均値を計測結果として表示する」というものです。レゾメータではコイルのスロットごとの特性を含む、対象ワークの評価を行えます。

【計算式例】
{θ1+(θ2-90°)+(θ3-180°)+(θ4-270°)+θ5+(θ6-90°)+(θ7-180°)+(θ8-270°)}/8

標準設定の基本的な計測方式は1周平均と同じですが、計測に用いるゼロクロス点の数が異なります。

だからこそレゾメータが選ばれる
8のメリット

NST
畑中さん

レゾルバに詳しい
エヌエスティー
畑中さん

近年、より高効率なモータ駆動が求められる中で、レゾルバ位相差の高精度な検出が求められています。その中で、より正確な製品評価を行う為、Z相付近のみでしか検出できないZ相方式(オシロ方式)から、定量化できるレゾメータを用いた計測に切り替えるお客様が増えています。
計測基準として、「モータ1周期分の全てのゼロクロス点で検出される位相差の平均値を計測結果とする」と指定している自動車メーカ様もいらっしゃいます。

Merit01

安価でコスト削減

従来の方式より
10分の1のコストに

Merit02

安全性の向上

モータを駆動せず、
停止させた状態での作業が可能

Merit03

定量化が可能

数値化ができる

Merit04

正確性がアップ

オシロ式では1点2点だけで見るが、
レゾルバではすべての点で確認する

Merit05

リスク管理・品質向上

トレーサビリティ体系図の
発行が可能に

Merit06

システム化が可能

量産対応・工程集約ができ、
大幅な製品CTの短縮

Merit07

短納期が可能

在庫次第で2週間で納品が可能

Merit08

汎用性

持ち運びができるほどの大きさで、
場所を選ばない

こんな企業に
おすすめです

レゾルバの
組付けのみ行っている

製造・組立部・下請け・
メンテナンス

  • 作業担当者で差異がでず、簡単に調整したい
  • 安定した測定結果がほしい
  • 定量化したい

自社でモータの
設計を行っている

開発・生産技術・ベンチャー

  • レゾルバに対する知見が足りない
  • 現行で正しく計れているか不安
  • 計測結果のN増しをしたい
  • 作業工程を集約したい

レゾルバ調整のお悩みを解決!
レゾメータの
導入事例を紹介

導入事例01

業界
自動車メーカー

オシロスコープにて目分量で調整していたが、
導入後は作業効率・精度が向上

レゾルバの目分量調整で起こる誤差や工数を削減したい

レゾルバ調整のたびに他部署からモータベンチを借り、オシロスコープにて目分量で調整していました。オシロスコープより手軽にレゾルバ調整ができ、より精度の高い機器がないか探していました。

作業効率が向上!精度もあがり、工数削減に成功

誰でも手軽に正確に調整ができるレゾメータ導入後、レゾルバ調整の作業効率が向上しました。

導入事例02

業界
物流メーカー

外部に依頼していたが、内製化にチェンジ!
コスト削減を実現

モータメーカーにメンテナンスを依頼していたけれど…

モータメーカーにメンテナンスを依頼していました。その度にコストがかかっていました。

内製化によりメンテナンスコスト削減を実現

レゾメータ導入後、内製化へシフトチェンジ。モーターメーカーにメンテナンス依頼していた頃に比べ、メンテナンスコストの削減に成功しました。

株式会社エヌエスティー

モータ生産工程に関わる様々な検査に対応が可能

NSTでは、レゾメータをはじめ、自動ブレーキ性能評価装置、データ監視システム、ギヤ噛み合い検査装置、制御コントローラ、音・振動検査装置、モータ特性評価装置、バッテリ充放電検査装置、インバータ特性検査装置、危険(安全)体験装置など、多種多様な製品を取り扱っています。

エヌエスティーでは、製品を販売するだけでなく、お客様の全体の工程の設計や、より効率的な工程方法を提案、コンサルしています。

回転角や直線変位、速さを検出し符号化するセンサ、エンコーダ。ここでは、エンコーダの種類をはじめ、エンコーダを取り扱っている企業についてまとめてご紹介します。

ロータリエンコーダとは、回転方向の機械的変位量を電気信号に変換して、位置や速度を検出するセンサです。インクリメンタル方式とアブソリュート方式があり、インクリメンタル方式は相対的な位置や角度を計測する方式で、工作機械、ロボット、計測機器のサーボモータの速度制御、位置制御などに使用されています。アブソリュート方式は回転角度の絶対値を出力するエンコーダで、工作機械、ロボットにあるサーボモータの位置制御などに使用されます。インクリメンタル方式が相対角度を表すのに対し、アブソリュート方式は絶対角度を表すため、検知する目的に応じて使い分けられることが多いようです。

エンコーダには、機械式(接触式)、光学式、磁気式、電磁誘導式の4つの種類があります。機械式は回転角に比例して電気抵抗が変化することで回転位置を検出。光学式は、エンコーダの中でもメジャーなタイプで、モータ軸に取り付けられた回転円盤の放射方向にスリットを開けて、そこを光が通過するかどうかを光センサで検出。磁気式よりも精度と分解能を高めやすく、種類によっては小型化・薄型化が簡単にできるという利点も。磁気式は、モータ軸に永久磁石を取り付けて、そこから発生する磁界分布の変化を磁気センサで読み取るというもの。電磁誘導式は、モータ軸に誘導(励磁)コイルと固定(検出)コイルを取り付け、両者の間で発生する磁界の変化を検出する方式で、レゾルバもこの電磁誘導式に含まれます。

エンコーダの開発、製造、販売を行っているエンコーダメーカー、取り扱っているエンコーダについて紹介します。

エンコーダの価格目安など、エンコーダにまつわる疑問や質問について、エンコーダのプロが詳しく解説しています。

エンコーダの分野で活用されている基礎用語や技術用語・専門用語などについて、各用語の意味や使われ方を解説します。

電子機器を設計、製造、修理する技術エンジニアにとって、欠かすことのできない計測器、オシロスコープ。ここでは、用途や原理、測定できるもの、使い方などの基礎知識をまとめています。

オシロスコープの
波形の種類

オシロスコープは、時間が経過するにつれて電圧が変化していくその様子を波形としてリアルタイムに表示させ、目には見えない電気信号の変化を観測できる波形測定器。その波型には、正弦波、減衰正弦波、方形波、矩形波、のこぎり波、三角波などの種類があります。

オシロスコープ
メーカー一覧

岩崎通信機株式会社、RIGOLをはじめ、オシロスコープを扱っているメーカーを一覧で紹介。扱っているオシロスコープや企業の特徴についてまとめています。また、オシロスコープの選び方についても解説しています。

オシロスコープ
あるあるQ&A

オシロスコープの価格目安や、オシロスコープの波形の歪みの原因など、オシロスコープにまつわる疑問や質問を集めました。オシロスコープの知識豊富なプロが詳しく解説しています。

オシロスコープ
基礎用語集

オシロスコープの性能や構造などに関する基礎用語をまとめました。オシロスコープを使いこなすには、これらの基礎となる知識を押さえておくことが重要です。

運営
会社

Zenken株式会社

当メディア「レゾルバの教科書」について

ハイブリッド自動車をはじめとする環境対応車の需要が拡大。ハイブリッド自動車は、エンジンとモーターの協調運転によってエネルギー効率向上を実現していますが、このエネルギー効率を効率良く制御するためには、モーターの回転角をきめ細かく検出する必要があります。しかし、従来のオシロスコープを使った方法では、目分量調整の部分が大きく、その計測方法に頭を抱えている企業も多いのではないでしょうか。そこで、当メディアではより正確に計測できる機器はないのか調査。位相差を数値で表示できるレゾメーターに出会い、販売している株式会社エヌエスティーに取材協力を依頼。メディアを制作しました。当メディア「レゾルバの教科書」がレゾルバの位相差で課題を抱えている企業のお役に立てれば幸いです。