旋转变压器的接口电路
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控制与应用技术基于AU6802的旋转变压器接口电路应用设计.拉赫曼, 夏超英, 郑水妹(天津大学电气工程与自动化学院,天津 300072)摘 要:应用数字转换器件AU6802对旋转变压器输出互为正余弦关系的模拟信号进行采样,将其转换成与光电码盘输出一致的数字脉冲信号,以便于各种CPU进行处理。
介绍了旋转变压器和AU6802芯片的基本工作原理,研究、设计了旋转变压器与AU6802之间的接口电路,最后应用M ultisi m软件对接口电路进行仿真分析。
实验表明该接口电路性能稳定,可以使电机在开、闭环工作方式下运行,能够准确地实现电机位置、速度的检测,实现了光电码盘的功能,具有较高的应用价值。
关键词:旋转变压器;接口电路;数字转换器中图分类号:TM383.2 文献标识码:A 文章编号:1673 6540(2006)05 0016 04D esi gn of Interface C ircuit forM agsli p Based on AU6802M ohibur RAHAMAN,X I A Chao y ing, Z HENG Shui m ei(Scho l o fE lectrica lEngineeri n g&Auto m ation,T ian jin U niversity,T ianji n300072,Ch i n a)Abstrac t:U si ng di g ita l converter AU6802f o r sa m pli ng the sine&cos i ne analog si gnal of m ag sli p s out put and covert it into di g ita l pulse si gnal t o be accordance w ith op tica l code ou t put,processing them by any k i nd o f CPU are fac ilita ted.F irst of a l,l m agsli p and d i g ita l conv erter U6802s basic w orki ng pri nc i ple we re i ntroduced,then the i nte r face circu it f o r them w as desi gned.F i na ll y,M u lti s i m soft w are fo r s i m u l ation o f i nterface c i rcuit w as used.Exper i m ent resu lt shows that i nterface circu it s perfor m ance i s steady and can exactl y measure t he speed and position o f the mo tor w ork i ng at open,close l oop syste m.K ey word s:m agsli p;i n terface circu it;d igital converter0 引 言光电码盘由于抗震动性、抗腐蚀性较弱,不能胜任军舰、电动汽车、自动机床等恶劣的工作环境;而旋转变压器可以克服光电码盘的这些缺点,因此在恶劣的环境中得到了广泛的应用。
基于AU6802N1的旋转变压器信号接口电路的设计和应用摘要:本文在越野电动车交流传动系统中采用旋转变压器实现了异步电机转子位置信号的精确测量,并且设计了基于RDC芯片AU6802N1的旋转变压器位置信号的接口电路。
关键词:位置传感器;旋转变压器;AU6802N1;正交编码脉冲引言旋转变压器是一种模拟型机电元件,为了满足交流传动系统数字化控制的要求,就需要一定的信号接口电路,以实现其模拟信号与控制系统数字信号之间的相互转化,这类接口电路是一类特殊的ADC,也就是所谓的旋转变压器/数字转换器(RDC) 。
日本多摩川公司生产的R/D转换芯片AU6802N1可以方便地将旋转变压器的轴角位移信号(模拟信号)转换为控制系统所需要的数字信号,并具有多种标准信号输出模式,且使用简单、成本低、可靠性高。
本文介绍了AU6802N1的功能特性、位置检测信号的输出模式,并利用AU6802N1设计了旋转变压器位置信号测量的外围接口电路,将其应用于越野电动车交流传动控制系统中,实现了对50kW 4对极交流异步电机转子位置信号的精确测量。
图1 AU6802N1内部功能框图图2 AU6802N1与旋转变压器的接口电路图3 系统试验框图AU6802N1简介AU6802N1的内部功能如图1所示。
提供给旋转变压器的励磁信号由芯片内部产生并通过RSO口输出,其频率可以设置为10/20kHz。
由旋转变压器输出的转速正弦信号和余弦信号分别通过S2-S4,S1-S3口输入,再经10位乘法器与反馈转速的数字跟踪量相乘,产生的信号再通过比较器和相位补偿及同步校正处理后,得到所需转速的精确数字量。
转速输出模式可通过外部引脚FSEL1和FSEL2设置,转速的数字量以脉冲形式、并行输出形式、并行总线形式、SPI形式来传递给数字信号处理器。
该芯片内部还具有故障自检,信号线断路检测及相位同步检测等功能。
AU6802N1采用TQFP-52封装,大小仅为10.0×10.0×1.0mm3,工作温度范围为-40~125℃。
旋转变压器(重点在于输入输出的关系)伺服传感器按被测量分类:位移传感器、速度传感器、加速度传感器、电流传感器。
位移传感器、速度传感器、加速度传感器各有直线和旋转角度的两种方式。
(1)旋转变压器概述⒈⒈旋转变压器的发展旋转变压器用于运动伺服控制系统中,作为角度位置的传感和测量用。
早期的旋转变压器其输出,是随转子转角作某种函数变化的电气信号,通常是正弦、余弦、线性等。
作为角度位置传感元件,常用的有这样几种:光学编码器、磁性编码器和旋转变压器。
由于制作和精度的缘故,磁性编码器没有其他两种普及。
光学编码器的输出信号是脉冲,由于是天然的数字量,数据处理比较方便,因而得到了很好的应用。
早期的旋转变压器,由于信号处理电路比较复杂,价格比较贵的原因,应用受到了限制。
因为旋转变压器具有无可比拟的可靠性,以及具有足够高的精度,在许多场合有着不可代替的地位,特别是在军事以及航天、航空、航海等方面。
和光学编码器相比,旋转变压器有这样几点明显的优点:①无可比拟的可靠性,非常好的抗恶劣环境条件的能力;②可以运行在更高的转速下。
(在输出12 bit的信号下,允许电动机的转速可达60,000rpm。
而光学编码器,由于光电器件的频响一般在200kHz以下,在12 bit时,速度只能达到3,000rpm);③方便的绝对值信号数据输出。
⒈⒉旋转变压器的应用这些年来,随着工业自动化水平的提高,随着节能减排的要求越来越高,效率高、节能显著的永磁交流电动机的应用,越来越广泛。
而永磁交流电动机的位置传感器,原来是以光学编码器居多,但这些年来,却迅速地被旋转变压器代替。
可以举几个明显的例子,在家电中,不论是冰箱、空调、还是洗衣机,目前都是向变频变速发展,采用的是正弦波控制的永磁交流电动机。
目前各国都在非常重视的电动汽车中,电动汽车中所用的位置、速度传感器都是旋转变压器。
例如,驱动用电动机和发电机的位置传感、电动助力方向盘电机的位置速度传感、燃气阀角度测量、真空室传送器角度位置测量等等,都是采用旋转变压器。
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 69【关键词】旋转变压器 调理电路 设计1 概述转速闭环控制是机电伺服系统所采用的典型控制方式,检测电机转子位置、获取转子精确的位置信号是实现闭环控制最重要的基本环节。
目前,最普遍的方法是从位置传感器来获得电机转子的位置信号,旋转变压器抗冲击震动和温湿度变化的能力很强,适用于工作环境恶劣的场合。
在机电伺服系统中,通常采用旋转变压器实时测量电机转子的角位置。
旋转变压器是一种模拟型机电元件,为了满足交流传动系统数字化控制的要求,就需要一定的信号接口电路实现其模拟信号与控制一种旋转变压器解码调理电路设计及应用文/龙海峰 曹巳甲 陈鹏 王首浩系统数字信号之间的相互转化,这类接口电路是一类特殊的模/数转换器,也就是所谓的旋转变压器/数字转换器(RDC)。
位置传感器检测技术的发展极大地提高了交流电机调速系统的动态响应性能和定位精度,日本多摩川公司生产的R/D 转换芯片AU6802N1可以方便地将旋转变压器的轴角位移信号(模拟信号)相应地转换为控制系统所需要的数字信号,且使用简单,成本低,可靠性高。
本文从应用的角度,基于AU6802N1 芯片设计了旋变位置信号测量的外围调理电路。
2 工作原理旋转变压器R/D 转换电路为转子旋转的每一个位置提供一个具体的数值(代码值),只要供给电压正常便可以正常工作,360度范围内角度与编码数值呈一一对应关系,且系统进一步,画出不同自由度下的权矢量方向图,如图4所示。
从图4中可以看出,方向图展宽零陷的深度随自适应自由度增加而增加,而后基本不变,但自由度过高时,旁瓣电平有所抬高。
4 旁瓣相消抗干扰试验为验证本文提出的稳健旁瓣相消技术的可行性,我们在某雷达设备上进行试验,对于噪声干扰和密集假目标干扰,分别采用常规旁瓣相消技术和稳健旁瓣相消技术进行干扰抑制,比较两种方法对应的抑制效果。
旋转变压器在永磁同步电机控制系统中的应用陈继华【摘要】A very convenient interface circuit for resolver and inverter was designed. The interface was used in the control system of low speed and little power PMSM, The working theory of resolver was introduced and the request of universal converter according to the special application was put forward. Then the designing principle of the interface that is based onAU6802N1 and makeup a control system with the interface model was introduced. Experiment showed that the system has a very good low speed control performance and was easily to achieve batch production.%设计了一种方便实用的旋转变压器与通用变频器的接口电路,并将该接口电路应用到低速小容量永磁同步电机的控制中.首先介绍了旋转变压器的工作原理,针对应用场合的特殊性提出了通用变频器的要求,然后详细介绍了基于AU6802N1接口电路的设计原理,并组建了基于该接口模块的控制系统.试验表明,该系统具有非常好的低速控制性能,易于实现产品的量产化.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2012(039)005【总页数】4页(P18-21)【关键词】旋转变压器;永磁同步电机;低速小容量【作者】陈继华【作者单位】上海华银电器有限公司,上海201111【正文语种】中文【中图分类】TM301.2;TM3510 引言旋转变压器因其使用可靠、寿命长、能适应恶劣的工作环境、抗冲击、测量精度高等优点,被广泛应用在伺服系统、机器人系统、航空航天等领域。