專利名稱：一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及角位置傳感器，尤其涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器。
背景技術(shù)：
[0002]開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是最近三十年隨著電力電子器件和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，而得到迅速發(fā)展的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。它的結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，同時(shí)又具有十分靈活的控制性能，應(yīng)用潛力大。[0003]開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的各相磁路的磁阻隨轉(zhuǎn)子的角位置而變，為使其正常工作，必須在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置時(shí)開(kāi)通或者關(guān)斷相應(yīng)的相繞組的電流，保證各相的電流與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置同步，并且在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終正確切換各相。因此轉(zhuǎn)子的角位置檢測(cè)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。[0004]傳統(tǒng)的光電式傳感器具有接口電路簡(jiǎn)單成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)十分理想的位置檢測(cè)器件。但其缺點(diǎn)是不耐振動(dòng)沖擊和高溫易堵塞，抗干擾能力不強(qiáng)，定位困難，制約了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的使用場(chǎng)合。[0005]旋轉(zhuǎn)變壓器是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號(hào)元件。當(dāng)勵(lì)磁繞組以一定頻率的交流電壓勵(lì)磁時(shí)，輸出在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系，由于位置信號(hào)與轉(zhuǎn)子位置具有明確的函數(shù)關(guān)系，容易實(shí)現(xiàn)初始準(zhǔn)確定位，這對(duì)提高SRD系統(tǒng)的性能很有幫助。旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)需要解算芯片解算，解算芯片輸出為絕對(duì)位置信號(hào)，而有些設(shè)備不能接收絕對(duì)位置信號(hào)，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而目前還沒(méi)有成熟的解決方案。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器。[0007]本實(shí)用新型提供了一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器，其特征在于， 包括旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變解碼板；旋變解碼板具有信號(hào)解算電路和信號(hào)處理電路，信號(hào)解算電路與旋轉(zhuǎn)變壓器連接，信號(hào)處理電路與信號(hào)解算電路連接。[0008]在一個(gè)示例中，旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，旋轉(zhuǎn)變壓器的定子固定在電機(jī)的機(jī)殼上。[0009]在一個(gè)示例中，旋轉(zhuǎn)變壓器為磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器或者多極旋轉(zhuǎn)變壓器。[0010]在一個(gè)示例中，旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁電壓為信號(hào)解算電路輸出的勵(lì)磁電壓；信號(hào)解算電路接收的位置信號(hào)為旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬位置信號(hào)；信號(hào)解算電路輸出的位置信號(hào)為電機(jī)絕對(duì)位置信號(hào)。[0011]在一個(gè)示例中，信號(hào)處理電路由微處理器單元構(gòu)成。[0012]在一個(gè)示例中，微處理單元輸出的信號(hào)為對(duì)電機(jī)絕對(duì)位置信號(hào)處理后的多種類型的電機(jī)位置信號(hào)；微處理單元為單片機(jī)或者信號(hào)處理器。[0013]在一個(gè)示例中，微處理單元的輸出方式為并行輸出或串行輸出。[0014]在一個(gè)示例中，串行輸出采用現(xiàn)場(chǎng)總線輸出，串行輸出的信號(hào)為電機(jī)絕對(duì)位置信號(hào)或?qū)﹄姍C(jī)絕對(duì)位置信號(hào)處理后的多種類型的電機(jī)位置信號(hào)。[0015]本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器，與外界的連線簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，能輸出多種電機(jī)位置信號(hào)，能同時(shí)兼容多種外部設(shè)備，減少了因更換外部設(shè)備而重新更改旋變解碼板硬件和軟件帶來(lái)工作。


[0016]
以下結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，其中[0017]圖1是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器示意圖。[0018]圖2是信號(hào)解算電路與旋轉(zhuǎn)變壓器連接部分電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器包括旋轉(zhuǎn)變壓器解碼板和旋轉(zhuǎn)變壓器，旋轉(zhuǎn)變壓器解碼板包括信號(hào)解算電路，信號(hào)處理電路。旋轉(zhuǎn)變壓器與信號(hào)解算電路連接，信號(hào)解算電路與信號(hào)處理電路連接，信號(hào)處理電路根據(jù)外部設(shè)備要求不同，輸出多種類型的電機(jī)位置信號(hào)。[0020]旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，隨電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)變壓器的定子隨旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子固定在電機(jī)的機(jī)殼上。旋轉(zhuǎn)變壓器可以為多極旋轉(zhuǎn)變壓器或者是磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器；本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)變壓器為磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有體積小、測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。[0021 ] 旋變解碼板由旋轉(zhuǎn)變壓器解碼器和信號(hào)處理電路組成。旋轉(zhuǎn)變壓器接信號(hào)解算電路，信號(hào)解算電路接信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路輸出多種類型的電機(jī)位置信號(hào)。 信號(hào)解算電路由專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200和若干運(yùn)放和電阻、電容組成。專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200是一款旋變/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，該芯片所需外圍電路簡(jiǎn)單，適用于各種無(wú)刷旋變輸出信號(hào)的數(shù)摸轉(zhuǎn)換，抗干擾能力強(qiáng)。專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片 AD2S1200輸出的勵(lì)磁電壓驅(qū)動(dòng)不了旋轉(zhuǎn)變壓器，所以勵(lì)磁電壓經(jīng)過(guò)放大后，再驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器。旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出經(jīng)過(guò)阻容濾波后，直接接入專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200的信號(hào)接收端。專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200通過(guò)內(nèi)部解算，輸出電機(jī)絕對(duì)位置信號(hào)。 信號(hào)解算電路解算旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正弦信號(hào)SIN和余弦信號(hào)COS，并向旋轉(zhuǎn)變壓器輸出激勵(lì)信號(hào)。信號(hào)解算電路與旋轉(zhuǎn)變壓器連接部分電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200 U3的管腳MC經(jīng)電阻R9輸入放大器U2的正向輸入端，放大器U2的正向輸入端經(jīng)電阻RlO接旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端EXC+ ；+5V電壓經(jīng)串聯(lián)的電阻Rll和電阻R12接地，電阻Rll和電阻R12的連接處經(jīng)電阻R8輸入放大器U2的負(fù)向輸入端；專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200U3的管腳@經(jīng)電阻R6輸入放大器Ul的正向輸入端，放大器Ul的正向輸入端經(jīng)電阻R7接旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端EXC-，電阻Rll和電阻R12的連接處經(jīng)電阻R5輸入放大器Ul的負(fù)向輸入端；旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端SIN+與專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200 的管腳SIN連接，旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端SIN-與專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200的管腳 SINLO連接，旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端SIN+、SIN-和專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200的管腳SIN、SINLO之間并聯(lián)有電阻R4和電容C2 ；旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端COS+與專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片AD2S1200的管腳COS連接，旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端COS-與專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片 AD2S1200的管腳COSLO連接，旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端C0S+、C0S_和專用旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片 AD2S1200的管腳COS、COSLO之間并聯(lián)有電阻R3和電容Cl。[0023]信號(hào)處理電路由微處理器單元構(gòu)成。微處理單元接收信號(hào)解算電路的絕對(duì)位置信號(hào)后，經(jīng)過(guò)處理，可以輸出多種類型的電機(jī)位置信號(hào)。[0024]微處理器單元為單片機(jī)或者信號(hào)處理器DSP。本實(shí)施例中微處理器單元采用AVR 系列芯片中的Atmaga8515為核心，該芯片是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS 微控制器。[0025]微處理單元輸出電機(jī)位置信號(hào)，可分為串行輸出和并行輸出兩種方式。串行輸出可采用CAN總線，485總線等多種串行通訊方式。本實(shí)施例中采用CAN總線與外部設(shè)備連接。 CAN控制器SJA1000和CAN總線驅(qū)動(dòng)器82C250組成CAN總線接口，基于CAN2. OB規(guī)范，采用標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀，并可以選擇輸出絕對(duì)位置信號(hào)或電機(jī)位置信號(hào)。并行輸出為微處理單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器的極對(duì)數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)、微處理單元讀取絕對(duì)位置信號(hào)的位數(shù)等參數(shù)，把絕對(duì)位置信號(hào)處理后，可輸出出多種類型的電機(jī)位置信號(hào)，如2路正交、3路相位差120°或相位差等信號(hào)。[0026]本實(shí)施例中選擇輸出三路相位差120°的方波信號(hào)，電機(jī)為18/12極開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。旋轉(zhuǎn)變壓器為6對(duì)極，讀8位絕對(duì)位置信號(hào)。電機(jī)轉(zhuǎn)子齒距角er = 3o°，旋轉(zhuǎn)變壓器每極機(jī)械角^=60°，0 255對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械角為60°，256/4波形跳轉(zhuǎn)一次，就形成了一路機(jī)械角30°的方波。三路信號(hào)相位差為120°，第二路、第三路方波在第一路信號(hào)基礎(chǔ)上移相就可以得到。同理可得到其他幾種輸出方式的方法。[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型保護(hù)范圍并不局限于此。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開(kāi)的技術(shù)范圍內(nèi)，均可對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖兓蜃兓@種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變解碼板；旋變解碼板具有信號(hào)解算電路和信號(hào)處理電路，信號(hào)解算電路與旋轉(zhuǎn)變壓器連接，信號(hào)處理電路與信號(hào)解算電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的角位置傳感器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，旋轉(zhuǎn)變壓器的定子固定在電機(jī)的機(jī)殼上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的角位置傳感器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)變壓器為磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器或者多極旋轉(zhuǎn)變壓器。
4.如權(quán)利要求1所述的角位置傳感器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁電壓為信號(hào)解算電路輸出的勵(lì)磁電壓；信號(hào)解算電路接收的位置信號(hào)為旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬位置信號(hào)；信號(hào)解算電路輸出的位置信號(hào)為電機(jī)絕對(duì)位置信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的角位置傳感器，其特征在于，信號(hào)處理電路由微處理器單元構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的角位置傳感器，其特征在于，微處理單元輸出的信號(hào)為對(duì)電機(jī)絕對(duì)位置信號(hào)處理后的多種類型的電機(jī)位置信號(hào)；微處理單元為單片機(jī)或者信號(hào)處理器。
7.如權(quán)利要求6所述的角位置傳感器，其特征在于，微處理單元的輸出方式為并行輸出或串行輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的角位置傳感器，其特征在于，串行輸出采用現(xiàn)場(chǎng)總線輸出，串行輸出的信號(hào)為電機(jī)絕對(duì)位置信號(hào)或?qū)﹄姍C(jī)絕對(duì)位置信號(hào)處理后的多種類型的電機(jī)位置信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器，包括旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變解碼板；旋變解碼板具有信號(hào)解算電路和信號(hào)處理電路，信號(hào)解算電路與旋轉(zhuǎn)變壓器連接，信號(hào)處理電路與信號(hào)解算電路連接。本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用旋轉(zhuǎn)變壓器角位置傳感器，與外界的連線簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，能輸出多種電機(jī)位置信號(hào)，能同時(shí)兼容多種外部設(shè)備，減少了因更換外部設(shè)備而重新更改旋變解碼板硬件和軟件帶來(lái)工作。
文檔編號(hào)H02P6/16GK202261137SQ20112038359
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者蘇建中, 郭曉穎, 馬志國(guó) 申請(qǐng)人:北京中紡銳力機(jī)電有限公司