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旋转变压器的工作原理解析

h1654155282.3538 来源:傲壹电子 作者:傲壹电子 2020-12-27 10:29 次阅读

旋转变压器是一种电磁式传感器,又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机,用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度,由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边,接受励磁电压。转子绕组作为变压器的副边,通过电磁耦合得到感应电压。通常副边会使用两个绕组线圈,互成90°放置在转子上,如图1所示。

在实际的使用中,转子会随同电机做同轴旋转,即转子的角度速度以及位置就表征了电机的相应状态。若我们在定子上施加正弦励磁信号VR,则该交流能量通过原边线圈会产生磁通量Φ,则在理想状况下,该磁通量会在副边产生感应电压,VS和VC。则通过法拉第电磁感应定律可得到VS和VC以及角度Θ的关系如下:

由此我们可知,若可知道施加激励VR以及得到的响应VS与VC的实时信息,则可根据上述公式得到角度和速度的信息。在知道Resolver的基本工作原理后,为了得到角度、速度信息,并提供给DSP进行算法参考,我们需要以下功能电路资源辅助Resolver工作,以实现期待的功能:

DAC(DigitaltoAnalogConverter)电路:提供励磁正弦信号VR。励磁频率通常在10kHz到20kHz。

Boost升压电路:将励磁信号电压幅度提高。通常Resolver接收的励磁信号通常有4Vrms,7Vrms等。同时在应用过程中还需要给系统提供一个共模电压,因此这就需要对DAC的输出信号进行一定的放大。

励磁放大前级电路:在对DAC输出的励磁信号进行功率放大前,往往需要利用运放搭建电路对DAC的输出进行滤波以及施加共模电压。

励磁功率放大电路:将励磁信号驱动能力放大,具体驱动能力需要看Resolver的规格。通常需要100mA~300mA。

副边信号调理电路:将转子感应到的信号VS/VC进行滤波以及调理到ADC可以接受的信号范围。

ADC(Analog-to-digitalconverter):如基本原理所介绍,我们需要将VS/VC/VR的模拟信号转换成数字信号,供RDC进行角度和速度的计算。

RDC(Resolver-to-digitalconverter):执行算法,将转子和定子的输出和感应的数字信号执行算法,计算出速度和角度信息,并输出给DSP的CPU进行电机算法参考。

可以看出,要实现旋变解码,并不是一件容易的事情。
责任编辑人:CC

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