旋转变压器在高速永磁同步电动机中的应用.doc
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1、旋转变压器在高速永磁同步电动机中的应用 黄科元,董恒,黄守道 (湖南大学,湖南长沙4l0082) 摘要:介绍一种用于高速永磁同步电动机控制的转子位置检测方法,该方法采用旋转变压器数字转换器Au6802N1,将旋转变压器输出的模拟信号转化为数字位置信号。设计了Au6802N1与旋转变压器和TMs320F2812之间的接口电路,并提出了种具有较强容错性的位置信号数字处理方法。试验表明,该方案能够准确地实现电机位置和速度的检测。O引 言 在采用磁场定向控制的永磁同步电动机调速系统中,需要实时地检测电机转子位置及转速,以实现转矩、速度的闭环控制。通常的检测方法是使用光电编码器,而常用的正交光电编码器起
2、动时需要一段时间进行转轴定位,而且抗冲击震动性差,因此在需要快速响应的高速运行且对抗震要求较高的场合,往往使用旋转变压器。 旋转变压器的输出是含位置信息的模拟信号,需要将其转换为数字信号才可输入到单片机或DsP等控制芯片。本文采用多摩川公司的旋转变压器数字转换器Au6802N1将模拟位置信号转换成12位数字位置信号,同时采用TMs320F2812作主控cPu,可满足系统对转子位置与速度信号实时快速检测和处理的要求。实验表明该方案确实可行,并具有较高的控制精度。1旋转变压器的原理本系统选用的无刷旋转变压器如图1所示。经过无刷化设计,旋转变压器初级励磁绕组(R1一R2)和二相正交的次级感应绕组(s
3、1一s3,s2一S4)同在定子侧,转子侧是与初级绕组和次级绕组磁通耦合的特殊结构的线圈绕组。当旋转变压器转子随电机同步旋转、初级励磁绕组外加交流励磁电压后,次级两输出绕组中便会产生感应电势,大小为励磁与转子旋转角的正、余弦值的乘积。旋转变压器输入输出关系如下:式中:F0励磁最大幅值; 励磁角频率; K旋转变压器变比; 转子旋转角度。2基于Au6802N1的接口电路2 1旋转变压器与Au6802N1的接口电路Au6802N1提供给旋转变压器的交流励磁电压由RsOcOM口输出,频率由引脚FsEL1和FsEL2设置,在图2的电路中励磁电压信号的频率设置为10 kHz。励磁电压的有效值通过双电源B00
4、ster放大电路进行调节。该励磁电压信号又反馈回R1ER2E端口,用于实现内部相位同步检测和断相检测。旋转变压器产生的cos和sin信号经过调理后分别由s3-s1和s4-s2端口进入解码芯片。参数选择:V=15 V,Ri=22 k,Rf=100 k,R1=R2=3. 3 k,R3=R4=4. 7 ,Rext=12 ,RRl=RR2=33 k,R11=20 k,R12=200 k,RBH=68 k,RBL=20 k;Ci=O1F,Cf=200 pF,Cn=100 pF,Cc=1 000 pF。22 Au6802Nl与TMs320F2812的接口设计本系统采用TMs:320F2812作为主控cPu
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- 旋转 变压器 高速 永磁 同步电动机 中的 应用
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