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旋转变压器与DSP同步串行口实现电机转子位置的观测

发布日期:2016-02-27 来源: 中国船舶设备网 查看次数: 1282 作者:[db:作者]
核心提示:  确获知转子的磁极位置。文章介绍旋转变压器转子磁极位置检测的方法,通过旋转变压器、解算芯片AD2S90以及DSP三者的配合来实现。  2:A 1旋转变压器的基本原理旋转变压器是依靠电磁感应来检测角位

  确获知转子的磁极位置。文章介绍旋转变压器转子磁极位置检测的方法,通过旋转变压器、解算芯片AD2S90以及DSP三者的配合来实现。

  2:A 1旋转变压器的基本原理旋转变压器是依靠电磁感应来检测角位置的装置。其共有六个外接端口、两对定子接线端、一对转子接线端。无论是定子和转子的接线端都从定子上引出,如所示。两对定子端的绕组在空间上成旋转变压器原理图正交放置。当转子接线端Ri、R2上接有频率是w的正弦激励电压时,在转子的副边上也将感应出一个正弦电压,当转子旋转时分别在两个定子绕组上感应出如所示的波形。即这里的0是转子转过的轴角,sinwt是转子上感应出的正弦波,E0是电磁感应的幅值得到这样的波形后就可以根据它们的相位关系解算出转子的位置。

  2旋转变压器的信号处理芯片由旋转变压器的原理可知,要使旋转变压器正常工作,在其转子端必须施加一个正弦激励。采用AD2S99可编程正弦振荡发生器提供正弦激励,该振荡器可以产生从2kHz~20kHz的标准正弦波,其产生正弦波的频率由管脚SEL1、SEL2和FBIAS来控制。逻辑图如所示。,选用12位的解算器AD2S90可以解算这两路信号,得到对应的角度值。AD2S99的逻辑图如所示,其中sin、sinLO、cos、cosLO是旋转变压器的定子输出。

  实际上在AD2S90内部是一个锁相环,从定子上来的两路正交的正弦信号首先在高精度正余弦信号解算单元,将增减计数器内的一个初值Y作如下运算经过相位频率映射单元和高速动态压控振荡单元,迅速调整增减计数器内Y的值,使得sin(0―Y)值趋于零,于是计数器中的值就可以代表转子的角位置。

  3DSP的同步串行口与AD2S90的通讯旋转变压器的输出信号经过AD2S90的解算得到一个12位的值,代表转子所处的位置,并最终以串行方式传输给DSPTI公司的TMS320LF2407具有通用的同步串行口(SPI),可以方便地实现与AD2S90通讯给出了AD2S90与DSP连接的示意图。

  行输出寄存器中,随着时钟SPICLK的脉冲沿逐位发送,传输完12位后还需要100ns才可以将片选取消,以保证数据的正确传输。传输时钟的最大频率为2MHz因此传输的最短时间为(6⑴+(12X500)+100)ns=6.7.如果两组信号是连续传输,片选信号要多延迟250ns.硬件电路原理图如所示,为了避免来自电机侧的干扰可以在电路中加入光电隔离。电路中用光电隔离来避免旋转变压器侧对DSP的干扰。此外为了保证旋转变压器能够得到足够的激励,用运算放大器对AD2S99的正弦信号进行了放大……

  表1分辨率4.2.6偏置调整积分器输入侧的漂移和偏移电流引起的位置偏移量最大为5.3'.若这个误差可以忽略,则可省略R8和R9否则,可通过调节R9来校正位置偏差:若无调节措施,当9的变化小于一个LSB 0寸,为使交流误差和直流误差为零,可逆计数器将会不停的加1、减1计数。但由于9的变化小于一个LSB 0始终不能与9相等,造成计数器不停的加减计数,即“闪烁”。为了防止转换器“闪烁”,芯片内部从VCO引出反馈信号给积分器。这样,只要输入积分器的电流是100nA/bit那么VCO就只在9的变化大于一个LSB时才计数,有效避免了闪烁现象。

  若省去了高频滤波器:丽Edc取值如表1所示。

  4.2.5压控振荡器(VCO)转速信号控制压控振荡器发出计数脉冲,使可(可调电阻)5小结本文介绍了旋转变压器和AD2S83在永磁无刷直流电机位置检测中的应用,并详细阐明了AD2S83的工作原理及外围电路参数选择问题。位置检测单元工作性能稳定,可长期工作于恶劣工况下,并能满足较高的精度要求。

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