旋转变压器原理及应用
拟量变换成明确的角度量,这就是RDC(Resolver Digital converter—旋转变压器数字变换器)电路。在数字变换中有两个明显的特征:①为了消除由于励磁电源幅值和频率的变化,所引起的副边输出信号幅值和频率的变化,从而造成角度误差,信号的检测采用正切法,即检测两相
sin
信号的比值: ,这就避免了幅值和频率变化的影响;②采用适时跟踪反馈原理测角,是
con
一个快速的数字随动系统,属于无静差系统。
目前采用的大多都是专用集成电路,例如美国AD公司的AD2S1200、AD2S1205 带有参考振荡器的12位数字R/D变换器以及AD2S1210 10到16位数字、带有参考振荡器的数字可变R/D变换器。图7是旋转变压器和RDC的连接图示意,位置信号和速度信号都是绝对值信号,它们的位数由RDC的类型和实际需要决定(10位到16位)。有两种形式的输出,
转速信号输出
位置数字信号输出
图7 旋转变压器和RDC的连接图示意
串行或并行。上述的几种RDC芯片,还可将输出信号变换成编码器形式的输出,即正交的A、B和每转一个的Z信号。励磁电源同时接到旋转变压器和RDC,在RDC中作为相位的参考。 利用DSP(数字信号处理器)技术和软件技术,不用RDC芯片,直接用DSP作旋转变压器位置和速度变换,已经成为现实。例如采用TI公司的DSP芯片TMS320F240就得到成功的应用。用DSP实现旋转变压器的解码,具有这样一些明显的优点:①降低成本,取消了专用的RDC IC芯片;②采用数字滤波器,可以消除速度带来的滞后效应。用软件实现带宽的变换,以折中带宽和分辨率的关系,并使带宽作为速度的函数;③抗环境噪声的能力更强。
⒌ 几种类型旋转变压器的比较
由于结构形式和原理的不同,在性能和抗恶劣环境条件能力上,各种类型的旋转变压器的特点不一样。表1给出了上赢双电机有限公司所生产的旋转变压器的情况比较。
表1 各种类型的旋转变压器性能、特点比较
表1指出,有刷旋转变压器可以得到最小的电气误差、最大的精度。但是由于在结构上,存在着电的滑动接触,因此可靠性差;环形变压器型的旋变,也可达到高的精度,工艺性、结构情况、可靠性以及成本都比较好;磁阻式旋变的可靠性、工艺性、结构性以及成本都是最好的,但精度比其它两种低。出于可靠性的考虑,目前有刷的旋转变压器,基本上不被采用,而是采用无刷的旋转变压器。