[发明专利]伺服马达位置回馈装置及方法

说明书

技术领域

本发明系有关于一种解角器的应用，特别系指一种伺服马达位置回馈装置及方法。

背景技术

查目前转矩马达位置回馈装置，常见的有光学尺位置回馈、磁性尺位置回馈、霍尔元件位置回馈及旋转型光电编码器等四种，但这些位置回馈装置，不是价钱高昂就是解析度太低，或是环境耐受度太差，需在很好的工作环境下使用，因此出现了使用解角器位置回馈装置来解决故有的缺点。

解角器(Resolver)在转矩(Torque)马达中主要当作角度位置回馈使用，将马达之位置回传到驱动器，以达到闭回路控制目的，进而让使用者达到精密控制，并降低马达顿转矩力量，使马达速度漣波控制达到最小，完成马达在使用上的最佳化。解角器基本上系由转子与定子组成，藉由相对应之激发线圈与感应线圈来产生电磁感应之原理，激发线圈主要是提供激发信号输出，感应线圈则是透过转子与定子转动，来感应并产生磁场变化，进而产生振幅调变信号之输出。

请参阅图1及第2图，在习用技术里解角器之输入信号系利用正弦交流信号P1a或余弦交流信号P1b来实现。以正弦交流信号P1a为例，经由输入正弦交流信号P1a之定子线圈，因转矩马达旋转而对转子上的线圈产生激发输入，转子线圈再随之产生感应输出，其中转子线圈之绕线方式系两相绕线(相位差90°)。

当激发输入定子线圈正弦交流信号P1a＝sin(ωt)时，转子线圈会感应输出正弦取样信号P2a＝K sin(ωt).sinθ及余弦取样信号P2b＝K sin(ωt).cosθ，其中K系机构之误差常数，而θ则为解角器之角位移量。若以余弦交流信号P1b为例，则激发输入定子线圈余弦交流信号P1b＝cos(ωt)时，转子线圈会感应输出正弦取样信号P2a＝K cos(ωt).sinθ及余弦取样信号P2b＝K cos(ωt).cosθ。

然而，传统解角器藉由交流信号激发输入的方式来实现马达位置回馈尽管达到了马达使用最佳化之目的，但在取样信号处理的难易度及成本效益方面，却仍存在其改进的空间。

发明内容

有鉴于此，本发明之主要目的即是提供一种伺服马达位置回馈装置及方法，以一序列脉波信号输入连结在伺服马达转轴上解角器，来侦测伺服马达之位置并将其回馈记录。

本发明为解决习知技术之问题所采用之方法，系以一脉波产生单元产生一序列脉波信号，将该脉波信号输入至该解角器的激磁信号输入线圈，该解角器藉由该伺服马达之转轴驱动而旋转时，产生一角位移量；再以该角位移感应线圈藉由电磁感应感测该解角器所产生之角位移量，并产生一序列随着该角位移量之大小而改变电压高低的取样信号，最后依据该取样信号计算转换得到一响应于该角位移量之位置回馈参数。

本发明伺服马达位置回馈装置系以一解角器结合在一伺服马达的转轴，该解角器藉由该伺服马达之转轴驱动而旋转，该解角器包括有一激磁信号输入线圈、至少一角位移感应线圈，包括：一脉波产生单元，用以产生一序列脉波信号，该脉波信号输入至该解角器的激磁信号输入线圈，该解角器藉由该伺服马达之转轴驱动而旋转时，产生一角位移量；该角位移感应线圈藉由电磁感应感测该解角器所产生之角位移量，并产生一序列随着该角位移量之大小而改变电压高低的取样信号；至少一角位移量接收单元，连接于该解角器之角位移感应线圈，该角位移量接收单元接收该解角器之角位移感应线圈所产生之取样信号；一取样信号转换单元，接收该角位移量接收单元所产生之取样信号，并将该取样信号转换得到一响应于该角位移量之位置回馈参数。

相较于习知技术之伺服马达位置回馈方法，本发明藉由一序列脉波信号输入连结在伺服马达转轴上解角器，来侦测伺服马达之位置并将其回馈记录，该序列脉波信号经由解角器所感应输出之取样信号，序列随着该角位移量之大小而改变电压高低，不管是在激发输入信号的产生或是感应输出信号的转换皆可简单的用一数字信号处理的方式实现，包括数字信号处理器、数字积体电路等等，整体而言耗费成本更低，且更容易实现。本发明所采用的具体方法及结构设计，将藉由以下之实施例及附呈图式作进一步之说明。

附图说明

图1系习用技术所激发输入的交流信号波形图；

图2系习用技术所感应输出的取样信号波形图；

图3系本发明伺服马达位置回馈装置最佳实施例之功能方块图；

图4系本发明伺服马达位置回馈方法最佳实施例之流程图；

图5系本发明伺服马达位置回馈装置最佳实施例所激发输入的脉波信号波形图；

图6系本发明伺服马达位置回馈装置最佳实施例所感应输出的取样信号波形图；