[发明专利]基于双速感应同步机的绝对值旋转编码器

说明书

技术领域

本发明是属于机电一体化、传感器测量技术领域，特别是一种基于双速感应同步机的绝对值旋转编码器。

背景技术

旋转编码器是用来检测角度、位置、速度和加速度的传感器，适用于各种自动化控制系统，主要应用于电梯、数控机床、机械、电力、水利、轨道交通、风电、雷达、卫星等领域。

旋转编码器分为绝对值和增量式两种，因为绝对值旋转编码器可以测量系统的绝对位置，不受是否带电等因素影响，所以在各行业中得到了越来越多的应用。而常见的绝对值旋转编码器是基于光学码盘和感光读数系统的光电式绝对值旋转编码器，具有分辨率高、精度高等特点。但是现有的光电式旋转编码器中的光学码盘多数采用光学玻璃制作，而感光读数系统也属敏感器件，所以造成了光电式旋转编码器可靠性差，适应性不强，不利在对可靠性要求较高的行业领域中推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种基于双速感应同步机的绝对值旋转编码器，它能实现测量的角度信号输出，且分辨率高，精度高，可靠性强，适应性好。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种基于双速感应同步机的绝对值旋转编码器，其特点是：该旋转编码器包括检测部分、控制与传输部分；检测部分采用双速感应同步机，控制和传输部分包括DC/DC电源电路，激磁信号产生电路，低频滤波与功率放大电路，微信号调理电路，正余弦-数字信号转换电路，微处理器系统。外部输入+5V电源信号后，通过DC/DC电源电路转换出三路电源信号供后级系统工作，绝对值旋转编码器内部微处理器系统输出原始激磁信号，通过激磁电流-电压信号转换电路、低频滤波与功率放大电路后生成激磁信号，供给双速感应同步机。绝对值旋转编码器轴系跟随外部系统旋转，生成对应角度信息的正余弦信号，经过微信号调理电路、正余弦-数字信号转换电路生成角度数字信号，通过微处理器系统处理后实现角度输出。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方法方案来进一步实现的。以上所述的基于双速感应同步机的绝对值旋转编码器，其特点是：该旋转编码器呈一体化机电结构，采用全空心结构，两侧留有支架，可用于柔性定位，空心轴部分有定位孔作为转轴固定，外部连接线采用侧面出线；内部通过限位台阶和限位螺钉对电路板进行固定。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方法方案来进一步实现的。以上所述的基于双速感应同步机的绝对值旋转编码器，其特点是：所述的双速感应同步机在外壳上固定定子，在转轴上固定转子，采用连续式绕组激磁输入，分段式绕组鉴幅输出，使用滑环作为电气接触，通过定子基板引出粗精两通道正余弦信号线，通过转子基板引出激磁信号线，两类引线分两侧引出，粗精两个通道速比为1：90～360；该旋转编码器实现输出16～24位分辨率角度数字信号，转换精度达到5″～20″。

当转子激磁绕组通过正弦激磁信号                                               ，粗、精通道的定子分段绕组感应出感应电动势，通过函数变压器对粗、精通道定子正弦绕组和余弦绕组输出的电动势进行变换运算后产生最终的信号输出，式中：

U_CS——粗通道输出的正弦信号；

U_CC——粗通道输出的余弦信号；

U_FS——精通道输出的正弦信号；

U_FC——精通道输出的余弦信号；

K——激磁电压与输出信号电压的变比；

K_P——精通道速比；

w=2πf——激磁信号角频率；

U_m——激磁信号幅值；

——旋转角度；

——函数变压器已知变量。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方法方案来进一步实现的。以上所述的基于双速感应同步机的绝对值旋转编码器，其特点是：其中DC/DC电源电路采用多路DC转换，外部输入+5V电源信号时，内部通过多路转换产生+5V、-5V、+3.3V三路DC电源。