[发明专利]一种旋转变压器的象限鉴相系统及鉴相方法

说明书

本发明提供了一种旋转变压器的象限鉴相系统及鉴相方法，象限鉴相系统包括励磁电路、旋转变压器、转换模块和FPGA电路；所述励磁电路向所述旋转变压器、所述转换模块提供励磁信号，所述转换模块将励磁信号进行转换后输入到所述FPGA电路中；所述旋转变压器的两个输出端电连接在所述转换模块上，所述转换模块将所述旋转变压器的两个输出电压信号进行转换后输入到所述FPGA电路中；所述FPGA电路根据输入信号，判断所述旋转变压器的旋转角度θ所在象限。本发明提供的旋转变压器的象限鉴相方法，无需选择解码芯片，就能够实时快速、准确地判断出旋转变压器转子的旋转角度θ所在象限，处理速度快。

技术领域

本发明涉及旋转变压器领域，具体地，涉及一种旋转变压器的象限鉴相系统及控制鉴相方法。

背景技术

交直流伺服系统、数控机床、机器人系统等领域都需要进行角位置测量，以便高精度控制电机的位置、转速及其转矩。常用的测量工具为光电编码器和旋转变压器，其中，旋转变压器不仅可用于检测旋转物体的绝对角位置，而且由于具备结构简单、精度高、可靠性强、环境适应能力强等特点，被广泛应用于航空航天、工业、交通以及民用等对系统精度和可靠性要求比较高的领域。

目前，在旋转变压器信号处理方面，国外主要的研究方向集中在旋转变压器信号处理算法以及算法在专用芯片中的实现，国外很多公司都推出了专用的解码芯片，但专用解码芯片一般价格比较昂贵，处理精度有限，并且对输入信号的幅值及频率有一定的限制，通用性不强。而国内对基于单片机和DSP的旋转变压器解码系统的研究已经有了相当的进展，但解码速度较慢，有待突破。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种旋转变压器的象限鉴相系统及鉴相方法，无需选择解码芯片，就能够实时快速、准确地判断出旋转变压器转子的旋转角度θ所在象限，通用性强，处理速度快。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种旋转变压器的象限鉴相系统，包括励磁电路、旋转变压器、转换模块和FPGA电路；所述励磁电路分别与所述旋转变压器、所述转换模块电连接，并向所述旋转变压器、所述转换模块提供励磁信号，所述转换模块将所述励磁信号进行转换后输入到所述FPGA电路中；所述旋转变压器的两个输出端电连接在所述转换模块上，所述转换模块将所述旋转变压器的两个输出电压信号进行转换后输入到所述FPGA电路中；所述FPGA电路根据输入信号，判断所述旋转变压器的旋转角度θ所在象限。

在一实施例中，所述转换模块包括多个AD转换器，将所述励磁信号、所述旋转变压器的两个输出电压信号转换为数字电压信号，并将所述数字电压信号输入到FPGA电路中。

在一实施例中，所述转换模块包括多个比较器，将所述励磁信号、所述旋转变压器的两个输出信号转换为方波电压信号，并将所述方波电压信号输入到FPGA电路中。

在一实施例中，所述象限鉴相系统还包括多个运算放大器，所述励磁信号、所述旋转变压器的两个输出电压信号分别经运算放大器进行调整后，再输入到转换模块中。

在一实施例中，所述象限鉴相系统还包括多个数字隔离器，所述转换模块的各个输出电压信号分别经数字隔离器后再输入到FPGA电路中。

本发明还提供了一种旋转变压器的象限鉴相方法，包括以下步骤：

步骤S1：将输入到旋转变压器中的励磁信号转换成第一电压信号U₁，将旋转变压器的两个输出信号分别转换成第二电压信号U₂和第三电压信号U₃，并将U₁、U₂和U₃输入到FPGA电路中；

步骤S2：分别判断U₁和U₂的相位是同相还是反相、U₁和U₃的相位是同相还是反相；