[发明专利]一种数字输出的分装式旋转变压器

说明书

本发明属于旋转变压器技术领域，公开了一种数字输出的分装式旋转变压器，将解码电路小型化，并根据分装式旋转变压器输出绕组的结构形状匹配设计解码板的形状和尺寸，将解码板直接集成在旋转变压器输出绕组的出线侧；本发明提供的这种分装式旋转变压器，通过解码板集成的方式，不改变旋转变压器的内径、外径等关键结构尺寸，充分保持了分装式旋转变压器原有的结构特征；解码板与分装式旋转变压器输出绕组的正余弦模拟输出信号直接相连接，将分装式旋转变压器输出的模拟信号解码成角度数字信号对外输出给用户；解码板包括激磁单元，产生激磁信号并经过功率放大后用于驱动分装式旋转变压器的激磁绕组，不再需要为分装式旋转变压器另外提供激磁电源。

技术领域

本发明属于旋转变压器技术领域，更具体地，涉及一种数字输出的分装式旋转变压器。

背景技术

旋转变压器(简称旋变)是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，它主要用于角位置伺服控制系统中的角度测量。从结构形式上划分，旋变包括组装式和分装式两种结构。组装式旋变的定子和转子通过机壳、端盖和轴承等部件连接成一个整体；分装式旋变的定子和转子是分离的，需要用户设计安装结构，参照图1、图2是分装式旋转变压器结构示意图，其中图1示意的是分装式旋转变压器的俯视图，图2示意的是对应的分装式旋转变压器的剖面图；由于分装式旋变尺寸更小，能够更方便的进行系统集成，用户多采用分装式旋变。

旋变输出的是与转角成正弦、余弦函数关系交流载波信号，因此需要对输出信号进行解码才能够获得角度信息。现有技术中专用于旋变解码的RDC(Resolver to DigitalConverter)模块集成了解码所需的功能，只需要提供一个激磁电源即可工作，但成本很高，有些RDC模块的价格甚至与旋变价格相当，若用户采用RDC芯片自行设计解码电路，则需要设计配套的激磁电路、信号匹配电路、计算RDC芯片的工作参数；譬如常用的RDC芯片AD2S1210，其完成1路旋变的信号的RDC解码，芯片输出激磁信号，需要用户设计匹配的激磁功率放大电路，对于双通道旋变需要2个这样的芯片才能完成解码，还需要一个MCU来设置RDC芯片的工作参数；这需要用户了解旋变和RDC芯片的工作原理，对用户要求较高，而且研制周期较长，不利于产品的快速开发。并且以上两种方式都需要在用户系统中安装专用的解码电路板，给使用带来不便。

为了便于使用，有的厂商将RDC解码板集成到组装式旋变内部，对外直接输出数字信号，由于组装式旋变有一定的内部空间，将解码板直接安装在组装式旋变内部比较容易实现。但对于分装式旋变而言，其定子和转子是分离的，由于现有解码板尺寸较大，分装式旋变上没有空间来安装解码板；譬如，某公司的单通道RDC模块，其尺寸为37×19mm；而采用了两个AD2S1210芯片的双通道的旋变解码板，尺寸为80mm×60mm，尺寸过大而无法集成到分装式旋变上；目前还没有能将解码板与分装式旋变集成而直接输出数字信号的分装式旋变产品。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种数字输出的分装式旋转变压器，其目的在于通过将信号解码板集成到分装式旋转变压器上以直接输出绝对角度或角度增量，降低分装式旋变的使用难度，节约使用成本。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种数字输出的分装式旋转变压器，包括分装式旋转变压器和集成在分装式旋转变压器上的解码板，分装式旋转变压器输出绕组的正、余弦模拟输出信号直接与解码板对应端子相连接；

解码板包括印制电路板以及布局在印制电路板上的解码电路，该解码电路采用FPGA或SOC(System on Chip，片上系统)芯片通过软件实现基于II型跟踪环路的RDC解码，以及相敏解调、迟滞滤波功能；数字输出的分装式旋转变压器的电气接口包括设置在解码板上用于接入直流电源的接口，以及输出数字的角位置信号和/或角速度信号的接口。

优选的，上述的分装式旋转变压器，其解码电路还通过FPGA或SOC芯片实现兼容于双通道的分装式旋转变压器的粗精组合纠错功能。