基于旋转变压器的三相电机转子位置检测电路

摘要

本发明提供了一种基于旋转变压器的三相电机转子位置检测电路，属于信号检测与处理及无刷电机技术领域，其特征在于含有：时钟发生器、逻辑控制器、驱动电路、旋转变压器、信号调理模块，其中逻辑控制器中的移位寄存器通过循环移位产生SPWM信号，经驱动电路后作为旋转变压器的激励信号，对旋转变压器输出的正交模拟信号，利用比较器和放大器进行信号调理后产生数字信号，然后由逻辑控制器对所得数字信号进行逻辑处理，得到与转子位置相对应的、相互相差120。的方波信号，作为三相电机转子的位置信号。与霍尔传感器相比，本发明所提供方法具有稳定性好，不易受干扰的优点。

主权项

基于旋转变压器的三相电机转子位置检测电路，其特征在于，含有：时钟发生器、逻辑控制器、驱动电路、旋转变压器和信号调理模块，其中： 所述逻辑控制器包括移位寄存器、逻辑处理模块和锁存器L1、L2和L3，时钟发生器和所述逻辑控制器中的移位寄存器相联，移位寄存器以时钟发生器产生的时钟信号为时序基准进行循环移位，输出两路信号，一路信号为激励旋转变压器的SPWM(Sine Pulse Width Modulated，正弦脉宽调制)信号，联接到驱动电路进行电流驱动，另一路信号为锁存触发信号，在SPWM信号相位为90°时产生一个下降沿，联接至所述逻辑控制器中锁存器L1、L2和L3的时钟脉冲输入端； 驱动电路对所述逻辑控制器输出的SPWM信号进行电流驱动，驱动后的信号作为旋转变压器激励信号，输出至旋转变压器的激励输入端； 旋转变压器在上述激励信号作用下，输出反映转子位置且具有正交关系的正、余弦差分信号：U_sin＝U_msin(ωt)sin(θ)及U_cos＝U_msin(ωt)cos(θ)，其中U_m为输出信号的最大幅值，ω为激励信号的角频率，θ为转子位置角度，上述正、余弦差分信号输出至所述信号调理模块； 所述信号调理模块对旋转变压器输出的正交模拟信号进行调理：正弦差分信号联接至电压比较器OPA1，进行比较处理，得到数字信号A，输出至锁存器L1；余弦差分信号联接至运算放大器OPA2，进行1∶1反向差分放大，得到与原信号同幅值反相的余弦信号COS_INV，输出至电压比较器OPA3，与参考电压Vref进行比较处理，参考电压Vref的电压值为输出信号最大幅值的一半(即Vref＝U_m/2)，得到数字信号B，输出至锁存器L2；余弦差分信号联接至运算放大器OPA4，进行1∶1同向差分放大，得到与原信号同幅值同相的余弦信号COS，输出至电压比较器OPA5与参考电压Vref进行比较处理，得到数字信号C，输出至锁存器L3； 所述逻辑控制器中的锁存器L1、L2和L3在同一时钟输入信号下降沿，对数字输入信号ABC进行采样保持，将采样结果输出至所述逻辑控制器中的逻辑处理模块；逻辑处理模块对采样信号进行逻辑判断与处理：当输入信号ABC满足A＝＝0&&B＝＝0&&C＝＝0时， 令B＝1，C＝1，且取U＝A，V＝B，W＝C；当输入信号ABC不满足上述条件时，直接取U＝A，V＝B，W＝C，上述逻辑处理模块的输出信号UVW即是反映转子位置、相差120°的方波信号，可作为三相电机转子的位置信号，用作无刷电机的驱动与伺服控制。