旋轉變壓器與DSP同步串行口實現電機轉子位置的觀測

　　確獲知轉子的磁極位置。文章介紹旋轉變壓器轉子磁極位置檢測的方法，通過旋轉變壓器、解算芯片AD2S90以及DSP三者的配合來實現。

　　2：A 1旋轉變壓器的基本原理旋轉變壓器是依靠電磁感應來檢測角位置的裝置。其共有六個外接端口、兩對定子接線端、一對轉子接線端。無論是定子和轉子的接線端都從定子上引出，如所示。兩對定子端的繞組在空間上成旋轉變壓器原理圖正交放置。當轉子接線端Ri、R2上接有頻率是w的正弦激勵電壓時，在轉子的副邊上也將感應出一個正弦電壓，當轉子旋轉時分別在兩個定子繞組上感應出如所示的波形。即這里的0是轉子轉過的軸角，sinwt是轉子上感應出的正弦波，E0是電磁感應的幅值得到這樣的波形后就可以根據它們的相位關系解算出轉子的位置。

　　2旋轉變壓器的信號處理芯片由旋轉變壓器的原理可知，要使旋轉變壓器正常工作，在其轉子端必須施加一個正弦激勵。采用AD2S99可編程正弦振蕩發生器提供正弦激勵，該振蕩器可以產生從2kHz~20kHz的標準正弦波，其產生正弦波的頻率由管腳SEL1、SEL2和FBIAS來控制。邏輯圖如所示。，選用12位的解算器AD2S90可以解算這兩路信號，得到對應的角度值。AD2S99的邏輯圖如所示，其中sin、sinLO、cos、cosLO是旋轉變壓器的定子輸出。

　　實際上在AD2S90內部是一個鎖相環，從定子上來的兩路正交的正弦信號首先在高精度正余弦信號解算單元，將增減計數器內的一個初值Y作如下運算經過相位頻率映射單元和高速動態壓控振蕩單元，迅速調整增減計數器內Y的值，使得sin（0―Y）值趨于零，于是計數器中的值就可以代表轉子的角位置。

　　3DSP的同步串行口與AD2S90的通訊旋轉變壓器的輸出信號經過AD2S90的解算得到一個12位的值，代表轉子所處的位置，并最終以串行方式傳輸給DSPTI公司的TMS320LF2407具有通用的同步串行口（SPI），可以方便地實現與AD2S90通訊給出了AD2S90與DSP連接的示意圖。

　　行輸出寄存器中，隨著時鐘SPICLK的脈沖沿逐位發送，傳輸完12位后還需要100ns才可以將片選取消，以保證數據的正確傳輸。傳輸時鐘的最大頻率為2MHz因此傳輸的最短時間為（6⑴+（12X500）+100）ns=6.7.如果兩組信號是連續傳輸，片選信號要多延遲250ns.硬件電路原理圖如所示，為了避免來自電機側的干擾可以在電路中加入光電隔離。電路中用光電隔離來避免旋轉變壓器側對DSP的干擾。此外為了保證旋轉變壓器能夠得到足夠的激勵，用運算放大器對AD2S99的正弦信號進行了放大……

　　表1分辨率4.2.6偏置調整積分器輸入側的漂移和偏移電流引起的位置偏移量最大為5.3'.若這個誤差可以忽略，則可省略R8和R9否則，可通過調節R9來校正位置偏差：若無調節措施，當9的變化小于一個LSB 0寸，為使交流誤差和直流誤差為零，可逆計數器將會不停的加1、減1計數。但由于9的變化小于一個LSB 0始終不能與9相等，造成計數器不停的加減計數，即“閃爍”。為了防止轉換器“閃爍”，芯片內部從VCO引出反饋信號給積分器。這樣，只要輸入積分器的電流是100nA/bit那么VCO就只在9的變化大于一個LSB時才計數，有效避免了閃爍現象。

　　若省去了高頻濾波器：麗Edc取值如表1所示。

　　4.2.5壓控振蕩器（VCO）轉速信號控制壓控振蕩器發出計數脈沖，使可（可調電阻）5小結本文介紹了旋轉變壓器和AD2S83在永磁無刷直流電機位置檢測中的應用，并詳細闡明了AD2S83的工作原理及外圍電路參數選擇問題。位置檢測單元工作性能穩定，可長期工作于惡劣工況下，并能滿足較高的精度要求。