基于旋转变压器的电动机转子位置检测研究

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旋转变压器数字转换器AD2S1205在电机转子位置检测中的应用

ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｒｏｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｏｌｖｅｒ；ＤＳＰ；ｄｉｇｉｔａｌｅｏｎｖｅ￣ｅｒ；ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ；ＡＤ２Ｓ１２０５
敖杰，刘永强
５１０６４０）（华南理工大学电力学院，广东广州
摘要：文中介绍了一种永磁同步电机转子位置检测方法，使用ＤＳＰ的并口模拟ＳＰＩ读取ＡＤ２Ｓ１２０５转换的位置信息。
ＡＤ２Ｓ１２０５是最新的单芯片旋变数字转换器，将旋转变压器输出的模拟信号转化为数字信号。文中阐述了旋转变压器、ＡＤ２Ｓ１２０５的工作原理及其信号引脚，结合ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０６Ａ，给出了一种永磁同步电机转子位置检测的通讯接口方法及
应用示例。
关键词：旋转变压器；ＤＳＰ；数字转换器；永磁同步电机；ＡＤ２Ｓ１２０５－－中图分类号：ＴＭ３０１．２；ＴＭ３５１文献标识码：Ａ文章编号：１００２—１８４１（２０１３）０５—００２５— ０４
０引言
文中主要论述了使用旋转变压器及其转换器ＡＤ２Ｓ１２０５检

旋转变压器转子位置的检测系统及方法[发明专利]

专利名称：旋转变压器转子位置的检测系统及方法专利类型：发明专利
发明人：凌欢,陈茜兵,杭孟荀,邵平,袁文爽
申请号：CN201510155797.7
申请日：20150402
公开号：CN104702173A
公开日：
20150610
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种旋转变压器转子位置的检测系统及方法，属于信号检测和电动汽车电机驱动技术领域，所述检测系统包括DSP信号处理模块、正弦激励调理单元、旋转变压器和转子位置信号调理单元，DSP信号处理模块产生正弦激励信号输入到正弦激励调理单元，经过正弦激励调理单元处理后输出激励信号到旋转变压器，旋转变压器输出的正、余弦信号输入到转子位置信号调理单元，转子位置信号调理单元处理后输出的转子位置角度信号输入至DSP信号处理模块。

本发明中主要由常用的电阻、电容和运放等电子元件构成，与专用解码芯片相比，大大降低了成本，解决了现有技术中旋转变压器解码芯片型号单一、价格高昂、接口电路复杂和使用灵活性不高的问题。

申请人：奇瑞汽车股份有限公司
地址：241009 安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号
国籍：CN
代理机构：芜湖安汇知识产权代理有限公司
代理人：朱圣荣
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旋转变压器信号处理的分析与研究

旋转变压器信号处理的分析与研究【摘要】在现代工业控制中，人们对运动对象的精度和速度要求越来越高，伺服控制系统因其稳定性好、精度高、动态响应快、抗干扰能力强等特点，应用越来越广泛。

旋转变压器具有结构坚固、维护方便、抗扰能力强、使用可靠等诸多优点，它能测量出旋转机构的绝对位置信息，在伺服控制系统中得到了广泛的应用。

本文介绍了旋转变压器的工作原理，针对它的信号处理问题，首先设计了基于专用芯片的旋转变压器信号处理方法，给出了硬件电路设计和软件设计，实际测试了伺服控制系统中的电机转子的速度和绝对位置，对测试结果进行了分析。

【关键词】伺服控制系统；旋转变压器；信号处理；绝对位置；观测器1.伺服控制系统介绍伺服控制系统是输出量能精确地跟随或者复现输入变量的一类自动控制系统。

在现代工业控制中，大多数工业设备都需要实现高精度、稳定地控制。

一般情况下，伺服系统由伺服电动机、功率驱动器、控制器和传感器四大部分组成。

对伺服系统，应具有稳定性好、精度高、动态响应快、抗干扰能力强等基本的要求。

而要满足上述最基本的要求，伺服系统最基本的特征应该有：系统中有高精度的传感器，能准确地给出输出量和状态的电信号；功率驱动器及控制系统都必须是可逆的；有足够大的调速范围及足够强的低速带载能力；快速的响应能力和较强的抗干扰能力。

2.旋转变压器的工作原理旋转变压器是一种能够转动的变压器。

早期的旋转变压器（下文中出现的“旋变”是“旋转变压器”的简称）主要用于计算机解答装置，是构成模拟计算机的主要组成部分。

旋转变压器的输出根据转子的转角，输出特定函数变化的电气信号，如正弦、余弦、线性信号等，对变压器的次级绕组进行特殊设计，也可以产生特殊函数的电气信号。

旋转变压器的励磁绕组由单相电源供电，电压为励磁绕组S1～S2通入励磁电流后产生脉振磁场，在次级的输出绕组中产生感生电动势。

当旋变的转子转动时，由于励磁绕组和次级输出绕组的相对位置发生变化，因而次级输出绕组感生的电动势也发生变化，在结构上次级输出的两相绕组在空间上成正交的90°电角度，故两相输出电压为：其中，U1m—励磁电压的幅值，ω—励磁电压的角频率，U2s—正弦相的输出电压，U2c—余弦相的输出电压，U2m—次级输出电压的幅值；θ—旋变转子的转角。

基于旋转变压器的PMSM驱动系统位置反馈的研究

ｐｓｔｎａｄｓｅｄＥｘｅｉｎｅｕｔｓｏｈｔｔｅｉｔｒａｅｃｒｕｔＳｐｒｏｍａｃｓｓｅｄｎａｘｃｌｏｉｉｎｐｅ．ｐｒｍｅｔｒｓｌｈｗｓｔａｈｎｅｆｃｉｃｉｅｆｒｎｅｉｔａｙａｄｃｎｅａｔｏｙ
ｒｔｒｐｓｔｎａｄｓｅｄｗｅｅｃｌｕａｅａｅｏｉｅ — ｏｎＰＴＭＳ２Ｆ８２ＩｔｏｕｅｈｒｎｉｌｏｏｏｏｉｏｎｐｅｒａｃｌｔｄｂｓｎａｆｘｄｐｉｔＤＳｉ３０２１．ｎｒｄｃｄｔｅｐｉｃｐｅｆ
度的检测。
关键词：转变压器；口电路；置信号旋接位
中图分类号：ＴＭ４；３４７６ＴＰ３．文献标识码：Ａ
ＳｕｎｔｓｔｏｅｄｂｃｆａＲｅｏｖｄｂｓｄｏｆＰＭＳｉｅＳｓｅｔｄｙｏｈｅＰｏｉｉｎＦｅａｋｏｓｌｅ — ａｅＭＤｒｖｙｔｍＦＡＮｈ — ｉ，Ｚｕｘａ０ＵＹＡＮＧｎ－ｉＱＩＨｏｇｌｎ，ＡＮｕ，ＩＷｅ— ｏＪｎＬＵｉｕｈ
（南大学电气与信息工程学院，南长沙４０８）湖湖１０２
摘要：计了一种利用旋转变压器Ｔ２２Ｎ１Ｅ０设Ｓ２５２１２检测电机转子位置和速度，定点ＤＰＴ用ＳＭＳ３０２１２Ｆ８２处理转子位置和速度的方法。介绍了旋转变压器的基本原理，计了ＴＭｓ２Ｆ８２与旋转变压器设３Ｏ２１的接口电路，绍了计算转子位置和速度的方法。试验表明，方法能够准确地实现永磁同步电机位置和速介该

永磁同步电动机转子位置辨识

永磁同步电动机转子位置辨识摘要永磁同步电动机(Permanent magnet synchronous Machine, PMSM)由于无需励磁电流、体积轻便、运行效率很高，在工业领域得到越来越广泛的应用。

只有知道了精确的转子位置信息，才能实现永磁同步电动机转子磁场定向的运动控制。

在传统的永磁同步电动机运动控制系统中，通常采用光电编码器或旋转变压器来检测转子的位置。

然而，这些传感器增加了系统的成本，并且降低了系统的可靠性。

因此，无传感器检测永磁同步电动机转子位置已逐渐成为热点。

本文阐述了永磁同步电动机的发展历程、永磁材料的发展，以及它的结构、工作原理和特点等。

介绍了永磁同步电动机转子位置检测的常用方法分两种：即直接方式检测和间接方式检测。

直接方式可分为：旋转变压器法、磁编码器法、光电编码器法；间接方式可分为：电感法、磁链法、假想坐标系法、基于各种观测器的估算方法、卡尔曼滤波器法、高频注入法和人工智能理论基础上的估算方法。

针对本课题主要做了以下研究工作：在构建其数学模型的基础上，深入分析电机定子电感的饱和效应，得出旋转高频电压注入法能够准确跟踪转子凸极位置，但其存在不能确定估算结果是N极还是S极位置的问题。

对于这个问题,本文又分析了永磁同步电机定子电流对电机磁路饱和度的影响，根据旋转电流矢量幅值变化特性，提出了一种判定转子永磁体N/S极极性的方法，解决了常规高频注入法所存在的估算结果可能反向的问题。

关键词：永磁同步电动机；高频电压注入；转子位置检测ABSTRACTAs the permanent magnet synchronous motor without excitation current, volume light, high efficiency, more and more widely in the industrial fieldsof application. Only know the exact rotor position information, to achieve permanent magnet synchronous motor rotor flux orientation motion control. In a traditional permanent magnet synchronous motor motion control system, usually optical encoder or resolver to detect the rotor position. However, these sensors increase the system cost and reduced reliability of the system.Therefore, sensorless permanent magnet synchronous motor rotor position detection has gradually become a hot spot.This paper describes the development process of permanent magnet synchronous motor, permanent magnet materials development, and its structure, working principle and characteristics. Introduced a permanent magnet synchronous motor rotor position detection of the common methods in two ways: the direct detection and indirect detection methods. Direct methods can be divided into: rotating transformer, magnetic encoder method, optical encoder method; indirectly, can be divided into: inductance method, flux method, imaginary coordinate system method, the various observer-based estimation method, Kalman filtering device method, high frequency injection method and Artificial Intelligence based on the theory of estimation methods.The main topics for research work to do the following: In building a mathematical model based on in-depth analysis of the saturation effect of the stator inductance, obtained rotating high frequency signal injection method to accurately track the position of the rotor salient, but its existence can not be determined or estimated results is N pole S pole position of the problem. For this problem, this paper analyzed the current permanent magnet synchronous motor stator magnetic circuit saturation, according to the amplitudevariations of current vector rotation, a permanent magnet rotor determine N / S pole polar solutions to Injection of conventional high-frequency estimation results are likely to reverse the existing problems.Keywords：Permanent magnet synchronous motor, High frequency signal injection, Rotor position detection目录第一章绪论 (1)1.1课题的研究背景 .......................................................1 1.2 永磁同步电动机的国内外研究现状 (2)1.3永磁材料的发展 ....................................................... 4 第二章永磁同步电动机的结构及特点. (4)2.1永磁同步电动机的总体结构 (4)2.1.1 定子结构 (5)2.1.2 转子结构 ....................................................... 6 2.1.3 永磁同步电动机的转子磁极结构型式 ............................... 6 2.2永磁同步电机的特点 .................................................. 10 第三章永磁同步电动机的工作原理及数学模型. (11)3.1永磁同步电动机的工作原理 ............................................ 11 3.2 坐标变换原理 . (12)3.3永磁同步电动机的数学模型 (13)3.4磁路结构对数学模型中参数的影响 ...................................... 15 第四章永磁同步电动机转子位置检测的方法 (17)4.1直接方式 ............................................................ 17 4.2间接方式 (18)第五章旋转高频注入法的原理及应用 (22)5.1旋转高频信号激励下永磁同步电机数学模型 .............................. 22 5.2旋转高频电压信号注入法原理 (23)5.3永磁同步电机转子初始位置检测 (27)5.3.1基于旋转高频注入法的转子初始位置检测原理 (28)5.3.2面贴式永磁同步电机定子电感饱和效应分析研究 .................... 29 5.3.3根据高频电流响应幅值判定N、S极 . (31)第六章结论 ................................................................ 32 参考文献 ................................................................... 34 翻译部分 . (36)英文原文 ............................................................... 36 中文译文 (45)致谢 (54)中国矿业大学2021届本科生毕业设计第1页第一章绪论1.1课题的研究背景直流电气传动和交流电气传动在19世纪中期先后诞生，由于直流电气传动具有良好的调速性能和转矩控制性能，改变决定交流调速的电源频率的改变和对电动机转矩控制极为困难，因此，在20世纪相当长的一段时间内直流传动成为电气传动的主流。

电机旋变测量方法

电机旋变测量方法
电机旋变测量方法主要有以下几种:
1.霍尔传感器法:霍尔传感器是一种特殊的半导体器件，内部装有三个与电机转子位置有关的磁敏元件(即重尔元件)，可以实时监测转子位置。

当磁敏元件受到磁场影响时，会铲生电势差，经过放大、滤波、调整等处理后，可以获得精准的转子位置信号。

这种方法测虽精度高，信噪比较好，适用于多种类型的电机，尤其适用于小型电机和高速电机。

2.编码器法:编码器是-种光、电信号交替的数字转换器，可以将旋转角度转化为脉冲信号，通过计数脉冲数，可以了解电机转子的位置和转速。

编码器-般以磁性编码器和光电编码器两种为主。

磁性编码器的优点是抗干扰能力较好，脉冲数可以比较高，但是同步误差大，同时运行温度范围小。

光电编码器的优点是精度高，同步误差小，运行温度范围大，但是抗扰能力相对较差。

这种方法适用于大型电机和复杂电机的测量，精度高，运行稳定。

3.静态测量:这种方法在国内应用最广，它只需要-台直流电源和- 一个旋变的解算装置即可对零。

通常的做法是先对电机绕组通一低压直流电，U相接正，V相或VW相接负，此时电机转子会被拉倒一个固定位置。

比如UVW接法时转子理论电角度为0°。

读取此时旋变解算角度值就是旋变与电机的零位偏差。

这些方法各有优缺点，适用范围也不尽相同，具体应用哪种方法要根据电机和实际需求进行选择。

一例永磁同步电动机的转子位置检测故障分析

车的检查。而检查电动机刹车必须拆卸编码器，工电
般需要安装光电编码器、旋转变压器等位置传感器
来获得电动机转子的准确位置。由于安装的误差会使位置传感器的零位产生偏差，位置传感器的零位偏差
将造成转子位置检测的零位偏差，电动机转子检测而零位偏差的存在引起逆变器开关管逻辑换向错误，将引起不期望和不可控制的轴电流，重时会造成电动严
与机械脱开，动器 “ 能 ” 电动机仍旧转２。出驱使后０后
１故障现象
一
台配套ＳＥＮ０Ｄ系统、１ＵＩＭＥＳ８２６１ｅ伺服驱动
现Ｅ一０６８报警利用ＳｏＣｍ软件联机观察ｉｏＵｍ
６１ｅ驱动器上伺服电动机工作电流，现电动机慢１Ｕ发慢转动时，电动机电流不断增大，后突然增大超过电最动机最大电流Ｐ８设定的２把最大电流增大时１０１７Ａ，观察电动机工作电流仍然超过电动机最大电流设定
值。用新的电动机更换后观察也出现同样的故障。由
于驱动器是好的，的电动机也不应该有问题，新问题出在哪儿呢？分析并回忆维修过程发现有可能是驱动器与电动机问的相序不对造成。把电动机动力线还原，使其与驱动器的相序一一对应，试机电动机工作正常。再利用ＳｍｏＵ软件联机观察６ｅ驱动器上伺ｉｏＣｍ１ｌＵ服电动机工作电流，实际电流只有１Ａ左右，因此相序

基于AD2S1210的永磁同步电机转子位置及速度检测电路设计

基于AD2S1210的永磁同步电机转子位置及速度检测电路设计倪有鹏;胡清科【摘要】A circuit scheme for detecting rotors′position and speed is proposed in this paper .U‐sing decoder chip AD2S1210 as theprocessor ,and YS52XFW9753 resolver ,produced by Shanghai YingShuang Motor Ltd .,as a sensor ,a peripheral circuit is built .Incentives signals are provided to the resolver by AD2S1210 ,and its feedback signal is decodedto obtain the rotor position and speed of 16‐bit binary code ,which are detected by DSP28335 and resolver in this paper .The test results showthat the design has a good performance ,and can achieve real‐time detection of the rotors′position and speed .%设计了一种用于检测电机转子位置及速度的电路方案，此方案基于AD2S1210解码芯片作为处理器搭建外围电路，采用上海赢双电机有限公司生产的YS52XFW9753旋转变压器作为传感器。

通过AD2S1210给旋转变压器提供激励信号，并对其回馈信号进行解码，得到电机转子位置及速度的16位二进制码。

采用DSP28335及永磁同步电机对设计方案进行了检测，测试结果表明该设计性能良好，可实时实现电机转子位置和速度的检测。

基于转子固有高频信号的同步电动机转子位置检测

ｎｔｒｉｈ￣ｑｅｅｉｎｆｔｅｒｔｒＴｅｓｎｏｌｓｅｔｒｃｎｒｌｄｌｆｙｃｒｎｕｔｒｓｅｔｂｉｈｄｂｓｄｏａｕａｈｇｌｅｕｎｙｓａｏｏｏ．ｈｅｓｒｓｖｃｏｏｔｇｌｈｅｏｍｏｅｎｈｏｏｓｍｏｏｓｌｅａｅｎｏｓｗａａｓ
ｐｓｔｎｓｎｏ，ｔｅｔａｄｌｏｏｏｏｉｏｂｅｖｒｗｓｅｔｂｉｈｄａｃｒｉｇｔｅｐｉｃｐｅｏｏａｙｔａｓｏｍ－ｏｉｏｅｓｒｍａｈｍａｉｌｍｏｅｒｔｒｐｓｔｎｏｓｒｅａｓｌｅｃｏｄｎｔｒｎｉｌｆｔｒｒｆｒｉｃｆｒｉａｓｏｈｒｎ
议持电棚２１第１ｏ年ｌｌ期
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基于转子固有高频信号的同步电动机转子位置检测
黄坤，晴晴，庞王磊
（中国矿业大学，苏徐州２１０）江２０８
ＡｂｔａｔＩｉｗｏｅｅｉｔｇｐｏｌｍｓｏｙｃｒｎｕｔｒｖｃｏｏｔｏｙｔｍｔｃａｉａｅｓｒｓｎｏ — ｓｒｃ：ｎｖｅｆｔｘｓｉｒｂｅｆｎｈｏｏｓｍｏｏｅｔｒｃｎｒｌｓｓｅｗｉｍｅｈｎｃｌｓｎｏ，ｅｓｒｈｎｓｈ

基于旋转变压器的永磁同步电机初始定位的方法

1 2 =A0 (5)
根据式(4)，式(5)，电机位置角可以表示为：
Ax A0 (6)
同样在电机刚开始旋转时的电机初始位置可由下式得到：
图 6 为 SPI 读取的绝对角度信息（3）把电机停到 0 位置，也就是给电机提供一个与定子 A 轴轴线重合的电压矢量即可。选择两相静止定子坐标系，由永磁同步电机的数学模型可地它的定子电压方程为：
0 Ax1 (1 2 ) Ax1 A0
(7) 可得
其中， Ax1 为电机刚开始旋转时从 AS5040 读出的绝对角度值。从上面过程可以看到，一个必需的步骤是要在电机位置角 0 的时刻，从 AD2S1200 读出 A0。利用直流制动的方法使电机转子停到与 A 相轴线重合的位置，也就是零度角位置。在 dq 轴坐标系下，基于坐标变换和 SVPWM 原理，通过软件设计可生成 0-360゜的高分辨率电压矢量。由 SVPWM 主导转子的定位，将电机置于开环状态，使得为固定值，为 0，park 反变换角度给定固定值为θ，此时电机转子磁场方向和定子给定电压矢量方向一致，永磁体转到θ位置。直流制动构架图如图 5。
图 2 旋变解码芯片外围功能电路图 AD2S1200 被设置成串行输出模式，与系统的主 CPU （TMS320F28335）通信。由电平转换芯片 ADG3308BRUZ 实现 AD2S1200 输出的 5V 电平到 DSP 输入 3.3V 电平之间的转换。电路如图 3 所示。
图 1 旋变的工作原理图当旋转变压器转子随电机同步旋转时，在初级励磁绕组上外加交流励磁电压，次极输出绕组中便会产生感应电动势，大小为励磁与转子旋转角正余弦的乘积。旋转变压器输入输出关系如下：（1）（2）（3）式中： —励磁最大幅值； —励磁角频率； k—旋转变压器变比； —转子旋转角度。（2）AD2S1200 是一款旋变/数字转换芯片，其主要工作特性和参数是：①5V 单电源供电；②输出 12 位绝对位置信息和带符号位的 11 位速度信息；③具有串行通信接口和并行通信借口；④励磁频率为 10KHz ，12KHz ，15KHz ，20KHz 可编程。本系统采用 ISE70-30D08 型旋变，它所需的激磁电压为 3-7V（有效值）。初次级电压比为 0.286，而 AD2S1200 输出的励磁信号峰-峰值为 8.2V，接收的正余弦信号峰-峰值为（3.6±10%）V，所以励磁电压信号从图 2 所示 AD2S1200 的 236 2015 年 18 期

永磁电机转子位置检测方法

永磁电机转子位置检测方法摘要：本文介绍了一种基于旋转变压器与AD2S1210数字变换器相结合的转子位置检测方法。

介绍了一种用于旋转变压器信号调理电路的改进建议，它具有减小信号畸变、抑制高频干扰、提高测量准确度等优点。

该方法利用测童绕组的电压过零点和感应到的电流过零点之间的相位差来校正转子初位（初始位置）角度。

通过试验，证明了调理电路的正确性，以及转子位置初始角标定的精确性。

关键词：永磁电机；转子位置；检测标定1高速永磁同步电机转子位置检测方法PMSM相对于异步电动机,具有体积小,质量轻,效率高,功率系数高等特点。

其中,大容量低速直驱型永磁电机由于其特有的振动噪音特性,被广泛用于调查船、科考船等特殊舰船的推进系统中。

基于状态观测器的无位置传感器系统是当前国内外学者关注的焦点,其中最受关注的有:龙贝格观测器,滑模观测器,以及扩展卡尔曼滤波观测器。

通过以上对多种无需位置传感器的转子位置探测方法进行的研究总结发现，扩充卡尔曼滤波器的算法比较复杂，而且还涉及到矩阵的逆向运算，其计算量非常大，对单片机的要求也非常高，因此其在实际中的应用有很大的局限性；而高频信号注入方法只能在低转速和零转速范围内有效，无法对PMSM，尤其是HPMSM，进行全转速范围内的转子位置探测；该方法具有结构简单、算法通俗易懂、易于数字化实现等优点，但其通常采用的PI自适应控制器，其动态和稳定特性无法适用于高速PMSM的转子位置检测，低速时有轻微的振荡，高速时有很大的时滞。

滑模观测器方法响应速度快、算法简单、便于工程实施，且对外界扰动不敏感，具有良好的抗干扰性和鲁棒性，但该方法在转速数万转/分钟、乃至数千转/分钟时，仍有明显的抖振现象[1]。

综合上述各种方式的优点和不足，采用位置传感器进行转子位置探测的方式更加直观，位置检测传感器器有两类，一类是光电编码器，另一类是旋转变压器。

由于采用了光电编码器，只能获得相对位置，所以在起动过程中，还需采用其他的方式来获得电动机的初始位置。

旋转变压器在转子位置测量中的应用

４对极感应电
机测速系统的
试验波形，此
时电机转子频
率为６．Ｈｚ，３４
旋转变压器的原边输入励磁
信号频率设置
０ＨｚＤＣ电路的ＡＤ２９Ｓ９是专为旋转变压器／频率可以通过ＡＤ２Ｓ９９的引脚为１Ｋ。其中图２是Ｒ
件，不能满足数字化的要求，故需器，则经乘法运算后得到的输出信位移角度。
要接口电路实现其模拟信号与控制系统数字信号之间的相互转化，这类接口电路是一类特殊的模／转数
换器，也就是我们常说的旋转变压
维普资讯
一北京交通大学电气工程学院王栋张奕黄
保定天鹅化纤集团有限公司郭绥
旋转变压器在转子位置测量中的应用
摘要：本文介绍了一种检测转子位置的方法，设计了基于ＲＣ芯片ＡＳ０的旋转变压器位置信号的接口ＤＤ２９
号丢失检的转子位置信号
ＲＣ电路的总体设计方案Ｄ
提供给控制器的位置信号有两波形符合ＤＳＰ的ＱＥＰ电路接收要求，
无毛刺，证了保旋转变压器二次绕组输出的两种输出方式，一是ＳＩ出（２位）Ｐ输１，而且脉冲正交性好，
Ｅ、ＳＬＢＩ数字转换器提供的励磁信号源，信ＳＬｌＥ２和ＦＡＳ来设置。另输入波形，即由旋转变压器副边的Ｓ９的引脚ＬＯＳ用于指示两个绕组分别输出的正弦信号和余号频率有４种选择，即２Ｈｚ５Ｈｚ外，ＡＤ２９ｋ、ｋ、

驱动电机旋转变压器的工作详解

驱动电机旋转变压器的工作详解汪贵行;汪学慧【期刊名称】《汽车维修与保养》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】3页(P67-69)【作者】汪贵行;汪学慧【作者单位】深圳市通达汽车培训学校;【正文语种】中文汪贵行 (本刊编委会委员)长期在汽车运用与检测的第一线工作，1984年起被交通部门指派长期在伊拉克、也门等多个阿拉伯国家工作，负责机务技术并兼高级电气工程师。

1995年起在深圳市特发华日丰田汽车公司从事技术工作，2009年退休后到深圳市通达汽车培训学校工作。

2014年3月，在“香港之声”宣传电动汽车的应用。

2013年，由深圳市科技部门推荐，主要工作业绩被选编在“特区人物志”中。

电动车上的驱动电机现多为永磁同步电动机，这其中“位置传感器”的作用重大，它通常被用于检测电机转子旋转的瞬间准确位置，涉及到驱动电机的供电系统。

电动车上只有直流电源，驱动电机使用的却是三相交流电，中间需要用一个“变频器”将动力电池的高压直流电转变成三相交流电向同步电机供电，以适应车辆驱动的不同需要。

其中变频器是由车辆驱动系统的ECU控制的，通过对6个IGBT场效应管的门控驱动电路、控制三相交流电的频率及次序来改变驱动电机的转速和转向，所以变频器的门控电路是变频器的核心。

其中输入ECU的多种信号中，负责精准检测驱动电机转子的旋转位置的信号十分重要，而在当前的驱动电机中，常采用“磁阻式旋转变压器”作为位置传感器。

电动车上的驱动控制电路如图1所示。

图1 电动车上的驱动控制电路一、磁阻式旋转变压器的结构与原理电机转子位置传感器常被称作旋转变压器或同步分解器，它是一种电磁式传感器，汽修行业里的人常常称它为“旋变”。

旋转变压器实际上是一种特殊的小型交流电机，可用来精确检测电机转子的角位移和角速度。

它由定子和转子组成，其定子由高性能硅钢片叠成，其上有绕组作为变压器的原边接受励磁电压，转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合在副边线圈上产生感应电压。

一种永磁同步电机转子位置传感器零位偏差高精度测量方法

第４９卷第１期２０１６焦１月
截＇Ｉ！机
ＭＩＣＲＯＭＯＴＯＲＳ
Ｖｏ１．４９．Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０１６
一种永磁同步电机转子位置传感器零位偏差高精度测量方法
张猛，郭超勇，梁骄雁，吕振华
（北京控制工程研究所，北京１００１９０）
旋变解码数据高位信号的零位偏差直接测量方法。实验表明该方法具有测试方法简单、测量精度高等特点。
关键词：永磁同步电机；转子位置；零位偏差；测量
中图分类号：ＴＭ３５１；ＴＭ３４１
文献标志码：Ａ
文章编号：１００１—６８４８（２０１６）０１—００４０－０４
ＡＨｉｇｈ—ａｃｃｕｒａｃｙＭｅａｓｕｒｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｆＰＭＳＭＳＲｏｔｏｒＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｏｒＺｅｒｏＯｅｔ
位偏差确定的不准确，会导致电机控制性能的下降或电机无法启动甚至反转 ¨Ｊ。实际应用过程中，一类方法是采用在电机定子中加入直流电或施加特定方向的电压矢量的方法，将电机转子固定在电气零度的位置，再读取位置传感器的输出获得位置传感器零位偏差。这些方法受摩擦转矩负载、转子初始位置、负载惯量等因素的影响，存在较大的误差。另外一类方法可以通过无传感器控制方法获取转子初始位置，再同时读取传感器输出角度，计算得到传感器零位偏差。受限于无传感器转子位置估算的精度，无法获得较为精确的传感器零位偏差。也有专门的文献对传感器零位偏差测量进行了研究，

永磁同步电动机转子位置计算方法

ｗａｓｅｕｅｉｅｔｒｔａｆｒｏｎｒ．Ｕｎｒｔｅｃｄｉｎｓｒｄｎｖｃｏｒｎｓｏｍｃｔｏ１ｄｅｈｏｎ．
计出转子位置和速度，由以软件实现的磁链观测
器取代位置传感器来获取转子位置信息，无位置
ｔｎｏｈｂｏｕｅｒｓｌｅｓｕｅ，ｔｅｒｔｒｗｏｌｘｉｆｔｅａｓｌｔｅｏｖｒｗａｓｄｈｏｏｕｄｆｏｉａａｔｃｌｒｌｃｔｏｅｏｔｇｓａｐｉｄｉｔｔａｐｒｉｕａａｉｎｗｈｎａＤＣｖｌｅｗａｐｌｏｏａｅｎ
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中图分类号：Ｍ３３文献标识码：Ｔ１ＡＤＯＩ编码：０３６／ｉｓ．０６２０．０１２０４１．９９．ｎ１０－８７２１．．０ｊｓ０
Ａｂｓｒｔａｃｔ：Ｂｅｏｅｔｅｏｐｒｔｏｈｒａｎａｆｒｈｅａｉｎｏｆｔｅｐｅｍｎｅｔｍｇ—
变压器直流定位法
法进行变频调速，而矢量变换变换，转子位置

(07)电机控制器技术标准

Q/BYDQ- F3e 牵引电机控制器技术标准2006-02发布 2006-实施比亚迪股份有限公司发布F3e 牵引电机控制器技术标准编制：杨广明日期： 2006-02-06 校核：日期：审查：日期：标准检查：日期：批准：日期：版号:A 修改号:0修改记录目录前言 (Ⅱ)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4工作制和定额 (1)5技术条件 (2)6检验方法 (9)7检验规则 (13)8产品的标志、包装、贮存和保管 (13)前言本标准的编制按照GB/T 18488.1-2001 、GB/T 18488.2-2001和QC/T 413-2002的要求进行。

本标准由比亚迪股份有限公司提出。

本标准由电动汽车研究所所长批准。

本标准由比亚迪股份有限公司汽车标准化办公室归口。

本标准起草单位：比亚迪股份有限公司电动汽车研究所电控与电机系统研究部。

本标准主要起草人：杨广明本标准于2006年3月首次发布。

F3e 牵引电机控制器技术标准1 范围本标准规定了F3e 牵引电机控制器的技术条件、检验方法、检验规则、标志、包装、贮存和保管。

本标准仅涉及F3e 牵引电机控制器的功能，外观，机构机械性能及电气性能。

本标准适用于比亚迪股份有限公司生产的F3e牵引电机控制器，也可以作为该公司生产/采购的电动汽车牵引电机控制器的通用检测标准。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

凡本标准引用其内容并有明确规定的条款，以本标准为准。

QC/T 413-2002 汽车电气设备基本技术条件GB/T 18488.1-2001 电动汽车用电机及其控制器技术条件GB/T 18488.2-2001 电动汽车用电机及其控制器试验方法GB/T 12668-1990 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件GB/T 4942.2-1993 低压电器外壳防护等级GB 14023-2000 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值测量方法3术语和定义牵引电机控制器控制牵引电机与电源之间能量传输的装置，它是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成的。

旋变位置解码系统的设计

旋变位置解码系统的设计【摘要】基于旋转变压器及其解码芯片的原理与特点，采用AD2S1205解码芯片构建了旋变位置解码系统，并设计了相应的硬件电路、软件解码程序，搭建了旋变解码测试系统。

实验结果表明，旋变位置解码电路设计合理，信号时序正确，能够输出稳定可靠的位置信号。

【关键词】旋转变压器；AD2S1205；位置信号1.引言随着永磁同步电机在工业、农业、航天等各领域的广泛应用，永磁同步电机在电动汽车驱动系统领域也得到同步发展。

众所周知，永磁同步电机的稳定可靠运行，需要安装位置传感器来检测位置信号。

因旋转变压器（简称旋变）通过与相应的解码芯片配合即可对电机转子位置进行检测，所以旋变作为较为可靠的绝对位置传感器被广泛采用。

目前很多专家学者开始研究旋变位置解码系统[1-4]，随着旋变及其解码芯片技术的不断发展，旋变的可靠性更高，解码电路也更加紧凑。

本文采用当前最新一代可变磁阻旋变和与之配合的解码芯片AD2S1205，设计了相应的旋变位置解码系统，并通过测试系统验证了系统的可靠性。

2.旋变工作原理旋变的通常配置是初级绕组位于转子上，两个二次绕组位于定子上。

本系统采用的可变磁阻旋变的转子上则不存在绕组，如图1所示，初级绕组和二次绕组均位于定子上，转子的这种特殊设计可使得次级耦合随着角位置变化而发生正弦变化。

图1 旋转变压器原理图无论何种配置，旋变正弦绕组的输出电压是，余弦绕组的输出电压是，如（1）式和（2）式所示。

其中：为轴角，为转子激励角频率，E0为转子激励幅度。

（1）（2）可变磁阻旋变初级绕组采用交流基准源激励，两个次级绕组机械上交叉90°。

定子二次绕组上耦合出的电压幅度是转子相对于定子角位置的函数，旋变输出信号如图2所示。

图2 旋变输出信号转换器跟踪轴角的原理为，转换器产生输出角，然后反馈以与输入角相比较。

当转换器正确跟踪输入角度时，二者之间的误差将被驱动至0。

为了测量误差，将（1）式乘以，（2）式乘以，其差值为：（3）通过利用内部产生的合成参考来解调该信号，（3）式可简化为（4）式：（4）当角度误差的值很小时，（4）式即近似等于。