一种旋转变压器装置的制作方法

本实用新型涉及电机控制领域，具体涉及旋转变压器输出信号的数字化。

背景技术：

在电机控制领域，通常用旋转变压器来检测电机转角信息。相比于光电编码器，旋转变压器具有耐冲击、耐高温、耐油污、高可靠、长寿命等优点，但其检测到的电机角度信号为模拟量，数字控制系统无法使用，需要解码为数字量。因此，设计一种旋转变压器解码装置显得尤为重要。

本实用新型的目的在于提供一种基于arm的旋转变压器解码装置，用于将旋转变压器检测到的电机角度信号模拟量转换为数字量。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种旋转变压器装置，其特征在于包括：旋转变压器(1)、信号放大芯片(2)、滤波电路(3)、解码芯片(4)、arm处理器(5)，

所述旋转变压器(1)包括初级绕组(11)、两组正交的次级绕组(12)，其中一组产生正弦差分信号，另一组产生余弦差分信号，

所述解码芯片(4)通过信号放大芯片(2)与所述旋转变压器(1)的初级绕组(11)连接，解码芯片(4)中，激励差分信号生成电路产生的激励差分信号经信号放大芯片(2)处理后，用于旋转变压器的初级绕组(11)的励磁，

所述旋转变压器(1)的两组正交的次级绕组(12)通过所述滤波电路(3)与所述解码芯片(4)连接，所述旋转变压器次级绕组(12)产生的正弦差分信号和余弦差分信号经滤波电路(3)滤波后，输入所述解码芯片(4)，所述解码芯片(4)中的电机转角计算电路根据所述正弦差分信号和余弦差分信号计算电机的转角，

所述解码芯片(4)通过spi通讯接口将解码得到的数字量电机转角信号输出到arm处理器(5)，同时arm处理器(5)输出控制信号到解码芯片的输入端，最后arm处理器(5)通过并口输出将数字量信号传输到后级控制系统。

优选所述激励差分信号为频率一定的正弦波信号。

优选所述信号放大芯片2调节激励差分信号，使其与旋转变压器输入端阻抗匹配。

优选所述滤波电路3调节所述正弦差分信号和余弦差分信号的幅值和相位。

附图说明

图1为旋转变压器装置的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

下面结合附图和实施例对本实用新型的旋转变压器装置的结构进行说明。

如图1所示，旋转变压器装置由旋转变压器1和解码装置构成。解码装置包括：信号放大芯片2、滤波电路3、解码芯片4、arm处理器5。

旋转变压器1用于电机控制系统中检测的电机轴转角，包括初级绕组11、两组正交的次级绕组12，其中一组产生正弦差分信号，另一组产生余弦差分信号。旋转变压器1为现有技术，具体结构不再赘述。

解码芯片4通过信号放大芯片2与旋转变压器1的初级绕组11连接，解码芯片4中，激励差分信号生成电路产生的激励差分信号经信号放大芯片2放大信号电流，与旋转变压器输入端阻抗匹配后，输入旋转变压器的初级绕组11进行励磁。本实施方式中，激励差分信号采用一定频率的正弦波信号。

旋转变压器1的两组正交的次级绕组12通过滤波电路3与解码芯片4连接。随着未图示的电机的转动，旋转变压器次级绕组12产生的正弦差分信号(sin差分信号)和余弦差分信号(cos差分信号)，经滤波电路3调节信号幅值和相位后输入到解码芯片4，解码芯片4中的电机转角计算电路42根据正弦差分信号(sin差分信号)和余弦差分信号(cos差分信号)计算电机的转角。具体计算方法为现有技术，在此不再赘述。

解码芯片4通过spi通讯接口将解码得到的数字量电机转角信号输出到arm处理器5，arm处理器5输出控制信号控制解码芯片4将模拟量转换为数字量，同时控制解码芯片4的分辨率和工作模式等，arm处理器5通过spi通讯接口读取解码芯片4解码后的电机角度数字量信号，再通过并口输出，供给后级控制系统使用。

本实用新型的优点在于：使用单片机arm芯片控制解码芯片，具有电路简单，波形稳定，传输速度快的特点，将旋转变压器反馈的电机角度信号解码后直接输出到控制系统使用，节省了控制系统资源，提高了系统响应速度，使旋转变压器的使用变得更加简单、方便。

技术特征：

1.一种旋转变压器装置，其特征在于包括：旋转变压器(1)、信号放大芯片(2)、滤波电路(3)、解码芯片(4)、arm处理器(5)，

所述旋转变压器(1)包括初级绕组(11)、两组正交的次级绕组(12)，其中一组产生正弦差分信号，另一组产生余弦差分信号，

所述解码芯片(4)通过信号放大芯片(2)与所述旋转变压器(1)的初级绕组(11)连接，解码芯片(4)中，激励差分信号生成电路产生的激励差分信号经信号放大芯片(2)处理后，用于旋转变压器的初级绕组(11)的励磁，

所述旋转变压器(1)的两组正交的次级绕组(12)通过所述滤波电路(3)与所述解码芯片(4)连接，所述旋转变压器次级绕组(12)产生的正弦差分信号和余弦差分信号经滤波电路(3)滤波后，输入所述解码芯片(4)，所述解码芯片(4)中的电机转角计算电路根据所述正弦差分信号和余弦差分信号计算电机的转角，

所述解码芯片(4)通过spi通讯接口将解码得到的数字量电机转角信号输出到arm处理器(5)，同时arm处理器(5)输出控制信号到解码芯片的输入端，最后arm处理器(5)通过并口输出将数字量信号传输到后级控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种旋转变压器装置，其特征在于，所述激励差分信号为频率一定的正弦波信号。

3.根据权利要求2所述的一种旋转变压器装置，其特征在于，所述信号放大芯片(2)调节激励差分信号，使其与旋转变压器输入端阻抗匹配。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种旋转变压器装置，其特征在于，所述滤波电路(3)调节所述正弦差分信号和余弦差分信号的幅值和相位。

技术总结
一种旋转变压器装置，包括：旋转变压器1、信号放大芯片2、滤波电路3、解码芯片4、ARM处理器5。解码芯片4通过信号放大电路2与旋转变压器1的初级绕组11连接，解码芯片4中，激励差分信号生成电路产生的激励差分信号经信号放大电路2处理后，对旋转变压器的初级绕组11进行励磁。旋转变压器1的两组次级绕组12通过滤波电路3与解码芯片4连接，正弦差分信号和余弦差分信号经滤波电路3滤波处理后，输入解码芯片4。解码芯片4中的电机转角计算电路计算电机的转角。解码芯片4通过SPI通讯接口将数字量电机转角信号输出到ARM处理器5，同时ARM处理器5输出控制信号到解码芯片的输入端，并通过并口输出将数字量信号传输到后级控制系统。

技术研发人员：任盼
受保护的技术使用者：北京合康新能科技股份有限公司
技术研发日：2019.12.17
技术公布日：2020.10.16