[实用新型]一种永磁无刷电机高可靠转子位置检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及大功率机电伺服系统技术领域，具体涉及一种永磁无刷电机高可靠转子位置检测电路。

背景技术

大功率级别机电伺服系统使用永磁无刷电机，对电机的控制采用基于转子磁场定向的矢量控制方法。在这种伺服系统中，准确获取转子磁场向量的位置是关键。考虑到航天伺服机构的高要求（高速、高精度、高稳定性），大功率机电伺服系统采用了由高可靠旋转变压器构成绝对编码式转子位置传感器的方案。由于旋转变压器安装在电机转子上以获取位置信号，其输出电压等级为伏级，易受到百伏级的电机电压的干扰，而转子位置检测电路离驱动电路较近，输入、输出信号线易受到高速开关器件的干扰，因此转子位置检测电路电磁环境较差。目前采用AU6802芯片作为激磁信号发生器和信号处理器，采用单端电路进行激磁信号功率放大；在电机驱动器调试中，发现旋转变压器位置检测电路中出现位置信号不稳定的问题。经分析，转子位置检测的电磁环境较差，导致旋转变压器的激磁信号和AU6802芯片的正、余弦输入信号幅值和频率均受到干扰，造成输出信号不稳定，无法满足精确检测位置信号的要求，直接影响了控制性能，无法满足要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能应用于较差电磁环境、具有良好电磁兼容性、能满足大功率电动伺服系统对于转子位置检测的高可靠性要求的永磁无刷电机高可靠转子位置检测电路。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为，一种永磁无刷电机高可靠转子位置检测电路，包括电机及控制电路、旋转变压器、信号调理电路、旋变信号处理电路和信号输出电路；其中，电机及控制电路中的电机转子位置为转子位置检测电路的检测对象，电机及控制电路中的控制电路接收信号输出电路中的总线信号；旋转变压器将电机转子位置信息模拟信号通过4组信号线输入信号调理电路；信号调理电路包括旋变激磁信号调理电路、旋变余弦信号调理电路和旋变正弦信号调理电路，旋转变压器传入的4组电机转子位置信息模拟信号分为两组分别接入旋变余弦信号调理电路和旋变正弦信号调理电路，旋变余弦信号调理电路和旋变正弦信号调理电对输入的电机转子位置信息模拟信号的传输线上的电流大小进行调整，对电机转子位置信息模拟信号进行增益调理，将经增益调理调节后的电机转子位置信息模拟信号输入旋变信号处理电路中；旋变信号处理电路包括激磁信号发生电路和转子位置信号检测电路，转子位置信号检测电路将电机转子位置信息模拟信号经解码后转换为电机转子位置信息数字信号后输入到信号输出电路中；旋变信号处理电路产生2组激磁信号，经信号调理电路的旋变激磁信号调理电路处理后，接入旋转变压器；信号输出电路将并行总线输出模式转换为SPI总线输出模式后，把数据输送电机及控制电路中的控制电路。

进一步，所述旋转变压器采用多摩川公司的无刷旋转变压器TS2620N21E11，激磁信号为7V，激磁频率为10kHz。

进一步，所述信号调理电路的激磁信号调理电路由运放OP279增益可调电路和甲乙类推挽功率放大电路构成；旋变余弦信号调理电路和旋变正弦信号调理电路都是由仪表放大器AD620及其外围电阻构成的增益可调电路。

进一步，所述旋变信号处理电路的激磁信号发生电路使用芯片AD2S99，转子位置信号检测电路使用AD2S83解码芯片。

进一步，所述信号输出电路中的变换电路使用芯片DM74165。

进一步，所述旋变信号处理电路的激磁信号发生电路中芯片AD2S99的激磁信号为7V，激磁频率为10kHz，转子位置信号检测电路中AD2S83解码芯片的分辨率选择12位。

本实用新型对旋转变压器的输入和输出均做了特殊的信号处理，在PCB的布局和布线方面进行了良好的电磁兼容设计，从而解决了大功率机电伺服系统电机转子位置精确检测及信号抗干扰问题，有效提高了恶劣环境下转子位置检测电路的可靠性。

附图说明

图1为一种永磁无刷电机高可靠转子位置检测电路的原理图。

图2为信号调理电路中的旋变余弦信号调理电路或和旋变余弦信号调理电路的电路图。

图中，1-电机及控制电路，2-旋转变压器，3-信号调理电路，4-旋变信号处理电路，5-信号输出电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。