[发明专利]一种光纤接口的高压同步电机速度和位置检测接口电路

摘要

本发明公开一种光纤接口的高压同步电机速度和位置检测接口电路，属于电机转速检测技术领域；包括电机侧码盘编码器电光转化单元和控制系统侧光电转化及位置速度计算单元，电机侧码盘编码器电光转化单元将电信号转成光信号，光纤传输给控制系统侧光电转化及位置速度计算单元，进行光电转化后，计算出电机的转速和方向；同时和绝对式光电编码器采用SSI通信模式；产生时钟信号，接收数据信号，计算出电机的位置。优点兼有增量式光电编码器和绝对式光电编码器两种接口，可根据情况选用；采用光纤传输码盘信号，避免了高电压大电流情况下电磁干扰对码盘传输线的影响。

主权项

一种光纤接口的高压同步电机速度和位置检测接口电路，包括电机，增量式光电编码器与绝对式光电编码器，其特征在于：还包括电机侧码盘编码器电光转化单元和控制系统侧光电转化及位置速度计算单元；电机侧码盘编码器电光转化单元包括：增量式光电编码器接口电路和绝对式光电编码器接口电路；分别与增量式光电编码器和绝对式光电编码器对应连接；其中增量式光电编码器接口电路包括双端/单端转化芯片、驱动芯片和光纤发射接口芯片；绝对式光电编码器接口电路包括光纤接收芯片和单端/双端转化芯片；控制系统侧光电转化及位置速度计算单元分为增量式光电编码器接口部分和绝对式光电编码器接口部分，分别通过光纤对应连接增量式光电编码器接口电路和绝对式光电编码器接口电路；其中增量式光电编码器接口部分包括光纤接收芯片和数字信号处理器(Digital Signal Process，DSP)，绝对式光电编码器接口部分包括光纤发射接口芯片和FPGA(Field－Programmable Gate Array)；增量式光电编码器接口部分通过增量式光电编码器接口电路接收光纤信号进行光电转化后，计算出电机的转速和方向；同时绝对式光电编码器接口部分经过绝对式光电编码器接口电路，和绝对式光电编码器采用SSI通信模式；产生时钟信号，接收数据信号，计算出电机的位置；所述的电机侧码盘编码器电光转化单元和控制系统侧光电转化及位置速度计算单元之间的信息传递过程如下：一方面：电机转动时，增量式光电编码器产生差分电信号A+信号、A‑信号、B+信号、B‑信号、Z+信号和Z‑信号，进入增量式光电编码器接口电路，经过双端/单端转化芯片转化成单端电信号Ap信号、Bp信号和Zp信号，经过驱动芯片对应转化成电信号A信号、B信号和Z信号，分别输出给3个光纤发射接口芯片转化成对应的光信号，再发射给控制系统侧光电转化及位置速度计算单元上的3个光纤接收芯片后，将光信号转化成对应的电信号，接在增量式光电编码器接口部分的数字信号处理器上，由数字信号处理器进行处理得到电机的转速和方向；另一方面：绝对式光电编码器接口部分产生同步时钟电信号，接到光纤发射接口芯片上，将电信号转化成光信号后，发射给绝对式光电编码器接口电路，经光纤接收芯片转化成CLK电信号，再经过单端/双端转化芯片转化成同步时钟信号CLK+信号和CLK‑信号，经绝对式光电编码器后，产生位置的差分电信号DATA+信号和DATA‑信号；经过单端/双端转化芯片成单端电信号DATAp信号；经过驱动芯片转化成电信号接到光纤发射接口芯片；将电信号转化成光信号，经过光纤传输发射进入控制系统侧光电转化及位置速度计算单元上的光纤接收芯片，转化成电信号DATA信号接在绝对式光电编码器接口部分上，解码成电机位置信号，通过数据线和地址线传递给增量式光电编码器接口部分，得到电机的实时位置信号。