高丽萍，孙峰

（胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营 257017）

在井下永磁同步电机（PMSM）伺服驱动系统中，获得准确的电机转子位置是决定伺服系统控制性能好坏甚至是系统稳定性的主要因素。为了得到准确的转子位置信息，需在电机上安装高精度的位置传感器，而在众多种类的位置传感器中，旋转变压器能有效抵抗冲击和振动，工作温度范围大，且具有抗干扰能力强、安装方便可靠等优点，适应井下高温强振的工作环境［1－2］。由于旋转变压器的输出信号是高频调制的模拟量，必须使用轴角变换器（RDC）对旋转变压器输出的模拟信号进解调和转换，然而专用RDC芯片在井下高温环境中难以保证可靠运行［3－6］。因此，本文提出一种采用DSP 对旋转变压器输出信号解调，然后求出对应的转角值的测量方案，简化了永磁同步电动机控制系统的结构，降低了系统的成本，提高了井下智能钻井工具控制系统的控制精度和控制性能。

1 旋转变压器工作原理

旋转变压器是一种电磁式测角传感器，由定子和转子组成。旋转变压器的定子和转子各有2组空间上互成90°的绕组，其工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器输出电压的大小随转子角位移而发生变化，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系。

2 轴角测量原理

本设计中，旋转变压器与电机相连，其转子随电机同时转动，随转角的不同输出不同信号，旋转变压器输出的模拟信号经DSP 芯片精确解算求出角度值后，将角度值的数字量发送给主控制单元，主控制单元据此电机转角值制定控制策略控制电机。……