湖南工业大学电气与信息工程学院 周 曼 易吉良 吕道轩

0 引言

作为伺服系统的转轴位置和速度传感设备，旋转变压器(以下简称旋变)具有坚固耐用、宽工作温度、抑制共模噪声等优点，能够在严酷环境中稳定工作，广泛应用于轨道交通、新能源汽车以及具有严格安全要求的航空等工业领域。目前针对旋变解码有两种解码方法：一种是硬件的解码方法，主要是专用解码芯片--旋变数字转换芯片(resolver to digital convertor,RDC)。这种芯片解码精度高，且能够提供旋变所需的激励信号，但这种方法最大的缺点是成本高，一片RDC甚至与旋变的价格相当。另一种是软件的解码方法，可分为反正切法和角度跟踪法(angle tracking observer,ATO)。

本文针对旋变的工作特性，设计外部信号调理电路和解码系统，并通过TMS320F28335实现，然后再仿真软件上验证方法的准确性。

图1 旋转变压器原理图

图2 旋变输入、输出信号波形图

1 旋转变压器工作原理

图1所示说明了最常用旋变的工作原理，安装在旋变转子的激励线圈输入高频激励信号Ve，产生交变磁场。正交安装在旋变定子的正弦线圈和余弦信号线圈感应激励线圈磁场产生交变电压Vesin和Ve-cos，其幅值与旋变转子位置有关。图2所示是旋变输入激励信号和输出正弦、余弦信号波形图，相应的表达式如式(1)，k表示旋变的变压比，ω表示励磁电压频率，为旋变输出的角度可以看出，随着旋变转动，旋变的两路输出信号的包络被调制为正弦和余弦信号。旋变解码的任务便是从两路输出信号解算出旋变的角位移，进而解算出角速度，以获得电机转速。……