CN201655521U - 通用旋转变压器解码装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种通用旋转变压器解码装置及系统，包括：连接到旋转变压器以解码从所述旋转变压器接收到的正余弦信号以生成多个解码输出信号的解码电路，和连接到所述解码电路以接收所述多个解码输出信号，并对其中的至少一个解码输出信号进行分频以适用于不同旋转变压器后级控制单元的分频电路。实施本实用新型的通用旋转变压器解码装置和系统，由于可以通过调节拨码开关，能够将解码后信号进行1-256分频，并且输出电平可以由用户输入电平决定，因此在充分利用旋变解码精度的同时，可直接将其应用于各类不同电平的后级控制单元，如DSP、单片机、PLC中，从而最大限度地提高了装置的通用性和实用性。

Description

通用旋转变压器解码装置和系统

技术领域

本实用新型涉及变压器解码领域，更具体地说，涉及一种通用旋转变压器解码装置和系统。

背景技术

旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的传感元件，当励磁绕组通过一定频率的交流信号时，其输出绕组输出的电压幅度与转子转角成正弦、余弦。而只有采用解码芯片通过鉴相或鉴幅等方式对旋转变压器获得的正余弦信号进行解调，实现对转子位置信息的数字转换，转换输出的数字信号才能够与后级控制单元进行连接，从而处理成相应的数字信号。

旋转变压器因结构可靠、耐高温、抗震动、耐油污、抗冲击等特点越来越多地应用于工业系统中，尤其是电机驱动系统。然而由于旋转变压器的控制单元类型各异，控制方法不同、通信类型不同、控制对象不同等诸多因素，使得通用旋转变压器解码装置设计难以实现。加上旋转变压器规格、极对数等在使用过程中也各不相同，导致旋转变压器解码装置的通用性大大降低，目前较为流行的做法是控制器厂商均自行设计解码装置，以配合所采用的控制单元。但遇到改变应用场合及控制单元时，电压等级、输出方式等均须重新设计。

在工业领域控制单元广泛应用单片机、PLC和DSP，但各类控制单元的电平范围各不相同，运算速度也不相同，而且在各类信号调理电路中运放等集成芯片广泛应用的所需的电平也各不相同，较常见的有5V、12V、24V等，不同电平导致各类信号接口不兼容，往往采用额外的电平转换电路来解决，既增加了成本，也给电路增加了不可靠因素。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可适用于各种旋转变压器控制单元的通用旋转变压器解码装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种通用旋转变压器解码装置，包括：连接到旋转变压器以解码从所述旋转变压器接收到的正余弦信号以生成多个解码输出信号的解码电路，和连接到所述解码电路以接收所述多个解码输出信号，并对其中的至少一个解码输出信号进行分频以适用于不同旋转变压器后级控制单元的分频电路。

在本实用新型所述的通用旋转变压器解码装置中，所述分频电路包括用以将所述多个解码输出信号中的两个在1-256之内任意选择分频系数的8位拨码开关和8位计数器。

在本实用新型所述的通用旋转变压器解码装置中，所述8位计数器是级联的两个4位计数器。

在本实用新型所述的通用旋转变压器解码装置中，所述解码电路进一步包括：

连接到所述旋转变压器以用于为所述旋转变压器提供激励电源的激励输出模块、连接到旋转变压器以接收并解码从旋转变压器接收到的正余弦信号以生成六个解码输出信号的解码模块和连接到所述旋转变压器以接收旋变反馈信号的旋变反馈输入模块。

在本实用新型所述的通用旋转变压器解码装置中，所述通用旋转变压器解码装置进一步包括连接到所述解码电路以接收所述多个解码输出信号并将所述多个解码输出信号转换成后级控制单元所需的电平电压的隔离电平转换电路。

在本实用新型所述的通用旋转变压器解码装置中，所述通用旋转变压器解码装置进一步包括连接到所述解码电路以接收所述多个解码输出信号并提高所述多个解码正交信号的差分输出的长线驱动电路。

在本实用新型所述的通用旋转变压器解码装置中，所述通用旋转变压器解码装置进一步包括连接到所述分频电路以输出分频后的解码输出信号的光耦隔离电路。

在本实用新型所述的通用旋转变压器解码装置中，所述通用旋转变压器解码装置进一步包括光电编码兼容接口。

本实用新型解决其技术问题的另一技术方案是，构造一种通用旋转变压器解码系统，包括旋转变压器和上述技术方案中所述的任一通用旋转变压器解码装置。

在本实用新型所述的通用旋转变压器解码系统中，所述旋转变压器是多极式旋转变压器、无刷旋转变压器或磁阻式旋转变压器。

实施本实用新型的通用旋转变压器解码装置和系统，由于可以通过调节拨码开关，能够将解码后信号进行1-256分频，并且输出电平可以由用户输入电平决定，因此在充分利用旋变解码精度的同时，可直接将其应用于各类不同电平的后级控制单元，如DSP、单片机、PLC中，从而最大限度地提高了装置的通用性和实用性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的通用旋转变压器解码装置的第一实施例的原理框图；

图2是本实用新型的通用旋转变压器解码装置的第二实施例的原理框图；

图3是本实用新型的通用旋转变压器解码系统的第一实施例的原理框图。

具体实施方式

图1是本实用新型的通用旋转变压器解码装置的第一实施例的原理框图。如图1所示，本实用新型的通用旋转变压器解码装置可以包括解码电路1和分频电路4。其中该解码电路1连接到旋转变压器以接收旋转变压器输出的正余弦信号，并解码所述正余弦信号以生成多个解码输出信号。在本实用新型的一个实施例中，解码电路1可以同时输出A、B、Z、U、V、W六路信号。由于解码后的信号的频率较高，并不适合所有的控制单元的接收，因此可以通过分频电路4进行处理。该分频电路4连接到所述解码电路1以接收所述多个解码输出信号，并对其中的至少一个解码输出信号进行分频以适用于不同旋转变压器后级控制单元。在此，所述解码电路1和旋转变压器。解码电路1和分频电路4可通过通信总线直接连接，也可通过并行或串行接口连接，还可以通过无线、蓝牙或红外通信连接。本实用新型不受其实际的连接关系的限制。

图2是本实用新型的通用旋转变压器解码装置的第二实施例的原理框图。如图2所示，本实用新型的通用旋转变压器解码装置包括解码电路1、隔离电平转换电路2、长线驱动电路3、分频电路4和光耦隔离电路6。其中分频电路可以包括将所述多个解码输出信号中的两个在1-256之内任意选择分频系数的8位拨码开关41和8位计数器。分频系数可以通过8位拨码开关41来设置，本领域技术人员可以根据需要，将解码输出信号进行1-256分频。由于解码后的数字脉冲信号A、B频率较高，不适合所有控制单元的接收，通过分频电路4的处理，实现对A、B信号的分频，拨码开关41的配置可以调节分频系数为1～256之间。经过分频后的A、B信号将进一步通过光耦隔离电路6的处理后输出，输出电平由用户决定，可在3～24V范围内进行输出，从而支持各类电平不同的DSP、单片机、PLC等控制单元片。

所述解码电路1进一步包括激励输出模块11、解码模块12和旋变反馈输入模块13。其中，激励输出模块11连接到所述旋转变压器以用于为所述旋转变压器提供激励电源。解码模块12连接到旋转变压器以接收并解码从旋转变压器接收到的正余弦信号以输出A、B、Z、U、V、W六路信号。旋变反馈输入模块13连接到所述旋转变压器以接收旋变反馈信号以进行将其送到解码模块12进行解码演算。解码后的信号可通过SPI传输总线送至单片机、DSP或者PLC等控制单元，也可以以ABZUVW的形式送至单片机、DSP或者PLC等控制单元。隔离电平转换电路2接收从解码电路1中送出的解码输出信号将该信号的电平转换为单片机、DSP或者PLC等控制单元所需要的电平电压。在本实用新型的其他实施例中，后级控制单元所需要的电平电压可根据实际要求自行设定。长线驱动电路3完成对解码输出信号的差分输出，以保证实现解码输出信号的长距离可靠完整传输。

在本实用新型中，该解码信号既包含ABZ转子位置增量式信息，也包含UVW磁极信息，即本实用新型的通用旋转变压器解码装置既可用于异步电机，也可用于同步电机驱动。

在本实用新型的一个优选实施例中，还设置有光编码器的兼容接口，便于光编码器直接连接。在本实用新型的另一优选实施例中，所述8位计数器是级联的两个4位计数器。

实施本实用新型的通用旋转变压器解码装置，由于可以通过调节拨码开关，能够将解码后信号进行1-256分频，并且输出电平可以由用户输入电平决定，因此在充分利用旋变解码精度的同时，可直接将其应用于各类不同电平的后级控制单元，如DSP、单片机、PLC中，从而最大限度地提高了装置的通用性和实用性。

更进一步地，本实用新型采用串行数据接口和并行总线输出两种方式，可以满足各种不同接口类型的需求，总线输出采用长线驱动技术，能有效的抑制干扰和提高输出能力。采用并行输出方式时，既能输出增量型位置脉冲信号，同时又能输出UVW磁极位置信息，真正做到了与UVW编码器和SIN/COS编码器兼容，因此本实用新型的通用旋转变压器解码装置既可应用于异步电机驱动，也可应用于永磁同步电机驱动，从而提高解码装置通用性。

图3是本实用新型的通用旋转变压器解码系统的第一实施例的原理框图。如图3所示，该通用旋转变压器解码系统包括旋转变压器5、通用旋转变压器解码装置6和后级控制单元7。其中所述通用旋转变压器解码装置6可以按照图1或2中构建。所述后级控制单元7可以是DSP、单片机或PLC。并且所述后级控制单元7与通用旋转变压器解码装置6之间可以通过SPI总线连接。所述旋转变压器5可以是多极式旋转变压器或磁阻式旋转变压器，也可以是其他类型的旋转变压器。本实用新型不受旋转变压器的种类的限制。

本领域技术人员知悉，虽然在此是以8位拨码开关和8位计数器为实施例进行介绍的，但是其他相应位数的拨码开关和8位计数器也可以用于构建本实用新型的分频电路。例如，4位的拨码开关和4位计数器也可以用于构建能够产生1-16的分频系数的分频电路。5位的拨码开关和5位计数器也可以用于构建能够产生1-64的分频系数的分频电路。10位的拨码开关和10位计数器可用于构建能够产生1-1024的分频系数的分频电路。根据本实用新型的教导，本领域技术人员可以根据需要，设计出各种类型的分频电路，在此这些分频电路都落入本实用新型的保护范围中。

本实用新型是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本实用新型范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本实用新型技术的特定场合或材料，可对本实用新型进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本实用新型并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (10)

1.一种通用旋转变压器解码装置，其特征在于，包括：

连接到旋转变压器以解码从所述旋转变压器接收到的正余弦信号以生成多个解码输出信号的解码电路(1)，和

连接到所述解码电路(1)以接收所述多个解码输出信号，并对其中的至少一个解码输出信号进行分频以适用于不同旋转变压器后级控制单元的分频电路(4)。

2.根据权利要求1所述的通用旋转变压器解码装置，其特征在于，所述分频电路(4)包括用以将所述多个解码输出信号中的两个在1-256之内任意选择分频系数的8位拨码开关(41)和8位计数器。

3.根据权利要求2所述的通用旋转变压器解码装置，其特征在于，所述8位计数器是级联的两个4位计数器。

4.根据权利要求1所述的通用旋转变压器解码装置，其特征在于，所述解码电路(1)进一步包括：

连接到所述旋转变压器以用于为所述旋转变压器提供激励电源的激励输出模块(11)、连接到旋转变压器以接收并解码从旋转变压器接收到的正余弦信号以生成六个解码输出信号的解码模块(12)和连接到所述旋转变压器以接收旋变反馈信号的旋变反馈输入模块(13)。

5.根据权利要求1所述的通用旋转变压器解码装置，其特征在于，所述通用旋转变压器解码装置进一步包括连接到所述解码电路(1)以接收所述多个解码输出信号并将所述多个解码输出信号转换成后级控制单元所需的电平电压的隔离电平转换电路(2)。

6.根据权利要求1所述的通用旋转变压器解码装置，其特征在于，所述通用旋转变压器解码装置进一步包括连接到所述解码电路(1)以接收所述多个解码输出信号并提高所述多个解码正交信号的差分输出的长线驱动电路(3)。

7.根据权利要求1所述的通用旋转变压器解码装置，其特征在于，所述通用旋转变压器解码装置进一步包括连接到所述分频电路(4)以输出分频后的解码输出信号的光耦隔离电路(6)。

8.根据权利要求1所述的通用旋转变压器解码装置，其特征在于，所述通用旋转变压器解码装置进一步包括光电编码兼容接口。

9.一种通用旋转变压器解码系统，其特征在于，包括旋转变压器和根据权利要求1-8中任一权利要求所述的通用旋转变压器解码装置。

10.根据权利要求9所述的通用旋转变压器解码系统，其特征在于，所述旋转变压器是多极式旋转变压器、无刷旋转变压器或磁阻式旋转变压器。

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