CN203405171U - 一种输出pwm波的数字式位移传感器 - Google Patents
一种输出pwm波的数字式位移传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203405171U CN203405171U CN201320438987.6U CN201320438987U CN203405171U CN 203405171 U CN203405171 U CN 203405171U CN 201320438987 U CN201320438987 U CN 201320438987U CN 203405171 U CN203405171 U CN 203405171U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quadrature
- orthogonal
- digital displacement
- stator
- flop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种输出PWM波的数字式位移传感器,包括包括正交励磁电源单元、正交定子绕组、次级正交转子以及脉冲宽度调制单元;正交定子绕组包括第一正交定子和第二正交定子;正交励磁电源单元在第一正交定子和第二正交定子上形成一对正交励磁电压;正交定子绕组在次级正交转子上产生感应电压;次级正交转子上的感应电压通过脉冲宽度调制单元输出PWM波形。这样的设计相比现有技术中的单相励磁,可以不经过A/D转换器,就能够直接得到位移的数字量,并且精度高且电路更加简单/成本更低,而且线性区间可达到0至360°,大大优于现有技术的0至60°的测量区间近似线性模拟量的电压输出性能。
Description
技术领域
本实用新型属于传感技术领域。
背景技术
发电机控制根据控制对象的特性及控制目标的要求,需测量某些对象的机械位移或转动角度来实现闭环控制。如水轮发电机组导叶接力器位移、风力发电机组变桨控制机构的桨叶接力器位移或旋转角度。常规位移传感器基本是模拟式的,如直线位置线性电位计,模拟式解析器等,其输出信号是直流电压或直流电流,要经过A/D变换器转换成数字量,且在响应速度、检测精度、稳定性方面存在着一些缺陷。
发明内容
发明目的:本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种输出PWM波的数字式位移传感器,使得位移传感器的精度更高、响应速度更快、稳定性更高并且不需要经过A/D转换电路转换。
技术方案:为了实现发明目的,本实用新型公开了一种输出PWM波的数字式位移传感器,包括包括正交励磁电源单元、正交定子绕组、次级正交转子以及脉冲宽度调制单元;正交定子绕组包括第一正交定子和第二正交定子;正交励磁电源单元在第一正交定子和第二正交定子上形成一对正交励磁电压;正交定子绕组在次级正交转子上产生感应电压;次级正交转子上的感应电压通过脉冲宽度调制单元输出PWM波形。这样的设计相比现有技术中的单相励磁,可以不经过A/D转换器,就能够直接得到位移的数字量,并且精度高且电路更加简单/成本更低,而且线性区间可达到0至360°,大大优于现有技术的0至60°的测量区间近似线性模拟量的电压输出性能。
所述的正交励磁电源单元包括计数器、D触发器、光电隔离、带通滤波器以及功率放大器;带通滤波器采用由集成运放、RC网络构成的二阶有源带通滤波器,其中心频率f0=25Hz,品质因数Q等于10;计数器产生方波经D触发器分频、移相产生两路方波,两路方波相差1/4个周期;两路方波分别经过光电隔离、带通滤波器以及功率放大器产生一对正交励磁电压输出。
所述的脉冲宽度调制单元包括滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器、RS 触发器以及计数器;其中滤波器采用由集成运放、RC网络构成二阶有源低通滤波器,其截止频率f0取80Hz。品质因数Q取0.1;正弦正交励磁电压通过滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器形成方波输出到RS触发器的S端;次级正交转子上的感应电压通过滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器形成方波输出到RS触发器的R端;RS触发器的输出端输出PWM波形。
有益效果:本实用新型与现有技术相比,可以不经过A/D转换器,就能够直接得到位移的数字量,并且精度高且电路更加简单/成本更低,而且线性区间可达到0至360°,大大优于现有技术的0至60°的测量区间近似线性模拟量的电压输出性能。
附图说明
图1为本实用新型的数字式位移传感器的构造图;
图2为本实用新型的数字式位移传感器的正交励磁电源单元;
图3为本实用新型的数字式位移传感器的脉冲宽度调制单元。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1所示,本实用新型的数字式位移传感器包括正交定子绕组1、次级正交转子2,其中正交定子绕组1包括第一正交定子11和第二正交定子12;第一正交定子11和第二正交定子12接入一对正交励磁电源,其中第一正交定子11接入第一正交励磁电源u1=Asinωt,第二正交定子12接入第二正交励磁电源u2=Acosωt;次级正交转子2产生感应电压u3=KAsinωtcosθ+KAcosωtsinθ,其中θ为对应机械位移转换的旋转变压器的旋转角度,K为定子和转子绕组变比;将感应信号通过相应电路变换得到PWM(脉冲宽度调制)信号,再通过计数器的时钟对其脉冲宽度进行计数换算成对象的机械位移或旋转角度。由此可见,这样构造的数字式位移传感器不需经A/D变换器,可直接得到位移的数字量,精度高,成本低,线性区间可达0~360°,大大优于常规旋转变压器在60°的测量区间近似线性模拟量电压输出的性能。它是一个快速的数字随动系统,属于无静差系统,对提高控制对象的性能起着非常重要的作用。
如图2所示,本实用新型的一对正交励磁电源的正交励磁电源单元可包括计 数器、D触发器、光电隔离、带通滤波器以及功率放大器;带通滤波器采用由集成运放、RC网络构成的二阶有源带通滤波器,其中心频率f0=25Hz,品质因数Q等于10;计数器产生方波经D触发器分频、移相产生两路方波,两路方波相差1/4个周期;两路方波分别经过光电隔离、带通滤波器以及功率放大器产生一对正交励磁电压输出,分别为第一正交励磁电源u1=Asinωt和第二正交励磁电源u2=Acosωt。
如图3所示,本实用新型的脉冲宽度调制单元可采用如下结构,其包括滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器、RS触发器以及计数器;第一路引入第一正交定子11的第一正交励磁电源u1=Asinωt,第二路引入次级正交转子2的感应电压u3=KAsinωtcosθ+KAcosωtsinθ;其中滤波器采用由集成运放、RC网络构成二阶有源低通滤波器,其截止频率f0取80Hz。品质因数Q取0.1;第一正交励磁电压通过滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器形成方波输出到RS触发器的S端;次级正交转子上的感应电压通过滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器形成方波输出到RS触发器的R端;RS触发器的输出端输出PWM波形;计数器通过时钟对其脉冲宽度进行计数,计算机读取后可换算成对象的机械位移或旋转角度。其中,单稳态触发器采用MC14490防抖动电路的静态移位功能与逻辑电路实现的。MC14490含有4位静态移相寄存器及时钟电路,其高电平输出信号的上升沿延时4个时钟周期,时钟周值期由外接电容容量决定。通过调整外接电路电容,可控制单稳脉冲的宽度。静态移位寄存器输出和其延时前的输入信号经逻辑与电路形成触发脉冲。
Claims (5)
1.一种数字式位移传感器,其特征在于,包括正交励磁电源单元、正交定子绕组、次级正交转子以及脉冲宽度调制单元;
正交定子绕组包括第一正交定子和第二正交定子;
正交励磁电源单元在第一正交定子和第二正交定子上形成一对正交励磁电压;
正交定子绕组在次级正交转子上产生感应电压;
次级正交转子上的感应电压通过脉冲宽度调制单元输出PWM波形。
2.如权利要求1所述的一种数字式位移传感器,其特征在于,正交励磁电源单元包括计数器、D触发器、光电隔离、带通滤波器以及功率放大器;
其中所述的带通滤波器采用由集成运放、RC网络构成的二阶有源带通滤波器;
计数器产生方波经D触发器分频、移相产生两路方波,两路方波相差1/4个周期;两路方波分别经过光电隔离、带通滤波器以及功率放大器产生一对正交励磁电压输出。
3.如权利要求2所述的一种数字式位移传感器,其特征在于,所述的由集成运放、RC网络构成的二阶有源带通滤波器取中心频率f0=25Hz,品质因数Q等于10。
4.如权利要求1所述的一种数字式位移传感器,其特征在于,脉冲宽度调制单元包括滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器、RS触发器以及计数器;
其中滤波器采用由集成运放、RC网络构成二阶有源低通滤波器;
正弦正交励磁电压通过滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器形成方波输出到RS触发器的S端;
次级正交转子上的感应电压通过滤波器、放大器、比较器、单稳态触发器形成方波输出到RS触发器的R端;
RS触发器的输出端输出PWM波形。
5.如权利要求4所述的一种数字式位移传感器,其特征在于,所述的由集成运放、RC网络构成的二阶有源低通滤波器其截止频率f0取80Hz、品质因数Q取0.1。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201320438987.6U CN203405171U (zh) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | 一种输出pwm波的数字式位移传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201320438987.6U CN203405171U (zh) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | 一种输出pwm波的数字式位移传感器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN203405171U true CN203405171U (zh) | 2014-01-22 |
Family
ID=49941102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201320438987.6U Expired - Lifetime CN203405171U (zh) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | 一种输出pwm波的数字式位移传感器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN203405171U (zh) |
-
2013
- 2013-07-23 CN CN201320438987.6U patent/CN203405171U/zh not_active Expired - Lifetime
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201910764U (zh) | 一种基于终端滑模的永磁同步电机直接转矩控制系统 | |
CN102914665B (zh) | 电机转速测量和故障状态检测系统 | |
CN103257271B (zh) | 一种基于stm32f107vct6的微电网谐波与间谐波检测装置及检测方法 | |
CN108540034B (zh) | 一种永磁同步电机无传感器控制相位补偿方法及装置 | |
CN103267897B (zh) | 一种基于反Park变换的三相锁相环 | |
CN109450330A (zh) | 一种用于电励磁双凸极电机的转矩控制方法 | |
CN103516279B (zh) | 一种基于fpga的永磁同步电机控制芯片 | |
CN102998527B (zh) | 通频型基波、谐波、直流分量检测方法 | |
CN203151429U (zh) | 一种永磁同步电机无传感器控制装置 | |
Shang et al. | The effects of stator and rotor eccentricities on measurement accuracy of axial flux variable-reluctance resolver with sinusoidal rotor | |
CN203554345U (zh) | 无刷直流电机恒相移换相信号检测器 | |
CN201754551U (zh) | 直流无刷电机及其控制系统 | |
CN104767445A (zh) | 一种无电流反馈的面贴式永磁同步电动机转矩控制方法 | |
CN102386820A (zh) | 一种带补偿能力的电机转子位置测量方法及其装置 | |
CN104283482A (zh) | 永磁无刷直流电机低速及零速转子位置观测系统 | |
CN203405171U (zh) | 一种输出pwm波的数字式位移传感器 | |
CN202855524U (zh) | 旋转变压器装置、角度位置检测装置及其定子 | |
CN102324888A (zh) | 一种基于dsp的变速恒频双馈风力发电机矢量控制系统 | |
CN102522942B (zh) | 双馈风力发电机励磁控制方法 | |
Fan et al. | A new sensorless control strategy used in direct-drive PMSG wind power system | |
CN103336459B (zh) | 一种自整角机/旋转变压器的数字转换器转换方案 | |
CN102707106B (zh) | 电力次谐波数字信号源 | |
Jingzhuo et al. | Novel integrated position measurement unit for stepping motor servo control | |
CN204681284U (zh) | 一种基于dsp的两相交流电机变频控制系统 | |
CN110086399B (zh) | 一种永磁同步电机转子位置复合检测及起动运行方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140122 |
|
CX01 | Expiry of patent term |