基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法技术

本发明专利技术涉及基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法，包含步骤：在电机的转子静止的状态下，自旋转变压器上电时刻起，采集A脉冲或B脉冲，直至停止；计算得到初始位置信息；在电机的转子转动的状态下，自电机的转子开始转动的时刻起，持续采集A脉冲和B脉冲；计算得到电机的转子的当前位置偏移量；将初始位置信息与当前位置偏移量相加，得到当前绝对位置信息。本发明专利技术可避免角度延时，大幅度提高所获取的电机的转子的位置信息的准确度；省略通信时间；只需4个IO口即可完成DSP与AD2S1205之间的信息交互，节约了芯片硬件资源，简化了硬件电路。

【技术实现步骤摘要】
基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法
本专利技术涉及新能源汽车
，具体地涉及基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法。
技术介绍
现有的旋转变压器解码芯片与DSP之间的信息交互方式有两种：SPI方式和并口方式。现有技术的缺陷在于：1.SPI方式每次获取一次角度信息，需时为十几微秒；这相当于对真实角度信息延时了一个位置角，从而使得测量的结果不准确；2.由于电机的转子是不停运转的，转子的位置信息也是不断的被计算和输出，因此SPI方式每次获取一次角度信息所需的十几微秒，都耗费在中断服务程序里面，大大耗费了程序执行时间；3.并口方式会耗费大量的硬件管脚，浪费了主芯片资源，同时增加了PCB布板难度。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法，其目的在于：大幅度提高所获取的电机的转子的位置信息的准确度；省略通信时间；节约芯片硬件资源。为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：一种基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法，包含以下步骤：S100.在电机的转子静止的状态下，自所述旋转变压器上电时刻起，采集A脉冲或B脉冲，直至所述A脉冲或所述B脉冲停止；S200.通过自所述旋转变压器上电时刻起至所述A脉冲或所述B脉冲停止为止的时间段内所采集的所述A脉冲或所述B脉冲，计算得到电机的转子的初始位置信息；S300.在电机的转子转动的状态下，自电机的转子开始转动的时刻起，持续采集所述A脉冲和所述B脉冲；S400.通过自电机的转子开始转动的时刻起至当前时刻为止的时间段内所采集的所述A脉冲或所述B脉冲，计算得到电机的转子的当前位置偏移量；S500.将所述初始位置信息与所述当前位置偏移量相加，得到当前绝对位置信息。优选地，所述S200具体包含以下步骤：S210.统计采集到的所述A脉冲中的脉冲个数，或采集到的所述B脉冲中的脉冲个数；S220.根据所述A脉冲中的脉冲个数，或所述B脉冲中的脉冲个数，计算得到所述初始位置信息。优选地，所述S400具体包含以下步骤：S410.统计所采集到的所述A脉冲中的脉冲个数，或所采集到的所述B脉冲中的脉冲个数；S420.计算所述当前位置偏移量，按下式表达：THTA＝2π*(count*Np)/(fs*N)其中：THTA为所述当前位置偏移量；count为所述脉冲个数；Np为电机的极对数，通过查找电机的技术手册获取；fs为激励频率，由人工预设；N为旋转变压器的极对数，通过查找旋转变压器的技术手册获取。优选地，所述A脉冲或所述B脉冲由与所述旋转变压器耦接的AD2S1205芯片输出。优选地，所述旋转变压器为磁阻式旋转变压器。优选地，所述旋转变压器的转子1以同轴的方式安装在所述电机的转子上；所述旋转变压器的输出绕组的S1端与所述AD2S1205芯片的COSLO针脚耦接，S3端与COS针脚耦接；所述旋转变压器的输出绕组的S2端与所述AD2S1205芯片的SINLO针脚耦接，S4端与SIN针脚耦接。优选地，所述AD2S1205芯片的A引脚与DSP的QEP模块的EQEP1A引脚耦接；所述AD2S1205芯片的B引脚与DSP的QEP模块的EQEP1B引脚耦接；所述AD2S1205芯片的NM引脚与DSP的QEP模块的EQEP1I引脚耦接；所述AD2S1205芯片的RESET引脚与DSP的QEP模块的GPIO24引脚耦接。优选地，所述激励频率为1024Hz。本专利技术与现有技术对比，具有以下优点：1.由于本专利技术只需要开启QEP功能，即可计算出电机的转子的当前绝对位置信息，从而可以避免角度延时，大幅度提高了所获取的电机的转子的位置信息的准确度；2.由于本专利技术无需每次获取一次角度信息所需的十几微秒，从而省略了通信时间，相当于节省了软件执行时间；3.由于本专利技术只需要4个IO口即可完成DSP与AD2S1205之间的信息交互，从而节约了芯片硬件资源，且简化了硬件电路。附图说明图1为本专利技术具体实施例的旋转变压器的工作原理示意图；图2为本专利技术具体实施例的AD2S1205芯片与DSP的QEP模块的连接方式示意图；图3为本专利技术具体实施例的方法流程示意图；图4为本专利技术具体实施例的初始位置信息以A脉冲的形式输出的波形对比示意图；图5为本专利技术具体实施例的观察到的电角度输出波形示意图。其中：1.旋转变压器的转子，2.励磁绕组，3.两相输出绕组。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，旋转变压器是是输出电压随转角变化的信号元件，绝对位置编码器，可以获得绝对位置信号，适用于电动汽车应用领域；旋转变压器的工作原理为：励磁线圈通以固定频率的正弦电压，由于旋转变压器转子的凸极效应，两相输出的绕组电压幅值随转子位置的变化而变化，并且电压相位相差其中，励磁绕组2的输入电压与两相输出绕组3的电压有以下数学关系。励磁绕组2的输入电压按式(1)表达：其中：E为励磁绕组2的电压幅值；f为励磁绕组2的输入电压频率。两相输出绕组3的电压分别按式(2)、式(3)表达：其中：K为输出电压的增益系数；θ为转子转过的电角度。两相输出绕组3的电压分别是与转子位置有关的正弦函数和余弦函数，解码系统采集输出绕组电压，通过解码计算，便可以获得电机转角的位置信息。本具体实施例是基于设备及连接方式实现的：在本具体实施例中，旋转变压器为磁阻式旋转变压器；旋转变压器的转子1以同轴的方式安装在电机的转子上；旋转变压器的输出绕组的S1端与AD2S1205芯片的COSLO针脚耦接，S3端与COS针脚耦接；旋转变压器的输出绕组的S2端与AD2S1205芯片的SINLO针脚耦接，S4端与SIN针脚耦接。AD2S1205是一款常用的旋转变压器解码芯片，它向旋转变压器提供励磁信号，并且解码两相输出绕组3的电压，得到此时电机转子的位置信息。然后将转子位置信息传送给主芯片DSP。具体来说，AD2S1205的解码原理为：两相输出绕组3的电压送入到解码芯片AD2S1205，经过AD采样后送入乘法器，分别经过乘法运算，转换器将产生转换器反馈角与转换器输入角θ；将转换器反馈角与转换器输入角θ相比较，当转换器正确跟踪输入角度时，二者之间的误差应为0；为了测量误差，将ES1-S3乘以将ES2-S4乘以可得到式(4)和式(5)：其中：为转换器反馈角；θ为转换器输入角。令K·Esin2πft＝E0，二者的差值按式(6)表达：当角度误差值很小时，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法，其特征在于：包含以下步骤：/nS100.在电机的转子静止的状态下，自所述旋转变压器上电时刻起，采集A脉冲或B脉冲，直至所述A脉冲或所述B脉冲停止；/nS200.通过自所述旋转变压器上电时刻起至所述A脉冲或所述B脉冲停止为止的时间段内所采集的所述A脉冲或所述B脉冲，计算得到电机的转子的初始位置信息；/nS300.在电机的转子转动的状态下，自电机的转子开始转动的时刻起，持续采集所述A脉冲和所述B脉冲；/nS400.通过自电机的转子开始转动的时刻起至当前时刻为止的时间段内所采集的所述A脉冲或所述B脉冲，计算得到电机的转子的当前位置偏移量；/nS500.将所述初始位置信息与所述当前位置偏移量相加，得到当前绝对位置信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法，其特征在于：包含以下步骤：
S100.在电机的转子静止的状态下，自所述旋转变压器上电时刻起，采集A脉冲或B脉冲，直至所述A脉冲或所述B脉冲停止；
S200.通过自所述旋转变压器上电时刻起至所述A脉冲或所述B脉冲停止为止的时间段内所采集的所述A脉冲或所述B脉冲，计算得到电机的转子的初始位置信息；
S300.在电机的转子转动的状态下，自电机的转子开始转动的时刻起，持续采集所述A脉冲和所述B脉冲；
S400.通过自电机的转子开始转动的时刻起至当前时刻为止的时间段内所采集的所述A脉冲或所述B脉冲，计算得到电机的转子的当前位置偏移量；
S500.将所述初始位置信息与所述当前位置偏移量相加，得到当前绝对位置信息。


2.根据权利要求1所述的基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法，其特征在于：所述S200具体包含以下步骤：
S210.统计采集到的所述A脉冲中的脉冲个数，或采集到的所述B脉冲中的脉冲个数；
S220.根据所述A脉冲中的脉冲个数，或所述B脉冲中的脉冲个数，计算得到所述初始位置信息。


3.根据权利要求1所述的基于旋转变压器的电机的转子位置获取方法，其特征在于：所述S400具体包含以下步骤：
S410.统计所采集到的所述A脉冲中的脉冲个数，或所采集到的所述B脉冲中的脉冲个数；
S420.计算所述当前位置偏移量，按下式表达：
THTA＝2π*(count*Np)/(fs*N)
其中：THTA为所述当前位置偏移量；count为所述脉冲个...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晖，周建刚，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42