一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置及電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，包括：單片機和旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊，旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊包括輸入控制接口、輸出控制接口、激勵信號接收及故障判斷電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、乘法器、中點偏置電路；單片機包括通用I/O接口，處理器、SPI通信接口。通過增加激勵信號接收及故障判斷電路可以實現(xiàn)對激勵信號的判斷，從而確定電機驅(qū)動器是否出現(xiàn)故障。另外，通過單片機可以接收上位機不同的控制指令，利用乘法器將載波信號和調(diào)制波信號生成控制信號，因此，可以實現(xiàn)對不同類型的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬功能。該裝置不僅提高測量系統(tǒng)功能的豐富性，而且能夠降低成本。本發(fā)明還公開一種電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)，效果如上所述。
【專利說明】
一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置及電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置及電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver/transformer)是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器。它是一種測量角度用的小型交流電動機，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度，由定子和轉(zhuǎn)子組成。其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，勵磁頻率通常用400、3000及5000Hz等。轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應(yīng)電壓。
[0003]旋轉(zhuǎn)變壓器作為一種測量裝置，經(jīng)常要與被測系統(tǒng)，如電機驅(qū)動器連接進行測量，而每臺旋轉(zhuǎn)變壓器其參數(shù)是固定的，不能更改，只能對與其相匹配的被測系統(tǒng)進行測量。因此，當面臨不同參數(shù)的被測系統(tǒng)時，有時候需要多種不同類型的旋轉(zhuǎn)變壓器來實現(xiàn)，換句話說，當被測系統(tǒng)有多種類型時，一臺旋轉(zhuǎn)變壓器無法完成對全部被測系統(tǒng)的測量。另外，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)變壓器只能實現(xiàn)對被測系統(tǒng)的測量，無法檢測被測系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障。綜上所述，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)變壓器功能不夠豐富，測量成本過高和資源浪費嚴重。
[0004]由此可見，如何提高測量系統(tǒng)功能的豐富性，且降低成本是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決地問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置及電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)，用于提高測量系統(tǒng)功能的豐富性，且降低成本。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，包括:單片機和旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊，
[0007]所述旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊包括與電機驅(qū)動器的激勵信號輸出接口連接的輸入控制接口，與所述電機驅(qū)動器的控制信號接收接口連接的輸出控制接口，與所述輸入控制接口連接的激勵信號接收及故障判斷電路；
[0008]所述單片機包括與所述輸入控制接口和所述輸出控制接口均連接的通用I/O接口，與上位機連接用于識別所述上位機的控制命令的處理器，與所述處理器連接的SPI通信接口；
[0009]所述旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊還包括與所述SPI通信接口連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片以輸出所述控制命令對應(yīng)的調(diào)制波信號，與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片連接的乘法器和中點偏置電路，所述乘法器還與所述激勵信號接收及故障判斷電路和所述輸出控制接口連接，以將所述激勵信號接收及故障判斷電路輸出的載波信號和所述調(diào)制波信號生成控制信號，并通過所述輸出控制接口輸出至所述電機驅(qū)動器。
[0010]優(yōu)選地，所述輸入控制接口包括正激勵信號開關(guān)和負激勵信號開關(guān)，以及與所述正激勵信號開關(guān)連接的開關(guān)矩陣和與所述負激勵信號開關(guān)連接的開關(guān)矩陣。
[0011]優(yōu)選地，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片為16位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
[0012]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊還包括:通信模塊和控制命令輸入接口，所述上位機通過所述控制命令輸入接口和所述通信模塊與所述處理器連接。
[0013]優(yōu)選地，所述控制命令輸入接口包括CAN總線接口、USB接口、RS232/485總線接口和/或以太網(wǎng)接口。
[0014]優(yōu)選地，所述單片機還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述激勵信號接收及故障判斷電路連接。
[0015]優(yōu)選地，所述乘法器為四象限乘法器。
[0016]優(yōu)選地，所述輸出控制接口包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)，以及與所述第一開關(guān)連接的開關(guān)矩陣、與所述第三開關(guān)連接的開關(guān)矩陣、與所述第四開關(guān)連接的開關(guān)矩陣。
[0017]優(yōu)選地，還包括與所述旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊連接的電源模塊。
[0018]—種電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)，包括上位機、電機驅(qū)動器以及所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置。
[0019]本發(fā)明所提供的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置及電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)，通過增加激勵信號接收及故障判斷電路可以實現(xiàn)對激勵信號的判斷，從而確定電機驅(qū)動器是否出現(xiàn)故障。另外，通過單片機可以接收上位機不同的控制指令，利用乘法器將載波信號和調(diào)制波信號生成控制信號，并通過輸出控制接口輸出至電機驅(qū)動器，因此，可以實現(xiàn)對不同類型的電機驅(qū)動器的模擬功能。綜上所述，該模擬裝置不僅提高測量系統(tǒng)功能的豐富性，而且能夠降低成本。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明提供的一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明提供的激勵信號接收及故障判斷電路圖；
[0023]圖3為本發(fā)明提供的一種開關(guān)矩陣的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4為本發(fā)明提供的一種中點偏置電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片對應(yīng)的電路圖；
[0025]圖5為本發(fā)明提供的一種數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片對應(yīng)的電路圖；
[0026]圖6為本發(fā)明提供的另一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖7為本發(fā)明提供的一種電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護范圍。
[0029]本發(fā)明的核心是提供一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置及電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)。
[0030]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0031]圖1為本發(fā)明提供的一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置I包括:單片機10和旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊20，
[0032 ]旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊20包括與電機驅(qū)動器3的激勵信號輸出接口連接的輸入控制接口 200，與電機驅(qū)動器3的控制信號接收接口連接的輸出控制接口 201，與輸入控制接口200連接的激勵信號接收及故障判斷電路202;
[0033]單片機10包括與輸入控制接口 200和輸出控制接口 201均連接的通用I/O接口 100，與上位機I連接用于識別上位機I的控制命令的處理器101，與處理器101連接的SPI通信接口 102;
[0034]旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊I還包括與SPI通信接口102連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203以輸出控制命令對應(yīng)的調(diào)制波信號，與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203連接的乘法器204和中點偏置電路205，乘法器204還與激勵信號接收及故障判斷電路202和輸出控制接口 201連接，以將激勵信號接收及故障判斷電路202輸出的載波信號和調(diào)制波信號生成控制信號，并通過輸出控制接口201輸出至電機驅(qū)動器3。
[0035]在具體實施中，單片機10主要用于接收上位機的開關(guān)命令和控制命令等，單片機1中的通用I /0接口 100用于在接收到開關(guān)命令時，控制輸入控制接口 200和輸出控制接口201開啟，以保證激勵信號能夠輸入和控制信號能夠輸出。在實際應(yīng)用中可以采用繼電器控制的方式，由于繼電器控制開關(guān)的開啟和斷開是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的控制方式，本發(fā)明不再贅述。當輸入控制接口 200和輸出控制接口 201開啟后，就可以通過激勵信號接收及故障判斷電路202接收激勵信號。本發(fā)明中激勵信號接收及故障判斷電路202不僅能夠接收激勵信號將激勵信號傳輸至乘法器204，而且能夠判斷輸入的激勵信號是否正常，即可以判斷電機驅(qū)動器3是否出現(xiàn)故障。圖2為本發(fā)明提供的激勵信號接收及故障判斷電路圖。通過檢測EXC+和EXC-的電壓之后是否為直流，是否在正常電壓范圍之內(nèi)來判斷激勵信號是否正常。
[0036]處理器101在接收到上位機或其他外部設(shè)備的控制命令后，解析該控制命令，并通過SPI通信接口 102將解析后的結(jié)果發(fā)送至數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號以輸出控制命令對應(yīng)的調(diào)制波信號，并發(fā)送至乘法器204，同時，中點偏置電路205輸出信號的中點，例如，當信號為正弦信號時，輸出正弦信號的中點電壓信號。乘法器204在接收到激勵信號接收及故障判斷電路202發(fā)送的載波信號和數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203發(fā)送的調(diào)制波信號進行運算生成控制信號，并將控制信號發(fā)送至輸出控制接口 201。由于在實際應(yīng)用中，常常需要同時模擬Sin、SinLow(本發(fā)明中Sin、Cos指的是正弦信號和余弦信號，Sin和SinLow為一組相反的信號，Cos和Cos low為一組相反的信號)Cos、CosLow四路輸出信號，為保證每路信號的獨立性，該發(fā)明采用4路獨立的四象限乘法器。可以理解地是，此時，數(shù)模轉(zhuǎn)換器、偏置電路也需要增加，換句話說，乘法器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、偏置電路均為4套重復的硬件設(shè)備。當需要模擬4種信號時，則輸出控制接口 201包括第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3、第四開關(guān)K4，以及與第一開關(guān)Kl連接的開關(guān)矩陣300、與第二開關(guān)K2連接的開關(guān)矩陣300，與第三開關(guān)K3連接的開關(guān)矩陣300、與第四開關(guān)連接的開關(guān)矩陣300?？梢岳斫獾氖?，第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3、第四開關(guān)K4相互獨立，用于輸出不同類型的信號。開關(guān)Kl?K4配合相應(yīng)的開關(guān)矩陣300，可實現(xiàn)對該路信號的通/斷、對地/電源短路、線圈短路故障等模擬。圖3為本發(fā)明提供的一種開關(guān)矩陣的結(jié)構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明提供的一種中點偏置電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片對應(yīng)的電路圖。通過圖4的電路圖，能夠輸出Sin和Cos對應(yīng)的中點電壓值。圖5為本發(fā)明提供的一種數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片對應(yīng)的電路圖。通過圖5，能夠輸出Sir^PCoMt號。
[0037]本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，通過增加激勵信號接收及故障判斷電路可以實現(xiàn)對激勵信號的判斷，從而確定電機驅(qū)動器是否出現(xiàn)故障。另外，通過單片機可以接收上位機不同的控制指令，利用乘法器將載波信號和調(diào)制波信號生成控制信號，并通過輸出控制接口輸出至電機驅(qū)動器，因此，可以實現(xiàn)對不同類型的電機驅(qū)動器的模擬功能。
[0038]圖6為本發(fā)明提供的另一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，在上述實施例的基礎(chǔ)上，作為一種優(yōu)選地實施方式，輸入控制接口 200包括正激勵信號開關(guān)K5和負激勵信號K6開關(guān)，以及與正激勵信號開關(guān)K5連接的開關(guān)矩陣300和與負激勵信號開關(guān)K6連接的開關(guān)矩陣300。
[0039]在上述實施例的基礎(chǔ)上，作為一種優(yōu)選地實施方式，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203為16位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。通過16位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片不僅能夠提高轉(zhuǎn)換的速度，而且還能提高轉(zhuǎn)換的精度。
[0040]在上述實施例的基礎(chǔ)上，作為一種優(yōu)選地實施方式，旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊20還包括:通信模塊206和控制命令輸入接口 207，上位機I通過控制命令輸入接口 207和通信模塊206與處理器101連接。控制命令輸入接口 207包括CAN總線接口、USB接口、RS232/485總線接口和/或以太網(wǎng)接口。
[0041]在上述實施例的基礎(chǔ)上，作為一種優(yōu)選地實施方式，單片機I還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器103，模數(shù)轉(zhuǎn)換器103與激勵信號接收及故障判斷電路202連接。激勵信號接收及故障判斷電路202輸出的判斷結(jié)果為模擬量，模數(shù)轉(zhuǎn)換器103將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。
[0042]在上述實施例的基礎(chǔ)上，作為一種優(yōu)選地實施方式，還包括與旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊20連接的電源模塊208。電源模塊208用于為旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊20中的其它硬件提供電會K。
[0043]圖7為本發(fā)明提供的一種電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)包括上位機1、電機驅(qū)動器3以及旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置2。
[0044]由于上述實施例已經(jīng)詳細描述了旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置2的工作原理，本實施例不再贅述。
[0045]本實施例提供的電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，通過增加激勵信號接收及故障判斷電路可以實現(xiàn)對激勵信號的判斷，從而確定電機驅(qū)動器是否出現(xiàn)故障。另外，通過單片機可以接收上位機不同的控制指令，利用乘法器將載波信號和調(diào)制波信號生成控制信號，并通過輸出控制接口輸出至電機驅(qū)動器，因此，可以實現(xiàn)對不同類型的電機驅(qū)動器的模擬功能。
[0046]以上對本發(fā)明所提供的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置及電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)進行了詳細介紹。說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
[0047]專業(yè)人員還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。
[0048]結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(R0M)、電可編程R0M、電可擦除可編程R0M、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。
【主權(quán)項】
1.一種旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，包括:單片機和旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊， 所述旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊包括與電機驅(qū)動器的激勵信號輸出接口連接的輸入控制接口，與所述電機驅(qū)動器的控制信號接收接口連接的輸出控制接口，與所述輸入控制接口連接的激勵信號接收及故障判斷電路； 所述單片機包括與所述輸入控制接口和所述輸出控制接口均連接的通用I/o接口，與上位機連接用于識別所述上位機的控制命令的處理器，與所述處理器連接的SPI通信接口； 所述旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊還包括與所述SPI通信接口連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片以輸出所述控制命令對應(yīng)的調(diào)制波信號，與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片連接的乘法器和中點偏置電路，所述乘法器還與所述激勵信號接收及故障判斷電路和所述輸出控制接口連接，以將所述激勵信號接收及故障判斷電路輸出的載波信號和所述調(diào)制波信號生成控制信號，并通過所述輸出控制接口輸出至所述電機驅(qū)動器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，所述輸入控制接口包括正激勵信號開關(guān)和負激勵信號開關(guān)，以及與所述正激勵信號開關(guān)連接的開關(guān)矩陣和與所述負激勵信號開關(guān)連接的開關(guān)矩陣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片為16位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊還包括:通信模塊和控制命令輸入接口，所述上位機通過所述控制命令輸入接口和所述通信模塊與所述處理器連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，所述控制命令輸入接口包括CAN總線接口、USB接口、RS232/485總線接口和/或以太網(wǎng)接口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，所述單片機還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述激勵信號接收及故障判斷電路連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，所述乘法器為四象限乘法器。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，所述輸出控制接口包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)，以及與所述第一開關(guān)連接的開關(guān)矩陣、與所述第三開關(guān)連接的開關(guān)矩陣、與所述第四開關(guān)連接的開關(guān)矩陣。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置，其特征在于，還包括與所述旋轉(zhuǎn)變壓器模擬模塊連接的電源模塊。10.—種電機驅(qū)動器的測量系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機、電機驅(qū)動器以及權(quán)利要求1-9任意一項所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬裝置。
【文檔編號】G01R31/34GK105866687SQ201610444618
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】郭照華, 陳學軍, 陳奇志
【申請人】株洲田龍鐵道電氣股份有限公司