[发明专利]测量同轴双转子电机两个转子相对转角和转速的方法及实现该方法的传感器

摘要

测量同轴双转子电机两个转子相对转角和转速的方法及实现该方法的传感器，属于电机位置检测领域。它解决了现有对双转子电机转角位置的测量方式存在测量结果误差大，并且信号滞后的问题。本发明通过两个与双转子电机的两个转子同心安装的旋转变压器采集双转子的信息，旋转变压器输出的信号经信号调理后，再由A/D采样，输入给坐标变换单元，再经锁相环解码单元实现了解调功能，它实现了实时跟踪所述双转子电机两个转子的相对转角差和相对转速差。本发明用于测量同轴双转子电机两个转子相对转角和转速。

主权项

1.一种测量同轴双转子电机两个转子相对转角和转速的方法，其特征在于：将第一旋转变压器(1-1)和第二旋转变压器(1-2)分别同心安装在所述双转子电机的两个转子的转轴上，第一旋转变压器(1-1)获得的转子转角信号为θ₁，第二旋转变压器(1-2)获得的转子转角信号为θ₂；两个旋转变压器的激磁绕组输入同频同相的激磁信号：第一旋转变压器(1-1)输入的激磁信号U_EXC1＝E₁cos(ω_et)，式中E₁为第一旋转变压器(1-1)激磁信号的幅值，ω_e为激磁信号的角频率，t为时间，第二旋转变压器(1-2)输入的激磁信号U_EXC2＝E₂cos(ωet)，式中E₂为第二旋转变压器(1-2)激磁信号的幅值，则第一旋转变压器(1-1)的信号绕组输出端输出转子转角的调制信号为：式中U_S1为第一旋转变压器(1-1)的正弦绕组输出信号，U_C1为第一旋转变压器(1-1)的余弦绕组输出信号，V₁为第一旋转变压器(1-1)输出信号的幅值，θ₁为第一旋转变压器(1-1)转子的电角度，为第一旋转变压器(1-1)输出信号的载波与激磁信号的相位差；第二旋转变压器(1-2)的信号绕组输出端输出转子转角的调制信号为：式中U_S2为第二旋转变压器(1-2)的正弦绕组输出信号，U_C2为第二旋转变压器(1-2)的余弦绕组输出信号，V₂为第二旋转变压器(1-2)输出信号的幅值，θ₂为第二旋转变压器(1-2)转子的电角度，为第二旋转变压器(1-2)输出信号的载波与激磁信号的相位差；将U_S1和U_C1分别经过调理电路滤波、偏置及放大后，由A/D采样获得第一旋转变压器(1-1)输出信号的数字离散形式：式中V_S1为经过A/D转换获得的第一旋转变压器(1-1)的正弦绕组输出信号、V_C1为经过A/D转换获得的第一旋转变压器(1-1)的余弦绕组输出信号、V′₁为经过A/D转换获得的第一旋转变压器(1-1)输出信号的幅值、经过A/D转换获得的第一旋转变压器(1-1)输出信号的载波与激磁信号的相位差，将U_S2和U_C2分别经过调理电路滤波、偏置及放大后，由A/D采样获得第二旋转变压器(1-2)输出信号的数字离散形式：式中V_S2为经过A/D转换获得的第二旋转变压器(1-2)的正弦绕组输出信号、V_C2为经过A/D转换获得的第二旋转变压器(1-2)的余弦绕组输出信号、V′₂为经过A/D转换获得的第二旋转变压器(1-2)输出信号的幅值、为经过A/D转换获得的第二旋转变压器(1-2)输出信号的载波与激磁信号的相位差，将V_S1、V_C1、V_S2和V_C2共同进行坐标变换，使该四路以静止坐标系为参考系的信号，转换成两路与第二旋转变压器(1-2)的转子同步旋转的旋转坐标系为参考系的两路输出信号，其坐标变换的表达式为：式中ΔU_S为两个转子转角差的正弦调制信号、ΔU_C为两个转子转角差的余弦调制信号，将ΔU_S和ΔU_C进行锁相环电路解算，得到双转子电机两个转子相对转角差Δθ和转速差Δω。