[发明专利]一种永磁同步电机位置解码监控系统

摘要

本发明一种永磁同步电机位置解码监控系统属于永磁同步电机控制设计领域.该监控系统功能包括：激励幅值监控功能、激励频率监控功能、旋变反馈监控功能。该系统针对使用旋转变压器作为位置传感器的永磁同步电机控制系统，可用于监控旋变激励与解调系统中激励源和旋转变压器状态，确保旋变激励与解调系统的正确性。本发明采用多级监控策略，经过故障综合后可以辨识出激励源幅值异常、激励源频率异常和旋转变压器本体或连接线异常等故障。本发明采用高精度电阻配置激励源幅值门限，采用可编程逻辑FPGA配置频率门限和平方和门限，具有一定的灵活性和通用性，修改参数后可用于不同激励电压、激励频率及变比参数的旋变激励与解调系统。

主权项

一种永磁同步电机位置解码监控系统，用于对现有永磁同步电机控制系统中的旋变激励与解调系统进行监控，现有旋变激励与解调系统包括正弦激励源、旋转变压器、旋变解调器，其特征在于，所述监控系统包括激励监控电路、反馈监控电路、FPGA电路、DSP电路；激励监控电路的功能是对激励源发出的旋变激励信号的幅值和频率进行监控，向FPGA电路输出旋变激励信号的幅值状态离散量和频率状态方波；激励监控电路包括信号调理电路、幅值监控电路、频率监控电路三部分；其中幅值监控电路包括半波整流电路和门限比较电路；信号调理电路对旋变激励差分信号按一定比例放大，并将其转换为单端交流信号，再将该单端交流信号输出到幅值监控电路和频率监控电路；幅值监控电路中的半波整流电路将该单端交流信号转换为直流信号，再将该直流信号接入幅值监控电路中的门限比较电路，向FPGA电路输出结果离散量；频率监控电路将输入的单端交流信号转换成对应频率的方波，输出频率信号；反馈监控电路的功能是对旋转变压器的正弦反馈和余弦反馈进行监控，向FPGA电路输出数字码值；反馈监控电路包括包络检波电路、AD转换电路和可编程逻辑三部分；包络检波电路去除掉正弦反馈和余弦反馈信号上的载波信号，向AD转换电路输出正弦包络和余弦包络信号；AD转换电路定时同步采集正弦包络信号和余弦包络信号，向FPGA电路输出数字码值；FPGA电路控制AD转换电路，并对正弦包络和余弦包络的数字码值进行平方和运算，向DSP电路输出监控结果；FPGA电路采集激励监控电路的输出结果，对旋变激励信号的幅值监控结果离散量进行状态判别，对频率监控输出方波进行频率计数；FPGA电路控制反馈监控电路中的AD转换电路，FPGA电路采集AD转换电路转换后的正弦包络和余弦包络的数字码值，FPGA电路通过内部的平方和运算单元，对旋变反馈信号进行状态判别，保存在相关寄存器中；DSP电路读取FPGA电路综合后的旋变激励幅值状态、旋变激励频率状态和旋变反馈状态，确定系统的工作状态。