基于旋转变压器的相对转速测量传感器研究

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1、硕士学位论文基于旋转变压器的相对转速测量传感器研究RESEARCHONRELATIVEROTATIONALSPEEDMEASUREMENTSENSORBASEDONRESOLVER匡志哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TM383.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于旋转变压器的相对转速测量传感器研究博士研究生：匡志导师：崔淑梅教授申请学位：工学硕士学科：电机与电器所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM383.2U.D

2、.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONRELATIVEROTATIONALSPEEDMEASUREMENTSENSORBASEDONRESOLVERCandidate：KuangZhiSupervisor：Prof.CuiShumeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalMachineandApparatusAffiliation：SchoolofElectricalEng

3、ineeringandAutomationDateofDefence：June,2009Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着电动汽车的发展，对电机进行机电能量转换的功能要求更加多样，由此可以实现机电能量多种变换的双转子电机得到越来越多的重视与发展。双转子电机作为一种新型结构的电机，具有两个机械端口，可以将一端输入的机械能分割为两部分，分别以机械能和电能的形式传递到输出端。由于双转子的存在，对其两个转动部件构成的电机系统矢量控制必须知

4、道两个转子的转速差，一般测速装置对双转子转速差测量有共同问题，需要采用两套速度传感器然后作差，得出其转子的转速差有一定的滞后性。本文针对双转子电机转速差的测量问题，提出一种直接测量相对转速的方案，克服两套速度传感器测速作差带来的滞后性问题。考虑双转子电机在电动汽车上应用的要求，提出了基于磁阻旋转变压器原理，将定转子分别安装于两个转动部件以实现转速差测量，并用环形变压器无接触引入激励电源和引出测量信号以提高可靠性的传感器方案。论文给出了该方案的实现方法，设计了磁阻旋转变压器、环形变压器和励磁电源与信号转换电路，仿真与实验验证了设计的可行性与正确性，

5、设计解决了两个部件同轴转动时保证气隙均匀以及转动部件上的小信号可靠引出等问题。为提高传感器的精度与可靠性，对双转子磁阻式旋转变压器进行了研究，分析了磁阻旋转变压器两种不同结构与测量双转子电机相对转速时的不同安装方式，仿真分析了不同齿数的磁阻旋变输出正余弦电动势谐波含量，样机实验验证磁阻旋变设计的正确性。研制了励磁电源和轴角变换电路，选择AD公司生产的AD2S1200旋转变压器/数字转换器单片集成电路作主芯片，采用单相激磁方式，激磁电压为7V，工作频率选为10KHz；轴角转换是基于跟踪伺服原理，将旋变输出的正余旋信号转换为高分辨率的数字位置信号，输

6、出反映转子转速信息的A、B、Z脉冲信号，可直接提供给电机控制器进行闭环控制。本传感器方案可以用于感应式、永磁同步式以及磁阻式等双转子电机的转速差的直接测量，也可用于其他需要测量两个同心转动部件的速度差的测量。关键词：传感器；磁阻旋转变压器；相对转速测量；轴角变换I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopingofelectricvehicles,thefunctionalrequirementstotheelectromechanicalenergyconverterbecomemoreandmoreversat

7、ile,therefore,thedouble-rotorelectricmachinewhichcanrealizemultipleelectromechanicalenergyconversionhasgainedmoreattentionanddevelopmentrecently.Asanovelconfigurationtypeofelectricmachineprototype,thedouble-rotorelectricmachinehastwomechanicalports,whichcansplittheinputmechan

8、icalenergyintotwoparts,andtransfertotheoutputportasbothmechanicaland