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[摘 要]开关磁阻电机属于一种新型的电机驱动设备，其设计结合了电子器件理论和现代化控制理论，具有结构简单和控制操控灵活的特点，因此被广泛的应用在了现代化工业建设和生产中。为此，本文从旋转变压器和开关磁阻电机的基础分析出发，分析了旋转变压器在开关磁阻电机中的应用，旨在为旋转变压器在开关磁阻电机中的应用提供意见。
[关键词]旋转变压器 开关磁阻电机 应用方式
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0355-01
引言
本文主要介绍了一种应用旋转变压器的开关磁阻电机，此类型电机能够将旋转变压器中输出的模拟信号以数字信号的形式运送至开关磁阻电机中，进而提高了信号处理和传递工作的兼容性和效率，实现了对开关磁阻电机转子位置的精确确认，为各种工业生产和工业控制工作的高质量高效率开展奠定了技术基础和设备基础。
1.旋转变压器和开关磁阻电机基础分析
1.1开关磁阻电机构成分析
开关磁阻电机主要由控制器和电机两部分组成，控制器中一般安装了固定功率的电路和控制电路等设备运行的基础电路，电机中一般安装了定子、转子、位置传感器等基础装置。开关磁阻电机中的定子和转子均为双凸极结构，由硅钢片叠压而成，定子结构中含有集中绕组，而转子结构中不含有集中绕组，其中的集中绕组可以结合电机定子数和转子数而定，如三相6/4极、三相12/8极、四相8/6极等。
开关磁阻电机中各相的磁阻会随着转子位置的变化而变化，为了确保开关磁阻电机能够正常运行，工作人员需要将转子调整到相应位置处，关闭与之相对应的绕组电流，确保各相电流及其相应转子的同步运行，并在转子运行过程中及时切换各相[1]。由此可见，工作人员需要做好对转子位置的检测工作，以此来为转子提供精确的转动信息，另控制器能够针对检测到的数据和信息调节合适的转动速度，进而实现对旋转变压器的闭环控制操作。
1.2传统旋转变压器分析
传统的旋转变压器由若干个传感器元件和一个电机主轴组成，该设备的运行电路十分简单，并且安装成本较低，在早期被广泛的应用在了开关磁阻电机中。但是光电式的旋转变压器也存在十分显著的应用缺陷，如抗冲击性较差、工作温度受到限制、对防护工作等级的要求较高等。
1.3多级旋转变压器分析
为了应对传统旋转变压器的应用缺陷，设计人员逐渐开发设计出了一种新型的多级旋转变压器，其抗外界干扰能力得到了大幅度提高，且能够对转子位置进行精度确认，便于工作人员获取绝对值等信息，因此经常被应用在开关磁阻电机中[2]。多级旋转变压器通常由转子绕组和一组定子正余弦组成，此时，转子绕组会产生恒频的正弦于波和电压励磁，与定子正余弦可以形成感应电势，这种感应电势较为容易实现对转子位置的数字化转换，为转子位置的确定提供了方便，确保了旋转变压器在开关磁阻电机中的应用效率。
2.旋转变压器在开关磁阻电机中的应用分析
2.1接口电路分析
现以AD2S1200型号的数字转换芯片为例，分析旋转变压器的接口电路。此型号的接口线路主要具备了以下性能：能够作为单电源供电；具有12位数的分辨率，并且能够实现对输出信号的良好追踪，最高的追踪效率可以达到1000R/S，输出的位置信号能够达到12位数，输出的速度信号能够达到11位数；具有可以进行自主编程的正弦波晶振器；具有能够实现串行的通讯接口和能够实现并行的输出接口；接口线路的励磁频率可以分为10KHZ、12KHZ、15KHZ、20KHZ多种类型，并且可以实现自主编程，极为适合应用在旋转变压器模拟信号向数字信号转变中。
2.2模擬输入电路分析
当旋转变压器中的励磁电压需要通过输入接口向输出接口转变时，其中传递的信号会经过差分放大器，放大后再输出的信号可以得到最佳的扩展和应用。旋转变压器在不同层次输出的信号经过SIN+滤波和SIN-滤波、及COS+滤波和COS-滤波后，会直接进入到AD2S1200型号数字转换芯片中，随后再经过SIN、SINLO、COS、COSLO四个管脚，最终实现模拟信号向数字信号的转换[3]。
2.3信号处理分析
旋转变压器在开关磁阻电机中的应用会受到一定程度的干扰和影响，并且AD2S1200型号数字转换芯片在进行信号转换的过程中会存在一定程度的误差值，此时经过AD2S1200型号数字转换芯片调节的转子位置也会存在一定的误差。这种系统的误差和位置确定的误差，会影响旋转变压器转动速度和位置的确定精度，进而影响旋转变压器在开关磁阻电机中的应用性能，严重情况下还会直接导致通电系统逻辑的错误和混乱，进而形成电流冲击等事故，降低了运行系统的安全性和稳定性，为此，工作人员需要做好对旋转变压器的信号处理工作，避免上述问题的发生。
2.4硬件设备处理分析
为了解决旋转变压器输出信号电压受到干扰的问题，此时实验在硬件设备处理中采用了以下几点措施。第一，将运行系统中应用到的SIN滤波信号和COS滤波信号，分别针对GND系统接入150PF的电容滤波，在增加了电容滤波之后，旋转变压器能够更好的去除其中的高频杂音和滤波。第二，将原来的单项输电电缆传输转换为双绞隐蔽型电缆，以此来实现对模拟信号的良好传递，并利用其中的屏蔽层更好的进行接地处理[4]。
本次硬件处理设备的改造成果显示，两种改造方式能够有效的消除旋转变压器干扰引起的数值突变，并将模拟信号的上部波形改为SIN+滤波信号，将模拟信号的下部波形改为SIN-滤波信号，模拟信号的中部波形则为两种信号的中间差，即为SIN滤波信号，而SIN+/-滤波信号则能够代表SIN线圈两边的信号，即为差分信号。总之，旋转变压器经过硬件设备改造后的输出信号有了大幅度的改善，并且旋转变压器的抗干扰能力也得到了大幅度的提高。
2.5软件处理设备分析
如果在实际的旋转变压器应用过程中，工作人员已经应用了硬件完善措施，却发现输出信号仍未得到改善，并且信号相对应的位置处仍然有突变和不连续现象，会影响到转子运行角度和位置测量的精确程度和运行电流的冲击力，甚至出现了低速运行的现象，说明旋转变压器中的软件设备出现了问题。本次实验为了改善模拟信号和数字信号传递的位置和误差，现选择了一阶滤波算法，以此将模拟信号转换为数字信号，并且考虑了正常信号的变化[5]。经过再次实验后，可以发现，旋转变压器输出的滤波信号明显有了改善，这在一定程度上减少了旋转变压器运行干扰对输出信号的影响，并提高了旋转变压器角度测量的精确程度，以及旋转变压器的兼容性。
结束语
本次实验证实，接口电路分析、模拟输入电路分析、信号处理分析、硬件设备处理分析、软件处理设备分析等方式在旋转变压器中的应用，均能改善旋转变压器在开关磁阻电机中的应用效果，因此，工作人员可以结合实际需求，从以上几点方式中选择恰当的方式应用到旋转变压器中，以此来确保模拟信号和数字信号传递的精确程度。
参考文献
[1]何强，文小琴，游林儒.基于旋转变压器的SR电机位置检测系统研究[J].微电机，2011，4405：46-48+75.
[2]苏建中，郭晓颖，马志国，闫志平.旋转变压器在开关磁阻电机中的应用[J].电机技术，2011，06：23-25.
[3]蔡骏，邓智泉，胡荣光.开关磁阻电机在位置检测技术中的应用[J].电工技术学报，2014，2903：150-159.
[4]冯勇，王炎.一种用于直接驱动机器人的变磁阻电机的控制[J].电工技术学报，2014，02：50-53.
[5]王翠珍，唐金元，王崇斌.用数字-旋转变压器模块实现角度信号模拟器的方法[J].国外电子测量技术，2017，11：5-7+11.
[关键词]旋转变压器 开关磁阻电机 应用方式
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0355-01
引言
本文主要介绍了一种应用旋转变压器的开关磁阻电机，此类型电机能够将旋转变压器中输出的模拟信号以数字信号的形式运送至开关磁阻电机中，进而提高了信号处理和传递工作的兼容性和效率，实现了对开关磁阻电机转子位置的精确确认，为各种工业生产和工业控制工作的高质量高效率开展奠定了技术基础和设备基础。
1.旋转变压器和开关磁阻电机基础分析
1.1开关磁阻电机构成分析
开关磁阻电机主要由控制器和电机两部分组成，控制器中一般安装了固定功率的电路和控制电路等设备运行的基础电路，电机中一般安装了定子、转子、位置传感器等基础装置。开关磁阻电机中的定子和转子均为双凸极结构，由硅钢片叠压而成，定子结构中含有集中绕组，而转子结构中不含有集中绕组，其中的集中绕组可以结合电机定子数和转子数而定，如三相6/4极、三相12/8极、四相8/6极等。
开关磁阻电机中各相的磁阻会随着转子位置的变化而变化，为了确保开关磁阻电机能够正常运行，工作人员需要将转子调整到相应位置处，关闭与之相对应的绕组电流，确保各相电流及其相应转子的同步运行，并在转子运行过程中及时切换各相[1]。由此可见，工作人员需要做好对转子位置的检测工作，以此来为转子提供精确的转动信息，另控制器能够针对检测到的数据和信息调节合适的转动速度，进而实现对旋转变压器的闭环控制操作。
1.2传统旋转变压器分析
传统的旋转变压器由若干个传感器元件和一个电机主轴组成，该设备的运行电路十分简单，并且安装成本较低，在早期被广泛的应用在了开关磁阻电机中。但是光电式的旋转变压器也存在十分显著的应用缺陷，如抗冲击性较差、工作温度受到限制、对防护工作等级的要求较高等。
1.3多级旋转变压器分析
为了应对传统旋转变压器的应用缺陷，设计人员逐渐开发设计出了一种新型的多级旋转变压器，其抗外界干扰能力得到了大幅度提高，且能够对转子位置进行精度确认，便于工作人员获取绝对值等信息，因此经常被应用在开关磁阻电机中[2]。多级旋转变压器通常由转子绕组和一组定子正余弦组成，此时，转子绕组会产生恒频的正弦于波和电压励磁，与定子正余弦可以形成感应电势，这种感应电势较为容易实现对转子位置的数字化转换，为转子位置的确定提供了方便，确保了旋转变压器在开关磁阻电机中的应用效率。
2.旋转变压器在开关磁阻电机中的应用分析
2.1接口电路分析
现以AD2S1200型号的数字转换芯片为例，分析旋转变压器的接口电路。此型号的接口线路主要具备了以下性能：能够作为单电源供电；具有12位数的分辨率，并且能够实现对输出信号的良好追踪，最高的追踪效率可以达到1000R/S，输出的位置信号能够达到12位数，输出的速度信号能够达到11位数；具有可以进行自主编程的正弦波晶振器；具有能够实现串行的通讯接口和能够实现并行的输出接口；接口线路的励磁频率可以分为10KHZ、12KHZ、15KHZ、20KHZ多种类型，并且可以实现自主编程，极为适合应用在旋转变压器模拟信号向数字信号转变中。
2.2模擬输入电路分析
当旋转变压器中的励磁电压需要通过输入接口向输出接口转变时，其中传递的信号会经过差分放大器，放大后再输出的信号可以得到最佳的扩展和应用。旋转变压器在不同层次输出的信号经过SIN+滤波和SIN-滤波、及COS+滤波和COS-滤波后，会直接进入到AD2S1200型号数字转换芯片中，随后再经过SIN、SINLO、COS、COSLO四个管脚，最终实现模拟信号向数字信号的转换[3]。
2.3信号处理分析
旋转变压器在开关磁阻电机中的应用会受到一定程度的干扰和影响，并且AD2S1200型号数字转换芯片在进行信号转换的过程中会存在一定程度的误差值，此时经过AD2S1200型号数字转换芯片调节的转子位置也会存在一定的误差。这种系统的误差和位置确定的误差，会影响旋转变压器转动速度和位置的确定精度，进而影响旋转变压器在开关磁阻电机中的应用性能，严重情况下还会直接导致通电系统逻辑的错误和混乱，进而形成电流冲击等事故，降低了运行系统的安全性和稳定性，为此，工作人员需要做好对旋转变压器的信号处理工作，避免上述问题的发生。
2.4硬件设备处理分析
为了解决旋转变压器输出信号电压受到干扰的问题，此时实验在硬件设备处理中采用了以下几点措施。第一，将运行系统中应用到的SIN滤波信号和COS滤波信号，分别针对GND系统接入150PF的电容滤波，在增加了电容滤波之后，旋转变压器能够更好的去除其中的高频杂音和滤波。第二，将原来的单项输电电缆传输转换为双绞隐蔽型电缆，以此来实现对模拟信号的良好传递，并利用其中的屏蔽层更好的进行接地处理[4]。
本次硬件处理设备的改造成果显示，两种改造方式能够有效的消除旋转变压器干扰引起的数值突变，并将模拟信号的上部波形改为SIN+滤波信号，将模拟信号的下部波形改为SIN-滤波信号，模拟信号的中部波形则为两种信号的中间差，即为SIN滤波信号，而SIN+/-滤波信号则能够代表SIN线圈两边的信号，即为差分信号。总之，旋转变压器经过硬件设备改造后的输出信号有了大幅度的改善，并且旋转变压器的抗干扰能力也得到了大幅度的提高。
2.5软件处理设备分析
如果在实际的旋转变压器应用过程中，工作人员已经应用了硬件完善措施，却发现输出信号仍未得到改善，并且信号相对应的位置处仍然有突变和不连续现象，会影响到转子运行角度和位置测量的精确程度和运行电流的冲击力，甚至出现了低速运行的现象，说明旋转变压器中的软件设备出现了问题。本次实验为了改善模拟信号和数字信号传递的位置和误差，现选择了一阶滤波算法，以此将模拟信号转换为数字信号，并且考虑了正常信号的变化[5]。经过再次实验后，可以发现，旋转变压器输出的滤波信号明显有了改善，这在一定程度上减少了旋转变压器运行干扰对输出信号的影响，并提高了旋转变压器角度测量的精确程度，以及旋转变压器的兼容性。
结束语
本次实验证实，接口电路分析、模拟输入电路分析、信号处理分析、硬件设备处理分析、软件处理设备分析等方式在旋转变压器中的应用，均能改善旋转变压器在开关磁阻电机中的应用效果，因此，工作人员可以结合实际需求，从以上几点方式中选择恰当的方式应用到旋转变压器中，以此来确保模拟信号和数字信号传递的精确程度。
参考文献
[1]何强，文小琴，游林儒.基于旋转变压器的SR电机位置检测系统研究[J].微电机，2011，4405：46-48+75.
[2]苏建中，郭晓颖，马志国，闫志平.旋转变压器在开关磁阻电机中的应用[J].电机技术，2011，06：23-25.
[3]蔡骏，邓智泉，胡荣光.开关磁阻电机在位置检测技术中的应用[J].电工技术学报，2014，2903：150-159.
[4]冯勇，王炎.一种用于直接驱动机器人的变磁阻电机的控制[J].电工技术学报，2014，02：50-53.
[5]王翠珍，唐金元，王崇斌.用数字-旋转变压器模块实现角度信号模拟器的方法[J].国外电子测量技术，2017，11：5-7+11.