『壹』 【自學筆記】- 旋變測量轉子位置角和轉速
旋變感測器在電機控制領域扮演著至關重要的角色，其重要性堪比對北京時間的精確定義。本文將對旋變感測器進行全面解析，包括其構成、工作原理、解碼方法以及如何標定零位角度。
旋變感測器主要由定子和轉子構成。定子和轉子鐵心採用導磁性能良好的材料製造，定子內層和轉子外層上設有齒槽。定子內有兩組空間互成90°的繞組，分為定子勵磁繞組和交軸繞組。轉子上則有兩組空間互成90°的繞組，分別為正弦輸出繞組和餘弦輸出繞組。感測器還包括勵磁繞組、兩相正交的返回繞組等組件，形成完整的電路。
感測器的工作原理基於高頻激勵信號的感應效應。當勵磁繞組通入高頻正弦信號時，返回繞組感應出電壓信號，軟體或晶元通過解碼這些正弦和餘弦信號，即可計算出轉子的位置和轉速。
旋變感測器通過軟體解碼和硬體解碼實現轉子角度和轉速的計算。軟體解碼由電機控制器（MCU）完成，通過提取正弦和餘弦信號的包絡、求反正切、進行鎖相環濾波等操作，得到轉子位置。硬體解碼則由MCU中的解碼晶元直接輸出轉子位置信息。
旋變感測器的解碼過程包括從提取正弦和餘弦信號的包絡線到求反正切得出角度，再通過積分計算轉子速度。零位角是正弦輸出繞組中感應電壓最小時的位置，其與三相A軸的夾角即為旋變零位角。零位角需要通過特定的方法進行標定，如利用電壓計演算法，讓電機在低轉速下進行0Nm控制輸出，通過計算得出零位角。
旋變感測器的軟體模塊輸出用於park計算和反park計算的轉子位置角，並非直接使用解碼後的角度。在實際工程應用中，需要對解碼角度進行修正，以反映控制時刻的實際轉子位置。這一過程涉及對解碼角度進行采樣延時補償，以確保park變換和反park變換的准確性和及時性。
綜上所述，旋變感測器在電機控制中的作用不容忽視，其工作原理、解碼過程以及零位標定方法為電機控制演算法提供了關鍵信息。通過精準的旋變測量，可以實現電機的高效、穩定運行。