MCU高精度旋转变压器电机控制方案

什么是旋转变压器呢？它是一种电磁式传感器，用来测量旋转物体的角位移和角速度。如下图所示，旋变由定子和转子组成，通常转子固定于电机转轴上，同步旋转。

旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似。旋转变压器定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的副边，通过电耦合谐振磁耦合作用得到感应电压。

旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，从而输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系。对输出信号进行模数转换，计算反正切值，即可得到转子当前的角位移，角位移对时间的微分即为转速。

下面就给大家讲讲瑞萨高精度旋转变压器电机控制方案。

1 旋变电机控制方案

瑞萨电子基于旋转变压器开发了高精度的电机控制解决方案，自主研发了全新的RDC （Resolver-to-Digital Converters旋转变压器到数字转换器）IC，并结合RX系列微控制器（MCU），推出了高精度的旋转变压器电机控制解决方案。该方案可广泛适用于工业和消费应用的电机控制系统。

上图是方案的构成框图。在该方案中，RDC IC和RX MCU将来自旋转变压器的信号处理为角度信息，RX MCU同时还可以控制电机运转。RX MCU上提供了RDC IC专用驱动程序，使用API接口就可以轻松地执行旋转变压器处理。

2 瑞萨RDC IC的主要特点

瑞萨RDC IC具备以下几个主要特点：

首先，瑞萨RDC IC采用了新的相位差检测方式（Phase error detection method），通过计数RX-MCU上的相位差来得出位置信息。相位差数据由旋转变压器信号中的激励信号和旋转角度信息生成。相比于传统的相位跟踪检测方式（Phase tracking method），相位差检测方式可以实现更高精度、更高速的电机实时控制。

传统的采用PI控制伺服回路的相位跟踪检测方式包含频率特性，因此电机变速时会出现延迟时间。