旋变的初级理解

   永磁电机的气隙磁场是正弦的且带动转子旋转，电机想稳定运行首先需要保证转轴位置的正确性。电动机转子位置检测分为位置传感器法和估算法，位置传感器主要有霍尔元件、光电编码器和旋转变压器。其中旋转变压器又名旋变，分为经典款和可变磁阻款。磁阻旋变的结构图如下图所示：其中两个定子绕组位置上相差90°机械角度，利用旋变一、二次绕组间的可变相对位置来改变它们之间的互感，以便在二次绕组中获得与旋转位置成正、余弦函数关系的端电压。近几年来，磁阻旋变以其独特的优势在汽车行业得到大量应用。

 **1.*旋变工作基本原理***
 假设转子R1-R2上激励电压为：

 则定子上SI-S2、S3-S4感应出来的正余弦绕组输出电压分别为：

 其中Um 为正、余弦绕组感应交流电势的振幅值。角度值为余弦绕组轴线S3-S4与转子轴线的夹角。求解这个夹角的方法如下：

 **2.*旋变的解码***
 上边介绍了旋变的大致的工作原理，及最后位置角的求取。但还需要解码，目前新能源纯电商用车搭载的PMSM通常AD2S1200集成解码器。下图是解码器内部结构图。

    芯片内部通过可编程振荡器设置给R1-R2电压激励频率，旋变反馈的信号由于转换器内部有一个二型伺服环路，它可以跟踪输入信号，将旋变的输出信号转换成输入角度和速度所对应数字量保存在相应的寄存器中。可以通过并行端口或者串行接口读取绝对角位置数据，为了满足不同的精度要求，分辨率是可以设置的。速度和位置寄存器都是 16 位的，并且是高位有效。

 内部的闭环系统由一个相敏解调器、一个积分器和一个补偿滤波器组成，它能够将误差信号调零。当误差信号无限趋近于零时，在转换器规定的精度范围内转换器产生的输出角 φ 即等于旋变转角θ 。
 以上是利用AD2S1200集成旋变系统测试角度原理，通过Simulink仿真也可以体现。给定一个转速，通过积分模块模拟当前电机角度。经过正余弦运算求得tanθ和cotθ值，通过查表可得到当前转速下的位置角。由于tanθ和cotθ值在0-2pi区间内会出现无穷大的情况，为保证仿真的准确性将0-2pi分成了4个区间共256个点，2-3-6-7区间取cotθ,1-4-5-8区间取tanθ值。具体仿真模型如下：

关于角度区间的判断：
function y=sectorjudge(u)
if(0<=u)&&(u y=1;
elseif(pi/4<=u)&&(u y=2;
elseif(pi/2<=u)&&(u<3pi/4)
y=3;
elseif(3pi/4<=u)&&(u y=4;
elseif(pi<=u)&&(u<5pi/4)
y=5;
elseif(5pi/4<=u)&&(u<3pi/2)
y=6;
elseif(3pi/2<=u)&&(u<7*pi/4)
y=7;
else
y=8;
end