感应同步器相位直读测角系统动态误差补偿

    0　引言

    随着电子技术的发展,对感应同步器的精度要求越来越高,而感应同步器的制造和安装精度因受到加工工艺的限制而难以再进一步提高,因此可以通过补偿方法加以消除或抑制,误差补偿技术在感应同步器测角系统中也被广泛采用。

    本文将讨论短周期1°内的谐波误差的研究与补偿技术。

     1　感应同步器的基本原理

    在感应同步器正弦绕组S、余弦绕组C上施加幅值和频率相同、相位差90°的交流激磁电压,即[4]:

    由感应同步器感应信号原理可知,两个激磁绕组分别在连续绕组上感应的电势,其感应电势分别为eS和ec,即[5-7]:

其中:k0———为变比;

         φ———为电气角;

         ω0———激磁信号角频率。

    应用叠加原理可知连续绕组感应电势e有:

    式(1)和式(5)都是相同频率的正弦信号,它们的初相位相差φ,φ对应相应的角度。可以通过比较它们的相位差,进而检测感应同步器转子相对定子的角度。

    2　感应同步器的误差分析

    感应同步器除了引起以360°为周期的长周期的较大的谐波误差之外,还有以1°为周期的短周期谐波误差。本文研究其短周期谐波误差,即感应同步器对极内的 误差;以360°为周期的长周期误差将在以后讨论。对感应同步器对极内的误差,采用各点测试的方法,将得到的各个误差值进行绘图便可得到误差曲线。根据傅 立叶级数进行误差分离,并对误差进行谐波分解:

其中i=0,1,2,…, n-1;n为感应同步器一周分度误差的测试点数,Δyj为谐波测角误差幅值,Δj为对应初相角。

    如果Δyj和Δj逐个求解,就得出误差规律,该误差是以对极为周期。

     3　误差补偿

     根据以上分析,可采用两种算法来求解最小误差。

     (1)简单搜索法

     简单搜索法是在未知变量比较少的情况下,假设只有一个变量未知,而对其他未知变量赋值,然后求得未知的量。多次赋值便可求得多个未知量的值。

    本文式(6)中只有Δyj和Δj未知,便可先假设Δj为已知,将其值带入式(6)可求出对应的Δyj,然后计算∑Nj=1Δy2j的值。假设不同的 Δj,便可以得到多个∑Nj=1Δy2j的值,对这些∑Nj=1Δy2j值进行比较,从中选择最小值,即取得最小值时的N值。该方法的特点是方法简单, 但是有很大的盲目性,而且需要多次比较,也很费时。