Nový energetický elektrický pohon resolver: analýza režimu samoučení a selhání

** 1. Přehled Resolver v nových energetických elektrických systémech 

Resolver je běžný senzor v nových energetických elektrických systémech, především převádějící úhlovou polohu a úhlovou rychlost axiální rotace na elektrické signály. Jeho struktura zahrnuje hlavně stator resolveru a rotor, přičemž nejčastěji používaným typem je resolver variabilní neochoty.

** 2. Pracovní princip resolveru **

Konstrukce jádra resolveru spočívá v jeho vinutém konstrukci, primárně sestávajícím z excitačních vinutí R1 a R2 a dvou sad ortogonální zpětné vazby S1, S3 a S2, S4, vše pečlivě uspořádané na statoru. V normálních provozních podmínkách jsou na R1 a R2 aplikovány vysokofrekvenční excitační signály, což vytváří sinusoidní proud. Signály vyvolané ve vinutí zpětné vazby mají jasný funkční vztah s rychlostí otáčení motoru. Proto důkladnou analýzou těchto signálů zpětné vazby můžeme přesně určit rotační stav motoru.

** 3. Stanovení nulové polohy elektrického pohonu resolveru **

Stanovení nulové polohy motoru je zásadní, protože ovlivňuje přesnost řízení motoru. V počátečních fázích vývoje nové energetické elektrické jednotky byla softwarová funkce omezená a kalibrace nulové polohy byla obvykle prováděna pomocí konkrétního nástroje pro nulové nastavení, po kterém následovalo úpravy softwaru. Tato metoda však má významnou nevýhodu: během používání nemůže opravit úhel nulové polohy, což vede k zhoršujícímu se přesnosti kontroly v průběhu času.

K vyřešení tohoto problému se objevila technologie úhlu nulové polohy pro resolverče. Tato technologie integruje algoritmus samoučení do řadiče motoru, což umožňuje řadiči automaticky detekovat a opravit odchylku nulové polohy mezi resolverem a motorem. Během procesu samoučení, řadič nejprve získá skutečnou hodnotu odchylky prostřednictvím specifických testovacích postupů (např. Statické nebo dynamické testy). Jakmile je hodnota odchylky získana, řadič uloží tyto informace a automaticky kompenzuje během následných operací řízení motoru. To umožňuje ovladači přesněji řídit provozní stav motoru na základě kalibrovaných signálů resolveru, čímž se zlepšuje přesnost a výkon kontroly.

Běžný algoritmus sebeučení je založen na učení zpětné elektromotorické síly (EMF) s regulátorem PI s nulovou polohou jako jádro. Níže uvedený diagram ilustruje proces sebeučení nulové polohy v hybridním systému. Nastaví aktuální ovládací prvek nastavením IQ na 0 a přiřazením hodnoty ID, poté vypočítá VD (napětí osy D) a použije jej jako referenční vstup pro úhel nulové polohy. Výstup VD z proudové smyčky řadiče slouží jako zpětná vazba a regulátor úhlu nulové polohy vydává konvergovaný úhel polohy nuly.

** 4. Běžné režimy selhání rezolvers **

- ** Elektromagnetické rušení (EMI) **

V nových energetických elektrických systémech může motor, regulátor a další elektrické komponenty generovat elektromagnetické rušení. Pokud je schopnost anti-interference resolveru slabá, mohou tyto interferenční signály ovlivnit jeho normální provoz, což vede k zkreslení nebo ztrátě signálu. Dříve bylo použito stínění kolem rezolversů, aby se zabránilo EMI. Tato praxe však byla do značné míry přerušena, protože resolver pracuje na vyšší frekvenci než elektromagnetická frekvence motoru a pokud není příliš blízko k vysokopěťovým liniím, EMI obecně není problém.

- ** Asymetrie v sinusových a kosinových vinutích **

Nesrovnání sestavy statoru a rotoru resolveru může způsobit nerovnoměrné rozdělení mezery magnetického pole. Toto nerovnoměrné rozdělení může vést k asymetrii na sine a kosinusových vinutích, což má za následek nerovnoměrné amplitudy sinusových a kosinových signálů.

- ** Neshoda impedance vedoucí k nestabilitě systému **

Impedance je kritickým faktorem ovlivňujícím přenos signálu. Pokud impedance resolveru neodpovídá imperaci jiných částí řídicího systému, může to způsobit odraz signálu, útlum nebo zkreslení, čímž ovlivňuje stabilitu a výkon celého systému.

**Závěr**

Jako klíčový senzor v nových systémech elektrického pohonu je resolver nezbytný pro přesné ovládání motoru. Musíme také věnovat pozornost potenciálním režimům selhání v praktických aplikacích a přijmout vhodná opatření pro prevenci a manipulaci. Teprve potom můžeme zajistit stabilní provoz a vysokou účinnost nových energetických elektrických systémů.