Resolución de sensores de accionamiento eléctrico de nueva energía: análisis de modo de fallo y autoaprendizaje

**1. Descripción general de Resolver en sistemas de propulsión eléctrica de nuevas energías 

Un resolutor es un sensor común en los sistemas de accionamiento eléctrico de nueva energía, que convierte principalmente la posición angular y la velocidad angular de la rotación axial en señales eléctricas. Su estructura incluye principalmente el estator y el rotor del resolutor, siendo el tipo más utilizado el resolutor de reluctancia variable.

**2. Principio de funcionamiento del solucionador**

La estructura central de un resolutor radica en el diseño de su devanado, que consta principalmente de devanados de excitación R1 y R2 y dos conjuntos de devanados de retroalimentación ortogonales S1, S3 y S2, S4, todos meticulosamente dispuestos en el estator. En condiciones de funcionamiento normales, se aplican señales de excitación de alta frecuencia a R1 y R2, generando una corriente sinusoidal. Las señales inducidas en los devanados de realimentación tienen una clara relación funcional con la velocidad de rotación del motor. Por lo tanto, al analizar exhaustivamente estas señales de retroalimentación, podemos determinar con precisión el estado de rotación del motor.

**3. Determinación de la posición cero del solucionador de accionamiento eléctrico**

Determinar la posición cero del motor es crucial ya que afecta la precisión del control del motor. En las primeras etapas del desarrollo de propulsores eléctricos de nueva energía, la funcionalidad del software era limitada y la calibración de la posición cero generalmente se realizaba utilizando un instrumento de ajuste de cero específico, seguido de ajustes de software. Sin embargo, este método tiene un inconveniente importante: no puede corregir el ángulo de posición cero durante el uso, lo que lleva a un deterioro de la precisión del control con el tiempo.

Para abordar este problema, ha surgido la tecnología de autoaprendizaje de ángulo de posición cero para resolutores. Esta tecnología integra un algoritmo de autoaprendizaje en el controlador del motor, lo que permite que el controlador detecte y corrija automáticamente la desviación de la posición cero entre el resolutor y el motor. Durante el proceso de autoaprendizaje, el controlador primero obtiene el valor de desviación real a través de procedimientos de prueba específicos (por ejemplo, pruebas estáticas o dinámicas). Una vez que se adquiere el valor de desviación, el controlador almacena esta información y la compensa automáticamente durante las operaciones posteriores de control del motor. Esto permite que el controlador controle con mayor precisión el estado operativo del motor basándose en las señales del resolutor calibrado, mejorando así la precisión y el rendimiento del control.

Un algoritmo de autoaprendizaje común se basa en el aprendizaje de la fuerza electromotriz inversa (EMF), con un regulador PI de ángulo de posición cero como núcleo. El siguiente diagrama ilustra el proceso de autoaprendizaje de la posición cero en un sistema híbrido. Establece el control actual estableciendo iq en 0 y asignando un valor a id, luego calcula Vd (voltaje del eje d) y lo utiliza como entrada de referencia para el ángulo de posición cero. La salida Vd del bucle de corriente del controlador sirve como retroalimentación y el regulador del ángulo de posición cero genera el ángulo de posición cero convergente.

**4. Modos de falla comunes de los solucionadores**

- **Interferencia electromagnética (EMI)**

En los sistemas de propulsión eléctrica de nueva energía, el motor, el controlador y otros componentes eléctricos pueden generar interferencias electromagnéticas. Si la capacidad antiinterferencia del resolutor es débil, estas señales de interferencia pueden afectar su funcionamiento normal, provocando distorsión o pérdida de la señal. Anteriormente, se utilizaba blindaje alrededor de los resolutores para evitar EMI. Sin embargo, esta práctica se ha descontinuado en gran medida porque el resolutor opera a una frecuencia más alta que la frecuencia electromagnética del motor y, siempre que no esté demasiado cerca de líneas de alto voltaje, la EMI generalmente no es un problema.

- **Asimetría en devanados seno y coseno**

La desalineación en el conjunto del estator y el rotor del resolutor puede provocar una distribución desigual del espacio del campo magnético. Esta distribución desigual puede provocar asimetría en los devanados seno y coseno, lo que da como resultado amplitudes desiguales de las señales seno y coseno.

- **Desajuste de impedancia que provoca inestabilidad del sistema**

La impedancia es un factor crítico que afecta la transmisión de la señal. Si la impedancia del resolutor no coincide con la de otras partes del sistema de control, puede causar reflexión, atenuación o distorsión de la señal, afectando así la estabilidad y el rendimiento de todo el sistema.

**Conclusión**

Como sensor crucial en los sistemas de propulsión eléctrica de nueva energía, el resolutor es esencial para un control preciso del motor. También debemos prestar atención a los posibles modos de falla en aplicaciones prácticas y tomar las medidas adecuadas para su prevención y manejo. Sólo entonces podremos garantizar el funcionamiento estable y la alta eficiencia de los sistemas de propulsión eléctrica de nueva energía.