حل‌کننده حسگرهای درایو الکتریکی انرژی جدید: تجزیه و تحلیل حالت خودآموز و شکست

**1. مروری بر حل‌کننده در سیستم‌های درایو الکتریکی انرژی جدید 

تفکیک کننده یک حسگر رایج در سیستم های محرک الکتریکی انرژی جدید است که در درجه اول موقعیت زاویه ای و سرعت زاویه ای چرخش محوری را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. ساختار آن عمدتاً شامل استاتور و روتور تفکیک‌کننده است که متداول‌ترین نوع آن، حل‌کننده رلوکتانس متغیر است.

**2. اصل کاری Resolver**

ساختار هسته یک حل کننده در طراحی سیم پیچ آن نهفته است، که عمدتاً شامل سیم پیچ های تحریک R1 و R2 و دو مجموعه از سیم پیچ های فیدبک متعامد S1، S3 و S2، S4 است که همه به دقت روی استاتور چیده شده اند. در شرایط عملیاتی عادی، سیگنال‌های تحریک فرکانس بالا به R1 و R2 اعمال می‌شوند و جریان سینوسی ایجاد می‌کنند. سیگنال های القا شده در سیم پیچ های فیدبک رابطه عملکردی واضحی با سرعت چرخش موتور دارند. بنابراین، با تجزیه و تحلیل کامل این سیگنال های بازخورد، می توانیم وضعیت چرخشی موتور را به دقت تعیین کنیم.

**3. تعیین موقعیت صفر حل‌کننده درایو الکتریکی**

تعیین موقعیت صفر موتور بسیار مهم است زیرا بر دقت کنترل موتور تأثیر می گذارد. در مراحل اولیه توسعه درایوهای الکتریکی انرژی جدید، عملکرد نرم افزار محدود بود و کالیبراسیون موقعیت صفر معمولاً با استفاده از یک ابزار تنظیم صفر خاص و به دنبال آن تنظیمات نرم افزاری انجام می شد. با این حال، این روش یک اشکال قابل توجه دارد: نمی تواند زاویه موقعیت صفر را در طول استفاده تصحیح کند، که منجر به بدتر شدن دقت کنترل در طول زمان می شود.

برای رفع این مشکل، فناوری خودآموز زاویه موقعیت صفر برای حل‌کننده‌ها پدیدار شده است. این فناوری یک الگوریتم خودآموز را در کنترل کننده موتور ادغام می کند و به کنترل کننده اجازه می دهد تا انحراف موقعیت صفر را بین رزولوشن و موتور به طور خودکار شناسایی و تصحیح کند. در طی فرآیند خودآموزی، کنترل کننده ابتدا مقدار انحراف واقعی را از طریق روش های آزمون خاص (مثلاً آزمون های ایستا یا پویا) بدست می آورد. هنگامی که مقدار انحراف به دست آمد، کنترل کننده این اطلاعات را ذخیره می کند و به طور خودکار در طی عملیات کنترل موتور بعدی جبران می کند. این کنترلر را قادر می سازد تا وضعیت عملیاتی موتور را بر اساس سیگنال های کالیبره شده کالیبره شده کنترل کند و در نتیجه دقت و عملکرد کنترل را بهبود بخشد.

یک الگوریتم خودآموز متداول مبتنی بر یادگیری نیروی الکتروموتور برگشتی (EMF) است، با یک تنظیم کننده PI زاویه موقعیت صفر به عنوان هسته. نمودار زیر روند خودآموزی موقعیت صفر را در یک سیستم ترکیبی نشان می دهد. کنترل جریان را با تنظیم iq روی 0 و اختصاص یک مقدار به id تنظیم می کند، سپس Vd (ولتاژ محور d) را محاسبه می کند و از آن به عنوان ورودی مرجع برای زاویه موقعیت صفر استفاده می کند. خروجی Vd از حلقه جریان کنترلر به عنوان بازخورد عمل می کند و تنظیم کننده زاویه موقعیت صفر زاویه موقعیت صفر همگرا را خروجی می دهد.

**4. حالت های رایج شکست حل کننده ها**

- **تداخل الکترومغناطیسی (EMI)**

در سیستم‌های محرک الکتریکی انرژی جدید، موتور، کنترل‌کننده و سایر اجزای الکتریکی می‌توانند تداخل الکترومغناطیسی ایجاد کنند. اگر قابلیت ضد تداخل حل کننده ضعیف باشد، این سیگنال های تداخل ممکن است بر عملکرد عادی آن تأثیر بگذارد و منجر به اعوجاج یا از دست دادن سیگنال شود. پیش از این، محافظ در اطراف حل کننده ها برای جلوگیری از EMI استفاده می شد. با این حال، این عمل تا حد زیادی متوقف شده است زیرا حل کننده در فرکانس بالاتری نسبت به فرکانس الکترومغناطیسی موتور کار می کند و تا زمانی که خیلی به خطوط ولتاژ بالا نزدیک نباشد، EMI به طور کلی مشکلی نیست.

- **عدم تقارن در سیم پیچ های سینوس و کسینوس **

ناهماهنگی در مونتاژ استاتور و روتور حل کننده می تواند باعث توزیع ناهموار شکاف میدان مغناطیسی شود. این توزیع ناهموار می‌تواند منجر به عدم تقارن در سیم‌پیچ‌های سینوسی و کسینوس شود و در نتیجه دامنه سیگنال‌های سینوسی و کسینوس نابرابر باشد.

- **عدم تطابق امپدانس که منجر به ناپایداری سیستم می شود**

امپدانس عامل مهمی است که بر انتقال سیگنال تأثیر می گذارد. اگر امپدانس تفکیک کننده با سایر قسمت های سیستم کنترل مطابقت نداشته باشد، ممکن است باعث انعکاس سیگنال، تضعیف یا اعوجاج شود و در نتیجه بر پایداری و عملکرد کل سیستم تأثیر بگذارد.

**نتیجه گیری**

به عنوان یک حسگر حیاتی در سیستم های محرک الکتریکی انرژی جدید، حل کننده برای کنترل دقیق موتور ضروری است. همچنین باید به حالت های احتمالی خرابی در کاربردهای عملی توجه کرده و اقدامات مناسبی را برای پیشگیری و مدیریت انجام دهیم. تنها در این صورت می‌توانیم از عملکرد پایدار و راندمان بالای سیستم‌های محرک الکتریکی انرژی جدید اطمینان حاصل کنیم.