New Energy Electric Drive Sensors Resolver: Autoapprendimento e Analisi delle Modalità di Guasto

**1. Panoramica di Resolver nei sistemi di azionamento elettrico New Energy 

Un risolutore è un sensore comune nei sistemi di azionamento elettrico di nuova energia, che converte principalmente la posizione angolare e la velocità angolare della rotazione assiale in segnali elettrici. La sua struttura comprende principalmente lo statore e il rotore del risolutore, il tipo più comunemente utilizzato è il risolutore a riluttanza variabile.

**2. Principio di funzionamento del risolutore**

La struttura principale di un risolutore risiede nel design dell'avvolgimento, costituito principalmente dagli avvolgimenti di eccitazione R1 e R2 e da due serie di avvolgimenti di feedback ortogonali S1, S3 e S2, S4, tutti meticolosamente disposti sullo statore. In condizioni operative normali, a R1 e R2 vengono applicati segnali di eccitazione ad alta frequenza, generando una corrente sinusoidale. I segnali indotti negli avvolgimenti di retroazione hanno una chiara relazione funzionale con la velocità di rotazione del motore. Pertanto, analizzando a fondo questi segnali di feedback, possiamo determinare con precisione lo stato di rotazione del motore.

**3. Determinazione della posizione zero del risolutore dell'azionamento elettrico**

Determinare la posizione zero del motore è fondamentale poiché influisce sulla precisione del controllo del motore. Nelle prime fasi dello sviluppo della nuova trasmissione elettrica a energia, la funzionalità del software era limitata e la calibrazione della posizione zero veniva generalmente eseguita utilizzando uno strumento di azzeramento specifico, seguito da regolazioni del software. Tuttavia, questo metodo presenta un notevole inconveniente: non può correggere l’angolo di posizione zero durante l’uso, con conseguente deterioramento della precisione del controllo nel tempo.

Per risolvere questo problema, è emersa la tecnologia dell'angolo di posizione zero con autoapprendimento per i risolutori. Questa tecnologia integra un algoritmo di autoapprendimento nel controller del motore, consentendo al controller di rilevare e correggere automaticamente la deviazione della posizione zero tra il risolutore e il motore. Durante il processo di autoapprendimento, il regolatore ottiene innanzitutto il valore di deviazione effettivo attraverso procedure di test specifiche (ad esempio test statici o dinamici). Una volta acquisito il valore di deviazione, il controller memorizza queste informazioni e compensa automaticamente durante le successive operazioni di controllo del motore. Ciò consente al controller di controllare in modo più accurato lo stato operativo del motore in base ai segnali del risolverer calibrati, migliorando così la precisione e le prestazioni del controllo.

Un comune algoritmo di autoapprendimento si basa sull'apprendimento della forza elettromotrice posteriore (EMF), con un regolatore PI dell'angolo di posizione zero come nucleo. Lo schema seguente illustra il processo di autoapprendimento della posizione zero in un sistema ibrido. Imposta il controllo corrente impostando iq su 0 e assegnando un valore a id, quindi calcola Vd (tensione dell'asse d) e lo utilizza come ingresso di riferimento per l'angolo di posizione zero. L'uscita Vd dal loop di corrente del controller funge da feedback e il regolatore dell'angolo di posizione zero emette l'angolo di posizione zero convergente.

**4. Modalità di guasto comuni dei risolutori**

- **Interferenza elettromagnetica (EMI)**

Nei sistemi di azionamento elettrico della nuova energia, il motore, il controller e altri componenti elettrici possono generare interferenze elettromagnetiche. Se la capacità anti-interferenza del risolutore è debole, questi segnali di interferenza potrebbero influenzarne il normale funzionamento, causando distorsioni o perdite di segnale. In precedenza, attorno ai risolutori veniva utilizzata una schermatura per prevenire le interferenze elettromagnetiche. Tuttavia, questa pratica è stata in gran parte abbandonata perché il risolutore funziona a una frequenza più elevata della frequenza elettromagnetica del motore e, finché non è troppo vicino a linee ad alta tensione, l'EMI generalmente non costituisce un problema.

- **Asimmetria negli avvolgimenti seno e coseno**

Il disallineamento nell'assemblaggio dello statore e del rotore del risolutore può causare una distribuzione non uniforme del traferro del campo magnetico. Questa distribuzione non uniforme può portare ad asimmetria negli avvolgimenti seno e coseno, con conseguente ampiezza disuguale dei segnali seno e coseno.

- **Discordanza di impedenza che porta all'instabilità del sistema**

L'impedenza è un fattore critico che influenza la trasmissione del segnale. Se l'impedenza del risolutore non corrisponde a quella di altre parti del sistema di controllo, potrebbe causare riflessione, attenuazione o distorsione del segnale, influenzando così la stabilità e le prestazioni dell'intero sistema.

**Conclusione**

Essendo un sensore cruciale nei sistemi di azionamento elettrico di nuova energia, il risolutore è essenziale per un controllo preciso del motore. Dobbiamo anche prestare attenzione alle potenziali modalità di guasto nelle applicazioni pratiche e adottare misure adeguate per la prevenzione e la gestione. Solo allora potremo garantire il funzionamento stabile e l’elevata efficienza dei nuovi sistemi di azionamento elettrico ad energia.