New Energy Electric Drive Sensor Resolver: 自己学習および故障モード分析

**1.概要 レゾルバー新エネルギー電気駆動システムの 

レゾルバは、新エネルギー電気駆動システムにおける一般的なセンサーであり、主に軸方向の回転の角位置と角速度を電気信号に変換します。その構造は主にレゾルバのステータとロータで構成されており、最も一般的に使用されているのは可変リラクタンス型レゾルバです。

**2.レゾルバの動作原理**

レゾルバの中心構造はその巻線設計にあり、主に励磁巻線 R1 および R2 と 2 組の直交帰還巻線 S1、S3 および S2、S4 で構成され、すべてステータ上に注意深く配置されます。通常の動作条件では、高周波励起信号が R1 と R2 に印加され、正弦波電流が生成されます。フィードバック巻線に誘導される信号は、モーターの回転速度と明確な関数関係を持っています。したがって、これらのフィードバック信号を徹底的に解析することで、モーターの回転状態を正確に把握することができます。

**3.電気ドライブレゾルバーのゼロ位置の決定**

モーターのゼロ位置を決定することは、モーターの制御精度に影響するため、非常に重要です。新エネルギー電気ドライブ開発の初期段階では、ソフトウェアの機能は限られており、通常、ゼロ位置校正は特定のゼロ設定機器を使用して行われ、その後ソフトウェア調整が行われました。しかし、この方法には使用中にゼロ位置角度を補正することができず、時間の経過とともに制御精度が低下するという重大な欠点があります。

この問題に対処するために、レゾルバ用の自己学習ゼロ位置角度技術が登場しました。この技術は、自己学習アルゴリズムをモーター コントローラーに統合し、コントローラーがレゾルバとモーター間のゼロ位置の偏差を自動的に検出して修正できるようにします。自己学習プロセス中、コントローラーはまず特定のテスト手順 (静的テストまたは動的テストなど) を通じて実際の偏差値を取得します。偏差値が取得されると、コントローラーはこの情報を保存し、その後のモーター制御動作中に自動的に補正します。これにより、コントローラは校正されたレゾルバ信号に基づいてモータの動作状態をより正確に制御できるようになり、制御精度と性能が向上します。

一般的な自己学習アルゴリズムは、ゼロ位置角度 PI レギュレータをコアとした逆起電力 (EMF) 学習に基づいています。以下の図は、ハイブリッド システムにおけるゼロ位置の自己学習プロセスを示しています。 iq を 0 に設定し、id に値を代入して電流制御を設定し、Vd (d 軸電圧) を計算し、それをゼロ位置角度の基準入力として使用します。コントローラの電流ループからの Vd 出力はフィードバックとして機能し、ゼロ位置角度レギュレータは収束したゼロ位置角度を出力します。

**4.リゾルバーの一般的な障害モード**

- **電磁妨害 (EMI)**

新エネルギー電気駆動システムでは、モーター、コントローラー、その他の電気コンポーネントが電磁干渉を生成する可能性があります。レゾルバの耐干渉性能が弱い場合、これらの干渉信号がレゾルバの通常動作に影響を与え、信号の歪みや損失を引き起こす可能性があります。以前は、EMI を防ぐためにレゾルバの周囲にシールドが使用されていました。ただし、レゾルバはモーターの電磁周波数よりも高い周波数で動作し、高電圧線に近づきすぎない限り、EMI は一般に問題にならないため、この慣行はほとんど廃止されました。

- **サイン巻線とコサイン巻線の非対称**

レゾルバのステータとロータの組み立てにずれがあると、磁界ギャップの分布が不均一になる可能性があります。この不均一な分布により、サイン巻線とコサイン巻線が非対称になり、サイン信号とコサイン信号の振幅が不等になる可能性があります。

- **システムが不安定になるインピーダンスの不一致**

インピーダンスは信号伝送に影響を与える重要な要素です。レゾルバのインピーダンスが制御システムの他の部分のインピーダンスと一致しない場合、信号の反射、減衰、または歪みが発生し、システム全体の安定性とパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

**結論**

新エネルギー電気駆動システムの重要なセンサーとして、レゾルバは正確なモーター制御に不可欠です。また、実際のアプリケーションにおける潜在的な故障モードにも注意を払い、予防と対処のために適切な措置を講じる必要があります。そうして初めて、新エネルギー電気駆動システムの安定した動作と高効率を確保することができます。