Ny Energy Electric Drive Sensors Resolver: Self-Learning and Failure Mode Analysis

**1. Oversikt over Løser i New Energy Electric Drive Systems 

En resolver er en vanlig sensor i nye energi-elektriske drivsystemer, som primært konverterer den aksiale rotasjonens vinkelposisjon og vinkelhastighet til elektriske signaler. Dens struktur inkluderer hovedsakelig resolver-statoren og rotoren, med den mest brukte typen er variabel reluktans-resolver.

**2. Arbeidsprinsipp for løser**

Kjernestrukturen til en resolver ligger i dens viklingsdesign, primært bestående av eksitasjonsviklingene R1 og R2 og to sett med ortogonale tilbakekoblingsviklinger S1, S3 og S2, S4, alle omhyggelig arrangert på statoren. Under normale driftsforhold tilføres høyfrekvente eksitasjonssignaler til R1 og R2, og genererer en sinusformet strøm. Signalene som induseres i tilbakekoblingsviklingene har et klart funksjonelt forhold til motorens rotasjonshastighet. Derfor, ved å analysere disse tilbakemeldingssignalene grundig, kan vi nøyaktig bestemme motorens rotasjonstilstand.

**3. Bestemme nullposisjonen til den elektriske stasjonens resolver**

Å bestemme motorens nullposisjon er avgjørende siden det påvirker motorkontrollpresisjonen. I de tidlige stadiene av utviklingen av nye energi-elektriske stasjoner var programvarefunksjonaliteten begrenset, og nullposisjonskalibrering ble vanligvis utført ved bruk av et spesifikt nullstillingsinstrument, etterfulgt av programvarejusteringer. Imidlertid har denne metoden en betydelig ulempe: den kan ikke korrigere nullposisjonsvinkelen under bruk, noe som fører til forringet kontrollpresisjon over tid.

For å løse dette problemet har selvlærende nullposisjonsvinkelteknologi for løsere dukket opp. Denne teknologien integrerer en selvlærende algoritme i motorkontrolleren, slik at kontrolleren automatisk oppdager og korrigerer nullposisjonsavviket mellom resolveren og motoren. Under selvlæringsprosessen innhenter kontrolleren først den faktiske avviksverdien gjennom spesifikke testprosedyrer (f.eks. statiske eller dynamiske tester). Når avviksverdien er innhentet, lagrer kontrolleren denne informasjonen og kompenserer automatisk under påfølgende motorkontrolloperasjoner. Dette gjør at kontrolleren kan kontrollere motorens driftstilstand mer nøyaktig basert på de kalibrerte resolversignalene, og dermed forbedre kontrollpresisjonen og ytelsen.

En vanlig selvlærende algoritme er basert på tilbake elektromotorisk kraft (EMF) læring, med en nullposisjonsvinkel PI-regulator som kjernen. Diagrammet nedenfor illustrerer selvlæringsprosessen for nullposisjonen i et hybridsystem. Den setter strømkontrollen ved å sette iq til 0 og tilordne en verdi til id, og beregner deretter Vd (d-aksespenning) og bruker den som referanseinngang for nullposisjonsvinkelen. Vd-utgangen fra kontrollerens strømsløyfe fungerer som tilbakemelding, og nullposisjonsvinkelregulatoren gir ut den konvergerte nullposisjonsvinkelen.

**4. Vanlige feilmoduser for løsere**

- **Elektromagnetisk interferens (EMI)**

I nye energi-elektriske drivsystemer kan motoren, kontrolleren og andre elektriske komponenter generere elektromagnetisk interferens. Hvis resolverens anti-interferensevne er svak, kan disse interferenssignalene påvirke dens normale drift, og føre til signalforvrengning eller tap. Tidligere ble det brukt skjerming rundt resolvere for å forhindre EMI. Imidlertid har denne praksisen i stor grad blitt avviklet fordi resolveren opererer med en høyere frekvens enn motorens elektromagnetiske frekvens, og så lenge den ikke er for nær høyspentlinjer, er EMI generelt ikke et problem.

- **Asymmetri i sinus- og cosinusviklinger**

Feiljustering i sammenstillingen av resolverstatoren og rotoren kan forårsake en ujevn fordeling av magnetfeltgapet. Denne ujevne fordelingen kan føre til asymmetri i sinus- og cosinusviklingene, noe som resulterer i ulik amplituder til sinus- og cosinussignalene.

- **Impedansmismatch som fører til systemustabilitet**

Impedans er en kritisk faktor som påvirker signaloverføring. Hvis impedansen til resolveren ikke samsvarer med andre deler av kontrollsystemet, kan det forårsake signalrefleksjon, demping eller forvrengning, og dermed påvirke stabiliteten og ytelsen til hele systemet.

**Konklusjon**

Som en avgjørende sensor i nye energi-elektriske drivsystemer, er resolveren avgjørende for presis motorkontroll. Vi må også ta hensyn til potensielle feilmoduser i praktiske applikasjoner og iverksette passende tiltak for forebygging og håndtering. Først da kan vi sikre stabil drift og høy effektivitet til nye energi-elektriske drivsystemer.