Resolvedor de sensores de acionamento elétrico da New Energy: autoaprendizagem e análise do modo de falha

**1. Visão geral de Resolver em Sistemas de Acionamento Elétrico de Novas Energias 

Um resolver é um sensor comum em novos sistemas de acionamento elétrico de energia, convertendo principalmente a posição angular e a velocidade angular da rotação axial em sinais elétricos. Sua estrutura inclui principalmente o estator e o rotor do resolver, sendo o tipo mais comumente usado o resolver de relutância variável.

**2. Princípio de funcionamento do Resolver**

A estrutura central de um resolver reside em seu projeto de enrolamento, consistindo principalmente de enrolamentos de excitação R1 e R2 e dois conjuntos de enrolamentos de feedback ortogonais S1, S3 e S2, S4, todos meticulosamente dispostos no estator. Em condições normais de operação, sinais de excitação de alta frequência são aplicados a R1 e R2, gerando uma corrente senoidal. Os sinais induzidos nos enrolamentos de realimentação têm uma clara relação funcional com a velocidade de rotação do motor. Portanto, analisando minuciosamente esses sinais de feedback, podemos determinar com precisão o estado rotacional do motor.

**3. Determinando a Posição Zero do Resolver do Drive Elétrico**

Determinar a posição zero do motor é crucial, pois afeta a precisão do controle do motor. Nos estágios iniciais do desenvolvimento de novos acionamentos elétricos de energia, a funcionalidade do software era limitada e a calibração da posição zero era normalmente feita usando um instrumento específico de ajuste de zero, seguido de ajustes de software. No entanto, este método tem uma desvantagem significativa: não pode corrigir o ângulo de posição zero durante a utilização, levando à deterioração da precisão do controlo ao longo do tempo.

Para resolver esse problema, surgiu a tecnologia de autoaprendizagem de ângulo de posição zero para resolvedores. Esta tecnologia integra um algoritmo de autoaprendizagem no controlador do motor, permitindo que o controlador detecte e corrija automaticamente o desvio da posição zero entre o resolver e o motor. Durante o processo de autoaprendizagem, o controlador obtém primeiro o valor real do desvio através de procedimentos de teste específicos (por exemplo, testes estáticos ou dinâmicos). Uma vez adquirido o valor do desvio, o controlador armazena esta informação e compensa automaticamente durante as operações subsequentes de controle do motor. Isto permite que o controlador controle com mais precisão o estado operacional do motor com base nos sinais do resolver calibrado, melhorando assim a precisão e o desempenho do controle.

Um algoritmo comum de autoaprendizagem é baseado no aprendizado da força eletromotriz reversa (EMF), com um regulador PI de ângulo de posição zero como núcleo. O diagrama abaixo ilustra o processo de autoaprendizagem da posição zero em um sistema híbrido. Ele define o controle de corrente definindo iq como 0 e atribuindo um valor a id, depois calcula Vd (tensão do eixo d) e usa-o como entrada de referência para o ângulo de posição zero. A saída Vd do circuito de corrente do controlador serve como feedback, e o regulador do ângulo de posição zero produz o ângulo de posição zero convergido.

**4. Modos de falha comuns de resolvedores**

- **Interferência Eletromagnética (EMI)**

Em novos sistemas de acionamento elétrico de energia, o motor, o controlador e outros componentes elétricos podem gerar interferência eletromagnética. Se a capacidade anti-interferência do resolver for fraca, estes sinais de interferência podem afetar o seu funcionamento normal, levando à distorção ou perda do sinal. Anteriormente, a blindagem era usada em torno dos resolvedores para evitar EMI. No entanto, esta prática foi largamente descontinuada porque o resolver funciona a uma frequência mais elevada do que a frequência electromagnética do motor e, desde que não esteja demasiado próximo de linhas de alta tensão, a EMI geralmente não é um problema.

- **Assimetria em enrolamentos seno e cosseno**

O desalinhamento na montagem do estator e rotor do resolver pode causar uma distribuição desigual da lacuna do campo magnético. Esta distribuição desigual pode levar à assimetria nos enrolamentos seno e cosseno, resultando em amplitudes desiguais dos sinais seno e cosseno.

- **Incompatibilidade de impedância levando à instabilidade do sistema**

A impedância é um fator crítico que afeta a transmissão do sinal. Se a impedância do resolver não corresponder à de outras partes do sistema de controle, poderá causar reflexão, atenuação ou distorção do sinal, afetando assim a estabilidade e o desempenho de todo o sistema.

**Conclusão**

Como um sensor crucial em novos sistemas de acionamento elétrico de energia, o resolver é essencial para o controle preciso do motor. Devemos também prestar atenção aos potenciais modos de falha em aplicações práticas e tomar medidas apropriadas para prevenção e tratamento. Só então poderemos garantir a operação estável e a alta eficiência dos novos sistemas de acionamento elétrico de energia.