Резолвер датчиков электропривода новой энергии: самообучение и анализ режимов отказов

**1. Обзор Резольвер в системах электропривода новой энергии 

Резольвер - это обычный датчик в системах электропривода новой энергии, который в первую очередь преобразует угловое положение и угловую скорость осевого вращения в электрические сигналы. В его структуру в основном входят статор и ротор резольвера, причем наиболее часто используемым типом является резольвер с переменным сопротивлением.

**2. Принцип работы резольвера**

Основная структура резольвера заключается в конструкции его обмотки, состоящей в основном из обмоток возбуждения R1 и R2 и двух наборов ортогональных обмоток обратной связи S1, S3 и S2, S4, тщательно расположенных на статоре. В нормальных условиях эксплуатации на R1 и R2 подаются высокочастотные сигналы возбуждения, генерирующие ток синусоидальной формы. Сигналы, генерируемые в обмотках обратной связи, имеют четкую функциональную связь со скоростью вращения двигателя. Таким образом, тщательно анализируя эти сигналы обратной связи, мы можем точно определить состояние вращения двигателя.

**3. Определение нулевого положения резольвера электропривода**

Определение нулевого положения двигателя имеет решающее значение, поскольку оно влияет на точность управления двигателем. На ранних этапах разработки электроприводов новой энергии функциональность программного обеспечения была ограничена, и калибровка нулевого положения обычно выполнялась с использованием специального прибора для установки нуля с последующей регулировкой программного обеспечения. Однако этот метод имеет существенный недостаток: он не позволяет корректировать угол нулевого положения в процессе использования, что со временем приводит к ухудшению точности управления.

Для решения этой проблемы появилась технология самообучения нулевого угла положения резольверов. Эта технология объединяет в контроллер двигателя алгоритм самообучения, позволяющий контроллеру автоматически обнаруживать и корректировать отклонение нулевого положения между резольвером и двигателем. В процессе самообучения контроллер сначала получает фактическое значение отклонения посредством специальных процедур испытаний (например, статических или динамических испытаний). Как только значение отклонения получено, контроллер сохраняет эту информацию и автоматически компенсирует ее во время последующих операций управления двигателем. Это позволяет контроллеру более точно контролировать рабочее состояние двигателя на основе сигналов калиброванного резольвера, тем самым повышая точность и производительность управления.

Общий алгоритм самообучения основан на обучении обратной электродвижущей силы (ЭДС) с ПИ-регулятором нулевого угла положения в качестве ядра. На диаграмме ниже показан процесс самообучения нулевого положения в гибридной системе. Он устанавливает текущий контроль, устанавливая iq равным 0 и присваивая значение id, затем вычисляет Vd (напряжение по оси d) и использует его в качестве опорного входа для угла нулевого положения. Выход Vd из токового контура контроллера служит обратной связью, а регулятор угла нулевого положения выдает сведенный угол нулевого положения.

**4. Распространенные виды отказов резольверов**

- **Электромагнитные помехи (EMI)**

В системах электропривода новой энергии двигатель, контроллер и другие электрические компоненты могут создавать электромагнитные помехи. Если антиинтерференционная способность резольвера слаба, эти сигналы помех могут повлиять на его нормальную работу, что приведет к искажению или потере сигнала. Раньше вокруг резольверов использовалось экранирование для предотвращения электромагнитных помех. Однако от этой практики в основном отказались, поскольку резольвер работает на более высокой частоте, чем электромагнитная частота двигателя, и, пока он не расположен слишком близко к высоковольтным линиям, электромагнитные помехи обычно не являются проблемой.

- **Асимметрия в синусоидальных и косинусных обмотках**

Несоосность сборки статора и ротора резольвера может привести к неравномерному распределению магнитного поля зазора. Такое неравномерное распределение может привести к асимметрии синусоидальных и косинусоидальных обмоток, что приведет к неравным амплитудам синусоидальных и косинусоидальных сигналов.

- **Несоответствие импедансов, приводящее к нестабильности системы**

Импеданс является критическим фактором, влияющим на передачу сигнала. Если импеданс резольвера не соответствует импедансу других частей системы управления, это может вызвать отражение, затухание или искажение сигнала, тем самым влияя на стабильность и производительность всей системы.

**Заключение**

Являясь важнейшим датчиком в новых энергетических системах электропривода, резольвер необходим для точного управления двигателем. Мы также должны обращать внимание на потенциальные виды отказов в практическом применении и принимать соответствующие меры для их предотвращения и устранения. Только тогда мы сможем обеспечить стабильную работу и высокую эффективность систем электропривода новой энергетики.