Nový analyzátor snímačov energie elektrického pohonu: Samoučenie a analýza režimu zlyhania

**1. Prehľad o Resolver v nových energetických elektrických pohonných systémoch 

Rozkladač je bežný snímač v nových energetických elektrických pohonných systémoch, ktorý primárne prevádza uhlovú polohu a uhlovú rýchlosť axiálnej rotácie na elektrické signály. Jeho konštrukcia zahŕňa predovšetkým stator a rotor rezolvera, pričom najčastejšie používaným typom je rezolver s premennou reluktanciou.

**2. Princíp činnosti nástroja Resolver**

Štruktúra jadra resolvera spočíva v jeho konštrukcii vinutia, ktoré primárne pozostáva z budiacich vinutí R1 a R2 a dvoch sád ortogonálnych spätnoväzbových vinutí S1, S3 a S2, S4, všetky starostlivo usporiadané na statore. V normálnych prevádzkových podmienkach sa na R1 a R2 privádzajú vysokofrekvenčné budiace signály, ktoré generujú sínusový prúd. Signály indukované v spätnoväzbových vinutiach majú jasný funkčný vzťah s rýchlosťou otáčania motora. Dôkladnou analýzou týchto spätnoväzbových signálov teda môžeme presne určiť stav otáčania motora.

**3. Určenie nulovej polohy rozdeľovača elektrického pohonu**

Určenie nulovej polohy motora je kľúčové, pretože ovplyvňuje presnosť riadenia motora. V počiatočných fázach vývoja nového energetického elektrického pohonu bola funkčnosť softvéru obmedzená a kalibrácia nulovej polohy sa zvyčajne vykonávala pomocou špecifického nástroja na nastavenie nuly, po ktorom nasledovali úpravy softvéru. Táto metóda má však významnú nevýhodu: nemôže počas používania korigovať uhol nulovej polohy, čo vedie k zhoršeniu presnosti ovládania v priebehu času.

Na vyriešenie tohto problému sa objavila samoučiaca sa technológia uhla nulovej polohy pre resolvery. Táto technológia integruje samoučiaci algoritmus do ovládača motora, čo umožňuje ovládaču automaticky zistiť a opraviť odchýlku nulovej polohy medzi resolverom a motorom. Počas procesu samoučenia regulátor najprv získa skutočnú hodnotu odchýlky pomocou špecifických testovacích postupov (napr. statické alebo dynamické testy). Po získaní hodnoty odchýlky regulátor uloží tieto informácie a automaticky ich kompenzuje počas nasledujúcich operácií riadenia motora. To umožňuje riadiacej jednotke presnejšie riadiť prevádzkový stav motora na základe kalibrovaných signálov resolvera, čím sa zlepšuje presnosť a výkon riadenia.

Bežný samoučiaci sa algoritmus je založený na učení spätnej elektromotorickej sily (EMF) s PI regulátorom nulovej polohy ako jadrom. Nižšie uvedený diagram znázorňuje proces samoučenia nulovej polohy v hybridnom systéme. Nastaví riadenie prúdu nastavením iq na 0 a priradením hodnoty id, potom vypočíta Vd (napätie na osi d) a použije ho ako referenčný vstup pre uhol nulovej polohy. Výstup Vd z prúdovej slučky regulátora slúži ako spätná väzba a regulátor uhla nulovej polohy vydáva konvergovaný uhol nulovej polohy.

**4. Bežné spôsoby riešenia porúch**

- **Elektromagnetické rušenie (EMI)**

V nových energetických elektrických pohonných systémoch môžu motor, ovládač a ďalšie elektrické komponenty generovať elektromagnetické rušenie. Ak je schopnosť rozkladača proti rušeniu slabá, tieto rušivé signály môžu ovplyvniť jeho normálnu prevádzku, čo môže viesť k skresleniu alebo strate signálu. Predtým sa okolo rozkladačov používalo tienenie, aby sa zabránilo EMI. Táto prax sa však z veľkej časti prerušila, pretože resolver pracuje na vyššej frekvencii, než je elektromagnetická frekvencia motora, a pokiaľ nie je príliš blízko k vysokonapäťovým vedeniam, EMI vo všeobecnosti nepredstavuje problém.

- **Asymetria v sínusovom a kosínusovom vinutí**

Nesúososť v zostave statora a rotora rezolvera môže spôsobiť nerovnomerné rozloženie medzery magnetického poľa. Toto nerovnomerné rozloženie môže viesť k asymetrii v sínusovom a kosínusovom vinutí, čo má za následok nerovnaké amplitúdy sínusových a kosínusových signálov.

- **Nesúlad impedancie vedúci k nestabilite systému**

Impedancia je kritickým faktorom ovplyvňujúcim prenos signálu. Ak sa impedancia rozkladača nezhoduje s impedanciou iných častí riadiaceho systému, môže to spôsobiť odraz signálu, útlm alebo skreslenie, a tým ovplyvniť stabilitu a výkon celého systému.

**Záver**

Ako rozhodujúci snímač v nových energetických elektrických pohonných systémoch je resolver nevyhnutný pre presné riadenie motora. Musíme tiež venovať pozornosť možným poruchám v praktických aplikáciách a prijať vhodné opatrenia na prevenciu a zaobchádzanie. Len tak môžeme zabezpečiť stabilnú prevádzku a vysokú účinnosť nových energetických elektrických pohonných systémov.