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 do ovládača motora samoučiaci algoritmus, ktorý umožňuje ovládaču automaticky detekovať a korigovať 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 do značnej miery 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.