New Energy Electric Drive Sensors Resolver: самонавчання та аналіз режиму відмови

**1. Огляд Резолвер в системах електроприводу New Energy 

Резолвер є звичайним датчиком у нових енергетичних системах електроприводу, який переважно перетворює кутове положення осьового обертання та кутову швидкість в електричні сигнали. Його структура в основному включає статор і ротор резольвера, причому найбільш часто використовуваним типом є резольвер зі змінною реактивністю.

**2. Принцип роботи резольвера**

Основна структура резольвера полягає в конструкції його обмотки, яка в основному складається з обмоток збудження R1 і R2 і двох наборів ортогональних обмоток зворотного зв’язку S1, S3 і S2, S4, ретельно розташованих на статорі. У нормальних умовах роботи високочастотні сигнали збудження подаються на R1 і R2, створюючи синусоїдальний струм. Сигнали, індуковані в обмотках зворотного зв'язку, мають чіткий функціональний зв'язок зі швидкістю обертання двигуна. Тому, ретельно аналізуючи ці сигнали зворотного зв’язку, ми можемо точно визначити стан обертання двигуна.

**3. Визначення нульового положення резольвера електроприводу**

Визначення нульового положення двигуна має вирішальне значення, оскільки це впливає на точність керування двигуном. На ранніх етапах розробки електроприводів з новою енергією функціональність програмного забезпечення була обмежена, і калібрування нульового положення зазвичай виконувалося за допомогою спеціального приладу встановлення нуля з подальшим налаштуванням програмного забезпечення. Однак цей метод має суттєвий недолік: він не може виправити нульовий кут під час використання, що призводить до погіршення точності керування з часом.

Для вирішення цієї проблеми з’явилася технологія самонавчання нульового позиційного кута для резольверів. Ця технологія інтегрує алгоритм самонавчання в контролер двигуна, що дозволяє контролеру автоматично виявляти та коригувати відхилення нульового положення між резольвером і двигуном. Під час процесу самонавчання контролер спочатку отримує фактичне значення відхилення за допомогою спеціальних процедур тестування (наприклад, статичних або динамічних тестів). Після отримання значення відхилення контролер зберігає цю інформацію та автоматично компенсує під час наступних операцій керування двигуном. Це дозволяє контролеру точніше контролювати робочий стан двигуна на основі каліброваних сигналів резольвера, тим самим покращуючи точність керування та продуктивність.

Загальний алгоритм самонавчання базується на навчанні зворотної електрорушійної сили (ЕРС) із PI-регулятором нульового кута положення як ядром. Діаграма нижче ілюструє процес самонавчання нульової позиції в гібридній системі. Він встановлює поточний контроль, встановлюючи iq на 0 і присвоюючи значення id, потім обчислює Vd (напруга осі d) і використовує його як еталонний вхід для кута нульового положення. Вихідний сигнал Vd із контуру струму контролера служить зворотним зв’язком, а регулятор кута нульового положення видає зведений кут нульового положення.

**4. Загальні режими відмови резольверів**

- **Електромагнітні перешкоди (EMI)**

У нових енергетичних системах електроприводу двигун, контролер та інші електричні компоненти можуть створювати електромагнітні перешкоди. Якщо здатність резольвера проти перешкод слабка, ці сигнали перешкод можуть вплинути на його нормальну роботу, призводячи до спотворення або втрати сигналу. Раніше екранування використовувалося навколо резольверів для запобігання електромагнітним перешкодам. Однак цю практику в основному припинили, оскільки резольвер працює на вищій частоті, ніж частота електромагнітного випромінювання двигуна, і поки він не знаходиться надто близько до високовольтних ліній, електромагнітні перешкоди, як правило, не є проблемою.

- **Асиметрія синусоїдної та косинусної обмоток**

Невідповідність статора і ротора резольвера може спричинити нерівномірний розподіл зазору магнітного поля. Цей нерівномірний розподіл може призвести до асиметрії синусоїдної та косинусної обмоток, що призведе до неоднакових амплітуд синусоїдних і косинусних сигналів.

- **Невідповідність імпедансу, що призводить до нестабільності системи**

Імпеданс є критичним фактором, що впливає на передачу сигналу. Якщо імпеданс резольвера не відповідає опору інших частин системи керування, це може спричинити відображення сигналу, ослаблення або спотворення, що вплине на стабільність і продуктивність усієї системи.

**Висновок**

Як важливий датчик у нових енергетичних системах електроприводу, резольвер необхідний для точного керування двигуном. Ми також повинні звернути увагу на можливі варіанти відмови в практичних застосуваннях і вжити відповідних заходів для запобігання та поводження. Тільки тоді ми зможемо забезпечити стабільну роботу та високу ефективність нових енергетичних електроприводних систем.