You dont have javascript enabled! Please enable it!

Senzor de poziție a rotorului

Subiecte:

  • introducere
  • Semnale de la resolver
  • Componentele rezolutorului

Introducere:
Pentru funcționarea motor electric sincron este esențial ca spălarea corectă prin invertor sunt controlate. Pentru a determina ce bobină (U, V sau W) ar trebui alimentată, ECU-ul invertorului citește poziția rotorului, care este măsurată de senzorul de poziție a rotorului, numit și „resolver”.

Resolverul constă dintr-un inel exterior cu un număr de bobine în interiorul unei plăci excentrice rotative. Distanța dintre placa excentrică și bobine se modifică constant pe măsură ce se rotește.

Semnale de la resolver:
ECU oferă rezolutorului un semnal de referință. Spațiul de aer dintre o bobină și excentric creează o tensiune alternativă sinusoidală ridicată sau scăzută. Cu o amplitudine mare a semnalului sinusoidal roșu sau verde (vezi figura de mai jos), spațiul de aer dintre excentric și bobină este mic.

Resolverul funcționează atât la oprire, cât și în timp ce motorul electric funcționează: în ambele cazuri ECU trebuie să știe în ce poziție se află rotorul.
Imaginea de mai jos prezintă semnalele teoretice. În realitate, frecvența este mult mai mare, astfel încât variația amplitudinii semnalelor sinus și cosinus este clar vizibilă.

Cele două imagini de mai jos arată o măsurătoare reală pe un resolver. Și aici vedem semnalul de referință în partea de sus și semnalele sinus și cosinus dedesubt. Prima imagine este oprită: motorul electric nu funcționează. Înălțimea semnalului sinus și a semnalului cosinus rămâne constantă. Pe baza nivelului acestei tensiuni alternative, ECU știe unde se află rotorul când staționează.

Resolverul semnalează la oprire

În următoarele două imagini timpul pe diviziune a fost redus. Frecvența semnalului de referință de pe resolver este neschimbată, dar măsurată pe o perioadă mai mare de timp în măsurare. Ca rezultat, vedem că amplitudinile semnalelor sinus și cosinus se schimbă clar. Prima imagine a fost măsurată la o viteză mică a rotorului, iar a doua la o viteză crescută. Pe măsură ce viteza crește, frecvența semnalelor sinus și cosinus crește (mai multe semnale pe unitatea de timp), dar amplitudinea (nivelul tensiunii alternative) rămâne constantă.

Semnale de rezoluție: viteză scăzută
Semnale de rezoluție: viteza crescută

Componentele rezolutorului:
Resolverul VW E-Golf conține 30 de bobine conectate în serie. Fiecare bobină din resolver constă dintr-un miez de fier moale cu trei înfășurări diferite: primar, secundar 1 și secundar 2.

Bobina primară (albastru) este alimentată cu o tensiune alternativă de înaltă frecvență. 

Numărul de spire secundare (1 roșu, 2 verzi) este diferit pe fiecare bobină.

Când cama plăcii excentrice se mișcă de-a lungul bobinei, inductanța în înfășurările secundare este amplificată. Datorită numărului de spire ale înfășurărilor secundare 1 și 2 din fiecare bobină, rezultă și tensiuni diferite în înfășurările secundare. ECU din invertor poate calcula poziția rotorului pe baza tensiunilor înfășurărilor secundare 1 și 2.

Reglarea resolverului la rotor este foarte precisă: mulți producători prescriu ca întregul motor electric să fie înlocuit dacă apar probleme cu resolverul. După dezasamblarea (accidentală) a resolverului sau slăbirea șuruburilor din exteriorul carcasei motorului electric, resolverul nu mai poate fi reasamblat corect. Și în acest caz, mulți producători prescriu înlocuirea motorului electric.

Poziția exactă a rotorului a motor sincron trebuie cunoscut la oprire și în timpul conducerii. Dacă senzorul este defect, vehiculul nu mai poate conduce.

Din motor asincron pe de altă parte, nu este necesară monitorizarea poziției rotorului. Senzorul de poziție a rotorului emite patru impulsuri pe rotație a rotorului. Această măsurătoare monitorizează cantitatea maximă de alunecare dintre câmpul magnetic rotativ dintre stator și rotor. Senzorul Hall este adesea folosit ca senzor. Senzorul Hall transmite impulsuri către ECU atunci când rotorul se rotește, dar nu poate efectua o măsurătoare la oprire, spre deosebire de resolverul motorului sincron. De asemenea, producătorii aleg uneori să folosească rezolutorul motorului sincron ca senzor de poziție a rotorului.