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转子位置传感器

翁德沃彭:

  • 介绍
  • 来自旋转变压器的信号
  • 旋转变压器的组成部分

内嵌:
对于操作 同步电动机 通过正确的冲洗至关重要 逆变器 被控制。 为了确定应给哪个线圈(U、V 或 W)通电,逆变器 ECU 读取转子的位置,该位置由转子位置传感器(也称为“旋转变压器”)测量。

旋转变压器由一个外环和一个旋转偏心板内侧的多个线圈组成。 偏心板与线圈之间的距离随着其旋转而不断变化。

来自旋转变压器的信号:
ECU 为旋转变压器提供参考信号。 线圈和偏心轮之间的气隙产生高或低的正弦交流电压。 当红色或绿色正弦信号振幅较高时(见下图),偏心轮和线圈之间的气隙较小。

旋转变压器在静止和电动机运行时都起作用:在这两种情况下,ECU 必须知道转子处于哪个位置。
下图显示了理论信号。 实际上,频率要高得多,因此正弦和余弦信号的幅度变化清晰可见。

下面的两张图片显示了旋转变压器的实际测量结果。 在这里,我们也看到顶部的参考信号,下面的正弦和余弦信号。 第一张图像处于静止状态:电动机未运行。 正弦信号和余弦信号的高度保持恒定。 根据该交流电压的电平,ECU 知道转子静止时的位置。

旋转变压器停止信号

在接下来的两张图片中,每个分区的时间已减少。 旋转变压器上的参考信号的频率不变,但在测量中在较长的时间段内进行测量。 结果,我们看到正弦和余弦信号的幅度发生了明显的变化。 第一张图像是在低转子速度下测量的,第二张图像是在较高速度下测量的。 随着速度增加,正弦和余弦信号的频率增加(每单位时间更多信号),但幅度(交流电压的电平)保持恒定。

旋转变压器信号:速度低
旋转变压器信号:速度增加

旋转变压器的组成部分:
VW E-Golf 的旋转变压器包含 30 个串联线圈。 旋转变压器中的每个线圈均由具有三个不同绕组的软铁芯组成:初级、次级 1 和次级 2。

初级线圈(蓝色)提供高频交流电压。 

每个线圈的次级匝数(1 红,2 绿)不同。

当偏心板凸轮沿线圈移动时,次级绕组中的电感被放大。 由于每个线圈中次级绕组1和2的匝数不同,这也会导致次级绕组中的电压不同。 逆变器中的ECU可以根据次级绕组1和2的电压计算转子的位置。

转子上旋转变压器的调整非常精确:许多制造商规定,如果旋转变压器出现问题,则必须更换整个电动机。 (意外)拆卸旋转变压器或松开电动机外壳外侧的螺栓后,旋转变压器将无法再正确重新组装。 在这种情况下,许多制造商也会建议更换电动机。

转子的准确位置 同步电机 必须在停车时和行驶时知道。 如果传感器有缺陷,车辆将无法再行驶。

来自 异步电机 另一方面,无需监控转子位置。 转子位置传感器每转子旋转一圈发出四个脉冲。 该测量监测定子和转子之间旋转磁场之间的最大滑差量。 霍尔传感器经常被用作传感器。 霍尔传感器在转子转动时向 ECU 传输脉冲,但与同步电机的旋转变压器不同,无法在静止状态下进行测量。 制造商有时也会选择使用同步电机的旋转变压器作为转子位置传感器。