新能源电驱旋变：自学习与失效模式解析－汽车设计与制造资讯-开云官网入口网页版一键下载

旋变的核心构造在于其绕组设计。如下图，它主要由励磁绕组R1、R2以及两组相互垂直的反馈绕组S1、S3和S2、S4组成，这些绕组均精心布设在定子上。在正常的工作状态下，高频的激励信号被施加于R1、R2端，进而产生正弦电流。而反馈绕组所感应的信号与电机的转速之间有着明确的函数关系，因此，通过深入分析这些反馈信号，我们能够精准地获取电机的旋转状态。

02 电驱旋变的零位如何确定

电机零位确定十分关键，这决定电机控制精度。新能源电驱发展的初始阶段，电驱的软件功能还不是特别多，找零位一般使用特定的调零仪，然后将交付写到软件。这种方法有个比较大的问题是不能在使用过程中修正这个零位角度，使得控制精度会随时间推移变差。

为了解决这个问题，旋变零位角自学习技术应运而生。它的原理是在电机控制器中集成自学习算法，使控制器能够自动检测并校准旋变与电机之间的零位偏差。在自学习过程中，控制器首先通过特定的测试流程（如静态测试或动态测试）来获取旋变与电机之间的实际偏差值。一旦获取了偏差值，控制器就会将这些信息存储起来，并在后续的电机控制过程中进行自动补偿。这样，控制器就能够根据校准后的旋变信号来更精确地控制电机的工作状态，从而提高电机的控制精度和性能。

常见的自学习算法是基于反电势学习，其中核心是零位角PI调节器。如下图是混动系统零位自学习流程，其通过设置电流控制，讲iq设置成0，id给个设定值，然后计算Vd（d轴电压），并将其作为零位角参考输入，控制器电流环输出的Vd作为反馈，最后通过零位角度调节器输出收敛状态的零位角。

03 旋变常见失效模式

▶ 电磁干扰

新能源电驱动系统中的电机、控制器和其他电气元件可能会产生电磁干扰（EMI）。如果旋变的抗干扰能力不强，这些干扰信号可能会对其正常工作造成影响，导致信号失真或丢失。

早期担心电磁干扰，会在旋变附近做屏蔽罩，现在大部分都不会加了，因为其实旋变频率比较高，和电机电磁频率不在一个量级，只要注意不要离高压线过近基本不会有电磁干扰问题。

▶ 旋变正弦绕组和余弦绕组的不对称

旋变定子和转子装配后出现偏移，进而引起磁场气隙分布不均匀。这种不均匀分布会导致正弦绕组和余弦绕组的不对称，从而导致正弦信号和余弦信号的幅值不对等。

▶ 阻抗不匹配导致控制系统不稳定

阻抗是影响信号传输的关键因素之一。如果旋转变压器的阻抗与控制系统中的其他部分不匹配，可能会导致信号反射、衰减或失真，从而影响整个系统的稳定性和性能。

总结

旋转变压器作为新能源电驱系统中的关键传感器，其对于电机的精确控制至关重要。我们也必须关注旋变在实际应用中可能遇到的失效模式，并采取相应的措施进行预防和处理。只有这样，我们才能确保新能源电驱系统的稳定运行和高效性能。

来源：RIO电驱动

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