旋轉(zhuǎn)變壓器(旋變)是目前電動汽車電機(jī)控制器中常用的一種位置傳感器,用來反映驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置、轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向,提供給電機(jī)控制器內(nèi)軟件做電機(jī)的算法控制。
新能源汽車大多使用永磁同步電機(jī)驅(qū)動,當(dāng)永磁同步電機(jī)工作時(shí),定子線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動。
旋轉(zhuǎn)磁場磁極和轉(zhuǎn)子磁極會保持一定的夾角,因此電機(jī)控制器必須監(jiān)測轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
旋變也可以理解為是一個(gè)小電機(jī),如圖所示,也分定子與轉(zhuǎn)子,定子和轉(zhuǎn)子都是由多個(gè)硅鋼片組成。
定子繞組內(nèi)分別有勵磁線圈和檢測線圈(也稱為正弦、余弦兩組線圈),轉(zhuǎn)子的外形有多個(gè)凸起和凹陷,轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,與電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)。
在定子線圈中會感應(yīng)出位置信息,并由定子線圈傳遞出來,電機(jī)控制器因此得到轉(zhuǎn)子最終的位置和轉(zhuǎn)速。
為方便理解旋變工作原理, 簡化后的旋變傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示:
紅色線圈代表是勵磁線圈,勵磁線圈上的輸入交流電保持不變,綠色代表檢測線圈A,藍(lán)色代表檢測線圈B,在4個(gè)鐵芯上都纏繞著勵磁線圈和檢測線圈。
中間是一個(gè)偏心凸輪(代表轉(zhuǎn)子),凸輪和鐵芯的距離越小,鐵芯內(nèi)磁場越強(qiáng),檢測線圈的感應(yīng)電壓越大,凸輪和鐵芯的距離越大。
鐵芯內(nèi)磁場越弱,檢測線圈的感應(yīng)電壓越小。當(dāng)凸輪這樣轉(zhuǎn)一圈時(shí),檢測線圈的感應(yīng)電壓如圖所示,就可以得到這樣一個(gè)正旋波。
檢測線圈A和檢測線圈B的兩個(gè)相位相差90度,ECU通過檢測線圈A和檢測線圈B的電壓值,就可以計(jì)算出轉(zhuǎn)子的位置,再通過波形可以計(jì)算出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
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