旋轉變壓器(旋變)是目前電動汽車電機控制器中常用的一種位置傳感器,用來反映驅動電機轉子的位置、轉速及旋轉方向,提供給電機控制器內軟件做電機的算法控制。
新能源汽車大多使用永磁同步電機驅動,當永磁同步電機工作時,定子線圈產生的旋轉磁場和轉子同步轉動。
旋轉磁場磁極和轉子磁極會保持一定的夾角,因此電機控制器必須監測轉子的位置和轉子的轉速。
旋變也可以理解為是一個小電機,如圖所示,也分定子與轉子,定子和轉子都是由多個硅鋼片組成。
定子繞組內分別有勵磁線圈和檢測線圈(也稱為正弦、余弦兩組線圈),轉子的外形有多個凸起和凹陷,轉子安裝在電機的轉軸上,與電機同步旋轉。
在定子線圈中會感應出位置信息,并由定子線圈傳遞出來,電機控制器因此得到轉子最終的位置和轉速。
為方便理解旋變工作原理, 簡化后的旋變傳感器的結構如圖所示:
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,藍色代表檢測線圈B,在4個鐵芯上都纏繞著勵磁線圈和檢測線圈。
中間是一個偏心凸輪(代表轉子),凸輪和鐵芯的距離越小,鐵芯內磁場越強,檢測線圈的感應電壓越大,凸輪和鐵芯的距離越大。
鐵芯內磁場越弱,檢測線圈的感應電壓越小。當凸輪這樣轉一圈時,檢測線圈的感應電壓如圖所示,就可以得到這樣一個正旋波。
檢測線圈A和檢測線圈B的兩個相位相差90度,ECU通過檢測線圈A和檢測線圈B的電壓值,就可以計算出轉子的位置,再通過波形可以計算出轉子的轉速。
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