驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器是如何工作的
驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器其實是一種特殊的小型交流電機(jī),由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。
定子繞組是變壓器原邊,接受勵磁電壓,轉(zhuǎn)子繞組是副邊,通過電磁耦合產(chǎn)生感應(yīng)電壓。原邊繞組固定,副邊繞組隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角改變時,副邊繞組輸出電壓幅值會變化。
因為結(jié)構(gòu)設(shè)計,定子和轉(zhuǎn)子間空氣間隙內(nèi)磁通分布符合正弦規(guī)律,所以勵磁電壓加到定子繞組時,轉(zhuǎn)子繞組會產(chǎn)生感應(yīng)電勢。
在電動車驅(qū)動電機(jī)中,常用磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器作位置傳感器,其原邊與副邊繞組都在電機(jī)定子不同槽內(nèi)且固定,原邊繞組是勵磁繞組,通入正弦形激磁電流,副邊由兩相線圈產(chǎn)生輸出信號,有三個繞組,包括激勵線圈、兩個正交的感應(yīng)線圈,共 6 條引線,激勵線圈接受輸入的正弦激磁電流,激磁頻率有 400Hz、3000Hz 等多種。
當(dāng)轉(zhuǎn)子在正上位靜止,正弦線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓,余弦線圈不輸出,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)離開正上方,正弦感應(yīng)電壓下降,余弦繞組產(chǎn)生并變大。通過比較旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)與逆轉(zhuǎn)、輸出電壓信號波形的幅值大小及相位,能檢測出轉(zhuǎn)子位置和旋轉(zhuǎn)方向,計算信號波形變化周期,可判斷轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)簡單、占空間小、可靠性高、檢測精度高、抗干擾能力強(qiáng),能精準(zhǔn)檢測驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子瞬間位置、即時轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向,所以在電動車驅(qū)動電機(jī)中廣泛應(yīng)用。
另外,電動車只有直流電源,驅(qū)動電機(jī)用三相交流電,中間需變頻器將動力電池直流電變成三相交流電供電,變頻器由車輛驅(qū)動系統(tǒng)的 ECU 控制,通過控制三相交流電頻率及次序改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,其中輸入 ECU 的多種信號中,檢測驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的信號很重要,常采用磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器作位置傳感器。
普通變壓器原邊和副邊線圈相對固定,輸出與輸入電壓比不變,旋轉(zhuǎn)變壓器原邊繞組不動,副邊繞組隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)角改變時副邊繞組輸出電壓大小會變,若輸出繞組電壓幅值與轉(zhuǎn)角成正弦或余弦等函數(shù)關(guān)系就構(gòu)成不同類型旋轉(zhuǎn)變壓器。
磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器利用磁阻原理實現(xiàn)電信號轉(zhuǎn)換,其定子和轉(zhuǎn)子鐵芯由鐵鎳軟磁合金或沖有槽孔的硅鋼片疊成。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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