第七章 旋转变压器 2

42-CHINA·May 栏目编辑：桂江一 ********************维修技巧新能源汽车旋转变压器工作原理与检修技巧◆文/福建省陈育彬技能大师工作室 陈育彬目前，新能源电动汽车驱动电机转子位置传感器广泛采用的类型是旋转变压器，英文单词为“resolver”，旋转变压器又被简称为“旋变”。

如果旋转变压器出现故障，电动汽车将无法上电和行驶。

为此，维修人员需要了解和掌握旋转变压器的工作原理和检修技巧。

一、旋转变压器的工作原理如图1所示，旋转变压器主要由励磁线圈(线圈A)、正弦线圈(线圈B)、余弦线圈(线圈C)以及一个形状不规则的金属转子组成。

励磁线圈是输入侧线圈，正弦和余弦线圈是空间上呈90°分布的输出侧线圈，金属转子固定在驱动电机轴上。

大部分电动汽车由电机控制器(MCU)负责监测旋转变压器的信号，根据旋转变压器输出的正弦(SINE)和余弦(COSINE)信号，MCU通过内部的旋变编码器解析后便可获得驱动电机当前的转子位置。

在点火开关置于ON 位置时，MCU输出一个交流电、一定频率的励磁信号至励磁线圈(不同车型的交流电压不一样)，励磁线圈获得励磁信号后生成一个环绕正弦线圈、余弦线圈以及不规则形状转子的磁场。

MCU监测正弦线圈和余弦线圈分别产生的正弦、余弦信号，通过比较这两个信号，MCU便能确定驱动电机转子的旋转角度、转速和旋转方向(正转或反转)。

如果旋变信号失效或丢失，车辆将无法上电和行驶。

二、旋转变压器的安装位置旋转变压器固定在电机定子上，它和转子同轴安装，北汽EU260驱动电机旋转变压器如图2所示。

2022款特斯拉Model 3四驱版前驱动电机位置传感器和后驱动电机位置传感器的类型均为旋转变压器，均为3个绕组，共6根线。

但是，早期特斯拉电动汽车驱动电机安装的不是6根图1 旋转变压器内部结构原理图线的旋转变压器，而是4根线的电机编码器(Motor Encoder)。

解：根据安培环路定律，有
N匝 x
H dl I
设磁路的平均长度为 l，则有 B NI Hl l l S
I
Hx
S
（2）磁路欧姆定律
即有
NI F Φ l Rm S
式中：F=NI 为磁通势，由其产生磁通； Rm 称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用； l 为磁路的平均长度； S 为磁路的截面积
例题2 有一环形铁心线圈，其内径为10cm，外径为 5cm，铁心材料为铸钢。磁路中含有一空气隙，其 长度等于 0.2cm。设线圈中通有 1A 的电流，如要 得到 0.9T 的磁感应强度，试求线圈匝数。 解: 空气隙的磁场强度 B0 0.9 5 H0 7.2 10 A/m 7 0 4 10 铸钢铁心的磁场强度，查铸钢的磁化曲线， B=0.9 T 时，磁场强度 H1=500 A/m 磁路的平均总长度为 l 10 15 39.2 cm 铁心的平均长度 l 1 l 39.2 - 0.2 39 cm
H 0 l0 9550 2 19100 A H 1l1 13 36 468 A I H 2 l 2 14 12 168 A
（5）求磁路中的总磁通势
δ
S2 l2
NI H 0 l 0 H 1l1 H 2 l 2
S1 l1 1
2
19100 468 168 19736A
7.3 铁心线圈电路
铁心线圈电路 直流铁心线圈电路 绕有线圈的闭合铁心，分为 交流铁心线圈电路
I

N
铁心
i – + e u –+ e – + N
线圈


+ U –
7.3 .1 直流铁心线圈电路

这正是我们所要求的。可见利用上述方法
可以求得反三角函数。
§10-2 自整角机
自整角机的类型和结构
测量元件 交流元件
2-放大器
1-交流伺服电机 3-减速器
4-自整角接收机 5-刻度盘 6-自整角发送机
则交轴合成磁通必然在正、余弦绕组中产生感应电动势。显然这 个感应电动势的出现将破坏输出电压与转角成正、余弦函数的关 系，造成输出特性的畸变。
(三)原边补偿
为了使旋转变压器输出电压与转角有严格 的正、余弦关系，必须设法消除引起畸变的负 载磁通的交轴分量，消除的方法可采取原边补 偿。
原边补偿是指旋转变压器在上述的负载工 作情况下，再将交轴绕组短接，如图10-4所示。
设余弦输出绕组轴线与直轴的夹角为q，为了求两输出电压，可将励 磁磁通F 沿正、余弦两绕组轴线分解为两个分量F cosq和F sinq 。
一个分量Fcosq 将在余弦绕组中感应变压器电动势，其有效值Ec为
Ec 4.44 fN 2Fm cosq Ecm cosq
(10-1)
式中，N2——转子每相绕组的有效匝数；
旋转变压器原理结构如图10-1所示，图10-2为示意图。其定子、转子铁心 由电工钢片或高导磁铁镍合金钢片叠压而成。而定子、转子铁心槽内分别嵌 有两相对称分布绕组。两相绕组在空间互差900电角度，结构参数完全一样。
定子两相绕组分别为主绕组(或称励磁绕组)S1S3和辅助绕组(又称交轴绕组 S2S4。转子两相绕组中R2R4称为正弦输出绕组，R1R3称为余弦输出绕组。
当励磁绕组接通电源后，便在电
机中产生直轴脉动磁通F，它将在转
子两输出绕组中感应变压器电动势Es 和Ec。因为两绕组分别接有负载，所 以两电路中分别流有Is和Ic并在气隙中

Keywords：Resolver；AD2S1200；STM32
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Байду номын сангаас 2013 届本科毕业设计论文
目录
第一章 旋转变压器..................................................................................................5
1.2.1 环形变压器式旋转变压器................................................................................... 5 1.2.2 磁阻式旋转变压器............................................................................................... 6 1.3 正余弦旋转变压器的工作原理...................................................................................... 6 1.4 旋转变压器与光学编码器比较...................................................................................... 8 1.5 旋转变压器的应用.......................................................................................................... 9
第三章 控制器 STM32F103RBT6........................................................................ 14