旋转变压器

该测试的目的是检查电动汽车 (EV) 电机旋转变压器的励磁输入和两个输出绕组的信号波形。由于测试时多次直接跨接线圈两端进行差分测量,因此只能使用浮地示波器(Pico汽车示波器 4×25 或 4x25A )。

观看电机旋转变压器测试视频

警告

该测试涉及到具有以下条件的高压电气系统:

  • 能够造成致命电击的高压组件和电缆。
  • 储存的电能有可能引起爆炸或火灾。
  • 即使在关闭时仍可能保持危险电压的组件。
  • 可能影响心脏起搏器等医疗设备。

请参阅制造商提供车辆的特定信息来源,以确定您需要采取哪些预防措施以防止危险。

只有接受过“合格电工”等适当类型的特定培训并持有有效认证的合格技术人员才能执行此测试。

如何进行测试

  • 使用汽车制造商的数据找出电机旋转变压器的励磁和两个输出电路。
  • 连接一条BNC测试线到 示波器 A通道,测试线彩色接头接到励磁线圈的输入端,黑色接头接到励磁线圈的输出端。
  • 连接一条BNC测试线到 示波器 B通道,测试线彩色接头接到其中一个输出线圈的输入端,黑色接头接到输出线圈的输出端。
  • 连接一条BNC测试线到 示波器 C通道,测试线彩色接头接到另一个输出线圈的输入端,黑色接头接到输出线圈的输出端。
  • 最小化此帮助页面,您会看到 PicoScope软件界面 加载了一个示例波形,而且预设好了软件以便您采集波形。
  • 点击“开始” ,开始观察实时读数。
  • 将电机运转起来。
  • 采集到波形后, “停止” 示波器运行。
  • 使用 波形缓冲区、 放大 以及 测量 等工具来观察和分析波形。

示例波形

波形注意点

这个波形有以下特征:

  • A通道是一个幅值恒定的交流信号,该示例波形中振荡频率为 10 kHz(各个汽车制造商频率不同)。
  • B通道是一个调幅载波交流信号,幅值随着转子转动而变化,但频率不变。
  • C通道B通道一样,也是调幅载波交流信号,而且幅值相等,但是两者存在一个固定的相位差(一个信号位于波峰时,另一个信号则处于波谷)。

波形库

在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 Resolver excitation voltage 或 Resolver output voltage 或 Resolver output voltage

更多信息

使用数学通道计算转子相对角度

电机旋转变压器向电机逆变器发出电机转子位置随时间变化的信号,逆变器使用该信号对电机速度和位置进行精确的闭环控制。由于它们是模拟传感器,理论上电机旋转变压器可以以高分辨率提供转子位置。

旋转变压器由定子和转子两部分组成,定子包含一个励磁绕组和两个输出绕组。

定子绕组相当于变压器的原边,输入励磁电压,励磁频率由控制单元控制,转子绕组相当于变压器的副边,通过电磁感应得到感应电压。

当定子绕组电路中感应出的交流电围绕转子绕组电路的另一部分流动时,它会在定子的两个输出绕组中感应出交流电,输出绕组的布置使得感应电流的幅度取决于转子绕组的相对角度。

两个输出绕组相隔 90 度。因此一个感应电流将根据转子角的正弦而变化,而另一个会根据余弦变化。当跨接在输出绕组测量时,输出电压将以励磁频率振荡,但幅度由转子角的正弦或余弦调制。

旋转变压器测试步骤

在进行电机旋转变压器测试时,有必要了解不同内燃机(如果是混合动力)以及电动机/发电机的配置。可能需要车辆被驱动、静止时空转或者手动转动车轮以产生信号输出,具体所需方法取决于车辆和诊断要求。在所有情况下,您都必须严格遵守制造商操作程序和安全工作规范。

旋转变压器电压测量

由于是在每个输出电路上进行电机旋转变压器的输出电压测量,因此必须使用配备浮动输入或差分探头的示波器,共地输入的示波器不适合进行这些差分测量。

旋转变压器电压计算

可以试用 PicoScope软件里面的数学通道功能来计算电机旋转变压器的电压,如上图所示。

转子的相对角度由以下数学通道计算可得:

360/(2*pi)*atan(LowPass(B/C,2500))

软件视图中相关的数学通道信号清楚地显示了转子位置的变化。

相对转子位置对输出绕组电压幅度的影响(包络线)可以通过以下数学通道给出:

lowpass(B/A,500)

lowpass(C/A,500)

软件视图中相关的数学通道信号清楚地显示了转子位置对输出电压幅度的调制效果。

旋转变压器相关故障

电机旋转变压器没有电路板,避免了电气直接连接。因此它们非常能适应恶劣的环境,既没有限制旋转的电线,也没有磨损的刷子。但是它们可能容易出现以下故障:

  • 一个或多个绕组存在电路故障(短路、开路和高电阻)
  • 传感器输出电路之间短路
  • 旋转变压器定子相对于电机转子产生滑动

免责声明
此帮助主题如有更改,不另行通知。所包含的信息经过仔细检查并认为是正确的。此信息是我们研究和检测的一个例子,并不是固定的程序。对于不正确之处,Pico Technology不负任何责任。每个车辆都会不一样,且要求唯一的测试设置。

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