新能源汽车电机驱动系统 课件 任务5.2旋转变压器的工作原理

旋转变压器的工作原理主讲人：祝存栋新能源汽车电机驱动系统IMPORT导入电磁式位置传感器简称旋变，是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角呈线性关系。那么旋转变压器的工作原理是怎么的呢？3IMPORT导入电磁式位置传感器简称旋变，是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角呈线性关系。那么旋转变压器的工作原理是怎么的呢？CONTENTS目录1.旋转变压器的结构2.旋转变压器的工作原理3.旋转变压器的工作电路LEARNINGOBJECTIVES学习目标1、了解旋转变压器的结构2、掌握旋转变压器的工作原理3、培养严谨认真的职业态度旋转变压器旋转变压器的结构01磁电式传感器的结构如图所示为旋变式位置传感器的结构图，它主要由转子、定子、线圈、接线端子组成。转子安装在电机轴上，且转子上无绕组，初级和次级绕组均在定子上，转子的凸极（裸露极点）将次级正弦变化耦合至角位置，此种结构为可变磁阻式旋转变压器，信号特点为副方（次级）输出电压与转子转角呈正弦和余弦函数关系。旋转变压器的工作原理02旋转变压器的工作原理

对于永磁同步电机调速系统来说，位置信号具有决定作用，因为电机必须工作在位置闭环控制方式下，系统运行绝对依赖于位置信号的准确获取，电机需要通过位置信号来决定哪一相应该导通以及在什么时刻导通和关断。（1）电机控制器输出交流电至励磁线圈A，旋转变压器产生一个频率恒定的磁场。（2）在频率恒定的磁场下，检测线圈S和检测线圈C将输出与转子位置对应的值。（3）当电机旋转时，定子与转子间的距离会随转子的旋转而变化。（4）电机控制器根据检测线圈S和检测线圈C输出值之间的差异检测出绝对位置。同时电机控制器也可根据规定时间内位置的变化量计算电机转速。

如图所示为旋变式位置传感器的工作原理图，当激励初级绕组R1–R2时（图中励磁绕组波形），在两个次级绕组上就会产生一个感应信号S（图中正弦绕组波形）和另一个感应信号C（图中余弦绕组波形），由于次级绕组机械错位90°，两路输出信号彼此间的相位相差90°。转子输出信号的相位角与转子偏转角之间有着严格的对应关系，控制模块通过初级、次级绕组波形的对比、检测和计算，确定电机通电相。旋转变压器的工作电路03旋转变压器的工作电路如图所示为旋变式位置传感器电路原理图，从中可以看出，传感器由激励绕组、正弦绕组、余弦绕组构成，其中MCU的1端子和位置传感器连接，通过位置传感器内部绕组，再从传感器绕组输出至MCU的2端子，MCU通过激励绕组输出振幅、频率恒定的正弦波，其中绕组阻值为38.8±10%Ω；MCU的3端子和位置传感器连接，通过位置传感器内部绕组，再从传感器绕组输出至MCU的BV4端子，MCU通过正弦绕组产生的波形判断驱动电机转子位置和速度以及方向，其中绕组阻值为56.5±10%Ω；MCU的5端子和位置传感器连接，通过位置传感器内部绕组，再从传感器绕组输出至MCU的6端子，MCU通过余弦绕组产生的波形判断驱动电机转子位置和速度以及方向，其中绕组阻值为47.4±10%Ω。小结旋转变压器的结构：转子、定子、线圈等组成旋转变压器的工作原理：位置信号来决定哪一相应该导通以及在什么时刻导通和关断。旋转变压器的工作电路：每