20251230 (2)

文:電馳科研(137電車工坊)技術總監/羅玉林

在電動車的驅動系統中,馬達旋變感知器扮演著「神經末梢」的關鍵角色。
它實時監測馬達轉子的精確位置和轉速,將信號傳遞給控制器,後者據此調整電流輸出,確保馬達高效運轉。 一但感知器失效,馬達可能出現抖動、動力下降甚至完全失控,直接影響行車安全。

旋轉變壓器(Resolver)是當前高端新能源汽車馬達的主流配置,具有抗幹擾能力強、溫度適應性廣(-40°C至150°C)、壽命長(可達10萬小時)等優勢。 其核心結構由定子和轉子兩部分組成,類似一個微型馬達。

定子固定在馬達殼體上,內部均勻分佈著三組線圈:勵磁線圈(輸入端)和兩組正交的正弦/餘弦輸出線圈。 轉子則與馬達軸相連,隨軸旋轉,其上沒有繞組,而是採用特殊形狀的導磁金屬片(通常為矽鋼片)疊壓而成,如圖1-3所示。

20251230 (1)
圖1 電動車的馬達與旋變感知器
20251230 (2)
圖2 旋變感知器的結構與外觀 ; 圖3 旋變感知器的定子與轉子

旋變感知器的定子外圈印有型號標識,底部連接著多針腳接線座,引出彩色信號線(通常為藍、黑、綠、白、粉、黃六色線)。


轉子部分則呈現花瓣狀邊緣,中間有軸孔,通過鍵槽與馬達軸剛性連接,如圖4所示。

20251230 (3)
圖4 旋變感知器內部均勻分佈著三組線圈:勵磁線圈和正弦/餘弦線圈

工作時,勵磁線圈通入高頻交流電壓(通常為10kHz-20kHz),轉子旋轉時改變定子與轉子間的磁耦合程度,使正弦/餘弦線圈輸出幅值隨轉子位置呈正餘弦變化的電壓信號。控制器通過測量這兩個信號的幅值比,即可計算出轉子的精確角度,如圖5-6所示。

20251230 (4)
圖5 旋變感知器的電壓信號示意圖
20251230 (5)
圖6 示波器顯示旋變感知器的電壓信號

旋變解碼器(通常集成在馬達控制器內)會對這兩個信號進行解調、濾波和反正切運算,最終得到轉子位置資訊,整個過程的延遲通常小於10μs。

馬達旋變感知器的故障會直接導致馬達控制異常,常見症狀包括:啟動抖動、加速無力、轉速波動、甚至無法啟動。以下是針對旋變的專業檢測方法:

進行感知器檢測需要準備以下工具:數位萬用表(精度≥0.01V,具備電阻測量功能),示波器(頻寬≥100MHz,取樣速率≥1GS/s,用於波形分析),專用感知器模擬器(可選,用於替代感知器輸出標準信號),絕緣電阻測試儀(檢測線圈絕緣性能)

旋變感知器檢測步驟如下:

1、電阻測量:斷開馬達控制器電源,拔下旋變感知器插頭。用萬用表測量線圈電阻:

勵磁線圈(通常為紅-黑表筆):50Ω-200Ω(具體參考廠家參數)

正弦線圈(通常為綠-白表筆):50Ω-200Ω

餘弦線圈(通常為黃-藍表筆):50Ω-200Ω

線圈與外殼間絕緣電阻:應≥100MΩ(500V DC檔)

2、波形檢測:用示波器觀察正弦/餘弦信號,正常應為光滑的正弦波,無明顯畸變或雜訊。當轉子勻速轉動時,波形頻率應隨轉速線性變化。

當馬達位置感知器出現問題時,經常會報旋變故障、旋變輸入差分信號幅值過小、旋變故障信號丟失、前馬達零位未標定、驅動馬達故障等故障代碼。以上這些故障引起的原因可能是:

1、旋變感知器本身故障
2、旋變感知器未校準,零點位置錯誤
3、馬達輸出軸與旋變感知器間隙發生變化
4、線路故障、旋變解碼器晶片故障或者MCU故障。

更換馬達旋變感知器後,必須進行感知器與控制器的匹配學習,否則會出現控制異常。不同廠家的匹配方法略有差異,旋變感知器位置固定的不需要進行調零,旋變感知器安裝位置不固定的則必須進行手動調零方可正常工作。

匹配所需工具包括:原廠診斷儀、專用標定軟體(通常需廠家授權)、筆記型電腦(安裝對應車型的標定程式)連接線束(OBD診斷介面或專用調試介面)。

匹配之前必須先將旋變感知器的位置安裝正確,對於旋變位置不固定的則需要用到馬達位置調零器進行校準,工具使用非常簡單,都有詳細的說明書。旋變安裝完成後,則需要進行電腦匹配標定。 廠家原廠設備不再過多說明,不同廠家都可以根據自己的診斷儀步驟一步一步進行。

對於綜修廠而言可以使用市面上通用的診斷儀進行匹配。 旋變位置固定的,進入馬達控制器系統,點擊特殊功能、點擊旋變角度值、寫入馬達位置角度即可。 位置角度值一般在馬達銘牌上可以找到,不同品牌標定角度不同,根據手冊進行標定極可。

137 電動車保修聯盟加盟體系:台享國際汽車、玉米爸嚴選精品、福誠汽車、富貿汽車、定其保修、達永汽車、馳加上福裕農店、寶德汽車,以專業技術與服務熱忱全心守護每一位特斯拉車主的行車體驗!立即線上預約:https://www.ersr137.com/reserve/

搶佔新的汽修版圖,就是現在!

最完善的服務、最嚴謹的零件,滿足所需