旋转变压器在混合动力汽车中的应用(2)

图1 图2

旋变解码时将Sin相乘以cosα，Cos相乘以sinα，两相相减，得如下等式：

Vsr=kEsinωt(sinθ*cosα-cosθ*sinα)

=kEsinωt*sin(θ-α)

可以用α逐次逼近θ值，使得Vsr=0，此时θ=α，那么即可解码出转子转角。

多摩川的解码芯片AU6802N1系列就是利用这一原理设计的，目前已经在丰田等多款混合动力车上应用。

图3

安装应用

图4是旋变实物图。这是一款分体式的旋变，定子和转子分开。主要用在混合动力汽车上。

混合动力汽车由电动机驱动时必须检测电动机的转速，应用旋变时需要将其转子安装在马达轴上检测其速度，当然也可以通过其他耦合方式检测。

安装在电机内部时，由于马达内部的磁场会影响旋变本身的磁通量变化率，从而影响其解码精度，因此必须加装屏蔽罩。并且在旋变的输出线上套上屏蔽线，降低空间电磁干扰。采用这种安装方法将使旋变得到很好的保护，不会受到灰尘、油污等的影响， 因此旋变使用寿命长，故障率低， 是一种理想的使用方法。目前丰田、凌志等就是采用这种方法，而且经实践检验确实非常可靠。

但是由于轴径的限制，因为多摩川的旋变轴径最大不超过52mm，而国内的混合动力车电动机轴径可能要大于这一参数， 所以现有的旋变尺寸不能保证全部可以安装在电机轴上。这样可以采用另一种方法，用同步带将电动机轴带动一个小轴径同步轮，再将旋变安装在同步轮上也可以检测马达速度。这种方法可以实现旋变在混合动力车上的应用， 但是安装成本高， 而且旋变受外部环境影响，需要一定的保护措施。但是由于可以采用小轴径旋变，所以成本较低。如果安装处理妥当， 同样可以得到很好的整体性能。国内混合动力汽车生产厂家象五洲龙等著名厂商就是采用这种方法，并且取得了很好的效果。

图5是丰田混合动力汽车的动力部分展示图，图中旋变安装在电动机主轴上。

旋变的输出信号是连续变化的模拟信号，用户一般不能直接使用，需转换为方波信号方可。

针对自己生产的旋变，多摩川已经开发出相应的解码芯片AU6802N1和AU6803支持旋变解码，本公司也已经推出了完整的解码板，可以支持多款旋变。解析度为1024C/T。

旋变特征

1、 超薄尺寸 作为内置型结构，Singlsyn实现了超薄设计和装配。

2、 允许工作温度范围 -55℃~+155℃

3、 防护等级高 耐震动和冲击

4、 高旋转速度 最高可以达到30000 RPM

5、 高可靠性 Singlsyn由于采用了和马达相似的结构，但是由于转子无绕线， 因此具有很高的可靠性。

6、 低成本 通过减少元件数目大幅度的降低了旋变的成本。