新能源汽车驱动电机及控制系统检修 课件 任务11 电机转子位置检测系统故障检修

驱动电机及控制系统检修任务十一电机转子位置检测系统故障检修任务导入场景：新能源汽车售后维修中心人物：维修技师小刘、客户王先生情节：王先生的纯电动汽车在售后维修中心进行了驱动电机系统保养。保养作业完成后，维修技师小刘在试车时发现，车辆挂入D挡后，车辆向后行驶，随后停止不能继续行驶，此时仪表显示驱动电机系统故障。如果你是小刘，应该怎么处理这种情况？提出问题如果你是小刘，应该怎么处理王先生车辆的故障？任务目标教学内容电机反向旋转测试电机转子位置信号处理旋转变压器故障分析位置传感器故障检修任务目标能根据驱动电机反向旋转控制原理，结合车辆故障现象，对车辆反向行驶故障进行诊断与分析;能根据驱动电机位置信息处理方式及常见故障，使用专用工具，规范完成驱动电机位置传感器检修作业;任务实施——电机反向旋转测试知识讲解电动汽车倒车行驶的实现方式

纯电动汽车在倒挡的控制上区别于传统燃油汽车，由于纯电动汽车没有传统燃油汽车的变速器，所以无法通过档位变换实现倒车行驶。纯电动汽车的倒挡利用电机的反向旋转完成倒车行驶，驱动电机控制器接收到来自整车控制器的倒挡信号后，通过变换三相电源的相位顺序控制电机的旋转方向，得以实现纯电动汽车的倒车行驶。任务实施——电机反向旋转测试知识讲解电机反向旋转的实现方式

改变三相交流电机的旋转方向，常见的方式有改变三相供电顺序，反接旋转变压器信号，以及改变IGBT通断顺序。改变三相供电顺序任意对调两相电源线，三相电机获得反序交流电，实现电机的反向旋转。顺时针旋转逆时针旋转任务实施——电机反向旋转测试知识讲解电机反向旋转的实现方式反接旋转变压器信号反接旋转变压器，电机控制器接收到与实际位置相反的位置信号，电机通入反序交流电致使电机反向旋转。旋变正常信号旋变反接信号任务实施——电机反向旋转测试知识讲解电机反向旋转的实现方式改变IGBT通断顺序

驱动电机控制器输出现象交流电主要依靠功率模块IGBT的通断控制，通过控制IGBT通断顺序，可直接输出反序交流电，实现电机反向旋转。

纯电动汽车主要采用此方法控制电机旋转方向，实现车辆倒车行驶。技能操作操作准备任务实施——电机反向旋转测试新能源教学整车高压安全防护用品、绝缘工具、绝缘扭力扳手、举升机、冷却液回收装置、减速器齿轮油回收装置、制冷剂回收装置、电驱动总成托举工具、环箍钳工具技能操作根据操作过程及结果，填写工作页电机反向旋转测试安全第一操作规范7S管理40分钟任务项目要求安全注意事项时间技能操作任务实施——电机反向旋转测试任务实施——位置传感器故障检修知识讲解电机转子位置信号处理

先将旋变正、余弦信号原始波形分别采样，通过一系列的信号处理算法计算出正、余弦信号的包络线。对包格线上的sin值和cos值求正切，通过正切值和正、余弦值的符号查表可得到电机的当前角度值。同时为了增加旋变软件解码的抗干扰性能，对软件解码增加一个锁相处理环节。旋变软件解码原理图任务实施——位置传感器故障检修知识讲解旋转变压器电路连接

旋转变压器的电路连接示意图，旋转变压器与电机控制器之间共有7个信号线，分别为励磁信号+、励磁信号-、正弦信号+、正弦信号-、余弦信号+、余弦信号-、以及屏蔽线。旋变电路连接示意图知识讲解任务实施——位置传感器故障检修旋转变压器故障分析（1）线路故障

线路故障指旋转变压器和电机控制器之间的连接线路故障，主要有励磁信号线路、正弦信号线路、余弦信号线路、屏蔽线的短路、短路和虚接等故障。

旋转变压器的主要故障有线路故障、绕组故障、信号异常、超速故障、相移故障、幅度失配故障、角度跳变故障、错接故障等。知识讲解任务实施——位置传感器故障检修旋转变压器故障分析（2）绕组故障

正常情况下，旋转变压器的励磁绕组、正弦绕组、余弦绕组的电阻值应在标准值的误差范围内（标准值可查询维修手册获得），且各绕组对壳体及绕组相互之间绝缘。

绕组故障包括励磁绕组、正弦绕组、余弦绕组的电阻值超出标准值的误差范围，绕组断路故障、对壳体短路、以及相互之间短路等。知识讲解任务实施——位置传感器故障检修旋转变压器故障分析（3）信号异常

信号异常故障有输入信号消波、输入信号超过电压阈值、输入信号低于电压阈值、正弦信号异常、余弦信号异常等故障。（4）超速故障

当电角度的速度高于旋转变压器解码系统的速度时，就会发生超速故障。例如，旋转变压器的解码芯片所能支持的最大速度为1250rps，当旋转变压器电角度的速度为1300rps时，就会触发超速故障。知识讲解任务实施——位置传感器故障检修旋转变压器故障分析（5）相移故障

旋转变压器的相移包含差模相移和共模相移。差模相移是旋转变压器的正弦和余弦信号之间的相移，共模相移是励磁信号与正弦和余弦信号之间的相移，差模相移可以视为共模相移的差。

一般情况下，旋转变压器相移故障指由共模相移引起的故障。当正弦/余弦的相移不同时，会引起相移失配故障，此时，角度和速度的精度都会受到影响。知识讲解任务实施——位置传感器故障检修旋转变压器故障分析（6）幅度失配故障幅度失配是指正弦和余弦信号达到峰值幅度（余弦为0°和180°，正弦为90°和270°）时，两者的峰值幅度之差。知识讲解任务实施——位置传感器故障检修旋转变压器故障分析（7）角度跳变故障

IGBT干扰是指干扰信号与IGBT开关的开/关效应相耦合。当信号与SIN/COS线耦合时，位置和速度性能会受影响，角度值会发生跳变，速度方向可能发生变化。角度跳变故障信号知识讲解任务实施——位置传感器故障检修旋转变压器故障分析（8）错接故障

错接故障是指旋转变压器和电机控制器之间的线路连接错误，比如正弦信号和余弦信号反接等情况。错接发生时，旋变解码芯片也可解码角度和速度信息，但是角度值会发生跳变，电机旋转方向会发生变化。知识讲解任务实施——位置传感器故障检修旋转变压器故障检测流程技能操作操作准备任务实施——位置传感器故障检修新能源教学整车高压安全防护用品、绝缘工具、绝缘扭力扳手、举升机、冷却液、减速器齿轮油、空调制冷剂、密封胶、电驱动总成吊装工具工具技能操作根据操作过程及结果，填写工作页安全第一操作规范7S管理40分钟任务项目要求安全注意事项时间技能操作任务实施——位置