在电机控制领域，硬件在环（HIL）测试正以其高效性与高可靠性，成为加速产品研发的核心手段。旋转变压器（旋变）信号作为电机位置与速度感知的 “生命线”，其模拟与解析技术在 HIL 系统中的优化，直接决定着控制器测试的深度与广度。
01 旋变变压器介绍
旋转变压器（旋变）是一种电磁式传感器，用于测量旋转物体的角度和转速。其工作原理基于电磁感应定律，由定子和转子组成。定子上有励磁绕组，通入高频交流激励信号，一般频率范围在 2kHz - 50kHz 。转子随电机轴旋转，当转子绕组与定子绕组间的相对位置改变时，会在定子的两个正交绕组（正弦绕组和余弦绕组）上感应出电压信号。
02 旋变信号的模拟
在电机硬件在环（HIL）测试中，旋变信号模拟至关重要。模拟过程主要通过高精度旋变仿真器实现。
激励信号生成：采用直接数字合成（DDS）技术构建激励信号源，通过可编程逻辑器件驱动专用芯片，实现高频正弦信号的稳定输出及参数灵活配置。
故障模拟：通过硬件电路与算法协同，模拟旋变信号在实际应用中可能面临的各类异常场景
动态参数调整：基于高速数据处理架构，实现仿真信号与虚拟电机模型的动态联动。
03 旋变信号在电机HIL测试中的应用
我们的产品可用于在新能源汽车的研发过程中对电驱系统进行测试。
高精度旋变仿真器模拟电机在不同工况下的旋变信号，如车辆启动、加速、减速、爬坡等工况。模拟电机从静止加速到最高转速的过程中，通过调整旋变信号的频率、幅值等参数，模拟电机转速和负载的变化。电机控制器对这些模拟信号进行解析，控制电机的运行。CAN 分析仪实时监测控制器输出的数据，与理论数据进行对比，检测控制器的控制策略是否准确，能否及时响应各种工况变化，确保电驱系统的性能和稳定性，提前发现潜在问题，减少实车测试的成本和风险。
图 1 测试流程示意图
04 总结
旋变信号在电机 HIL 测试中扮演着核心角色。从原理上看，它基于电磁感应准确反映电机转子状态；在模拟环节，通过先进技术实现激励信号生成、故障模拟及动态参数调整，为测试提供多样且逼真的信号场景；解析过程中，硬件和软件解码方式各有优势，保障信号准确解读；在实际应用场景中，无论是新能源汽车、工业伺服系统还是航空航天电机测试，都依赖旋变信号的模拟与解析来验证和优化电机控制器性能。
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