Der Motorpositionssensor ist ein Gerät, das die Position des Rotors (rotierender Teil) im Motor relativ zum Stator (fester Teil) erkennt. Es umwandelt die mechanische Position in ein elektrisches Signal für die Verwendung des Motorreglers, um zu entscheiden, wann die Stromrichtung und -stärke des Motors umgeschaltet werden soll, wodurch die Drehzahl und Drehmoment des Motors gesteuert werden.
In neuen Energiefahrzeugen steht die genaue Kontrolle des Motors in direktem Zusammenhang mit der Fahrsicherheit und Stabilität des Fahrzeugs und der genauen Arbeit der Position Der Sensor -Resolver kann die korrekte Reaktion des Motors in kritischen Momenten wie Notbremsung, Beschleunigung oder Lenkung sicherstellen. Dies ist besonders wichtig für dauerhafte Magnetsynchronmotoren (PMSM), die keine physischen Kontaktkommutatoren haben und daher auf die vom Sensor bereitgestellten Positionsinformationen angewiesen sind, um zu entscheiden, wann die Stromausrichtung gewechselt und den reibungslosen Betrieb des Motors gewährleistet ist.
Gegenwärtig gibt es zwei Arten von motorischen Positionssensoren, die in neuen Energiefahrzeugen, Wirbelstromsensoren und Drehtransformatoren (Drehsensoren) üblicherweise verwendet werden.
01.
Der Unterschied zwischen Wirbeln und Wirbelströmen ergibt sich aus ihrem Grundprinzip
Obwohl Wirbelstromsensoren und Drehtransformatoren aufgrund ihrer unterschiedlichen Signalerzeugungsmaschinen und Signalverarbeitungsmethoden die Anforderungen der motorischen Positionserkennung erfüllen können, werden Unterschiede in bestimmten Produktanwendungen gemäß unterschiedlichen Anforderungen bestehen.
Die Auswahl der Art des motorischen Positionssensors muss auch andere Faktoren berücksichtigen, wie z. B. Kosten, Genauigkeitsanforderungen, Umweltanpassungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Komplexität der Systemintegration, die eng mit dem grundlegenden Signalerzeugungs- und Verarbeitungsmechanismus zusammenhängen.
Nehmen wir den am häufigsten verwendeten Rotationssensor als Beispiel, sein Arbeitsprinzip basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Das Prinzip der Signalerzeugung ist, dass der Motorregler ein AC -Anregungssignal für konstante Frequenz für die Anregungsspule (Spule A) liefert, und dieses Anregungssignal erzeugt ein abwechselndes Magnetfeld innerhalb des Drehsensors. Wenn sich der Rotor dreht, wird das durch die Anregungsspule erzeugte Magnetfeld geschnitten, was zur Induktion der Wechselspannung in der sinusförmigen Spule B und der Cosinus -Spule C führt, indem die Phasendifferenz und die Amplitude dieser beiden Signale gemessen werden, können die absolute Position und die Drehrichtung des Motorrotors genau berechnet werden.
◎ Bei der Signalverarbeitung empfängt und analysiert der Motorkontroller die Sinus- und Kosinussignale des Rotationssensors und berechnet die genauen Winkelinformationen über einen Softwarealgorithmus (normalerweise der Algorithmus zur Rotary -Encoder -Analyse). Um eine bessere Signalverarbeitung zu erzielen, ist es normalerweise erforderlich, einen speziellen Dekodierungschip anzuwenden, der im Motorcontroller installiert ist, und kann natürlich auch durch Software -Dekodierung erreicht werden.
Daher besteht es in der spezifischen Form des Rotationssensors normalerweise aus einer aufregenden Spule (Primärspule, Spule A), zwei Ausgangsspulen (Sinusspule B und Cosinus Coil C) und einem unregelmäßig geformten Metallrotor. Der Rotor ist mit dem Rotor des Motors koaxial und dreht sich mit der Drehung des Motors.
Der Wirbelstromsensor verwendet das elektromagnetische Induktionsprinzip, um das induzierte Wechselstromsignal mit der entsprechenden Spule am Übertragungsende und dem Empfangsende zu übertragen und zu empfangen, um die Position des Zielrads zu berechnen. Das Zielrad ist auf der rotierenden Welle fixiert und dreht sich zusammen mit dem Rotor. Die relative Position des Motorrotors und des Stators kann durch Erfassen der Position des Zielrads gemessen werden.
◎ In Bezug auf die Signalverarbeitung erzeugt der Sensor -Übertragungsspule ein aufregendes Magnetfeld, und die Zielplatte folgt dem Motor, um das aufregende Magnetfeld zu drehen und zu schneiden, so dass die Empfangsspule eine Coil -Spannung erzeugt, und das Sensormodul demodulierte und verarbeitete Spulenspannung, das die entsprechende Position des Spannungssignals für den Spannungssignal des Spannungssignals für die Spannung des Spannungs -Spannungsstandes erzeugt. Anders vom Rotationssensor ist der Signalverarbeitungschip des Wirbelstromsensors in den Sensor integriert und das digitale Signal kann direkt ausgegeben werden.
Daher besteht der Wirbelstromsensor normalerweise aus einer Reihe von Ziellappen, die der Anzahl der Polpaare des Motors entsprechen. Die Spulengruppe besteht aus einer Übertragungsspule und einer Empfangsspule, die am Motorstator festgelegt sind, und der Wirbelstromsensor ist normalerweise direkt im PCB angeordnet und der Signalverarbeitungschip ist integriert.
02.
Verschiedene Prinzipien führen zu unterschiedlichem technischen Fokus
Es ist ersichtlich, dass die Hauptunterschiede zwischen dem Rotationssensor und dem Wirbelstromsensor im Prinzip im Anregungsmodus, im Signalerzeugungsmechanismus und in der Komplexität der Signalverarbeitung liegen. Die Vorteile des Rotationssensors sind hauptsächlich in der Stabilität des Anregungssignals und der Toleranz der Arbeitsumgebung, aber die Nachteile sind, dass der Einfluss der Änderung des Motorschemas größer ist und die Plattformkompatibilität schlecht ist. Der Vorteil des Wirbelstromsensors ist sein hohes Maß an Elektronis, leicht zu erfüllen, die Bedürfnisse der Plattform und starke Anti-EMC-Fähigkeiten. Der Nachteil ist, dass es in Bezug auf die Umwelttoleranz etwas schwächer ist als der Rotationssensor, und die Kosten sind in einigen Szenen höher als der Rotationssensor.
Die Plattformkompatibilität spiegelt sich zunächst in der Geschwindigkeitsniveau wider, wobei die von der China Society of Automotive Engineering erstellte 'Energy -Spar- und neue Energiefahrzeugtechnologie -Roadmap 2,0', die maximale Arbeitsgeschwindigkeit des Positionssensors 20.000R/min beträgt und die Decoderbandbreite> 2,5 kHz beträgt. Bis 2030 beträgt die maximale Arbeitsgeschwindigkeit des Positionssensors 25.000 R/min und die Decoderbandbreite> 3,0 kHz. Es ist ersichtlich, dass es bei hoher Geschwindigkeit bestimmte Herausforderungen im Rotationssensor gibt.
Dies liegt daran, dass die Anregungsfrequenz des Drehsensors eng mit dem Geschwindigkeitszustand zusammenhängt, der bei der Entwurfs in Betracht gezogen wird, und normalerweise mit dem aktuellen Geschwindigkeitszustand übereinstimmt. Mit zunehmender Geschwindigkeit ist für eine genaue Messung eine höhere Anregungsfrequenz erforderlich, was eine Änderung des Designs des Drehsensors erfordert.
Wirbelstromsensoren haben dieses Problem nicht. Effie Automotive sagte NE Time, dass sich das Design des Wirbelstromsensors besser an den Entwicklungstrend dieser hohen Geschwindigkeit anpassen kann. Die breite Palette an Unterstützung, schnelle Reaktion und eine bessere Leistung bei der Hochfrequenzsignalverarbeitung bedeutet, dass Wirbelstromsensoren für zukünftige Anwendungen bei höheren Geschwindigkeiten 'nach oben kompatibel sein können. Daher kann die Plattformlösung in den Motorprodukten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten besser realisiert werden. In der Tat ist dies einer der Faktoren, die aktuelle Motorkunden aus Eddy Current Solutions wählen.
Aufgrund der Vielfalt der Wirbelstromsensoren wie dem Wellentyp ist das Wellenende ähnlich und die Welle kann in O-Typ und C-Typ unterteilt werden (einige werden auch als Full Circle und Halbkreis bezeichnet). Daher ist es relativ flexibler bei der Anpassung von Kundenmotor -Designschemata.
03.
Verschiedene Prinzipien führen zu unterschiedlichen Herausforderungen bei der Kostensenkung
Die Kosten für Rotationssensoren stammen hauptsächlich aus Materialien und Hardware, einschließlich magnetischer Materialien (wie Siliziumstahlblätter), Spulen usw. Daher werden die Gesamtkosten gemäß ihrer Größe bestimmt, je größer die Größe, desto höher sind die Kosten.
Die Kernkosten des Wirbelstromsensors liegen hauptsächlich in seinen elektronischen Komponenten, den Verarbeitungschips usw., die Kosten für elektronische Teile sind relativ fest, sodass die Kernkosten des Wirbelstromsensors nicht linear mit der Größe steigen.
Daher sind die Kosten für Wirbelstromsensoren niedriger als die von Rotationssensoren für große Anwendungen. In kleinen Motorschemata haben Rotationssensoren jedoch bestimmte Kostenvorteile. Wenn es um das spezifische Anwendungsschema geht, da der Signalverarbeitungschip des Rotationssensors häufig nicht in der Kostenberechnung enthalten ist, hat der spezifische Kostenvergleich auch einige Unterschiede.
Zusätzlich zum aktuellen Kostenvergleich ist es auch notwendig, auf die zukünftige Kostensenkungsfläche zu achten. Derzeit können die Kosten durch die Ausdehnung der Skala und die Reife von inländischen Chip -Unternehmen in der späteren Phase weiter reduziert werden, da die meisten Wirbel -Strom -Sensorchips von ausländischen Unternehmen stammen. Der absteigende Raum des Rotationssensors ist jedoch relativ begrenzt.
Daher sind Wirbelstromsensoren bei den zukünftigen Kostenanforderungen offensichtlich vorteilhafter. In den letzten Jahren ist der Marktanteil von Eddy Current Sensors erheblich gestiegen, und auf dem Inlandsmarkt haben Fahrzeugunternehmen, einschließlich Geely und einer Reihe neuer Kräfte, das EDDY Current Sensor -System ausgewählt.
04.
Die Wirbelsensorindustrie muss noch wachsen
Obwohl die Popularität von Wirbelstromsensoranwendungen zunimmt, sind die häufigsten Sensoren immer noch Rotationssensoren, einschließlich Vertriebsführer BYD und Tesla. Der Grund dafür ist, dass EDDY Current -Sensoren einerseits spät im Automobilfeld angewendet werden, und andererseits gibt es nicht viele Lieferanten, die Wirbelströmungssensoren anbieten können, und einige Unternehmen wie Effie und Sensata können sie in der Branche liefern.
Für Eddy Current -Sensoren gibt es drei Hauptherausforderungen:
Tatsächlich wurden im Industriebereich Wirbelstromsensoren angewendet, aber im Automobilbereich muss das erste, was erfüllt werden muss, die Anforderungen der Fahrzeugmessstufe, insbesondere der Anforderungen der funktionalen Sicherheit. Nehmen Sie das Effie -Automobil als Beispiel, um die stabile Anwendung des Wirbelstromsensors sicherzustellen, dass der Entwicklungsprozess streng dem ISO26262 -Prozess entspricht, um die Anforderungen des funktionalen Sicherheitsniveaus sicherzustellen.
◎ Die Herausforderung des Chips muss der Chip nicht nur den funktionalen Anforderungen erfüllen, sondern auch die Automessstufe erfüllen. Als Wirbel-Strom-Sensor-Unternehmen ist es erforderlich, einen ChIP-Überprüfungsstandard festzulegen, um die Verfügbarkeit des Chips zu bewerten, was auch für die anschließende Anwendung von Haushaltsfäden von entscheidender Bedeutung ist. In jahrelanger Zusammenarbeit mit den globalen Chip -Herstellern, um einen vollständigen Überprüfungsprozess zu erstellen, ergab Effie Automotive, dass die Einführung von inländischen Chips geplant wurde, natürlich besteht die Prämisse darin, die Standards zu erfüllen.
Zuverlässigkeitsprobleme, Wirbelstromsensor Aufgrund der Installationsposition ist der Arbeitsprozess anfällig für thermischen Schock im Motor, Kühlöl -Sputter und andere Herausforderungen, was für den Chip besonders größer ist. Die Lösung von Effie Automotive besteht darin, eine klebende Behandlung auf den Chip -Standort anzuwenden und gleichzeitig die Temperaturanforderungen des Chips selbst zu erhöhen. Verbesserung der Anpassungsfähigkeit an die Umwelt und Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Ob der Wirbelstrom in Zukunft den Rotationssensor vollständig ersetzen kann, ist noch unbekannt. Rotationssensoren haben auch einen eigenen Produkt -Upgrade -Pfad, um den neuen Bedürfnissen des Motors zu bewältigen. Der Wachstumsimpuls von Wirbelstromsensoren ist jedoch schneller als der von Rotationssensoren, und natürlich ist die Basis der Wirbelstromsensoren niedrig.
