VR Resolver vs. Haavarootori lahendaja: millist konstruktsiooni peaksite valima EV Resolveri andurite jaoks?

Kui sinust möödub elektrisõiduk, pöörleb mootor – auto 'jõusüda'] tuhandeid või isegi kümneid tuhandeid pööreid minutis. Selle südame sees on väike, kuid kriitiliselt oluline komponent: lahendaja andur  (või lihtsalt 'resolver'). See jälgib pidevalt rootori asendit ja kiirust, edastades iga liigutuse reaalajas sõiduki kontrollerile. See pisike andur toimib mootori 'silmadena'.

Mis vahe on muutuva reluktantsi (VR) lahendajal ja haavarootori lahendajal? Millise valida EV mootori juhtimiseks?

I. Mis on lahendaja ja miks on see elektrisõidukite jaoks hädavajalik?

Resolver on elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel põhinev nurgaasendiandur. Seda kasutatakse rootori  nurknihke, pöörlemiskiiruse ja suuna täpseks mõõtmiseks . Püsimagnetitega sünkroonmootorite (PMSM) puhul peab elektrooniline juhtimissüsteem teadma rootori täpset asendit reaalajas, et edastada kolmefaasilistele mähistele õiged voolulainekujud, juhtides seeläbi mootorit sujuvalt ja tõhusalt. Resolveri poolt püütud nurgasignaal dekodeeritakse ja suunatakse mootori kontrollerile, määrates otseselt mootori pöördemomendi väljundi täpsuse ja tööstabiilsuse.  Ilma lahendajata ei saa EV käivituda ega korralikult töötada.

Tänapäeval elektrisõidukites laialdaselt kasutatavate resolverandurite hulgas on kaks peamist tehnilist lähenemisviisi:  muutuva vastumeelsuse (VR) lahendajad  ja  keritud rootori lahendajad . Nende tööpõhimõtted ja struktuurid erinevad oluliselt.

II. VR Resolver: spiraalivaba rootor, vastupidav ja vastupidav

VR-resolveri tööpõhimõte erineb selgelt traditsioonilise haavarootori lahendaja omast. Tavalisel keritud rootori lahendajal on ühtlane õhupilu ja see tugineb rootori signaali mähise ja staatori ergutusmähise suhtelise positsiooni muutumisele, et arvutada rootori nurk. Seevastu VR-resolveril on  nii signaali- kui ka ergutusmähised fikseeritud staatorile . Rootor koosneb ainult hammastega virnastatud teraslaminaatidest – sellel puuduvad mähised ja harjad, mis tagab  täiesti kontaktivaba töö.

Kui rootor pöörleb, põhjustab selle väljapaistva pooluse efekt õhupilu läbilaskvuse muutumist sinusoidaalselt pöördenurgaga. See indutseerib siinus- ja koosinuspinge signaalid staatori kahes väljundmähises. Rootori kaldenurka saab üheselt määrata, hinnates nende kahe signaali suhet.

VR-lahurite peamised eelised on järgmised:

• Lihtne struktuur, madalam hind:  rootor ei vaja mähist, sellel on vähem osi, kasutatakse küpseid protsesse ja selle tootmine on odavam.

• Äärmiselt kõrge töökindlus:  mittekontaktne disain tähendab, et see ei kulu ega vaja määrimist. See peab vastu karmidele tingimustele, nagu  õlisaaste, tolm, kõrge temperatuur, niiskus ja tugev vibratsioon  – täpselt tüüpiline keskkond, milles EV mootor oma eluea jooksul töötab.

• Lihtne integreerimine:  selle kompaktne struktuur muudab mootori ajamisüsteemiga integreerimise lihtsamaks.

III. Haavarootori lahendaja: rootori mähised, täpsus nagu odaots

Haavarootori lahendaja on lahusti traditsiooniline vorm. Selle struktuur sarnaneb kahefaasilise mähitud rootori induktsioonmasina omaga. Nii staatoril kui ka rootoril on mähised. Ergastussignaal suunatakse staatori ergutusmähisele ja rootori mähis toimib sekundaarse küljena, genereerides elektromagnetilise sidestuse kaudu indutseeritud pingeid. Rootori nurga muutudes muutub vastavalt staatori ja rootori mähiste suhteline asend ning indutseeritud pingete amplituud ja faas muutuvad, võimaldades nurga mõõtmist.

Haavarootori lahendajate peamised eelised on järgmised:

• Suurem täpsus:  mähiste keerdude arvu saab täpselt kujundada vastavalt vajadusele, saavutades kaare teise taseme eraldusvõime.

• Suurepärane lineaarsus:  väljundpinge säilitab range funktsionaalse seose pöördenurgaga, tagades signaali kõrge kvaliteedi.

• Rikkalikud väljundsignaalid:  neid saab valmistada siinuskoosinuse, lineaarse ja muude väljundtüüpidega, et need sobiksid erinevate rakendustega.

Keritud rootori lahendaja rootoril on aga mähised, mis muudab konstruktsiooni keerukamaks ja nõuab nõudlikumaid montaažiprotsesse. Kui elektrimootorid töötavad tavaliselt kiirusel 15 000 p/min või isegi kõrgemal, seisavad rootorimähiste dünaamilise tasakaalu ja töökindluse ees suuremad väljakutsed.

IV. Kõrvuti võrdlus: millist valida elektrisõidukite jaoks?

Järeldus: VR-lahutajad on EV-de eelistatud valik.

Põhjus on selge: sõiduki töökeskkond nõuab anduritelt ülikõrget töökindlust. EV mootoriruum on kuum, õline ja vibreerib tugevalt. VR-lahurite kontaktivaba  , mähisevaba rootori struktuur  pakub nendes karmides tingimustes ülima töökindluse eeliseid. Tänu nendele funktsioonidele on VR-resolveritest saanud  EV mootorite asendiandurite peamine valik, mille läbitungimismäär elektrisõidukite valdkonnas ületab 95%..

Mis puutub haavarootori lahendamisse, siis need jäävad asendamatuks ülitäpsetes rakendustes, nagu kosmosetööstus ja tipptasemel servosüsteemid. Suuremahuliste elektrisõidukite rakenduste jaoks, mis nõuavad 'kõrget töökindlust + suurt kuluefektiivsust', pakub VR-lähenemine aga suurepärast üldist väärtust.

V. Neli peamist protsessipunkti kvaliteetsete VR-lahutajate jaoks

Õige tehnilise tee valimine on vaid pool võitu. Kvalifitseeritud VR-lahuti tootmine põhineb  kindlatel tootmisprotsessidel . Võtkem SDM, ettevõte, kes alustas VR-i lahendaja tootmist varakult. SDM on loonud tervikliku protsessijuhtimissüsteemi, mis hõlmab nelja kriitilist etappi: staatori ülevormimine, mähismähis, TIG-keevitus ning täielik ohutuse ja elektrilise jõudluse kontroll.

(1) Staatori ülevormimine

Staatori ülevormimisel kasutatakse täppispritsevormimist isolatsioonimaterjali katmiseks staatori südamiku pinnale, pakkudes mähistele usaldusväärset elektriisolatsiooni ja mehaanilist kaitset. Hea ülevormimine mitte ainult ei taga mähiste vahelist isolatsiooni, vaid suurendab ka staatori konstruktsiooni tugevust, hoides seda stabiilsena pikaajalise kõrgsagedusliku vibratsiooni all. SDM kontrollib selles etapis rangelt isolatsioonimaterjalide valikut ja survevalu parameetreid, et tagada iga staatori vastavus isolatsiooni jõudlusnõuetele.

(2) Pooli mähis

VR-lahutitel on väike staatori siseläbimõõt ja kitsad pilud, mis muudab mähise keeruliseks. Kvaliteetsed mähised nõuavad täpset pöörete arvu, tihedat paigutust ja risthäirete puudumist – see kõik on lahendaja signaali täpsuse jaoks kriitilise tähtsusega. SDM kasutab täppismähisprotsesse tagamaks, et siinuskoosinusmähised on keritud täpse sinusoidaalse pöördejaotusega, tagades signaali kvaliteedi allikast.

(3) TIG-keevitus

Plii keevitamine on lahenduste valmistamisel kvaliteediprobleemidele kalduv samm. VR-resolveril on kuus juhet (ergastus positiivne/negatiivne, siinussignaal kaks rida, koosinussignaal kaks rida). Keevituskvaliteet mõjutab otseselt anduri ühenduse usaldusväärsust. SDM kasutab TIG (Tungsten Inert Gas) keevitust, et saavutada kõrge tugevusega ja madala takistusega elektriühendused iga mähise juhtme ja klemmi vahel, välistades põhimõtteliselt sellised riskid nagu külmad liited või lahtised ühendused.

(4) Täielik ohutuse ja elektrilise jõudluse kontroll

Kvaliteedikontrolli viimane värav on 100% kontroll. SDM viib läbi iga VR-i lahendaja toote täieliku ohutuse ja elektrilise jõudluse testi, mis hõlmab isolatsioonitakistust, dielektrilist tugevust, pooli takistust, teisendussuhet ja siinuskoosinuse väljundsignaali järjepidevust. Ainult tooted, mis läbivad kõik ülevaatuse punktid, kinnitatakse kvalifitseerituks ja tarnitakse klientidele.

Alates staatori ülevormimisest kuni mähise mähiseni, TIG-keevitusest kuni täieliku ohutuse ja elektrikontrollini – SDM järgib kõrgeid standardeid ja rangeid nõudeid igal tootmisetapil, olles pühendunud EV klientidele kvaliteetsete ja suure konsistentsiga VR-lahutitoodete pakkumisele.

VI. Lõpusõnad

VR-resolveritel ja haavarootori lahendajatel on mõlemal oma tugevad küljed. Ent elektrisõidukite valdkonnas, kus nii töökindlus kui ka kulud on äärmiselt nõudlikud, paistavad VR-resolverid silma oma  vastupidavuse, kontaktivaba toimimise ja küpsete protsesside poolest , muutudes suuremate originaalseadmete tootjate jaoks peamiseks valikuks. Tehnoloogia juurtele tagasi vaadates ei olnud VR-resolverid algselt mõeldud autodele – need tekkisid kosmose- ja sõjatööstuse püüdlustes saavutada absoluutset töökindlust äärmuslikes tingimustes. Nüüd, kui see tehnoloogia on 'lasknud' elektrisõidukite valdkonda, vastab see suurepäraselt mootori põhivajadustele: 'täpselt näha, taluda karme tingimusi ja kaua kesta.'

Õige tehnoloogiatee valimine on oluline, kuid sama oluline on ka õige tarnija valimine. Alates tootmise täpsusest kuni kvaliteedikontrollini on iga protsessietapi täpne täitmine põhiline garantii, et andur 'ei vea teid alt' reaalses kasutuses.