Le capteur de position du moteur est un dispositif qui détecte la position du rotor (partie rotative) dans le moteur par rapport au stator (pièce fixe). Il convertit la position mécanique en un signal électrique à utiliser par le contrôleur du moteur afin de décider quand changer la direction et la résistance du courant du moteur, contrôlant ainsi la vitesse et le couple de rotation du moteur.
Dans de nouveaux véhicules énergétiques, le contrôle précis du moteur est directement lié à la sécurité et à la stabilité du véhicule et au travail précis de la position Le résolveur de capteurs peut assurer la réponse correcte du moteur à des moments critiques tels que le freinage d'urgence, l'accélération ou la direction. Ceci est particulièrement important pour les moteurs synchrones de l'aimant permanent (PMSM), qui n'ont pas de commutateurs de contact physique et s'appuient donc sur les informations de position fournies par le capteur pour décider quand changer la direction du courant et assurer un fonctionnement fluide du moteur.
À l'heure actuelle, il existe deux types de capteurs de position moteur couramment utilisés dans les nouveaux véhicules énergétiques, les capteurs de courant de Foucault et les transformateurs rotatifs (capteurs rotatifs).
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La différence entre les courants tourbillonnants et les courants de Foucault découle de leur principe de base
Bien que les capteurs de courant de Foucault et les transformateurs rotatifs puissent bien répondre aux exigences de détection de position du moteur, en raison de leurs différentes machines de génération de signaux et de leurs méthodes de traitement du signal, il y aura des différences dans des applications de produits spécifiques en fonction des différentes exigences.
Le choix du type de capteur de position moteur doit également prendre en compte d'autres facteurs, tels que le coût, les exigences de précision, l'adaptabilité environnementale, la fiabilité et la complexité d'intégration du système, qui sont étroitement liées au mécanisme de génération et de traitement de base de base.
Prenons l'exemple du capteur rotatif le plus couramment utilisé, son principe de travail est basé sur le principe de l'induction électromagnétique. Le principe de la génération de signaux est que le contrôleur de moteur fournit un signal d'excitation AC de fréquence constante à la bobine d'excitation (bobine A), et ce signal d'excitation génère un champ magnétique alternatif à l'intérieur du capteur rotatif. Au fur et à mesure que le rotor tourne, le champ magnétique généré par la bobine d'excitation est coupé, entraînant l'induction de la tension de courant alternatif dans la bobine sinusoïdale B et la bobine cosinus C. En mesurant la différence de phase et l'amplitude de ces deux signaux, la position absolue et la direction de rotation du rotor moteur peuvent être calculées avec précision.
◎ Dans le traitement du signal, le contrôleur de moteur reçoit et analyse les signaux sinus et cosinus du capteur rotatif et calcule les informations d'angle précise via un algorithme logiciel (généralement l'algorithme d'analyse du codeur rotatif). Afin d'obtenir un meilleur traitement du signal, il est généralement nécessaire d'appliquer une puce de décodage spéciale, qui est installée dans le contrôleur de moteur, et bien sûr, il peut également être réalisé par décodage du logiciel.
Par conséquent, dans la forme spécifique du capteur de rotation, il est généralement composé d'une bobine excitante (bobine primaire, bobine A), de deux bobines de sortie (bobine de sinus B et bobine de cosinus C) et un rotor métallique de forme irrégulière. Le rotor est coaxial avec le rotor du moteur et tourne avec la rotation du moteur.
Le capteur de courant de Foucault utilise le principe d'induction électromagnétique pour transmettre et recevoir le signal AC induit avec la bobine correspondante à l'extrémité de transmission et l'extrémité de réception, afin de calculer la position de la roue cible. La roue cible est fixée sur l'arbre rotatif et tourne avec le rotor. La position relative du rotor de moteur et du stator peut être mesurée en détectant la position de la roue cible.
◎ En termes de traitement du signal, lorsque le capteur de courant de Foucault est allumé, la bobine de transmission du capteur génère un champ magnétique passionnant, et la plaque cible suit le moteur pour tourner et couper le champ magnétique passionnant, de sorte que la bobine de réception génère la tension de la bobine, et la module de sensor démodulé et traité le tension de la bobine traitée pour obtenir le signal de tension de la position correspondante. Différent du capteur rotatif, la puce de traitement du signal du capteur de courant de Foucault est intégrée au capteur et le signal numérique peut être sorti directement.
Par conséquent, le capteur de courant de Foucault se compose généralement d'un certain nombre de lobes cibles correspondant au nombre de paires de pôles du moteur. Le groupe de bobines se compose d'une bobine de transmission et d'une bobine de réception, qui sont fixées sur le stator du moteur, et le capteur de courant de Foucault est généralement disposé directement dans le PCB, et la puce de traitement du signal est intégrée.
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Différents principes mènent à une orientation technique différente
On peut voir que les principales différences entre le capteur de rotation et le capteur de courant de Foucault en principe se trouvent en mode d'excitation, le mécanisme de génération de signal et la complexité du traitement du signal. Les avantages du capteur rotatif sont principalement dans la stabilité du signal d'excitation et la tolérance de l'environnement de travail, mais les inconvénients sont que l'influence du changement du schéma moteur est plus grande et que la compatibilité de la plate-forme est mauvaise. L'avantage du capteur de courant de Foucault est son haut degré d'électronisation, facile à répondre aux besoins de la plate-forme et à une forte capacité anti-EMC. L'inconvénient est qu'il est légèrement plus faible que le capteur rotatif en termes de tolérance environnementale, et le coût est plus élevé que le capteur rotatif dans certaines scènes.
La compatibilité des plates-formes se reflète d'abord dans le niveau de vitesse, la feuille de route 'd'énergie et la technologie de la technologie des véhicules énergétiques 2.0 ' préparée par la China Society of Automotive Engineering a souligné qu'en 2025, la vitesse de travail maximale du capteur de position est de 20 000r / min, et la bande passante du décodeur est> 2,5 kHz. D'ici 2030, la vitesse de travail maximale du capteur de position est de 25 000r / min, et la bande passante du décodeur est> 3,0 kHz. On peut voir qu'il existe certains défis dans le capteur rotatif à grande vitesse.
En effet, la fréquence d'excitation du capteur rotatif est étroitement liée à l'état de vitesse considéré lorsqu'il est conçu, et correspond généralement à l'état de vitesse actuel. À mesure que la vitesse augmente, une fréquence d'excitation plus élevée est nécessaire pour une mesure précise, ce qui nécessite un changement dans la conception du capteur rotatif.
Les capteurs de courant Eddy n'ont pas ce problème. Effie Automotive a déclaré à NE Time que la conception du capteur de courant de Foucault peut mieux s'adapter à la tendance de développement de cette vitesse élevée. Son large éventail de support, une réponse rapide et de meilleures performances dans le traitement du signal à haute fréquence signifient que les capteurs de courant de Foucault peuvent être 'compatibles à la hausse ' pour les applications futures à des vitesses plus élevées. Par conséquent, la solution de plate-forme peut être mieux réalisée dans les produits moteurs à différentes vitesses. En fait, c'est l'un des facteurs que les clients moteurs actuels choisissent les solutions actuelles d'Eddy,
De plus, en raison de la variété des capteurs de courant de Foucault, tels que le type d'arbre, l'extrémité de l'arbre est similaire et l'arbre peut être divisé en type O et type C (certains sont également appelés cercle complet et semi-cercle). Par conséquent, il est relativement plus flexible dans l'adaptation des schémas de conception du moteur client.
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Différents principes entraînent des défis de réduction des coûts différents
Le coût des capteurs rotatifs provient principalement des matériaux et du matériel, y compris les matériaux magnétiques (tels que les feuilles d'acier en silicium), les bobines, etc. Par conséquent, le coût global est déterminé en fonction de sa taille, généralement plus la taille est grande, plus le coût est élevé.
Le coût central du capteur de courant de Foucault réside principalement dans ses composants électroniques, ses puces de traitement, etc., le coût des pièces électroniques est relativement fixe, de sorte que le coût central du capteur de courant de Foucault n'augmente pas linéairement la taille.
Par conséquent, le coût des capteurs de courant de Foucault est inférieur à celui des capteurs rotatifs pour les applications à grande échelle. Cependant, dans les schémas moteurs de petite taille, les capteurs rotatifs présentent certains avantages des coûts. Bien sûr, en ce qui concerne le schéma d'application spécifique, car la puce de traitement du signal du capteur rotatif n'est souvent pas incluse dans le calcul des coûts, la comparaison spécifique des coûts a également quelques différences.
En plus de la comparaison actuelle des coûts, il est également nécessaire de faire attention à l'espace de réduction des coûts futurs. À l'heure actuelle, comme la plupart des puces de capteurs de courant de Foucault proviennent d'entreprises étrangères, le coût peut être encore réduit avec l'expansion de l'échelle et la maturité des entreprises de puces nationales au stade ultérieur. Cependant, l'espace descendant du capteur rotatif est relativement limité.
Par conséquent, lorsqu'ils sont confrontés à des besoins en coûts futurs, les capteurs de courant Eddy sont évidemment plus avantageux. Ces dernières années, la part de marché des capteurs actuels Eddy a considérablement augmenté et sur le marché intérieur, les sociétés de véhicules, y compris Geely et un certain nombre de nouvelles forces, ont choisi le système de capteurs actuels Eddy.
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L'industrie des capteurs actuels de Fouest doit encore se développer
Bien que la popularité des applications de capteurs de courant de Foucault augmente, les capteurs les plus courants sont toujours des capteurs rotatifs, y compris les leaders commerciaux BYD et Tesla. La raison en est que, d'une part, les capteurs de courant de Foucault sont appliqués tard dans le champ automobile, et d'autre part, il n'y a pas beaucoup de fournisseurs qui peuvent fournir des capteurs de courant Eddy, et quelques sociétés telles qu'Effie et Sensata peuvent les fournir dans l'industrie.
Pour les capteurs de courant Eddy, il y a trois défis principaux:
En fait, les capteurs de courant de Foucault ont été appliqués dans le domaine industriel, mais dans le champ automobile, la première chose qui doit être satisfaite est les exigences du niveau de jauge du véhicule, en particulier les exigences de la sécurité fonctionnelle. Prenez Effie Automobile à titre d'exemple, afin de garantir l'application stable du capteur de courant de Foucault, le processus de développement est strictement conforme au processus ISO26262 pour garantir les exigences du niveau de sécurité fonctionnelle.
◎ Le défi de la puce, la puce doit non seulement répondre aux exigences fonctionnelles, mais également répondre au niveau de la jauge de voiture. En tant qu'entreprise de capteur à courant d'EDDY, il est nécessaire d'établir une norme de vérification des puces pour évaluer la disponibilité de la puce, qui est également cruciale pour l'application ultérieure des puces domestiques. Au cours des années de coopération avec les fabricants mondiaux de puces pour établir un processus de vérification complet, Effie Automotive a révélé que l'introduction de puces nationales a été planifiée, bien sûr, la prémisse est de respecter les normes.
Défis de fiabilité, capteur de courant de Foucault En raison de la position d'installation, le processus de travail est sujet à un choc thermique dans le moteur, à la pulvérisation d'huile de refroidissement et à d'autres défis, ce qui est particulièrement plus important pour la puce. La solution d'Effie Automotive consiste à appliquer un traitement adhésif à l'emplacement de la puce, tout en augmentant les exigences de température de la puce elle-même. Pour améliorer l'adaptabilité à l'environnement et améliorer la fiabilité.
À l'avenir, si le courant de Foucault peut complètement remplacer le capteur rotatif est toujours inconnu. Les capteurs rotatifs ont également leur propre chemin de mise à niveau de produit pour faire face aux nouveaux besoins du moteur. Cependant, l'élan de croissance des capteurs de courant de Foucault est plus rapide que celui des capteurs rotatifs, et bien sûr, la base des capteurs de courant de Foucault est faible.
