Senzor položaja motora je uređaj koji otkriva položaj rotora (rotirajući dio) u motoru u odnosu na stator (fiksni dio). Pretvara mehanički položaj u električni signal za upotrebu pomoću regulatora motora kako bi odlučio kada prebaciti struju struje i čvrstoće motora, čime se kontrolira brzina rotacije i okretni moment motora.
U novim energetskim vozilima precizna kontrola motora izravno je povezana sa sigurnošću vožnje i stabilnošću vozila i točnim radom položaja Resolver senzora može osigurati ispravan odgovor motora u kritičnim trenucima kao što su kočenje u hitnim slučajevima, ubrzanje ili upravljanje. To je posebno važno za trajne sinkrone motore magneta (PMSM), koji nemaju fizičke kontaktne komutatore i stoga se oslanjaju na podatke o položaju koje senzor dao za odlučivanje kada prebaciti smjer struje i osigurati nesmetan rad motora.
Trenutno postoje dvije vrste senzora položaja motora koji se obično koriste u novim energetskim vozilima, senzorima vrtložne struje i rotacijskim transformatorima (rotacijski senzori).
01.
Razlika između vrtloga i vrtložnih struja proizlazi iz njihovog osnovnog principa
Iako senzori vrtložne struje i rotacijski transformatori mogu dobro ispuniti zahtjeve za otkrivanje položaja motora, zbog različitih strojeva za proizvodnju signala i metoda obrade signala, postojat će razlike u specifičnim aplikacijama proizvoda prema različitim zahtjevima.
Izbor vrste senzora motoričkog položaja također mora razmotriti druge čimbenike, kao što su troškovi, zahtjevi za točnošću, prilagodljivost okoliša, pouzdanost i složenost integracije sustava, koji su usko povezani s osnovnim mehanizmom za stvaranje i obradu signala.
Uzmite najčešće korišteni rotacijski senzor kao primjer, njegov princip rada temelji se na principu elektromagnetske indukcije. Princip stvaranja signala je da motorički regulator daje konstantnu frekvencijsku izmjeničnu ekscitaciju signala za zavojnicu pobude (zavojnica A), a ovaj ekscitacijski signal stvara izmjenično magnetsko polje unutar rotacijskog senzora. Kako se rotor okreće, magnetsko polje generirano zavojnicama pobuda je reženo, što rezultira indukcijom izmjeničnog napona u sinusoidnoj zavojnici B i kosinuvoj zavojnici C. Mjerenjem fazne razlike i amplitude ova dva signala, apsolutni položaj i smjer rotacije motornog rotova mogu se izračunati.
◎ U obradi signala, kontroler motora prima i analizira sinusne i kosinusne signale rotacijskog senzora i izračunava precizne informacije o kutu kroz softverski algoritam (obično algoritam analize rotacijskog kodera). Da bi se postigla bolja obrada signala, obično je potrebno primijeniti poseban čip za dekodiranje, koji je instaliran u kontroler motora, i naravno, može se postići i dekodiranjem softvera.
Stoga se u specifičnom obliku rotacijskog senzora obično sastoji od uzbudljive zavojnice (primarna zavojnica, zavojnica A), dvije izlazne zavojnice (sine zavojnica B i kosinus C) i nepravilno oblikovanog rotora metala. Rotor je koaksijalan s rotorom motora i okreće se rotacijom motora.
Senzor vrtložne struje koristi elektromagnetsko načelo indukcije za prijenos i primanje induciranog izmjeničnog signala s odgovarajućim zavojnicama na kraju prijenosa i na kraju prijema, tako da izračunava položaj ciljnog kotača. Ciljni kotač je pričvršten na rotirajućoj osovini i okreće se zajedno s rotorom. Relativni položaj motornog rotora i statora može se mjeriti otkrivanjem položaja ciljnog kotača.
◎ U smislu obrade signala, kada se uključen senzor vrtložne struje, zavojnica koja prijeti senzor stvara uzbudljivo magnetsko polje, a ciljna ploča slijedi motor za rotiranje i rezanje uzbudljivog magnetskog polja, tako da prijemni zavojnica generira napon zavojnice, a modul senzora koji je demodiran i prerađen napon za zavojnica. Različit od rotacijskog senzora, čip za obradu signala senzora vrtložne struje integriran je sa senzorom, a digitalni signal može se izravno izvesti.
Stoga se senzor vrtložne struje obično sastoji od niza ciljnih režnja koji odgovaraju broju motora motora. Skupina zavojnice sastoji se od zavojnice za prijenos i prijemne zavojnice, koji su fiksirani na motornom statoru, a senzor vrtložne struje obično je raspoređen izravno u PCB -u, a čip za obradu signala je integriran.
02.
Različiti principi dovode do različitog tehničkog fokusa
Može se vidjeti da glavne razlike između rotacijskog senzora i senzora vrtložne struje u principu leže u načinu pobude, mehanizmu stvaranja signala i složenosti obrade signala. Prednosti rotacijskog senzora uglavnom su u stabilnosti signala pobude i tolerancije radnog okruženja, ali nedostaci su u tome što je utjecaj promjene motoričke sheme veći, a kompatibilnost platforme loša. Prednost senzora vrtložne struje je njegov visoki stupanj elektronizacije, lako zadovoljava potrebe platforme i snažna anti-EMC sposobnost. Nedostatak je u tome što je nešto slabiji od rotacijskog senzora u pogledu tolerancije na okoliš, a trošak je veći od rotacijskog senzora u nekim scenama.
Kompatibilnost platforme prvo se odražava na razini brzine, 'Ušteda energije i nove tehnologije energetskog vozila mape 2,0 ' koje je pripremilo Kinesko društvo za automobilski inženjering ukazalo je da je do 2025. maksimalna radna brzina senzora položaja 20 000R/min, a dekoder je> 2,5 khz. Do 2030. maksimalna radna brzina senzora položaja je 25.000R/min, a širina pojasa dekodera je> 3,0kHz. Može se vidjeti da postoje određeni izazovi u rotacijskom senzoru pri velikoj brzini.
To je zato što je frekvencija pobuđenja rotacijskog senzora usko povezana sa stanjem brzine koja se razmatra kada je dizajniran i obično odgovara stanju trenutne brzine. Kako se brzina povećava, za precizno mjerenje potrebna je veća učestalost pobude, što zahtijeva promjenu dizajna rotacijskog senzora.
Senzori trenutne struje nemaju ovaj problem. Effie Automotive rekao je za NE Time da se dizajn Eddy struje senzora može bolje prilagoditi razvojnom trendu ove velike brzine. Njegov širok raspon podrške, brzog odgovora i boljih performansi u visokofrekventnoj obradi signala znače da senzori vrtložne struje mogu biti 'prema gore kompatibilni ' za buduće aplikacije pri većim brzinama. Stoga se rješenje platforme može bolje ostvariti u motornim proizvodima s različitim brzinama. U stvari, ovo je jedan od čimbenika koji trenutni kupci motora biraju Eddy Current Solutions,
Pored toga, zbog raznolikosti senzora vrtložne struje, poput tipa osovine, kraj osovine je sličan, a osovina se može podijeliti u O-tip i C (neki se nazivaju i puni krug i polukrug). Stoga je relativno fleksibilniji u prilagođavanju shema dizajna motora kupaca.
03.
Različiti principi dovode do različitih izazova smanjenja troškova
Trošak rotacijskih senzora uglavnom dolazi od materijala i hardvera, uključujući magnetske materijale (poput silikonskih čeličnih listova), zavojnica i tako dalje. Stoga se ukupni trošak određuje prema njegovoj veličini, što je obično veća veličina, to je veći trošak.
Temeljni trošak senzora vrtložne struje uglavnom leži u njegovim elektroničkim komponentama, čipovima za obradu itd., Trošak elektroničkih dijelova je relativno fiksan, tako da se osnovni trošak senzora vrtložne struje ne povećava linearno s veličinom.
Stoga su troškovi senzora vrtložne struje niži od rotacijskih senzora za velike primjene. Međutim, u motoričkim shemama male veličine, rotacijski senzori imaju određene troškovne prednosti. Naravno, kada je u pitanju specifična shema primjene, jer čip za obradu signala rotacijskog senzora često nije uključen u izračun troškova, specifična usporedba troškova također ima neke razlike.
Pored trenutne usporedbe troškova, također je potrebno obratiti pažnju na budući prostor smanjenja troškova. Trenutno, budući da većina čipova senzora struje dolazi iz stranih poduzeća, trošak se može dodatno smanjiti širenjem ljestvice i zrelošću domaćih čipskih poduzeća u kasnijoj fazi. Međutim, silazni prostor rotacijskog senzora je relativno ograničen.
Stoga, kada se suočavaju s budućim zahtjevima troškova, vrtložni senzori očito su povoljniji. Posljednjih godina, tržišni udio Eddy Current Sensors značajno je porastao, a na domaćem tržištu tvrtke za vozila, uključujući Geely i brojne nove snage, odabrale su shemu senzora Eddy Current.
04.
Industrija senzora za vrtlogu još uvijek treba rasti
Iako se popularnost aplikacija senzora struje vrtložnih struja povećava, najčešći senzori su i dalje rotacijski senzori, uključujući prodajne lidere BYD i Tesla. Razlog za to je taj što se s jedne strane senzori vrtložnih struja primjenjuju kasno u automobilsko polje, a s druge strane, nema mnogo dobavljača koji mogu pružiti vrtložne trenutne senzore, a nekoliko tvrtki poput Effie i Sensata može ih opskrbiti u industriji.
Za vrtložne senzore postoje tri glavna izazova:
U stvari, senzori vrtložnih struja primijenjeni su u industrijskom polju, ali u automobilskom polju, prvo što je potrebno ispuniti su zahtjevi razine mjerača vozila, posebno zahtjevi funkcionalne sigurnosti. Uzmite Effie Automobile kao primjer, kako bi se osigurala stabilna primjena senzora vrtložne struje, proces razvoja je strogo u skladu s postupkom ISO26262 kako bi se osigurali zahtjevi funkcionalne razine sigurnosti.
◎ Izazov čipa, čip mora ne samo da ispunjava funkcionalne zahtjeve, već i zadovoljava razinu mjerača automobila. Kao poduzeće s vrtložnim strujama, potrebno je uspostaviti standard za provjeru čipa kako bi se procijenila dostupnost čipa, što je također presudno za naknadnu primjenu domaćih čipova. Kroz godine suradnje s globalnim proizvođačima čipova kako bi uspostavio cjelovit postupak provjere, Effie Automotive otkrio je da je uvođenje domaćih čipova planirano, naravno, pretpostavka da ispunjava standarde.
Izazovi pouzdanosti, senzor vrtložne struje Zbog položaja ugradnje, radni proces sklon je toplinskom udaru u motoru, rashladnom rashladnom ulju i drugim izazovima, što je posebno veće za čip. Rješenje Effie Automotive je primjena ljepljivog tretmana na mjesto čipa, istovremeno povećanje temperaturnih zahtjeva samog čipa. Poboljšati prilagodljivost okolišu i poboljšati pouzdanost.
Ubuduće, može li vrtložna struja u potpunosti zamijeniti rotacijski senzor još uvijek nije poznato. Rotacijski senzori također imaju vlastiti put nadogradnje proizvoda kako bi se nosili s novim potrebama motora. Međutim, zamah rasta senzora vrtložne struje je brži od onog rotacijskih senzora, i naravno, baza senzora vrtložne struje je niska.
