A motoros helyzetérzékelő egy olyan eszköz, amely észleli a rotor (forgó rész) helyzetét a motorban az állórészhez viszonyítva (rögzített rész). A mechanikai helyzetet elektromos jelzé konvertálja a motorvezérlő általi használatához, hogy eldöntse, mikor váltja a motor jelenlegi irányát és szilárdságát, ezáltal szabályozva a motor forgási sebességét és nyomatékát.
Az új energia járművekben a motor pontos vezérlése közvetlenül kapcsolódik a jármű vezetési biztonságához és stabilitásához, valamint a helyzet pontos munkájához Az érzékelő feloldója biztosítja a motor helyes válaszát olyan kritikus pillanatokban, mint a vészfékezés, a gyorsulás vagy a kormányzás. Ez különösen fontos az állandó mágneses szinkronmotorok (PMSM) számára, amelyek nem rendelkeznek fizikai érintkezési kommutátorokkal, ezért az érzékelő által biztosított pozícióinformációkra támaszkodnak, hogy eldöntsék, mikor váltják az áram irányát és biztosítsák a motor zökkenőmentes működését.
Jelenleg kétféle motoros helyzetérzékelő létezik, amelyeket általában használnak az új energia járművekben, az örvényáram -érzékelőkben és a forgó transzformátorokban (forgóérzékelők).
01.
A különbség az örvénylő és az örvényáramok között alapelveikből fakad
Noha az örvényáram -érzékelők és a forgó transzformátorok jól teljesítik a motoros helyzet -észlelés követelményeit, különféle jelgenerációs gépek és jelfeldolgozási módszerek miatt, a különböző termék -alkalmazásokban különbségek mutatkoznak a különböző követelmények szerint.
A motoros helyzetérzékelő típusának megválasztásának más tényezőket is figyelembe kell vennie, mint például a költség, a pontossági követelmények, a környezeti alkalmazkodóképesség, a megbízhatóság és a rendszerintegráció komplexitása, amelyek szorosan kapcsolódnak az alapvető jelgenerációs és feldolgozási mechanizmushoz.
Vegyük példaként a leggyakrabban használt forgóérzékelőt, annak működési alapelve az elektromágneses indukció elvén alapul. A jelgenerálás elve az, hogy a motorvezérlő állandó frekvencia AC gerjesztési jelet biztosít a gerjesztő tekercshez (A tekercs), és ez a gerjesztési jel váltakozó mágneses mezőt generál a forgóérzékelő belsejében. Ahogy a forgórész forog, a gerjesztő tekercs által generált mágneses mezőt vágják, ami az AC feszültség indukcióját eredményezi a szinuszos tekercsben, valamint a koszinusz tekercsben. A két jel fáziskülönbségének és amplitúdójának mérésével a motoros forgács abszolút helyzetét és forgási irányát pontosan ki lehet számolni.
◎ A jelfeldolgozás során a motorvezérlő megkapja és elemzi a forgóérzékelő szinuszos és koszinusz jeleit, és kiszámítja a pontos szöginformációkat egy szoftver algoritmuson keresztül (általában a forgó kódoló elemző algoritmus). A jobb jelfeldolgozás elérése érdekében általában egy speciális dekódoló chipet kell alkalmazni, amelyet a motorvezérlőbe telepítenek, és természetesen szoftver dekódolással is elérhetők.
Ezért a forgási érzékelő specifikus alakjában általában izgalmas tekercsből (elsődleges tekercs, A tekercs A), két kimeneti tekercsből (B Sine tekercs és koszinusz tekercs C) és egy szabálytalan alakú fémrotorból áll. A forgórész koaxiális a motor forgórészével, és a motor forgása mellett forog.
Az örvényáram -érzékelő az elektromágneses indukciós elv segítségével továbbítja és fogadja az indukált AC jelet a megfelelő tekercskel az átviteli végén és a fogadó végén, hogy kiszámítsa a célkerék helyzetét. A célkerék rögzítve van a forgó tengelyen, és a forgórészgel együtt forog. A motor forgórész és az állórész relatív helyzetét a célkerék helyzetének észlelésével lehet mérni.
◎ A jelfeldolgozás szempontjából, amikor az örvényáram -érzékelő bekapcsol, az érzékelő továbbító tekercs izgalmas mágneses mezőt generál, és a céllemez követi a motort, hogy elforgatja és levágja az izgalmas mágneses mezőt, hogy a fogadó tekercs tekercses feszültséget generáljon, és az érzékelő modul demodulált és feldolgozott tekercses feszültséget kapjon. A forgóérzékelőtől eltérően az örvényáram -érzékelő jelfeldolgozó chipje integrálódik az érzékelőhöz, és a digitális jel közvetlenül adható ki.
Ezért az örvényáram -érzékelő általában számos célcseppből áll, amelyek megegyeznek a motor póluspárjainak számával. A tekercscsoport egy sebességváltó tekercsből és egy vevő tekercsből áll, amelyeket a motoros állórészen rögzítenek, és az örvényáram -érzékelőt általában közvetlenül a PCB -be rendezik, és a jelfeldolgozó chip integrálódik.
02.
A különböző alapelvek eltérő műszaki fókuszhoz vezetnek
Látható, hogy a forgásérzékelő és az örvényáram -érzékelő közötti fő különbségek elvileg gerjesztési módban, a jelgenerációs mechanizmusban és a jelfeldolgozás összetettségében rejlenek. A forgóérzékelő előnyei elsősorban a gerjesztési jel stabilitásában és a munkakörnyezet toleranciájában vannak, de a hátrányok az, hogy a motoros séma változásának befolyása nagyobb, és a platform kompatibilitása rossz. Az örvényáram-érzékelő előnye a magas szintű elektronizálás, a platform igényeinek és az erős anti-EMC-képességek igényeinek kielégítése. A hátrány az, hogy a környezeti tolerancia szempontjából kissé gyengébb, mint a forgóérzékelő, és a költségek magasabbak, mint a forgóérzékelő bizonyos jelenetekben.
A platform kompatibilitása először tükröződik a sebességszinten, a 'Energy megtakarítás és az új energiatechnológiai útiterv 2.0', amelyet a Kínai Autóipari Társaság készített, rámutatott, hogy 2025 -re a helyzetérzékelő maximális működési sebessége 20 000R/perc, és a dekódoló sávszélessége> 2,5 kHz. 2030 -ra a helyzetérzékelő maximális működési sebessége 25 000R/perc, a dekóder sávszélessége> 3,0 kHz. Látható, hogy a forgóérzékelőben nagy sebességgel vannak bizonyos kihívások.
Ennek oka az, hogy a forgóérzékelő gerjesztési frekvenciája szorosan kapcsolódik a tervezéskor figyelembe vett sebességállapothoz, és általában megfelel az aktuális sebességállapotnak. A sebesség növekedésével a pontos méréshez magasabb gerjesztés szükséges, ami megköveteli a forgóérzékelő tervezésének megváltoztatását.
Az örvényáram -érzékelőknek nincs ilyen problémája. Az Effie Automotive elmondta a NE Time -nak, hogy az örvényáram -érzékelő kialakítása jobban alkalmazkodik e nagy sebességű fejlesztési trendhez. A nagyfrekvenciás jelfeldolgozás széles körű támogatása, gyors válasza és jobb teljesítménye azt jelenti, hogy az örvényáram-érzékelők 'felfelé kompatibilisek lehetnek' a jövőbeli alkalmazásokhoz nagyobb sebességgel. Ezért a platformmegoldás jobban megvalósítható a különböző sebességgel rendelkező motoros termékekben. Valójában ez az egyik tényező, amelyet a jelenlegi motoros ügyfelek az Eddy Current Solutions -t választanak,
Ezenkívül az örvényáram-érzékelők, például a tengelytípus sokfélesége miatt a tengely vége hasonló, és a tengely O-típusú és C-típusúra osztható (néhányat teljes körnek és félkörnek is neveznek). Ezért viszonylag rugalmasabb az ügyfélmotor -tervezési rendszerek adaptálásában.
03.
A különböző alapelvek eltérő költségcsökkentési kihívásokhoz vezetnek
A forgóérzékelők költsége elsősorban anyagokból és hardverből származik, beleértve a mágneses anyagokat (például a szilícium acéllemezeket), a tekercseket és így tovább. Ezért az általános költségeket annak méretének megfelelően határozzák meg, általában annál nagyobb a méret, annál magasabb a költség.
Az örvényáram -érzékelő alapköltsége elsősorban az elektronikus alkatrészekben, a feldolgozási chipekben stb. Feltételez, az elektronikus alkatrészek költsége viszonylag rögzített, tehát az örvényáram -érzékelő alapköltsége nem növekszik lineárisan a méretével.
Ezért az örvényáram -érzékelők költségei alacsonyabbak, mint a nagyméretű alkalmazások forgóérzékelői. A kis méretű motoros sémákban azonban a forgóérzékelőknek bizonyos költségek előnyei vannak. Természetesen, amikor a konkrét alkalmazási sémáról van szó, mivel a forgóérzékelő jelfeldolgozó chipje gyakran nem szerepel a költségszámításban, a konkrét költség -összehasonlításnak is van néhány különbsége.
A jelenlegi költség -összehasonlítás mellett a jövőbeni költségcsökkentési területre is figyelni kell. Jelenleg, mivel a legtöbb örvényáram -érzékelő forgács külföldi vállalkozásokból származik, a költségek tovább csökkenthetők a háztartási chip -vállalkozások skálájának kibővítésével és érettségével a későbbi szakaszban. A forgóérzékelő csökkenő tere azonban viszonylag korlátozott.
Ezért, amikor a jövőbeli költségkövetelményekkel szembesülnek, az örvényáram -érzékelők nyilvánvalóan előnyösebbek. Az utóbbi években az Eddy Current Sensors piaci részesedése jelentősen megnőtt, és a hazai piacon a járművállalatok, beleértve a Geelyt és számos új erőt, választották az Eddy jelenlegi érzékelő rendszerét.
04.
Az örvény jelenlegi érzékelőiparának továbbra is növekednie kell
Noha az örvényáram -érzékelő alkalmazások népszerűsége növekszik, a leggyakoribb érzékelők továbbra is a forgóérzékelők, ideértve az értékesítési vezetők BYD -t és a Tesla -t. Ennek oka az, hogy egyrészt az örvényáram -érzékelőket későn alkalmazzák az autóipari mezőben, másrészt pedig nem sok olyan beszállító képes biztosítani az örvényáram -érzékelőket, és néhány olyan vállalat, mint az Effie és a Sensata, az iparágban biztosíthatja őket.
Az örvényáram -érzékelők esetében három fő kihívás van:
Valójában az örvényáram -érzékelőket alkalmazták az ipari területen, de az autóipari területen az első dolog, amelyet meg kell felelni, a járműmérés szintjének követelményei, különösen a funkcionális biztonság követelményei. Vegyük példaként az Effie Automobile -t az örvényáram -érzékelő stabil alkalmazásának biztosítása érdekében, a fejlesztési folyamat szigorúan az ISO26262 folyamatnak megfelelően a funkcionális biztonsági szint követelményeinek biztosítása érdekében.
◎ A chip kihívásának, a chipnek nemcsak a funkcionális követelményeknek kell megfelelnie, hanem az autómérő szintjének is. Eddy-áram-érzékelő vállalkozásként a chip-ellenőrzési szabványt kell létrehozni a chip elérhetőségének értékeléséhez, amely szintén döntő jelentőségű a háztartási chipek későbbi alkalmazásához. Az Effie Automotive teljes ellenőrzési folyamatának létrehozása érdekében a globális chipgyártókkal folytatott együttműködés során kiderítette, hogy a háztartási chipek bevezetését természetesen megtervezték, természetesen az előfeltétel, hogy megfeleljen a szabványoknak.
Megbízhatósági kihívások, az örvényáram -érzékelő a telepítési helyzet miatt a munkavállalási folyamat hajlamos a motor termikus sokkjára, a hűtőolaj -porlasztásra és más kihívásokra, ami különösen nagyobb a chipnél. Az Effie Automotive megoldása az, hogy ragasztókezelést alkalmazzon a chip helyére, miközben növeli maga a chip hőmérsékleti követelményeit. A környezethez való alkalmazkodóképesség javítása és a megbízhatóság javítása.
A jövőben még ismeretlen, hogy az örvényáram teljes mértékben helyettesíti a forgóérzékelőt. A forgóérzékelőknek megvannak a saját termékfrissítési útja is, hogy megbirkózzanak a motor új igényeivel. Az örvényáram -érzékelők növekedési lendülete azonban gyorsabb, mint a forgóérzékelőké, és természetesen az örvényáram -érzékelők alapja alacsony.
