Sensor posisi motor adalah perangkat yang mendeteksi posisi rotor (bagian berputar) di motor relatif terhadap stator (bagian tetap). Ini mengubah posisi mekanis menjadi sinyal listrik untuk digunakan oleh pengontrol motor untuk memutuskan kapan harus mengganti arah dan kekuatan motor saat ini, sehingga mengendalikan kecepatan dan torsi rotasi motor.
Pada kendaraan energi baru, kontrol motor yang tepat terkait langsung dengan keselamatan berkendara dan stabilitas kendaraan, dan pekerjaan posisi yang akurat Sensor Resolver dapat memastikan respons motor yang benar pada saat -saat kritis seperti pengereman darurat, akselerasi atau kemudi. Ini sangat penting untuk motor sinkron magnet permanen (PMSM), yang tidak memiliki komutator kontak fisik dan karenanya mengandalkan informasi posisi yang disediakan oleh sensor untuk memutuskan kapan harus mengganti arah arus dan memastikan kelancaran operasi motor.
Saat ini, ada dua jenis sensor posisi motor yang biasa digunakan pada kendaraan energi baru, sensor arus eddy dan transformator putar (sensor putar).
01.
Perbedaan antara arus berputar dan eddy berasal dari prinsip dasarnya
Meskipun sensor eddy arus dan transformer putar dapat memenuhi persyaratan deteksi posisi motor, karena berbagai mesin pembuatan sinyal dan metode pemrosesan sinyal, akan ada perbedaan dalam aplikasi produk tertentu sesuai dengan persyaratan yang berbeda.
Pilihan jenis sensor posisi motor juga perlu mempertimbangkan faktor -faktor lain, seperti biaya, persyaratan akurasi, kemampuan beradaptasi lingkungan, keandalan, dan kompleksitas integrasi sistem, yang terkait erat dengan pembuatan sinyal dasar dan mekanisme pemrosesan.
Ambil sensor putar yang paling umum digunakan sebagai contoh, prinsip kerjanya didasarkan pada prinsip induksi elektromagnetik. Prinsip pembuatan sinyal adalah bahwa pengontrol motor menyediakan sinyal eksitasi AC frekuensi konstan ke koil eksitasi (koil A), dan sinyal eksitasi ini menghasilkan medan magnet bergantian di dalam sensor putar. Ketika rotor berputar, medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan eksitasi dipotong, menghasilkan induksi tegangan AC dalam koil sinusoidal B dan kumparan kosinus C. Dengan mengukur perbedaan fase dan amplitudo dari dua sinyal ini, posisi absolut dan arah rotasi rotor motor dapat dihitung secara akurat.
◎ Dalam pemrosesan sinyal, pengontrol motor menerima dan menganalisis sinyal sinus dan cosinus dari sensor putar, dan menghitung informasi sudut yang tepat melalui algoritma perangkat lunak (biasanya algoritma analisis enkoder putar). Untuk mencapai pemrosesan sinyal yang lebih baik, biasanya perlu menerapkan chip decoding khusus, yang dipasang di pengontrol motor, dan tentu saja, itu juga dapat dicapai dengan decoding perangkat lunak.
Oleh karena itu, dalam bentuk spesifik sensor rotasi, biasanya terdiri dari koil yang menarik (kumparan primer, koil A), dua kumparan output (koil sinus B dan koil cosinus C) dan rotor logam berbentuk tidak teratur. Rotor adalah koaksial dengan rotor motor dan berputar dengan rotasi motor.
Sensor arus eddy menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk mentransmisikan dan menerima sinyal AC yang diinduksi dengan koil yang sesuai di ujung transmisi dan ujung penerima, sehingga dapat menghitung posisi roda target. Roda target dipasang pada poros berputar dan berputar bersama dengan rotor. Posisi relatif rotor motor dan stator dapat diukur dengan mendeteksi posisi roda target.
◎ Dalam hal pemrosesan sinyal, ketika sensor arus eddy dinyalakan, koil transmisi sensor menghasilkan medan magnet yang menarik, dan pelat target mengikuti motor untuk memutar dan memotong medan magnet yang menarik, sehingga koil penerima menghasilkan tegangan koil, dan modul sensor yang didemodulasi dan diproses tegangan coil untuk mendapatkan voltase voltase. Berbeda dari sensor putar, chip pemrosesan sinyal dari sensor arus eddy diintegrasikan dengan sensor, dan sinyal digital dapat di -output secara langsung.
Oleh karena itu, sensor arus eddy biasanya terdiri dari sejumlah lobus target yang sesuai dengan jumlah pasangan tiang motor. Grup kumparan terdiri dari koil transmisi dan koil penerima, yang ditetapkan pada stator motor, dan sensor arus eddy biasanya disusun langsung di PCB, dan chip pemrosesan sinyal terintegrasi.
02.
Prinsip yang berbeda mengarah pada fokus teknis yang berbeda
Dapat dilihat bahwa perbedaan utama antara sensor rotasi dan sensor arus eddy pada prinsipnya terletak pada mode eksitasi, mekanisme pembuatan sinyal dan kompleksitas pemrosesan sinyal. Keuntungan dari sensor putar terutama dalam stabilitas sinyal eksitasi dan toleransi lingkungan kerja, tetapi kerugiannya adalah bahwa pengaruh perubahan skema motor lebih besar, dan kompatibilitas platform buruk. Keuntungan dari sensor eddy arus adalah tingkat elektronisasi yang tinggi, mudah memenuhi kebutuhan platform, dan kemampuan anti-EMC yang kuat. Kerugiannya adalah bahwa ia sedikit lebih lemah daripada sensor putar dalam hal toleransi lingkungan, dan biayanya lebih tinggi daripada sensor putar dalam beberapa adegan.
Kompatibilitas platform pertama kali tercermin dalam tingkat kecepatan, 'hemat energi dan roadmap teknologi kendaraan energi baru 2.0 ' yang disiapkan oleh China Society of Automotive Engineering menunjukkan bahwa pada tahun 2025, kecepatan kerja maksimum sensor posisi adalah 20.000r/menit, dan bandwidth decoder adalah> 2.5kHz. Pada tahun 2030, kecepatan kerja maksimum sensor posisi adalah 25.000r/menit, dan bandwidth decoder adalah> 3.0kHz. Dapat dilihat bahwa ada tantangan tertentu dalam sensor putar dengan kecepatan tinggi.
Ini karena frekuensi eksitasi sensor putar terkait erat dengan keadaan kecepatan yang dipertimbangkan ketika dirancang, dan biasanya cocok dengan keadaan kecepatan saat ini. Ketika kecepatan meningkat, frekuensi eksitasi yang lebih tinggi diperlukan untuk pengukuran yang akurat, yang membutuhkan perubahan dalam desain sensor putar.
Sensor eddy arus tidak memiliki masalah ini. Effie Automotive mengatakan kepada NE Time bahwa desain sensor eddy arus dapat dengan lebih baik beradaptasi dengan tren pengembangan kecepatan tinggi ini. Berbagai dukungannya, respons cepat, dan kinerja yang lebih baik dalam pemrosesan sinyal frekuensi tinggi berarti bahwa sensor arus eddy dapat menjadi 'kompatibel ke atas' untuk aplikasi di masa depan pada kecepatan yang lebih tinggi. Oleh karena itu, solusi platform dapat direalisasikan dengan lebih baik dalam produk motor dengan kecepatan yang berbeda. Bahkan, ini adalah salah satu faktor yang dipilih pelanggan motor saat ini, solusi Eddy saat ini,
Selain itu, karena variasi sensor arus eddy, seperti jenis poros, ujung poros serupa, dan poros dapat dibagi menjadi tipe-o dan tipe-C (beberapa juga disebut lingkaran penuh dan setengah lingkaran). Oleh karena itu, relatif lebih fleksibel dalam mengadaptasi skema desain motor pelanggan.
03.
Prinsip yang berbeda mengarah pada tantangan pengurangan biaya yang berbeda
Biaya sensor putar terutama berasal dari bahan dan perangkat keras, termasuk bahan magnetik (seperti lembaran baja silikon), gulungan, dan sebagainya. Oleh karena itu, biaya keseluruhan ditentukan sesuai dengan ukurannya, biasanya semakin besar ukurannya, semakin tinggi biayanya.
Biaya inti sensor arus eddy terutama terletak pada komponen elektroniknya, chip pemrosesan, dll., Biaya bagian elektronik relatif tetap, sehingga biaya inti sensor arus eddy tidak meningkat secara linear dengan ukurannya.
Oleh karena itu, biaya sensor arus eddy lebih rendah dari sensor putar untuk aplikasi skala besar. Namun, dalam skema motor ukuran kecil, sensor putar memiliki keunggulan biaya tertentu. Tentu saja, ketika datang ke skema aplikasi spesifik, karena chip pemrosesan sinyal dari sensor putar sering tidak termasuk dalam perhitungan biaya, perbandingan biaya spesifik juga memiliki beberapa perbedaan.
Selain perbandingan biaya saat ini, juga perlu untuk memperhatikan ruang pengurangan biaya di masa depan. Saat ini, karena sebagian besar chip sensor eddy arus berasal dari perusahaan asing, biaya dapat dikurangi lebih lanjut dengan perluasan skala dan kematangan perusahaan chip domestik pada tahap selanjutnya. Namun, ruang menurun dari sensor putar relatif terbatas.
Oleh karena itu, ketika menghadapi persyaratan biaya di masa depan, sensor eddy arus jelas lebih menguntungkan. Dalam beberapa tahun terakhir, pangsa pasar sensor eddy arus telah meningkat secara signifikan, dan di pasar domestik, perusahaan kendaraan, termasuk Geely dan sejumlah kekuatan baru, telah memilih skema sensor eddy saat ini.
04.
Industri sensor eddy arus masih perlu tumbuh
Meskipun popularitas aplikasi sensor eddy arus meningkat, sensor yang paling umum adalah sensor rotary, termasuk pemimpin penjualan BYD dan Tesla. Alasan untuk ini adalah bahwa, di satu sisi, sensor eddy arus diterapkan terlambat di bidang otomotif, dan di sisi lain, tidak ada banyak pemasok yang dapat memberikan sensor eddy arus, dan beberapa perusahaan seperti Effie dan Sensata dapat memasoknya di industri.
Untuk sensor eddy arus, ada tiga tantangan utama:
Faktanya, sensor eddy arus telah diterapkan di bidang industri, tetapi di bidang otomotif, hal pertama yang perlu dipenuhi adalah persyaratan tingkat pengukur kendaraan, terutama persyaratan keselamatan fungsional. Ambil Effie Automobile sebagai contoh, untuk memastikan aplikasi stabil dari sensor arus eddy, proses pengembangan secara ketat sesuai dengan proses ISO26262 untuk memastikan persyaratan tingkat keamanan fungsional.
◎ Tantangan chip, chip tidak hanya harus memenuhi persyaratan fungsional, tetapi juga memenuhi tingkat pengukur mobil. Sebagai perusahaan sensor eddy-current, perlu untuk menetapkan standar verifikasi chip untuk mengevaluasi ketersediaan chip, yang juga penting untuk penerapan chip domestik selanjutnya. Melalui kerja sama bertahun -tahun dengan produsen chip global untuk membangun proses verifikasi yang lengkap, Effie Automotive mengungkapkan bahwa pengenalan chip domestik telah direncanakan, tentu saja, premisnya adalah untuk memenuhi standar.
Tantangan keandalan, sensor arus eddy karena posisi pemasangan, proses kerja rentan terhadap guncangan termal pada motor, sputtering oli pendingin dan tantangan lainnya, yang terutama lebih besar untuk chip. Solusi Effie Automotive adalah menerapkan perawatan perekat ke lokasi chip, sambil meningkatkan persyaratan suhu chip itu sendiri. Untuk meningkatkan kemampuan beradaptasi dengan lingkungan dan meningkatkan keandalan.
Di masa depan, apakah arus eddy dapat sepenuhnya menggantikan sensor putar masih belum diketahui. Sensor rotary juga memiliki jalur peningkatan produk sendiri untuk mengatasi kebutuhan baru motor. Namun, momentum pertumbuhan sensor arus eddy lebih cepat daripada sensor putar, dan tentu saja, dasar sensor arus eddy rendah.
