Eddy Current Vs Resolver、モーター位置センサーに最適なソリューションは誰ですか

 モーター位置センサーは、固定子（固定部）に対してモーターのローター（回転部）の位置を検出するデバイスです。機械的位置をモーターコントローラーが使用するための電気信号に変換して、モーターの現在の方向と強度をいつ切り替えるかを決定し、それによってモーターの回転速度とトルクを制御します。

新しいエネルギー車では、モーターの正確な制御は、車両の運転安全と安定性、および位置の正確な作業に直接関係しています センサーリゾルバーは 、緊急ブレーキ、加速、ステアリングなどの重要なモーメントでモーターの正しい応答を確保できます。これは、物理的な接触整流器を持たない永久磁石同期モーター（PMSM）にとって特に重要であるため、センサーが提供する位置情報に依存して、電流の方向をいつ切り替えてモーターのスムーズな動作を確保するかを決定します。

現在、新しいエネルギー車両、渦電流センサーと回転式変圧器（ロータリーセンサー）で一般的に使用される2種類のモーター位置センサーがあります。

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旋回電流と渦電流の違いは、その基本原理に由来します

渦電流センサーとロータリー変圧器は、異なる信号生成マシンと信号処理方法により、モーター位置検出の要件を十分に満たすことができますが、特定の製品アプリケーションに異なる要件に応じて違いがあります。

モーター位置センサーのタイプの選択は、基本的な信号生成と処理メカニズムに密接に関連する、コスト、精度要件、環境適応性、信頼性、システム統合の複雑さなど、他の要因を考慮する必要があります。

最も一般的に使用されるロータリーセンサーを例として取り上げます。その作業原理は、電磁誘導の原理に基づいています。信号生成の原理は、モーターコントローラーが励起コイルに一定の周波数AC励起信号を提供し（コイルA）、この励起信号は回転センサー内に交互の磁場を生成することです。ローターが回転すると、励起コイルによって生成される磁場が切断され、副鼻腔コイルBとコサインコイルCのAC電圧が誘導されます。これら2つの信号の位相差と振幅を測定することにより、モーターローターの絶対位置と回転方向を正確に計算できます。

Signal処理では、モーターコントローラーはロータリーセンサーの正弦およびCOSINE信号を受信および分析し、ソフトウェアアルゴリズム（通常は回転エンコーダー分析アルゴリズム）を介して正確な角度情報を計算します。より良い信号処理を実現するには、通常、モーターコントローラーにインストールされている特別なデコードチップを適用する必要があります。もちろん、ソフトウェアデコードによっても実現できます。

したがって、回転センサーの特定の形状では、通常、エキサイティングなコイル（プライマリコイル、コイルA）、2つの出力コイル（Sine Coil BおよびCosine Coil C）、不規則な形状の金属ローターで構成されます。ローターはモーターのローターと同軸であり、モーターの回転とともに回転します。

渦電流センサーは、電磁誘導原理を使用して、ターゲットホイールの位置を計算するために、送信端と受信端に対応するコイルを含む誘導AC信号を送信および受信します。ターゲットホイールは回転シャフトに固定され、ローターと一緒に回転します。モーターローターとステーターの相対位置は、ターゲットホイールの位置を検出することで測定できます。

signal信号処理の観点から、渦電流センサーが電源を供給すると、センサー送信コイルがエキサイティングな磁場を生成し、ターゲットプレートはモーターを回転および回転させてエキサイティングな磁場を切断し、受信コイルがコイル電圧を生成し、センサーモジュールが削除および処理されたコイル電圧を生成して、対応する位置を取得します。ロータリーセンサーとは異なり、渦電流センサーの信号処理チップはセンサーと統合され、デジタル信号を直接出力できます。

したがって、渦電流センサーは通常、モーターの極ペアの数と一致する多くのターゲットローブで構成されています。コイルグループは、トランスミッションコイルとモーターステーターに固定された受信コイルで構成されており、渦電流センサーは通常PCBに直接配置され、信号処理チップが統合されています。

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異なる原則は、異なる技術的焦点につながります

回転センサーと渦電流センサーの主な違いは、原則としての励起モード、信号生成メカニズム、信号処理の複雑さにあることがわかります。回転センサーの利点は、主に励起信号の安定性と作業環境の耐性にありますが、欠点は運動策の変化の影響が大きく、プラットフォームの互換性が低いことです。渦電流センサーの利点は、高度な電子化、プラットフォームのニーズを簡単に満たすことができ、強力なEMC能力を満たすことです。欠点は、環境耐性の点で回転センサーよりもわずかに弱いことであり、一部のシーンではコストが回転センサーよりも高いことです。

プラットフォームの互換性は、最初に速度レベルに反映されます。 '省エネと新しいエネルギー車両技術のロードマップ2.0 'は、中国自動車工学協会が作成しました。2025年までに、位置センサーの最大作業速度は20,000R/minで、デコーダー帯域幅は> 2.5kHzです。 2030年までに、位置センサーの最大作業速度は25,000R/minで、デコーダー帯域幅は> 3.0kHzになります。回転センサーには、高速で特定の課題があることがわかります。

これは、回転センサーの励起周波数が、設計されたときに考慮される速度状態に密接に関連しており、通常は現在の速度状態と一致するためです。速度が上昇すると、正確な測定には励起の周波数が必要です。これには、回転センサーの設計の変化が必要です。

渦電流センサーにはこの問題はありません。 Effie AutomotiveはNE Timeに、渦電流センサーの設計がこの高速の開発動向によりよく適応できると語った。その幅広いサポート、高速応答、および高周波信号処理のパフォーマンスの向上により、渦電流センサーは、高速での将来のアプリケーションの「上向きに互換性のある」になる可能性があることを意味します。したがって、プラットフォームソリューションは、異なる速度でモーター製品でよりよく実現できます。実際、これは現在のモーターの顧客が渦電流ソリューションを選択する要因の1つです。

さらに、シャフトタイプなどの渦電流センサーの多様性により、シャフトの端は類似しており、シャフトはO型とC型に分割できます（一部は完全な円と半円とも呼ばれます）。したがって、顧客のモーター設計スキームの適応には比較的柔軟です。

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異なる原則は、さまざまなコスト削減の課題につながります

回転センサーのコストは、主に磁気材料（シリコンスチールシートなど）、コイルなどを含む材料とハードウェアに由来しています。したがって、全体のコストはそのサイズに応じて決定されます。通常、サイズが大きいほど、コストが高くなります。

渦電流センサーのコアコストは、主に電子コンポーネント、処理チップなどにあります。電子部品のコストは比較的固定されているため、渦電流センサーのコアコストはサイズとともに直線的に増加しません。

したがって、渦電流センサーのコストは、大規模なアプリケーションのロータリーセンサーのコストよりも低くなっています。ただし、小型モータースキームでは、ロータリーセンサーには一定のコストの利点があります。もちろん、ロータリーセンサーの信号処理チップはコスト計算に含まれていないことが多いため、特定の応用スキームに関しては、特定のコスト比較にもいくつかの違いがあります。

現在のコスト比較に加えて、将来のコスト削減スペースに注意を払う必要もあります。現在、渦電流センサーチップのほとんどは外国企業からのものであるため、後の段階での国内チップ企業のスケールの拡大と成熟により、コストをさらに削減できます。ただし、回転センサーの降順スペースは比較的限られています。

したがって、将来のコスト要件に直面する場合、渦電流センサーは明らかにより有利です。近年、渦電流センサーの市場シェアが大幅に上昇しており、国内市場では、Geelyや多くの新しい部隊を含む車両企業が渦電流センサースキームを選択しています。

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渦電流センサー業界はまだ成長する必要があります

渦電流センサーアプリケーションの人気は増加していますが、最も一般的なセンサーは、販売リーダーのBYDやテスラを含む回転センサーです。この理由は、一方では、渦電流センサーが自動車分野の後半で適用されており、一方では、渦電流センサーを提供できるサプライヤーがあまりなく、EFFIEやSensataなどのいくつかの企業が業界に供給できるためです。

渦電流センサーには、3つの主な課題があります。

実際、渦電流センサーは産業分野に適用されていますが、自動車分野では、最初に満たす必要があるのは、車両ゲージレベルの要件、特に機能的安全の要件です。 effie自動車を例として、渦電流センサーの安定したアプリケーションを確保するために、開発プロセスは、機能的安全レベルの要件を確保するためにISO26262プロセスに厳密に準拠しています。

chipチップの課題であるチップは、機能要件を満たすだけでなく、車のゲージレベルを満たす必要があります。渦電流センサーエンタープライズとして、チップの可用性を評価するためにチップ検証基準を確立する必要があります。これは、その後の国内チップの適用にも重要です。 EFFIE Automotiveは、完全な検証プロセスを確立するためのグローバルチップメーカーとの長年の協力を通じて、国内のチップの導入が計画されていることを明らかにしました。もちろん、前提は基準を満たすことです。

信頼性の課題、渦電流センサー設置位置、作業プロセスはモーターの熱ショック、冷却オイルスパッタリング、その他の課題になりやすく、これはチップにとって特に大きいです。 EFFIE Automotiveのソリューションは、チップ自体の温度要件を増やしながら、チップの位置に接着剤処理を適用することです。環境への適応性を改善し、信頼性を向上させるため。

将来、渦電流が回転センサーを完全に交換できるかどうかはまだ不明です。ロータリーセンサーには、モーターの新しいニーズに対処するための独自の製品アップグレードパスもあります。ただし、渦電流センサーの成長運動量は回転センサーの成長モーメントよりも速く、もちろん、渦電流センサーのベースは低いです。