전기 자동차가 윙윙거리며 지나갈 때, 자동차의 '동력 심장'인 모터는 분당 수천 또는 수만 회전으로 회전합니다. 이 심장 안에는 작지만 매우 중요한 구성 요소가 있습니다. 리졸버 센서 (또는 간단히 '리졸버'). 로터의 위치와 속도를 지속적으로 모니터링하여 모든 움직임을 차량 컨트롤러에 실시간으로 전달합니다. 이 작은 센서는 모터의 '눈' 역할을 합니다.
가변 릴럭턴스(VR) 리졸버와 권선형 로터 리졸버의 차이점은 무엇입니까? EV 모터 제어를 위해 어떤 것을 선택해야 합니까?
I. 리졸버란 무엇이며, 왜 EV에 필수인가요?
리졸버는 전자기 유도 원리를 기반으로 한 각도 위치 센서입니다. 로터의 정확하게 측정하는데 사용됩니다 각변위, 회전속도, 방향 등을 . 영구자석 동기 모터(PMSM)의 경우 전자 제어 시스템은 3상 권선에 정확한 전류 파형을 전달하여 모터를 부드럽고 효율적으로 구동하기 위해 회전자의 정확한 위치를 실시간으로 알아야 합니다. 리졸버가 캡처한 각도 신호는 디코딩되어 모터 컨트롤러에 공급되어 모터의 토크 출력 정밀도와 작동 안정성을 직접 결정합니다. 리졸버가 없으면 EV는 제대로 시작하거나 실행할 수 없습니다.
오늘날 EV에 널리 사용되는 리졸버 센서 중에는 라는 두 가지 주요 기술 접근 방식이 있습니다 가변 자기저항(VR) 리졸버 와 권선형 로터 리졸버 . 그들의 작동 원리와 구조는 크게 다릅니다.
II. VR 리졸버: 코일이 없는 로터, 견고하고 내구성이 뛰어남
VR 리졸버의 작동 원리는 기존 권선형 로터 리졸버의 작동 원리와 확연히 다릅니다. 기존의 권선형 회전자 리졸버는 균일한 에어 갭을 가지며 회전자 신호 권선과 고정자 여자 권선 사이의 상대 위치 변화에 의존하여 회전자 각도를 계산합니다. 대조적으로, VR 리졸버는 신호 권선과 여자 권선이 모두 고정자에 고정되어 있습니다 . 로터는 톱니가 있는 강철 적층판으로만 구성되어 있으며 권선이나 브러시가 없어 완전한 비접촉 작동이 가능합니다..
로터가 회전함에 따라 돌극 효과로 인해 공극 투과도가 회전 각도에 따라 정현파로 변하게 됩니다. 이는 고정자의 두 출력 권선에 사인 및 코사인 전압 신호를 유도합니다. 회전자 각도는 이 두 신호의 비율을 평가하여 고유하게 결정될 수 있습니다.
VR 리졸버의 주요 장점은 다음과 같습니다.
간단한 구조, 저렴한 비용: 로터에는 권선이 필요하지 않고 부품 수가 적으며 성숙한 프로세스를 사용하고 제조 비용이 저렴합니다.
매우 높은 신뢰성: 비접촉 설계로 마모가 없고 윤활이 필요하지 않습니다. 이는 과 같은 가혹한 조건 오일 오염, 먼지, 고온, 습도, 강한 진동 (EV 모터가 수명 기간 동안 작동하는 일반적인 환경)을 견뎌냅니다.
손쉬운 통합: 컴팩트한 구조로 인해 모터 구동 시스템과의 통합이 더욱 쉬워졌습니다.
III. 상처 로터 리졸버: 로터 와인딩, 선봉과 같은 정밀도
권선형 로터 리졸버는 전통적인 형태의 리졸버입니다. 그 구조는 2상 권선형 회전자 유도 기계의 구조와 유사합니다. 고정자와 회 전자 모두 권선을 가지고 있습니다. 여자 신호는 고정자 여자 권선에 인가되고, 회전자 권선은 2차측 역할을 하여 전자기 결합을 통해 유도 전압을 발생시킵니다. 회전자 각도가 변함에 따라 고정자와 회전자 권선 사이의 상대 위치가 그에 따라 변경되고 유도 전압의 진폭과 위상이 변경되어 각도 측정이 가능해집니다.
권선형 로터 리졸버의 주요 장점은 다음과 같습니다.
더 높은 정확도: 필요에 따라 권선 회전 수를 정밀하게 설계하여 아크초 수준의 분해능을 달성할 수 있습니다.
탁월한 선형성: 출력 전압은 회전 각도와 엄격한 기능적 관계를 유지하여 높은 신호 품질을 제공합니다.
풍부한 출력 신호: 다양한 애플리케이션에 맞게 사인-코사인, 선형 및 기타 출력 유형으로 제조할 수 있습니다.
그러나 권선형 로터 리졸버의 로터에는 권선이 있어 구조가 더욱 복잡해지고 조립 공정이 더욱 까다로워집니다. EV 모터가 일반적으로 15,000rpm 이상으로 작동하는 경우 로터 권선의 동적 균형과 신뢰성이 더 큰 문제에 직면합니다.
IV. 나란히 비교: EV에는 어떤 것을 선택해야 합니까?
비교 측면 |
VR 리졸버 |
상처 로터 리졸버 |
로터 구조 |
적층 강철만 있고 권선 없음 |
로터에 권선이 있음 |
작동 원리 |
공극 투과도의 변화 |
전자기 상호 인덕턴스의 변화 |
연락방법 |
비접촉 |
접촉(일부 디자인에서는 베어링/브러시를 통해) |
구조적 복잡성 |
단순한 |
더 복잡함 |
제조원가 |
낮추다 |
더 높은 |
가혹한 환경에 대한 저항 |
매우 강함(기름, 먼지, 고온) |
강한 |
정확도 수준 |
자동차 등급 요구 사항 충족(일반적으로 각도 오류 ≤±1°) |
더 높은 정확도(아크초 수준) 달성 가능 |
고속 적응성 |
로터에는 권선이 없고 동적 균형이 양호하며 고속에 적합합니다. |
로터 권선은 원심력과 동적 균형 문제를 극복해야 합니다. |
결론: VR 리졸버는 EV에 선호되는 선택입니다.
그 이유는 분명합니다. 차량의 작동 환경은 센서의 매우 높은 신뢰성을 요구하기 때문입니다. EV 모터실은 뜨겁고 기름기가 많으며 심하게 진동합니다. VR 리졸버의 비접촉 , 무권선 로터 구조는 이러한 열악한 조건에서도 압도적인 신뢰성 이점을 제공합니다. 이러한 기능 덕분에 VR 리졸버는 EV 모터 위치 센서의 주류 선택이 되었으며 , 전기 자동차 분야에서 보급률이 95%를 넘었습니다..
권선형 로터 리졸버의 경우 항공우주 및 고급 서보 시스템과 같은 고정밀 응용 분야에서는 여전히 대체할 수 없습니다. 그러나 '높은 신뢰성 + 높은 비용 효율성'을 요구하는 대량 EV 애플리케이션의 경우 VR 접근 방식은 전반적으로 탁월한 가치를 제공합니다.
V. 고품질 VR 리졸버를 위한 4가지 주요 프로세스 포인트
올바른 기술 경로를 선택하는 것은 전투의 절반에 불과합니다. 검증된 VR 리졸버를 생산하려면 견고한 제조 공정이 필요합니다 . VR 리졸버 생산을 일찍부터 계획한 회사인 SDM을 예로 들어보겠습니다. SDM은 고정자 오버몰딩, 코일 권선, TIG 용접, 전체 안전 및 전기 성능 검사 등 4가지 중요한 단계를 포괄하는 포괄적인 공정 제어 시스템을 구축했습니다.
(1) 고정자 오버몰딩
고정자 오버몰딩은 정밀 사출 성형을 사용하여 고정자 코어 표면에 절연 재료를 코팅하여 권선에 안정적인 전기 절연과 기계적 보호를 제공합니다. 우수한 오버몰딩은 권선 사이의 절연을 보장할 뿐만 아니라 고정자의 구조적 강도를 향상시켜 장기간 고주파 진동에도 안정성을 유지합니다. SDM은 모든 고정자가 절연 성능 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 이 단계에서 절연 재료 선택과 사출 성형 매개 변수를 엄격하게 제어합니다.
(2) 코일 권선
VR 리졸버는 고정자 내경이 작고 슬롯이 좁아 권선이 어렵습니다. 고품질 권선에는 정확한 회전 수, 긴밀한 배열 및 교차 간섭이 필요하지 않으며, 이 모두는 리졸버의 신호 정확도에 매우 중요합니다. SDM은 정밀 권선 프로세스를 사용하여 사인-코사인 권선이 정확한 정현파 회전 분포로 감겨져 소스의 신호 품질을 보장합니다.
(3) TIG 용접
리드 용접은 리졸버 제조에서 품질 문제가 발생하기 쉬운 단계입니다. VR 리졸버에는 6개의 리드(여기 양극/음극, 사인 신호 2개 라인, 코사인 신호 2개 라인)가 있습니다. 용접 품질은 센서의 연결 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. SDM은 TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접을 사용하여 각 권선 리드와 단자 사이의 고강도, 저저항 전기 연결을 달성하여 콜드 조인트 또는 느슨한 연결과 같은 위험을 근본적으로 제거합니다.
품질관리의 마지막 관문은 100% 검사입니다. SDM은 모든 VR 리졸버 제품에 대해 절연 저항, 유전 강도, 코일 저항, 변환 비율 및 사인-코사인 출력 신호 일관성을 다루는 완전한 안전 및 전기 성능 테스트를 수행합니다. 모든 검사 항목을 통과한 제품만이 적격 판정을 받아 고객에게 배송됩니다.
고정자 오버몰딩부터 코일 권선까지, TIG 용접부터 전체 안전 및 전기 검사까지 SDM은 모든 제조 단계에서 높은 표준과 엄격한 요구 사항을 유지하며 EV 고객을 위한 고품질, 일관성이 뛰어난 VR 리졸버 제품을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
6. 마지막 말
VR 리졸버와 권선형 로터 리졸버는 각각 장점이 있습니다. 그러나 신뢰성과 비용이 모두 극도로 요구되는 EV 분야에서는 VR 리졸버가 견고성, 비접촉식 작동 및 성숙한 프로세스 로 인해 두각을 나타내며 주요 OEM의 주류 선택이 되고 있습니다. 기술의 뿌리를 되돌아보면 VR 리졸버는 원래 자동차용으로 설계된 것이 아닙니다. 이는 항공우주 및 군사 산업이 극한 조건에서 절대적인 신뢰성을 추구하는 데서 탄생했습니다. 이제 이 기술은 EV 분야로 '전래'되었으므로 모터의 핵심 요구 사항인 '정확하게 보고, 가혹한 조건을 견디며, 오래 지속'하는 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.
올바른 기술 경로를 선택하는 것도 중요하지만 올바른 공급업체를 선택하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 제조 정밀도부터 품질 관리까지, 모든 프로세스 단계의 견고한 실행은 센서가 실제 사용에서 '실망시키지 않을 것'이라는 근본적인 보장입니다.
