Хөдөлгүүрийн байрлал мэдрэгч нь статор (тогтмол хэсэг) -тэй харьцуулахад мотор дахь роторын (эргэдэг хэсэг) байрлалыг илрүүлэх төхөөрөмж юм. Энэ нь моторын гүйдлийн чиглэл, хүчийг хэзээ солихыг шийдэхийн тулд мотор хянагч ашиглахын тулд механик байрлалыг цахилгаан дохио болгон хувиргаж, улмаар хөдөлгүүрийн эргэлтийн хурд болон эргэлтийг хянадаг.
Шинэ эрчим хүчний автомашинуудад моторын нарийн удирдлага нь тээврийн хэрэгслийн жолоодлогын аюулгүй байдал, тогтвортой байдал, байрлалын үнэн зөв ажиллахаас шууд хамаардаг. мэдрэгч шийдэгч нь яаралтай тоормослох, хурдасгах, жолоодох зэрэг чухал мөчүүдэд моторын зөв хариу үйлдлийг хангаж чадна. Энэ нь байнгын соронзон синхрон моторуудад (PMSM) онцгой ач холбогдолтой бөгөөд тэдгээр нь физик контактгүй коммутаторууд байдаг тул гүйдлийн чиглэлийг хэзээ солих, моторын жигд ажиллагааг хангахын тулд мэдрэгчийн өгсөн байрлалын мэдээлэлд тулгуурладаг.
Одоогийн байдлаар шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэлд ихэвчлэн ашиглагддаг хоёр төрлийн моторын байрлал мэдрэгч байдаг, эргэдэг гүйдлийн мэдрэгч ба эргэлтийн трансформатор (эргэдэг мэдрэгч).
01.
Эргэлтийн болон эргүүлэг гүйдлийн хоорондох ялгаа нь тэдний үндсэн зарчмаас үүдэлтэй
Эргэдэг гүйдлийн мэдрэгч ба эргэлтийн трансформаторууд нь моторын байрлалыг илрүүлэх шаардлагыг сайн хангаж чаддаг ч дохио үүсгэх машин, дохио боловсруулах аргууд нь өөр өөр байдаг тул өөр өөр шаардлагын дагуу тодорхой бүтээгдэхүүний хэрэглээнд ялгаатай байх болно.
Хөдөлгүүрийн байрлал мэдрэгчийн төрлийг сонгохдоо дохио үүсгэх, боловсруулах үндсэн механизмтай нягт холбоотой зардал, нарийвчлалын шаардлага, байгаль орчинд дасан зохицох чадвар, найдвартай байдал, системийн нэгдлийн нарийн төвөгтэй байдал зэрэг бусад хүчин зүйлсийг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг эргэлтэт мэдрэгчийг жишээ болгон авч үзье, түүний ажиллах зарчим нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчим дээр суурилдаг. Дохио үүсгэх зарчим нь хөдөлгүүрийн хянагч нь өдөөх ороомог (ороомог A) -д тогтмол давтамжийн хувьсах гүйдлийн өдөөх дохио өгдөг бөгөөд энэ өдөөх дохио нь эргэлтийн мэдрэгчийн дотор хувьсах соронзон орон үүсгэдэг. Роторыг эргүүлэх үед өдөөх ороомогоос үүссэн соронзон орон таслагдах бөгөөд үүний үр дүнд синусоид ороомог В болон косинусын ороомог C-д хувьсах гүйдлийн хүчдэл үүснэ. Энэ хоёр дохионы фазын зөрүү ба далайцыг хэмжих замаар хөдөлгүүрийн роторын үнэмлэхүй байрлал, эргэлтийн чиглэлийг нарийн тооцоолох боломжтой.
◎ Дохио боловсруулахдаа мотор хянагч нь эргэлтийн мэдрэгчийн синус болон косинусын дохиог хүлээн авч шинжилж, програм хангамжийн алгоритмаар (ихэвчлэн эргэлтэт кодлогчийн шинжилгээний алгоритм) өнцгийн нарийн мэдээллийг тооцоолдог. Дохио боловсруулалтыг илүү сайн болгохын тулд мотор хянагч дээр суурилуулсан тусгай декодчилох чипийг ашиглах шаардлагатай байдаг бөгөөд мэдээжийн хэрэг програм хангамжийн код тайлах замаар үүнийг хийж болно.
Тиймээс эргэлтийн мэдрэгчийн өвөрмөц хэлбэрийн хувьд энэ нь ихэвчлэн сэтгэл хөдөлгөм ороомог (анхдагч ороомог, ороомог A), хоёр гаралтын ороомог (синусын ороомог B ба косинусын ороомог C) ба жигд бус хэлбэртэй металл ротороос бүрдэнэ. Ротор нь хөдөлгүүрийн ротортой коаксиаль бөгөөд хөдөлгүүрийн эргэлттэй хамт эргэлддэг.
Индукцийн гүйдлийн мэдрэгч нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчмыг ашиглан индукцийн хувьсах гүйдлийн дохиог дамжуулагч болон хүлээн авах төгсгөлд харгалзах ороомогтойгоор дамжуулж, хүлээн авч, зорилтот дугуйны байрлалыг тооцоолно. Зорилтот дугуй нь эргэдэг гол дээр бэхлэгдсэн бөгөөд ротортой хамт эргэлддэг. Хөдөлгүүрийн ротор ба статорын харьцангуй байрлалыг зорилтот дугуйны байрлалыг илрүүлэх замаар хэмжиж болно.
◎ Дохио боловсруулалтын хувьд эргүүлэг гүйдлийн мэдрэгч асаалттай үед мэдрэгч дамжуулагч ороомог нь сэтгэл хөдөлгөм соронзон орон үүсгэж, зорилтот хавтан нь моторыг дагаж хөдөлгөгч соронзон орныг эргүүлж, таслах ба ингэснээр хүлээн авагч ороомог ороомгийн хүчдэл үүсгэж, мэдрэгчийн модуль нь ороомгийн хүчдэлийн байрлалын дохиог буулгаж, боловсруулдаг. Эргэдэг мэдрэгчээс ялгаатай нь эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн дохио боловсруулах чип нь мэдрэгчтэй нэгдсэн бөгөөд дижитал дохиог шууд гаргах боломжтой.
Тиймээс эргэдэг гүйдлийн мэдрэгч нь ихэвчлэн моторын хос туйлын тоотой таарч тохирсон хэд хэдэн зорилтот дэлбэнүүдээс бүрддэг. Ороомог бүлэг нь моторын статор дээр бэхлэгдсэн дамжуулах ороомог ба хүлээн авах ороомогоос бүрдэх ба эргэлдэх гүйдлийн мэдрэгч нь ихэвчлэн ПХБ-д шууд байрладаг бөгөөд дохио боловсруулах чип нь нэгдсэн байдаг.
02.
Өөр өөр зарчмууд нь өөр өөр техникийн төвлөрөлд хүргэдэг
Эргэлтийн мэдрэгч ба гүйдлийн мэдрэгчийн хоорондох гол ялгаа нь өдөөх горим, дохио үүсгэх механизм, дохио боловсруулах нарийн төвөгтэй байдал зэрэгт оршдог болохыг харж болно. Эргэдэг мэдрэгчийн давуу тал нь өдөөх дохионы тогтвортой байдал, ажлын орчны хүлцэлд голчлон оршдог боловч сул тал нь моторын схемийн өөрчлөлтийн нөлөө илүү их, платформын нийцтэй байдал муу байдаг. Эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн давуу тал нь электронжуулалтын өндөр түвшин, платформын хэрэгцээг хангахад хялбар, EMC-ийн эсрэг хүчтэй чадвар юм. Сул тал нь хүрээлэн буй орчны хүлцлийн хувьд эргэдэг мэдрэгчээс арай сул, зарим үзэгдэлд эргэдэг мэдрэгчээс өндөр өртөгтэй байдаг.
Платформын нийцтэй байдал нь хамгийн түрүүнд хурдны түвшинд тусгагдсан бөгөөд Хятадын Автомашины Инженерийн Нийгэмлэгээс бэлтгэсэн 'Эрчим хүч хэмнэлттэй, шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн замын зураглал 2.0'-д 2025 он гэхэд байрлал мэдрэгчийн хамгийн дээд хурд нь 20,000р/мин, код тайлагчийн зурвасын өргөн нь >2.5кГц байх болно гэж онцолсон байна. 2030 он гэхэд байрлал мэдрэгчийн ажиллах дээд хурд нь 25,000р/мин, декодерын зурвасын өргөн нь >3,0кГц байна. Өндөр хурдтай эргэдэг мэдрэгчтэй холбоотой тодорхой бэрхшээлүүд байгааг харж болно.
Учир нь эргэдэг мэдрэгчийн өдөөх давтамж нь түүнийг зохион бүтээх үед авч үзсэн хурдны төлөвтэй нягт холбоотой бөгөөд ихэвчлэн одоогийн хурдны төлөвтэй таарч байдаг. Хурд нэмэгдэхийн хэрээр эргэлдэх мэдрэгчийн дизайныг өөрчлөх шаардлагатай нарийвчлалтай хэмжилт хийхэд илүү өндөр давтамжтай өдөөх шаардлагатай болдог.
Эдди гүйдлийн мэдрэгчүүдэд ийм асуудал гардаггүй. Effie Automotive NE Time-д хэлэхдээ, эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн загвар нь энэхүү өндөр хурдны хөгжлийн чиг хандлагад илүү сайн зохицож чадна. Түүний өргөн хүрээний дэмжлэг, хурдан хариу үйлдэл, өндөр давтамжийн дохиог боловсруулахад илүү сайн гүйцэтгэлтэй байгаа нь эргэдэг гүйдлийн мэдрэгч нь илүү өндөр хурдтай ирээдүйн хэрэглээнд 'дээш нийцтэй' болно гэсэн үг юм. Тиймээс платформын шийдлийг өөр өөр хурдтай моторт бүтээгдэхүүнд илүү сайн хэрэгжүүлэх боломжтой. Үнэн хэрэгтээ энэ нь одоогийн мотор хэрэглэгчид eddy current шийдлүүдийг сонгох нэг хүчин зүйл юм.
Нэмж дурдахад, босоо амны төрөл гэх мэт олон янзын эргүүлэг гүйдлийн мэдрэгчүүдээс шалтгаалан босоо амны төгсгөл нь ижил төстэй бөгөөд босоо амыг O ба C төрлийн (заримыг мөн бүтэн тойрог, хагас тойрог гэж нэрлэдэг) гэж хувааж болно. Тиймээс энэ нь хэрэглэгчийн моторын дизайны схемийг өөрчлөхөд харьцангуй уян хатан байдаг.
03.
Өөр өөр зарчмууд нь зардлыг бууруулах янз бүрийн сорилтод хүргэдэг
Эргэдэг мэдрэгчийн өртөг нь соронзон материал (цахиур ган хуудас гэх мэт), ороомог гэх мэт материал, тоног төхөөрөмжөөс гардаг. Тиймээс нийт өртөг нь түүний хэмжээнээс хамаарч тодорхойлогддог бөгөөд ихэвчлэн хэмжээ нь том байх тусам өртөг өндөр байдаг.
Эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн үндсэн зардал нь түүний электрон эд ангиуд, чип боловсруулах гэх мэт зүйлсээс хамаардаг бөгөөд электрон эд ангиудын үнэ харьцангуй тогтмол байдаг тул эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн үндсэн зардал нь хэмжээнээс хамаарч шугаман өсдөггүй.
Тиймээс их хэмжээний хэрэглээнд зориулсан эргэлтийн мэдрэгчтэй харьцуулахад эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн өртөг бага байдаг. Гэсэн хэдий ч жижиг оврын моторын схемд эргэдэг мэдрэгч нь тодорхой зардлын давуу талтай байдаг. Мэдээжийн хэрэг, тодорхой хэрэглээний схемийн тухай ярихад эргэдэг мэдрэгчийн дохио боловсруулах чип нь зардлын тооцоонд ихэвчлэн ордоггүй тул тодорхой зардлын харьцуулалт нь бас зарим ялгаатай байдаг.
Одоогийн зардлын харьцуулалтаас гадна ирээдүйн зардлыг бууруулах орон зайд анхаарлаа хандуулах шаардлагатай. Одоогийн байдлаар эргэдэг гүйдлийн мэдрэгч бүхий чипүүдийн ихэнх нь гадаадын аж ахуйн нэгжүүдээс ирдэг тул дараагийн шатанд дотоодын чипний аж ахуйн нэгжүүдийн цар хүрээ, төлөвшлийн цар хүрээ тэлэхийн хэрээр зардлыг цаашид бууруулах боломжтой. Гэсэн хэдий ч эргэдэг мэдрэгчийн уруудах зай харьцангуй хязгаарлагдмал.
Тиймээс ирээдүйн зардлын шаардлага тулгарвал эргэдэг гүйдлийн мэдрэгч нь илүү давуу талтай байх нь ойлгомжтой. Сүүлийн жилүүдэд эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн зах зээлд эзлэх хувь мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, дотоодын зах зээлд тээврийн хэрэгслийн компаниуд, тэр дундаа Geely болон хэд хэдэн шинэ хүчнүүд эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн схемийг сонгосон.
04.
Эргэдэг урсгал мэдрэгчийн салбар өсөх шаардлагатай хэвээр байна
Эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн хэрэглээний хэрэглээ нэмэгдэж байгаа ч хамгийн түгээмэл мэдрэгчүүд нь борлуулалтын тэргүүлэгч BYD болон Tesla зэрэг эргэдэг мэдрэгчүүд хэвээр байна. Үүний шалтгаан нь нэг талаас эргүүлэг гүйдлийн мэдрэгчийг автомашины салбарт хожуу ашигладаг, нөгөө талаас эргүүлэг гүйдлийн мэдрэгчээр хангадаг нийлүүлэгчид тийм ч олон байдаггүй бөгөөд Effie, Sensata зэрэг цөөн хэдэн компани үйлдвэрт нийлүүлж чаддаг.
Эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн хувьд гурван үндсэн бэрхшээл тулгардаг.
Үнэн хэрэгтээ, эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийг үйлдвэрлэлийн салбарт ашигласан боловч автомашины салбарт хамгийн түрүүнд анхаарах ёстой зүйл бол тээврийн хэрэгслийн хэмжүүрийн түвшний шаардлага, ялангуяа үйл ажиллагааны аюулгүй байдлын шаардлага юм. Эффи автомашиныг жишээ болгон авч үзье, эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн тогтвортой хэрэглээг хангахын тулд хөгжүүлэлтийн процесс нь ISO26262 процессын дагуу үйл ажиллагааны аюулгүй байдлын түвшний шаардлагыг хангасан.
◎ Чипийн сорилт, чип нь зөвхөн функциональ шаардлагад нийцэхээс гадна машины царигийн түвшинг хангасан байх ёстой. Эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчтэй аж ахуйн нэгжийн хувьд чипийн бэлэн байдлыг үнэлэхийн тулд чип баталгаажуулах стандартыг бий болгох шаардлагатай бөгөөд энэ нь дотоодын чипийг дараа нь ашиглахад чухал ач холбогдолтой юм. Эффи Автомотив дэлхийн чип үйлдвэрлэгчидтэй олон жилийн турш хамтран ажилласнаар бүрэн баталгаажуулалтын процессыг бий болгосноор дотоодын чипийг нэвтрүүлэхээр төлөвлөж байгаа нь мэдээжийн хэрэг стандартад нийцсэн байх явдал юм.
Найдвартай байдлын бэрхшээл, суурилуулалтын байрлалаас шалтгаалсан гүйдлийн мэдрэгч, ажлын процесс нь моторын дулааны цочрол, хөргөлтийн тос асгаралт болон бусад сорилтод өртөмтгий байдаг нь чипний хувьд илүү их байдаг. Effie Automotive-ийн шийдэл нь чипний температурын шаардлагыг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ чипний байршилд наалдамхай эмчилгээ хийх явдал юм. Байгаль орчинд дасан зохицох чадварыг сайжруулах, найдвартай байдлыг сайжруулах.
Ирээдүйд эргэлтийн мэдрэгчийг эргүүлэх гүйдэл бүрэн орлож чадах эсэх нь тодорхойгүй хэвээр байна. Эргэдэг мэдрэгчүүд нь моторын шинэ хэрэгцээг хангахын тулд өөрийн гэсэн бүтээгдэхүүн шинэчлэх замтай байдаг. Гэсэн хэдий ч, эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн өсөлтийн импульс нь эргэлтэт мэдрэгчээс илүү хурдан байдаг бөгөөд мэдээжийн хэрэг, эргэдэг гүйдлийн мэдрэгчийн суурь бага байдаг.
