Motorposisjonssensoren er en enhet som oppdager rotorens plassering (roterende del) i motoren i forhold til statoren (fast del). Den konverterer den mekaniske posisjonen til et elektrisk signal for bruk av motorkontrolleren for å bestemme når du skal bytte motorens nåværende retning og styrke, og dermed kontrollere motorens rotasjonshastighet og dreiemoment.
I nye energikjøretøyer er den nøyaktige kontrollen av motoren direkte relatert til kjøretøyets kjøresikkerhet og stabilitet, og det nøyaktige arbeidet med stillingen Sensoroppløsning kan sikre riktig respons av motoren på kritiske øyeblikk som nødbremsing, akselerasjon eller styring. Dette er spesielt viktig for permanent magnetsynkrone motorer (PMSM), som ikke har fysiske kontaktpendatorer og derfor er avhengige av posisjonsinformasjonen som er gitt av sensoren for å bestemme når du skal bytte retning på strømmen og sikre jevn drift av motoren.
For tiden er det to typer motorposisjonssensorer som vanligvis brukes i nye energikjøretøyer, virvelstrømsensorer og roterende transformatorer (roterende sensorer).
01.
Forskjellen mellom hvirvlende og virvelstrømmer stammer fra deres grunnleggende prinsipp
Selv om virvelstrømsensorer og roterende transformatorer godt kan oppfylle kravene til motorposisjonsdeteksjon, på grunn av deres forskjellige signalgenereringsmaskiner og signalbehandlingsmetoder, vil det være forskjeller i spesifikke produktapplikasjoner i henhold til forskjellige krav.
Valget av typen motorposisjonssensor må også vurdere andre faktorer, for eksempel kostnad, nøyaktighetskrav, miljømessig tilpasningsevne, pålitelighet og systemintegrasjonskompleksitet, som er nært relatert til den grunnleggende signalgenerering og prosesseringsmekanismen.
Ta den mest brukte roterende sensoren som et eksempel, dets arbeidsprinsipp er basert på prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Prinsippet for signalgenerering er at motorkontrolleren gir et konstant frekvens AC -eksitasjonssignal til eksitasjonsspolen (spolen A), og dette eksitasjonssignalet genererer et vekslende magnetfelt inne i rotasjonssensoren. Når rotoren roterer, kuttes magnetfeltet som genereres av eksitasjonsspolen, noe som resulterer i induksjon av vekselstrømsspenning i sinusformet spole B og kosinospolen C. Ved å måle faseforskjellen og amplituden til disse to signalene, kan den absolutte posisjonen og rotasjonsretningen til motorrotoren beregnes nøyaktig.
◎ I signalbehandling mottar og analyserer motorkontrolleren sinus- og kosinus -signalene til rotasjonssensoren, og beregner den nøyaktige vinkelinformasjonen gjennom en programvarealgoritme (vanligvis rotasjonskoderanalysealgoritmen). For å oppnå bedre signalbehandling er det vanligvis nødvendig å bruke en spesiell avkodingsbrikke, som er installert i motorkontrolleren, og selvfølgelig kan den også oppnås ved avkoding av programvare.
Derfor er den i den spesifikke formen til rotasjonssensoren vanligvis sammensatt av en spennende spole (primærspole, spole A), to utgangsspoler (sinus spole B og kosinospole C) og en uregelmessig formet metallrotor. Rotoren er koaksial med motorens rotor og roterer med rotasjonen av motoren.
Eddy -strømsensoren bruker det elektromagnetiske induksjonsprinsippet for å overføre og motta det induserte vekselstrømsignalet med den tilsvarende spolen i den overførende enden og mottakende enden, for å beregne målhjulets plassering. Målhjulet er festet på den roterende akselen og roterer sammen med rotoren. Den relative posisjonen til motorrotoren og statoren kan måles ved å oppdage målhjulets plassering.
◎ Når det gjelder signalbehandling, når virvelstrømsensoren drives på, genererer sensoren som sender spole et spennende magnetfelt, og målplaten følger motoren for å rotere og kutte det spennende magnetfeltet, slik at mottakende spole genererer spolespenning, og sensormodulen demodulert og behandlet spolespenning for å oppnå spenningssignalet til korrespondasjonsposisjonen. Ulike fra rotasjonssensoren er signalbehandlingsbrikken til virvelstrømsensoren integrert med sensoren, og det digitale signalet kan sendes ut direkte.
Derfor består virvelstrømsensoren vanligvis av et antall mållober som samsvarer med antall polpar på motoren. Spolegruppen består av en transmisjonsspole og en mottakende spole, som er festet på motorstatoren, og virvelstrømsensoren er vanligvis ordnet direkte i PCB, og signalbehandlingsbrikken er integrert.
02.
Ulike prinsipper fører til forskjellige tekniske fokus
Det kan sees at hovedforskjellene mellom rotasjonssensoren og virvelstrømssensoren i prinsippet ligger i eksitasjonsmodus, signalgenereringsmekanismen og kompleksiteten i signalbehandling. Fordelene med rotasjonssensoren er hovedsakelig i stabiliteten i eksitasjonssignalet og toleransen for arbeidsmiljøet, men ulempene er at påvirkningen av endringen av motorisk ordning er større, og plattformkompatibiliteten er dårlig. Fordelen med virvelstrømssensoren er den høye graden av elektronisering, lett å imøtekomme plattformens behov og sterk anti-EMC-evne. Ulempen er at den er litt svakere enn rotasjonssensoren når det gjelder miljøtoleranse, og kostnadene er høyere enn den roterende sensoren i noen scener.
Plattformkompatibilitet gjenspeiles først i hastighetsnivået, 'energisparing og ny energikjøretøyteknologi veikart 2.0 ' utarbeidet av China Society of Automotive Engineering påpekte at innen 2025 er den maksimale arbeidshastigheten til posisjonssensoren 20.000r/min, og dekoderen Båndbredde er> 2.5kHz. I 2030 er den maksimale arbeidshastigheten til posisjonssensoren 25 000 r/min, og dekoderen båndbredde er> 3,0 kHz. Det kan sees at det er visse utfordringer i rotasjonssensoren i høy hastighet.
Dette er fordi eksitasjonsfrekvensen til rotasjonssensoren er nært beslektet med hastighetstilstanden som vurderes når den er designet, og vanligvis samsvarer med gjeldende hastighetstilstand. Når hastigheten øker, er det nødvendig med en høyere frekvens av eksitasjon for nøyaktig måling, noe som krever en endring i utformingen av rotasjonssensoren.
Eddy -strømsensorer har ikke dette problemet. Effie Automotive fortalte NE Time at utformingen av Eddy -strømsensoren bedre kan tilpasse seg utviklingstrenden for denne høye hastigheten. Det brede spekteret av støtte, rask respons og bedre ytelse i høyfrekvente signalbehandling betyr at virvelstrømsensorer kan være 'oppover kompatible ' for fremtidige applikasjoner i høyere hastigheter. Derfor kan plattformløsningen realiseres bedre i motorproduktene med forskjellige hastigheter. Dette er faktisk en av faktorene som nåværende motorkunder velger virvelstrømløsninger,
I tillegg, på grunn av mangfoldet av virvelstrømsensorer, for eksempel akseltypen, er akselenden lik, og akselen kan deles inn i O-type og C-type (noen kalles også full sirkel og semi-sirkel). Derfor er det relativt mer fleksibelt når det gjelder å tilpasse kundemotorutforming.
03.
Ulike prinsipper fører til forskjellige kostnadsreduksjonsutfordringer
Kostnaden for roterende sensorer kommer hovedsakelig fra materialer og maskinvare, inkludert magnetiske materialer (for eksempel silisiumstålark), spoler og så videre. Derfor bestemmes den totale kostnaden i henhold til størrelsen, vanligvis jo større størrelse, jo høyere er kostnaden.
Kjernekostnadene for virvelstrømssensor ligger hovedsakelig i sine elektroniske komponenter, prosesseringsflis osv.
Derfor er kostnadene for virvelstrømsensorer lavere enn for roterende sensorer for applikasjoner i stor skala. Imidlertid har rotasjonssensorer i små størrelser visse kostnadsfordeler. Når det gjelder den spesifikke applikasjonsordningen, fordi signalbehandlingsbrikken til rotasjonssensoren ofte ikke er inkludert i kostnadsberegningen, har den spesifikke kostnadssammenligningen også noen forskjeller.
I tillegg til den nåværende kostnadssammenligningen, er det også nødvendig å ta hensyn til den fremtidige kostnadsreduksjonsplassen. For øyeblikket, fordi de fleste av Eddy Current Sensor -brikkene kommer fra utenlandske foretak, kan kostnadene reduseres ytterligere med utvidelsen av skalaen og modenheten til innenlandske brikkebedrifter i det senere stadiet. Imidlertid er det synkende rom for roterende sensor relativt begrenset.
Derfor, når de står overfor fremtidige kostnadskrav, er virvelstrømsensorer åpenbart mer fordelaktige. De siste årene har markedsandelen til Eddy Current Sensors økt betydelig, og i det innenlandske markedet har kjøretøyselskaper, inkludert Geely og en rekke nye styrker, valgt Eddy Current Sensor -ordningen.
04.
Eddy Current Sensor Industry trenger fortsatt å vokse
Selv om populariteten til virvelstrømssensorapplikasjoner øker, er de vanligste sensorene fremdeles roterende sensorer, inkludert salgsledere BYD og Tesla. Årsaken til dette er at på den ene siden blir virvelstrømsensorer brukt sent i bilfeltet, og på den annen side er det ikke mange leverandører som kan gi virvelstrømsensorer, og noen få selskaper som Effie og Sensata kan levere dem i bransjen.
For virvelstrømsensorer er det tre hovedutfordringer:
Faktisk har virvelstrømsensorer blitt brukt på industrifeltet, men i bilfeltet er det første som må oppfylles kravene til kjøretøymålernivået, spesielt kravene til funksjonell sikkerhet. Ta Effie Automobile som et eksempel, for å sikre den stabile anvendelsen av virvelstrømssensoren, er utviklingsprosessen strengt i samsvar med ISO26262 -prosessen for å sikre kravene til funksjonelt sikkerhetsnivå.
◎ Utfordringen til brikken, brikken må ikke bare oppfylle de funksjonelle kravene, men også oppfylle bilmålernivået. Som en virvelstrøms sensorbedrift er det nødvendig å etablere en ChIP-verifiseringsstandard for å evaluere tilgjengeligheten av brikken, noe som også er avgjørende for den påfølgende anvendelsen av innenlandske brikker. Gjennom mange års samarbeid med globale brikkeprodusenter for å etablere en komplett bekreftelsesprosess, avslørte Effie Automotive at innføringen av innenlandske brikker er selvfølgelig planlagt, forutsetningen er å oppfylle standardene.
Pålitelighetsutfordringer, virvelstrømssensor på grunn av installasjonsposisjonen, arbeidsprosessen er utsatt for termisk sjokk i motoren, avkjølende olje -sputring og andre utfordringer, noe som er spesielt større for brikken. Effie Automotives løsning er å anvende limbehandling på chip -plasseringen, samtidig som de øker temperaturkravene til selve brikken. For å forbedre tilpasningsevnen til miljøet og forbedre påliteligheten.
I fremtiden, om Eddy -strømmen fullstendig kan erstatte roterende sensor, er fremdeles ukjent. Rotasjonssensorer har også sin egen produktoppgraderingsvei for å takle motorens nye behov. Imidlertid er vekstmomentet til virvelstrømsensorer raskere enn for roterende sensorer, og selvfølgelig er basen til virvelstrømsensorer lav.
