Senzorul de poziție a motorului este un dispozitiv care detectează poziția rotorului (partea rotativă) în motor în raport cu statorul (partea fixă). Transformă poziția mecanică într -un semnal electric pentru a fi utilizat de către controlerul motorului pentru a decide când să comute direcția și rezistența curentă a motorului, controlând astfel viteza de rotație și cuplul motorului.
În noile vehicule energetice, controlul precis al motorului este direct legat de siguranța și stabilitatea conducerii vehiculului și de munca exactă a poziției Rezolvarea senzorului poate asigura răspunsul corect al motorului în momente critice, cum ar fi frânarea de urgență, accelerarea sau direcția. Acest lucru este deosebit de important pentru motoarele sincrone cu magnet permanent (PMSM), care nu au comutatori de contact fizic și, prin urmare, se bazează pe informațiile de poziție furnizate de senzor pentru a decide când să schimbe direcția curentului și să asigure funcționarea lină a motorului.
În prezent, există două tipuri de senzori de poziție motorie folosiți în mod obișnuit în vehicule de energie noi, senzori de curent de curent și transformatoare rotative (senzori rotativi).
01.
Diferența dintre curenții vârtej și eddy provine din principiul lor de bază
Deși senzorii de curent de curent și transformatorii rotativi pot îndeplini cerințele de detectare a poziției motorii, datorită diferitelor mașini de generare a semnalului și metode de procesare a semnalului, vor exista diferențe în aplicațiile specifice de produse în funcție de cerințe diferite.
Alegerea tipului de senzor de poziție motorie trebuie, de asemenea, să ia în considerare alți factori, cum ar fi costurile, cerințele de precizie, adaptabilitatea mediului, fiabilitatea și complexitatea integrării sistemului, care sunt strâns legate de mecanismul de bază de generare și procesare a semnalului.
Luați ca exemplu cel mai frecvent utilizat senzor rotativ, principiul său de lucru se bazează pe principiul inducției electromagnetice. Principiul generarii semnalului este acela că controlerul motor oferă un semnal de excitație AC de frecvență constantă la bobina de excitație (bobina A), iar acest semnal de excitație generează un câmp magnetic alternativ în interiorul senzorului rotativ. Pe măsură ce rotorul se rotește, câmpul magnetic generat de bobina de excitație este tăiat, ceea ce duce la inducerea tensiunii de curent alternativ în bobina sinusoidală B și bobina cosinusului C. Prin măsurarea diferenței de fază și a amplitudinii acestor două semnale, poziția absolută și direcția de rotație a rotorului motor pot fi calculate cu exactitate.
◎ În procesarea semnalului, controlerul motorului primește și analizează semnalele sinusoidale și cosinus ale senzorului rotativ și calculează informațiile privind unghiul precis printr -un algoritm software (de obicei algoritmul de analiză a codificatorului rotativ). Pentru a realiza o mai bună procesare a semnalului, este de obicei necesar să se aplice un cip special de decodare, care este instalat în controlerul motorului și, desigur, poate fi obținut și prin decodarea software.
Prin urmare, în forma specifică a senzorului de rotație, este de obicei compus dintr -o bobină interesantă (bobină primară, bobină A), două bobine de ieșire (bobină sinusoidală B și bobină cosinică C) și un rotor metalic în formă neregulată. Rotorul este coaxial cu rotorul motorului și se rotește odată cu rotația motorului.
Senzorul de curent Eddy folosește principiul inducției electromagnetice pentru a transmite și primi semnalul AC indus cu bobina corespunzătoare la capătul de transmitere și capătul de recepție, astfel încât să se calculeze poziția roții țintă. Roata țintă este fixată pe arborele rotativ și se rotește împreună cu rotorul. Poziția relativă a rotorului și a statorului motorului poate fi măsurată prin detectarea poziției roții țintă.
◎ În ceea ce privește procesarea semnalului, atunci când senzorul de curent de eddy este pornit, bobina de transmitere a senzorului generează un câmp magnetic interesant, iar placa țintă urmărește motorul pentru a se roti și tăia câmpul magnetic interesant, astfel încât bobina receptoare generează tensiune a bobinei, iar modulul senzorului demodulat și prelucrat tensiunea bobinei pentru a obține semnalul de tensiune al poziției corespunzătoare. Diferentă de senzorul rotativ, cipul de procesare a semnalului senzorului de curent Eddy este integrat cu senzorul, iar semnalul digital poate fi ieșit direct.
Prin urmare, senzorul de curent eddy constă de obicei dintr -un număr de lobi țintă care se potrivesc cu numărul de perechi de poli de motor. Grupul de bobine este format dintr -o bobină de transmisie și o bobină de primire, care sunt fixate pe statorul motorului, iar senzorul de curent de eddy este de obicei aranjat direct în PCB, iar cipul de procesare a semnalului este integrat.
02.
Diferite principii duc la un accent tehnic diferit
Se poate observa că principalele diferențe între senzorul de rotație și senzorul de curent de eddy, în principiu, se află în modul de excitație, mecanismul de generare a semnalului și complexitatea procesării semnalului. Avantajele senzorului rotativ sunt în principal în stabilitatea semnalului de excitație și la toleranța mediului de lucru, dar dezavantajele sunt că influența schimbării schemei motorii este mai mare, iar compatibilitatea platformei este slabă. Avantajul senzorului actual Eddy este gradul său ridicat de electronizare, ușor de satisfăcut nevoile platformei și o capacitate puternică anti-EMC. Dezavantajul este că este ușor mai slab decât senzorul rotativ din punct de vedere al toleranței la mediu, iar costul este mai mare decât senzorul rotativ în unele scene.
Compatibilitatea platformei este reflectată pentru prima dată în nivelul vitezei, „Economisirea energiei și noua tehnologie a tehnologiei vehiculelor energetice 2.0 ” pregătite de China Society of Automotive Engineering a subliniat că până în 2025, viteza maximă de lucru a senzorului de poziție este de 20.000R/min, iar lățimea de bandă a decodificatorului este> 2,5 khz. Până în 2030, viteza maximă de lucru a senzorului de poziție este de 25.000R/min, iar lățimea de bandă a decodificatorului este> 3,0kHz. Se poate observa că există anumite provocări ale senzorului rotativ la viteză mare.
Acest lucru se datorează faptului că frecvența de excitație a senzorului rotativ este strâns legată de starea de viteză luată în considerare atunci când este proiectată și, de obicei, se potrivește cu starea de viteză curentă. Pe măsură ce viteza crește, este necesară o frecvență mai mare de excitație pentru măsurarea exactă, ceea ce necesită o modificare a proiectării senzorului rotativ.
Senzorii curente eddy nu au această problemă. Effie Automotive a declarat pentru NE Time că proiectarea senzorului curent de curent se poate adapta mai bine la tendința de dezvoltare a acestei viteze mari. Gama sa largă de suport, răspuns rapid și performanțe mai bune în procesarea semnalului de înaltă frecvență înseamnă că senzorii de curent cu curent pot fi „compatibili în sus ” pentru aplicațiile viitoare la viteze mai mari. Prin urmare, soluția platformei poate fi mai bine realizată în produsele cu motoare cu viteze diferite. De fapt, acesta este unul dintre factorii pe care clienții cu actuali motor alege soluții curente Eddy,
În plus, datorită varietății de senzori de curent eddy, cum ar fi tipul arborelui, capătul arborelui este similar, iar arborele poate fi împărțit în tip O și tip C (unele sunt, de asemenea, numite cerc complet și semicerc). Prin urmare, este relativ mai flexibil în adaptarea schemelor de proiectare a motorului clienților.
03.
Diferite principii duc la diferite provocări de reducere a costurilor
Costul senzorilor rotativi provine în principal din materiale și feronerie, inclusiv materiale magnetice (cum ar fi foi de oțel din siliciu), bobine și așa mai departe. Prin urmare, costul general este determinat în funcție de dimensiunea sa, de obicei cu cât dimensiunea este mai mare, cu atât costul este mai mare.
Costul de bază al senzorului de curent eddy constă în principal în componentele sale electronice, jetoanele de procesare, etc.
Prin urmare, costul senzorilor de curent eddy este mai mic decât cel al senzorilor rotativi pentru aplicații la scară largă. Cu toate acestea, în schemele motorii de dimensiuni mici, senzorii rotativi au anumite avantaje ale costurilor. Desigur, atunci când vine vorba de schema de aplicații specifice, deoarece cipul de procesare a semnalului senzorului rotativ nu este adesea inclus în calculul costurilor, comparația specifică a costurilor are și unele diferențe.
Pe lângă comparația curentă a costurilor, este necesar să acorde atenție și spațiului viitor de reducere a costurilor. În prezent, deoarece majoritatea cipurilor de senzori curente curente provin din întreprinderi străine, costul poate fi redus în continuare odată cu extinderea scării și maturitatea întreprinderilor de cipuri interne în etapa ulterioară. Cu toate acestea, spațiul descendent al senzorului rotativ este relativ limitat.
Prin urmare, atunci când se confruntă cu cerințele de costuri viitoare, senzorii curente de eddy sunt în mod evident mai avantajoși. În ultimii ani, cota de piață a senzorilor actuali Eddy a crescut semnificativ, iar pe piața internă, companiile de vehicule, inclusiv Geely și o serie de noi forțe, au ales schema de senzori curentă.
04.
Industria senzorilor actuali trebuie să crească în continuare
Deși popularitatea aplicațiilor de senzori curente de curent este în creștere, cei mai comuni senzori sunt încă senzori rotativi, inclusiv lideri de vânzări BYD și Tesla. Motivul pentru aceasta este că, pe de o parte, senzorii curente de curent sunt aplicate târziu în câmpul auto, iar pe de altă parte, nu există mulți furnizori care pot oferi senzori actuali eddy, iar câteva companii precum Effie și Sensata le pot furniza în industrie.
Pentru senzorii curente eddy, există trei provocări principale:
De fapt, senzorii curente de curent au fost aplicate în domeniul industrial, dar în domeniul auto, primul lucru care trebuie îndeplinit sunt cerințele nivelului de ecartament al vehiculului, în special cerințele siguranței funcționale. Luați Effie Automobile ca exemplu, pentru a asigura aplicarea stabilă a senzorului curent Eddy, procesul de dezvoltare este strict în conformitate cu procesul ISO26262 pentru a asigura cerințele nivelului de siguranță funcțional.
◎ Provocarea cipului, cipul nu trebuie să îndeplinească doar cerințele funcționale, ci și să îndeplinească nivelul gabaritului auto. Ca întreprindere senzor cu curent de curent, este necesar să se stabilească un standard de verificare a cipurilor pentru a evalua disponibilitatea cipului, care este, de asemenea, crucial pentru aplicarea ulterioară a cipurilor interne. De -a lungul anilor de cooperare cu producătorii de cipuri globale pentru a stabili un proces complet de verificare, Effie Automotive a dezvăluit că introducerea cipurilor interne a fost planificată, desigur, premisa este de a îndeplini standardele.
Provocări de fiabilitate, senzor de curent cu curent eddy Datorită poziției de instalare, procesul de lucru este predispus la șoc termic în motor, sputtering de ulei de răcire și alte provocări, ceea ce este mai ales mai mare pentru cip. Soluția Effie Automotive este de a aplica tratamentul adeziv la locația cipului, crescând în același timp cerințele de temperatură ale cipului în sine. Pentru a îmbunătăți adaptabilitatea la mediu și pentru a îmbunătăți fiabilitatea.
În viitor, dacă curentul eddy poate înlocui complet senzorul rotativ nu este încă cunoscut. Senzorii rotativi au, de asemenea, propria cale de actualizare a produsului pentru a face față noilor nevoi ale motorului. Cu toate acestea, impulsul de creștere al senzorilor de curent de eddy este mai rapid decât cel al senzorilor rotativi și, desigur, baza senzorilor de curent eddy este scăzută.
