Датчик положения двигателя представляет собой устройство, которое обнаруживает положение ротора (вращающейся части) в двигателе относительно статора (фиксированная часть). Он преобразует механическое положение в электрический сигнал для использования контроллером двигателя, чтобы решить, когда переключать направление и прочность тока двигателя, тем самым управляя скоростью вращения двигателя и крутящего момента.
В новых энергетических транспортных средствах точное управление двигателем напрямую связано с безопасностью и стабильностью транспортного средства и точной работой позиции Резолювер датчика может обеспечить правильную реакцию двигателя в критические моменты, такие как аварийное торможение, ускорение или рулевое управление. Это особенно важно для синхронных двигателей с постоянными магнитами (PMSM), которые не имеют физических контактных коммутаторов и, следовательно, полагаются на информацию о положении, предоставленную датчиком, чтобы решить, когда переключить направление тока и обеспечить плавную работу двигателя.
В настоящее время существует два вида датчиков положения двигателя, обычно используемых в новых энергетических транспортных средствах, датчиках вихревого тока и роторных трансформаторах (вращающиеся датчики).
01.
Разница между вихрями и вихревыми токами связана с их основным принципом
Хотя датчики вихревого тока и роторные трансформаторы могут хорошо соответствовать требованиям обнаружения моторного положения из -за их различных машин генерации сигналов и методов обработки сигналов, в соответствии с различными требованиями будут различия в конкретных приложениях продуктов.
Выбор типа датчика моторного положения также должен учитывать другие факторы, такие как затраты, требования к точности, адаптивность окружающей среды, надежность и сложность интеграции системы, которые тесно связаны с основным механизмом генерации сигналов и обработки.
Возьмите наиболее часто используемый вращающийся датчик в качестве примера, его принцип работы основан на принципе электромагнитной индукции. Принцип генерации сигнала состоит в том, что контроллер двигателя обеспечивает постоянный частотный сигнал возбуждения переменного тока для катушки возбуждения (катушка A), и этот сигнал возбуждения генерирует чередующее магнитное поле внутри вращающегося датчика. Когда ротор вращается, магнитное поле, генерируемое катушкой возбуждения, вырезается, что приводит к индукции напряжения переменного тока в синусоидальной катушке B и косинусной катушке C. путем измерения разности фаз и амплитуды этих двух сигналов, абсолютное положение и направление вращения моторного ротора могут быть точно рассчитаны.
◎ При обработке сигнала контроллер двигателя получает и анализирует синусоизащитные сигналы датчика вращения вращения и вычисляет точную информацию о угловом угловом алгоритме (обычно алгоритм анализа вращающегося энкодера). Чтобы достичь лучшей обработки сигналов, обычно необходимо применить специальный декодирующий чип, который установлен на контроллере двигателя, и, конечно, его также можно достичь путем декодирования программного обеспечения.
Следовательно, в специфической форме датчика вращения он обычно состоит из захватывающей катушки (первичная катушка, катушка A), двух выходных катушек (синусоидальная катушка B и косинусная катушка C) и металлический ротор нерегулярной формы. Ротор является коаксиальным с ротором двигателя и вращается с вращением двигателя.
Датчик вихревого тока использует принцип электромагнитной индукции для передачи и получения индуцированного сигнала переменного тока с соответствующей катушкой на конце передачи и приемном конце, чтобы рассчитать положение целевого колеса. Целевое колесо закреплено на вращающемся валу и вращается вместе с ротором. Относительное положение моторного ротора и статора может быть измерено путем обнаружения положения целевого колеса.
◎ С точки зрения обработки сигналов, когда датчик вихревого тока включается, катушка, передающая датчик, генерирует захватывающее магнитное поле, а целевая пластина следует за двигателем, чтобы повернуть и разрезать захватывающее магнитное поле, так что приемная катушка генерирует напряжение катушки, а модуль датчика демодулировал и обрабатывая напряжение COIL, чтобы получить напряжение сигнала соответствующего позиции. В отличие от роторного датчика, чип обработки сигнала датчика вихревого тока интегрируется с датчиком, а цифровой сигнал может быть выведен непосредственно.
Следовательно, датчик вихревого тока обычно состоит из ряда целевых долей, соответствующих количеству пар полюсов двигателя. Группа катушек состоит из трансмиссионной катушки и приемной катушки, которая зафиксирована на статоре двигателя, а датчик вихревого тока обычно расположены непосредственно в печатной плате, и интегрирован чип обработки сигналов.
02.
Различные принципы приводят к различной технической направленности
Можно видеть, что основные различия между датчиком вращения и датчиком вихревого тока в принципе лежат в режиме возбуждения, механизме генерации сигналов и сложностью обработки сигналов. Преимущества вращающегося датчика в основном находятся в стабильности сигнала возбуждения и допуска рабочей среды, но недостатки заключаются в том, что влияние изменения моторной схемы больше, а совместимость платформы плохая. Преимущество датчика вихревого тока-его высокая степень электронизации, легко удовлетворить потребности платформы и сильная анти-ЭМК. Недостатком является то, что он немного слабее, чем вращающийся датчик с точки зрения толерантности к окружающей среде, а стоимость выше, чем вращающийся датчик в некоторых сценах.
Совместимость платформы сначала отражена в уровне скорости, Road -Map Map Map Map 2.0 », подготовленная Китайским обществом автомобильной инженерии, указала, что к 2025 году максимальная рабочая скорость датчика позиции составляет 20 000r/мин, а полоса пропускания декодера составляет> 2,5 кГц. К 2030 году максимальная рабочая скорость датчика положения составляет 25 000r/мин, а полоса пропускания декодера -> 3,0 кГц. Видно, что в роторном датчике есть определенные проблемы на высокой скорости.
Это связано с тем, что частота возбуждения роторного датчика тесно связана с рассмотренным состоянием скорости при его разработке, и обычно соответствует текущему состоянию скорости. Когда скорость увеличивается, для точного измерения требуется более высокая частота возбуждения, что требует изменения конструкции вращающегося датчика.
Датчики вихревого тока не имеют этой проблемы. Effie Automotive сообщила NE Time, что дизайн датчика вихревого тока может лучше адаптироваться к тенденции разработки этой высокой скорости. Широкий диапазон поддержки, быстрый отклик и лучшая производительность в высокочастотной обработке сигнала означает, что датчики вихревого тока могут быть 'вверх совместимы ' для будущих приложений на более высоких скоростях. Следовательно, решение платформы может быть лучше реализовано в двигательных продуктах с разными скоростями. Фактически, это один из факторов, которые нынешние клиенты моторного движения выбирают Eddy Current Solutions,
Кроме того, из-за разнообразия датчиков вихревого тока, таких как тип вала, конец вала одинаковый, а вал может быть разделен на O-тип и C-тип (некоторые также называются полным кругом и полукругом). Следовательно, он относительно более гибкий в адаптации схем дизайна моторных клиентов.
03.
Различные принципы приводят к различным проблемам снижения затрат
Стоимость роторных датчиков в основном поставляется из материалов и оборудования, включая магнитные материалы (такие как кремниевые стальные листы), катушки и так далее. Следовательно, общая стоимость определяется в соответствии с его размером, обычно чем больше, чем выше стоимость.
Стоимость сердечника датчика вихревого тока в основном заключается в его электронных компонентах, переработке чипов и т. Д. Стоимость электронных деталей относительно фиксированно, поэтому стоимость ядра вихревого тока датчика не увеличивается линейно с размером.
Следовательно, стоимость датчиков вихревого тока ниже, чем у роторных датчиков для крупномасштабных применений. Тем не менее, в схемах моторных схем небольшого размера роторные датчики имеют определенные преимущества затрат. Конечно, когда дело доходит до конкретной схемы применения, поскольку чип обработки сигнала роторного датчика часто не включается в расчет затрат, удельное сравнение затрат также имеет некоторые различия.
В дополнение к текущему сравнению затрат, также необходимо обратить внимание на будущее пространство снижения затрат. В настоящее время, поскольку большинство вихревых датчиков тока поступают от иностранных предприятий, стоимость может быть дополнительно снижена с помощью расширения шкалы и зрелости внутренних фишковых предприятий на более поздней стадии. Тем не менее, нисходящее пространство роторного датчика относительно ограничено.
Следовательно, при столкновении с требованиями к будущим затратам датчики вихревого тока, очевидно, являются более выгодными. В последние годы доля рынка вихревых датчиков текущего текущего выросла значительно возросла, и на внутреннем рынке автомобильные компании, включая Geely и ряд новых сил, выбрали вихревую схему датчиков.
04.
Индустрия датчиков вихревого тока все еще должна расти
Хотя популярность приложений датчиков вихревого тока растет, наиболее распространенными датчиками все еще являются роторные датчики, в том числе лидеры продаж BYD и Tesla. Причина этого заключается в том, что, с одной стороны, датчики вихревого тока применяются в конце автомобильной области, а с другой стороны, не так много поставщиков, которые могут предоставить вихревые датчики тока, и несколько компаний, таких как Effie и Sensata, могут поставлять их в отрасли.
Для датчиков вихревого тока есть три основные проблемы:
Фактически, датчики вихревого тока были применены в промышленном поле, но в автомобильной области первое, что необходимо выполнить, - это требования уровня датчика транспортного средства, особенно требования функциональной безопасности. Возьмите Effie Automobile в качестве примера, чтобы обеспечить стабильное применение датчика вихревого тока, процесс разработки строго соответствует процессу ISO26262 для обеспечения требований уровня функциональной безопасности.
◎ Задача чипа, чип должен не только соответствовать функциональным требованиям, но и соответствовать уровню манометра автомобиля. В качестве энсорного корпоративного предприятия вихревого тока необходимо установить стандарт проверки чипа для оценки доступности чипа, что также имеет решающее значение для последующего применения внутренних чипов. Благодаря многолетним сотрудничеству с мировыми производителями чипов для установления полного процесса проверки, Effie Automotive сообщила, что введение внутренних чипов было запланировано, конечно, предпосылка заключается в соответствии с стандартами.
Проблемы с надежностью, датчик вихревого тока из -за позиции установки, рабочий процесс подвержен тепловому шоку в двигателе, распылением охлаждающего масла и других проблемах, что особенно больше для чипа. Решение Effie Automotive заключается в том, чтобы применить клейкую обработку в местоположение чипа, одновременно увеличивая температурные требования самого чипа. Улучшить адаптивность к окружающей среде и повысить надежность.
В будущем, может ли вихревый ток полностью заменить вращающийся датчик, до сих пор неизвестно. Роторные датчики также имеют свой собственный путь обновления продукта, чтобы справиться с новыми потребностями двигателя. Однако импульс роста датчиков вихревого тока быстрее, чем у роторных датчиков, и, конечно, основание датчиков вихревого тока низкая.
