У погонском мотору нових енергетских возила, постоји неупадљива, али критично важна компонента - променљиви резолвер (често скраћен на 'ресолвер'). Делује као „око“ мотора, непрестано говорећи контролеру мотора: „Где је сада ротор? Која је брзина ротације?“
Без овог „ока“, синхрони мотори са перманентним магнетом не могу постићи прецизну контролу комутације, што резултира грубом, трзавом излазном снагом - или чак потпуним неуспехом у раду. Подаци показују да је стопа пенетрације резолвера у главне погонске моторе нових енергетских путничких возила чак 78,6% - што значи да је скоро сваки главни погонски мотор новог енергетског возила опремљен једним.
Дакле, како овај мали сензор заправо функционише? Зашто треба да буде „прилагођен“? И на које кључне параметре треба обратити пажњу током прилагођавања?
1. Шта је резолвер променљиве релуктанције?
1.1 Од трансформатора до резолвера
Свима је познат 'трансформатор' - он подиже или смањује напон. Ресолвер се може сматрати напредном верзијом трансформатора: док конвенционални трансформатор даје фиксни напон, резолвер даје напон који варира са углом ротације ротора.
Ресолвер променљиве релуктанције је најчешће коришћени тип. Његова основна структура је изузетно једноставна:
· Статор : Фиксиран на месту, намотан са побудним намотајем (улазним) и синусним/косинусним излазним намотајима.
· Ротор : Направљен од наслаганих слојева силиконског челика са зупцима, који уопште не садржи намотаје , и ротира се са осовином мотора.
1.2 Принцип рада: Промене ваздушног процепа одређују промене сигнала
Када се АЦ побудни напон примени на побудни намотај статора, наизменично магнетно поље се генерише у ваздушном процепу између статора и ротора. Како се ротор окреће, магнетни отпор ваздушног зазора се периодично мења јер зупци ротора (избочине и удубљења) наизменично пролазе кроз зупце статора.
Ова варијација доводи до промене амплитуде индукованих напона у два излазна намотаја (синусни и косинусни) - један прати синусни образац, други косинусни образац.
Интерпретацијом ова два сигнала, контролер мотора може прецизно израчунати апсолутну угаону позицију ротора у сваком тренутку.
1.3 Зашто је постао најбољи избор за ЕВ моторе са главним погоном?
Ресолвер варијабилног отпора је дошао да „доминира“ у сектору нових енергетских возила захваљујући следећим предностима:
· Изузетно једноставна и поуздана конструкција : Нема намотаја ротора, нема четкица - нема проблема са хабањем, а његов теоретски радни век може да се подудара са животним веком саме опреме.
· Изузетна отпорност на животну средину : Опсег радне температуре од -50°Ц до +155°Ц, отпоран на високе температуре, вибрације и контаминацију уља.
· Јака отпорност на електромагнетне сметње : На основу принципа електромагнетне индукције, природно је имун на оштре електромагнетне средине унутар мотора.
· Излаз апсолутне позиције : Обезбеђује тренутни угао одмах по укључивању, без потребе за процедуром 'хоминг'.
2. Зашто главни погонски мотор захтева 'прилагођени' резолвер?
Неки би се могли запитати: зар резолвери нису стандардне компоненте које се налазе на полици? Зашто једноставно не купите готову?
Стварност је далеко од тако једноставне. Сваки мотор главног погона новог енергетског возила дизајниран је са различитом снагом, брзином, простором за монтажу и радним условима – а ове разлике директно одређују да резолвер мора бити „по мери“.
2.1 Димензије за монтажу се веома разликују
Различити мотори долазе у различитим величинама оквира, од 25 до 300, а за сваки је потребан резовер одговарајућих димензија. Методе монтаже се такође разликују - монтажа кроз рупу, површинска монтажа, монтажа прирубнице - сваки одговара различитом дизајну механичког интерфејса.
2.2 Електрични параметри се разликују
Напон побуде, фреквенција побуде, број парова полова, однос трансформације - сви ови електрични параметри морају савршено одговарати систему управљања мотором. Коришћење резолвера са неусклађеним параметрима може, у најбољем случају, да смањи тачност мерења, ау најгорем да учини нефункционалним цео систем управљања мотором.
2.3 Захтеви за тачност значајно варирају
Прецизност положаја потребна за погонски мотор уобичајеног путничког возила је потпуно другачија од оне код возила високих перформанси. Што је више парова полова, то је већа тачност - у распону од 2, 4, до 6 или више парова полова, са прецизношћу која се побољшава са 25 лучних минута на 10 лучних минута или чак више.
2.4 Радни услови нису једнообразни
Неки мотори раде у окружењима хлађеним уљем, захтевајући да резолвер буде компатибилан са уљем; други теже екстремно великим брзинама, што захтева подршку за 20.000 о/мин или чак више; други захтевају АЕЦ-К сертификат за аутомобилску индустрију - сваки услов намеће различите захтеве за дизајн резолвера.
3. Прилагођавање резолвера: шта се тачно може прилагодити?
3.1 Механичко прилагођавање
· Спољашње димензије : спољни пречник, дужина, позиције рупа за монтажу, итд.
· Метода монтаже : кроз рупу, површинску монтажу или тип прирубнице.
· Интегрисано детекцију температуре : опциони НТЦ термистор за комбиновану детекцију положаја и температуре.
4. Процес прилагођавања: од захтева до испоруке
Типичан процес прилагођавања разрешивача обично укључује следеће фазе:
Корак 1: Комуникација о захтевима - Купац обезбеђује параметре мотора, расположиви простор, циљеве перформанси итд.
Корак 2: Дизајн решења - Добављач развија електромагнетни и механички дизајн на основу захтева.
Корак 3: Верификација симулације - Анализа коначних елемената (ФЕА) се користи за оптимизацију електромагнетних перформанси.
Корак 4: Производња прототипа - Узорци прототипа се производе и тестирају на испитним столовима.
Корак 5: Масовна производња - Након валидације, производ прелази у масовну производњу.
Тренутно, водећи домаћи добављачи резолвера скратили су циклус испоруке прилагођавања на само 4-6 недеља. Неки су већ изградили потпуно аутоматизоване производне линије са годишњим капацитетом већим од милион јединица.
5. Тренд у индустрији: Домаћа супституција добија на замаху
Дуго времена, тржиштем врхунских резолвера доминирали су страни брендови као што су јапански Тамагава и МинебеаМитсуми. Међутим, последњих година кинеска технологија резолвера је направила значајан напредак; Истовремено, домаћи чипови резолвер-дигитални претварач (РДЦ) такође брзо напредују. СЦ2121 компаније Ксинцхи Семицондуцтор и други производи су постигли функционални паритет са међународно познатим моделима, а Фенгцхао Тецхнологи је такође лансирала РДЦ чипове високих перформанси. Домаћа замена целог ланца - од сензора до чипа за декодирање - се убрзава.
Закључак
Иако мале величине, резолвер варијабилне релуктанције је незамењив сензор језгра у контролном систему главних погонских мотора нових енергетских возила. Његово прилагођавање директно утиче на тачност контроле мотора, радну ефикасност и поузданост.
Уз континуирани раст индустрије нових енергетских возила и продубљивање домаће супституције, услуге прилагођавања резолвера ће постати још зрелије и ефикасније. За инжењере мотора, разумевање принципа рада и основе прилагођавања резолвера је већ постао обавезан курс.
На крају крајева, само када је мотор опремљен правим 'очима' може јасно да види и да ради стабилно.
СДМ Магнетицс је један од најинтегративнијих произвођача магнета у Кини. Главни производи: Трајни магнет, неодимијумски магнети, статор и ротор мотора, резолверт сензора и магнетни склопови.
