เซ็นเซอร์ตำแหน่งมอเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ตรวจจับตำแหน่งของโรเตอร์ (ส่วนหมุน) ในมอเตอร์ที่สัมพันธ์กับสเตเตอร์ (ส่วนคงที่) มันแปลงตำแหน่งเชิงกลเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อใช้งานโดยตัวควบคุมมอเตอร์เพื่อตัดสินใจว่าจะเปลี่ยนทิศทางและความแข็งแรงของมอเตอร์เมื่อใดซึ่งควบคุมความเร็วและแรงบิดในการหมุนของมอเตอร์
ในยานพาหนะพลังงานใหม่การควบคุมมอเตอร์ที่แม่นยำนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัยในการขับขี่และความเสถียรของยานพาหนะและการทำงานที่แม่นยำของตำแหน่ง ตัวแก้ไขเซ็นเซอร์ สามารถมั่นใจได้ว่าการตอบสนองที่ถูกต้องของมอเตอร์ในช่วงเวลาวิกฤตเช่นการเบรกฉุกเฉินการเร่งความเร็วหรือการบังคับเลี้ยว สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM) ซึ่งไม่มีการติดต่อทางกายภาพและดังนั้นจึงต้องพึ่งพาข้อมูลตำแหน่งที่เซ็นเซอร์ให้ไว้เพื่อตัดสินใจว่าจะเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าเมื่อใด
ในปัจจุบันมีเซ็นเซอร์ตำแหน่งมอเตอร์สองชนิดที่ใช้กันทั่วไปในยานพาหนะพลังงานใหม่เซ็นเซอร์กระแสวนและหม้อแปลงหมุน (เซ็นเซอร์โรตารี่)
01.
ความแตกต่างระหว่างการหมุนวนและกระแสน้ำวนเกิดจากหลักการพื้นฐานของพวกเขา
แม้ว่าเซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้าวนและหม้อแปลงหมุนสามารถตอบสนองความต้องการของการตรวจจับตำแหน่งมอเตอร์ได้ดีเนื่องจากเครื่องสร้างสัญญาณและวิธีการประมวลผลสัญญาณที่แตกต่างกัน แต่จะมีความแตกต่างในการใช้งานผลิตภัณฑ์เฉพาะตามข้อกำหนดที่แตกต่างกัน
ตัวเลือกประเภทของเซ็นเซอร์ตำแหน่งมอเตอร์ยังต้องพิจารณาปัจจัยอื่น ๆ เช่นค่าใช้จ่ายความต้องการความแม่นยำความสามารถในการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมความน่าเชื่อถือและความซับซ้อนในการรวมระบบซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างสัญญาณพื้นฐานและกลไกการประมวลผลขั้นพื้นฐาน
ใช้เซ็นเซอร์โรตารี่ที่ใช้กันมากที่สุดเป็นตัวอย่างหลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า หลักการของการสร้างสัญญาณคือตัวควบคุมมอเตอร์ให้สัญญาณการกระตุ้นความถี่ AC คงที่ไปยังขดลวดกระตุ้น (ขดลวด A) และสัญญาณการกระตุ้นนี้สร้างสนามแม่เหล็กสลับภายในเซ็นเซอร์หมุน ในขณะที่โรเตอร์หมุนสนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดกระตุ้นจะถูกตัดส่งผลให้เกิดการเหนี่ยวนำของแรงดันไฟฟ้า AC ในขดลวดไซน์ B และขดลวดคอสีนซีโดยการวัดความแตกต่างของเฟสและแอมพลิจูดของสัญญาณทั้งสองนี้ตำแหน่งสัมบูรณ์และทิศทางการหมุนของมอเตอร์โรเตอร์สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำ
◎ในการประมวลผลสัญญาณตัวควบคุมมอเตอร์จะได้รับและวิเคราะห์สัญญาณไซน์และโคไซน์ของเซ็นเซอร์โรตารี่และคำนวณข้อมูลมุมที่แม่นยำผ่านอัลกอริทึมซอฟต์แวร์ (โดยปกติจะเป็นอัลกอริทึมการวิเคราะห์แบบหมุน เพื่อให้บรรลุการประมวลผลสัญญาณที่ดีขึ้นมักจะต้องใช้ชิปถอดรหัสพิเศษซึ่งติดตั้งในตัวควบคุมมอเตอร์และแน่นอนว่าสามารถทำได้โดยการถอดรหัสซอฟต์แวร์
ดังนั้นในรูปทรงเฉพาะของเซ็นเซอร์การหมุนมันมักจะประกอบด้วยขดลวดที่น่าตื่นเต้น (ขดลวดปฐมภูมิขดลวด A) ขดลวดเอาท์พุทสองตัว (ขดลวดไซน์บีและขดลวดคอสีนซี) และโรเตอร์โลหะที่มีรูปร่างผิดปกติ โรเตอร์เป็นโคแอกเซียลกับโรเตอร์ของมอเตอร์และหมุนด้วยการหมุนของมอเตอร์
เซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในการส่งและรับสัญญาณ AC ที่เหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นพร้อมกับขดลวดที่สอดคล้องกันที่ปลายส่งและจุดสิ้นสุดที่ได้รับเพื่อคำนวณตำแหน่งของล้อเป้าหมาย ล้อเป้าหมายได้รับการแก้ไขบนเพลาหมุนและหมุนพร้อมกับโรเตอร์ ตำแหน่งสัมพัทธ์ของโรเตอร์มอเตอร์และสเตเตอร์สามารถวัดได้โดยการตรวจจับตำแหน่งของล้อเป้าหมาย
◎ในแง่ของการประมวลผลสัญญาณเมื่อเซ็นเซอร์กระแสไหลวนเปิดอยู่เซ็นเซอร์ที่ส่งคอยล์จะสร้างสนามแม่เหล็กที่น่าตื่นเต้นและแผ่นเป้าหมายจะตามมอเตอร์หมุนและตัดสนามแม่เหล็กที่น่าตื่นเต้น แตกต่างจากเซ็นเซอร์โรตารี่ชิปการประมวลผลสัญญาณของเซ็นเซอร์กระแสวนรวมอยู่ในเซ็นเซอร์และสัญญาณดิจิตอลสามารถส่งออกได้โดยตรง
ดังนั้นเซ็นเซอร์กระแสวนวนมักจะประกอบด้วยจำนวนของกลีบเป้าหมายที่ตรงกับจำนวนคู่ขั้วของมอเตอร์ กลุ่มขดลวดประกอบด้วยขดลวดเกียร์และขดลวดที่ได้รับซึ่งได้รับการแก้ไขบนมอเตอร์สเตเตอร์และเซ็นเซอร์กระแสไหลวนมักจะจัดเรียงโดยตรงใน PCB และชิปการประมวลผลสัญญาณถูกรวมเข้าด้วยกัน
02.
หลักการที่แตกต่างนำไปสู่การมุ่งเน้นด้านเทคนิคที่แตกต่างกัน
จะเห็นได้ว่าความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซ็นเซอร์การหมุนและเซ็นเซอร์กระแสวนวนในหลักการอยู่ในโหมดการกระตุ้นกลไกการสร้างสัญญาณและความซับซ้อนของการประมวลผลสัญญาณ ข้อดีของเซ็นเซอร์โรตารี่ส่วนใหญ่อยู่ในความเสถียรของสัญญาณกระตุ้นและความอดทนของสภาพแวดล้อมการทำงาน แต่ข้อเสียคืออิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงของโครงการมอเตอร์นั้นยิ่งใหญ่กว่าและความเข้ากันได้ของแพลตฟอร์มนั้นไม่ดี ข้อได้เปรียบของเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy คือการทำให้เป็นอิเล็กทรอนิกส์ในระดับสูงง่ายต่อการตอบสนองความต้องการของแพลตฟอร์มและความสามารถในการต่อต้าน EMC ที่แข็งแกร่ง ข้อเสียคือมันอ่อนแอกว่าเซ็นเซอร์โรตารี่เล็กน้อยในแง่ของการทนต่อสิ่งแวดล้อมและค่าใช้จ่ายสูงกว่าเซ็นเซอร์โรตารี่ในบางฉาก
ความเข้ากันได้ของแพลตฟอร์มนั้นสะท้อนให้เห็นเป็นครั้งแรกในระดับความเร็วการประหยัดพลังงาน 'และเทคโนโลยียานพาหนะพลังงานใหม่ ROADMAP 2.0 ' จัดทำโดยสมาคมวิศวกรรมยานยนต์ของจีนชี้ให้เห็นว่าภายในปี 2568 ความเร็วในการทำงานสูงสุดของเซ็นเซอร์ตำแหน่งคือ 20,000R/นาที ภายในปี 2573 ความเร็วในการทำงานสูงสุดของเซ็นเซอร์ตำแหน่งคือ 25,000R/นาทีและแบนด์วิดท์ถอดรหัสคือ> 3.0kHz จะเห็นได้ว่ามีความท้าทายบางอย่างในเซ็นเซอร์โรตารี่ด้วยความเร็วสูง
นี่เป็นเพราะความถี่การกระตุ้นของเซ็นเซอร์โรตารี่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับสถานะความเร็วที่พิจารณาเมื่อได้รับการออกแบบและมักจะตรงกับสถานะความเร็วปัจจุบัน เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นจำเป็นต้องมีความถี่ในการกระตุ้นที่สูงขึ้นสำหรับการวัดที่แม่นยำซึ่งต้องการการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบเซ็นเซอร์โรตารี่
เซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy ไม่มีปัญหานี้ Effie Automotive บอกกับ NE Time ว่าการออกแบบเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy สามารถปรับให้เข้ากับแนวโน้มการพัฒนาของความเร็วสูงนี้ได้ดีขึ้น การสนับสนุนที่หลากหลายการตอบสนองที่รวดเร็วและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในการประมวลผลสัญญาณความถี่สูงหมายความว่าเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy สามารถเป็น 'เข้ากันได้ ' สำหรับการใช้งานในอนาคตด้วยความเร็วที่สูงขึ้น ดังนั้นโซลูชันแพลตฟอร์มสามารถรับรู้ได้ดีขึ้นในผลิตภัณฑ์มอเตอร์ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน อันที่จริงนี่เป็นหนึ่งในปัจจัยที่ลูกค้ามอเตอร์ปัจจุบันเลือกโซลูชันปัจจุบัน Eddy
นอกจากนี้เนื่องจากความหลากหลายของเซ็นเซอร์กระแสวนวนเช่นชนิดเพลาปลายเพลามีความคล้ายคลึงกันและเพลาสามารถแบ่งออกเป็น O-type และ C-type (บางส่วนเรียกว่าวงกลมเต็มและกึ่งวงกลม) ดังนั้นจึงมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการปรับแผนการออกแบบมอเตอร์ของลูกค้า
03.
หลักการที่แตกต่างนำไปสู่ความท้าทายในการลดต้นทุนที่แตกต่างกัน
ค่าใช้จ่ายของเซ็นเซอร์โรตารี่ส่วนใหญ่มาจากวัสดุและฮาร์ดแวร์รวมถึงวัสดุแม่เหล็ก (เช่นแผ่นเหล็กซิลิกอน) ขดลวดและอื่น ๆ ดังนั้นค่าใช้จ่ายโดยรวมจะถูกกำหนดตามขนาดของมันมักจะยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าไหร่ค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น
ค่าใช้จ่ายหลักของเซ็นเซอร์กระแสวนวนอยู่ส่วนใหญ่อยู่ในส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ชิปการประมวลผล ฯลฯ ต้นทุนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างคงที่ดังนั้นต้นทุนหลักของเซ็นเซอร์ปัจจุบันจะไม่เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามขนาด
ดังนั้นค่าใช้จ่ายของเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy จึงต่ำกว่าเซ็นเซอร์โรตารี่สำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามในรูปแบบมอเตอร์ขนาดเล็กเซ็นเซอร์โรตารี่มีข้อได้เปรียบด้านค่าใช้จ่ายบางอย่าง แน่นอนเมื่อพูดถึงโครงการแอปพลิเคชันเฉพาะเนื่องจากชิปการประมวลผลสัญญาณของเซ็นเซอร์โรตารี่มักจะไม่รวมอยู่ในการคำนวณต้นทุนการเปรียบเทียบต้นทุนเฉพาะยังมีความแตกต่างบางอย่าง
นอกเหนือจากการเปรียบเทียบต้นทุนในปัจจุบันแล้วยังจำเป็นต้องให้ความสนใจกับพื้นที่ลดต้นทุนในอนาคต ในปัจจุบันเนื่องจากชิปเซ็นเซอร์ปัจจุบันส่วนใหญ่มาจากองค์กรต่างประเทศค่าใช้จ่ายสามารถลดลงได้อีกเมื่อการขยายตัวของขนาดและวุฒิภาวะขององค์กรชิปในประเทศในระยะต่อมา อย่างไรก็ตามพื้นที่ลงของเซ็นเซอร์โรตารี่นั้นค่อนข้าง จำกัด
ดังนั้นเมื่อเผชิญกับข้อกำหนดด้านต้นทุนในอนาคตเซ็นเซอร์ Eddy ปัจจุบันมีประโยชน์มากขึ้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาส่วนแบ่งการตลาดของเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและในตลาดในประเทศ บริษัท ยานพาหนะรวมถึง Geely และกองกำลังใหม่จำนวนมากได้เลือกโครงการเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy
04.
อุตสาหกรรมเซ็นเซอร์ปัจจุบันยังคงต้องเติบโต
แม้ว่าความนิยมของแอพพลิเคชั่นเซ็นเซอร์ปัจจุบันจะเพิ่มขึ้น แต่เซ็นเซอร์ที่พบบ่อยที่สุดยังคงเป็นเซ็นเซอร์โรตารี่รวมถึงผู้นำการขาย BYD และ Tesla เหตุผลนี้ก็คือในอีกด้านหนึ่งเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy จะถูกนำไปใช้ในช่วงสายในสนามยานยนต์และในทางกลับกันมีซัพพลายเออร์ไม่มากที่สามารถให้เซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy และ บริษัท ไม่กี่แห่งเช่น Effie และ Sensata สามารถจัดหาพวกเขาในอุตสาหกรรม
สำหรับเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy มีความท้าทายหลักสามประการ:
ในความเป็นจริงเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy ถูกนำไปใช้ในสนามอุตสาหกรรม แต่ในสนามยานยนต์สิ่งแรกที่ต้องปฏิบัติตามคือข้อกำหนดของระดับมาตรวัดยานพาหนะโดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อกำหนดของความปลอดภัยในการทำงาน นำ EFFIE Automobile เป็นตัวอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ปัจจุบันที่มีเสถียรภาพกระบวนการพัฒนาเป็นไปตามกระบวนการ ISO26262 อย่างเคร่งครัดเพื่อให้แน่ใจว่าข้อกำหนดของระดับความปลอดภัยการทำงาน
◎ความท้าทายของชิปชิปจะต้องไม่เพียง แต่ตรงตามข้อกำหนดการทำงาน แต่ยังเป็นไปตามระดับมาตรวัดรถยนต์ด้วย ในฐานะที่เป็นองค์กรเซ็นเซอร์ไหลวนเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างมาตรฐานการตรวจสอบชิปเพื่อประเมินความพร้อมใช้งานของชิปซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้ชิปในประเทศที่ตามมา ตลอดหลายปีที่ผ่านมาของความร่วมมือกับผู้ผลิตชิปทั่วโลกเพื่อสร้างกระบวนการตรวจสอบที่สมบูรณ์ Effie Automotive เปิดเผยว่าการแนะนำชิปในประเทศได้รับการวางแผนแน่นอนว่าหลักฐานคือเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน
ความท้าทายความน่าเชื่อถือเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy เนื่องจากตำแหน่งการติดตั้งกระบวนการทำงานมีแนวโน้มที่จะเกิดแรงกระแทกด้วยความร้อนในมอเตอร์การสปัตเตอร์น้ำมันระบายความร้อนและความท้าทายอื่น ๆ ซึ่งยิ่งใหญ่กว่าสำหรับชิป โซลูชันของ Effie Automotive คือการใช้การรักษาด้วยกาวกับตำแหน่งชิปในขณะที่เพิ่มความต้องการอุณหภูมิของชิปเอง เพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมและปรับปรุงความน่าเชื่อถือ
ในอนาคตไม่ว่ากระแสวนที่สามารถแทนที่เซ็นเซอร์โรตารี่ได้อย่างสมบูรณ์ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดหรือไม่ เซ็นเซอร์โรตารี่ยังมีเส้นทางการอัพเกรดผลิตภัณฑ์ของตัวเองเพื่อรับมือกับความต้องการใหม่ของมอเตอร์ อย่างไรก็ตามโมเมนตัมการเจริญเติบโตของเซ็นเซอร์ปัจจุบัน Eddy นั้นเร็วกว่าเซ็นเซอร์โรตารี่และแน่นอนว่าฐานของเซ็นเซอร์กระแสไหลวนอยู่ในระดับต่ำ
