Датчик положення двигуна - це пристрій, який виявляє положення ротора (обертової частини) у двигуні відносно статора (фіксована частина). Він перетворює механічне положення в електричний сигнал для використання контролером двигуна, щоб вирішити, коли перемикати напрямок і міцність двигуна, тим самим контролюючи швидкість і крутний момент обертання двигуна.
У нових енергетичних транспортних засобах точний контроль двигуна безпосередньо пов'язаний із безпекою руху та стабільністю транспортного засобу та точною роботою положення Розв’язок датчика може забезпечити правильну відповідь двигуна в критичні моменти, такі як аварійне гальмування, прискорення або рульове управління. Це особливо важливо для постійних синхронних двигунів магнітів (PMSM), які не мають фізичних контактних комутаторів і, отже, покладаються на інформацію про положення, надану датчиком, щоб вирішити, коли переключити напрямок струму та забезпечити плавну роботу двигуна.
В даний час існує два види датчиків рухового положення, які зазвичай використовуються в нових енергетичних транспортних засобах, датчики вихрового струму та обертових трансформаторів (обертових датчиків).
01.
Різниця між крученням і вихровими струмами випливає з їх основного принципу
Незважаючи на те, що датчики струму Едді та поворотні трансформатори цілком можуть відповідати вимогам виявлення положення двигуна, завдяки їх різним машинам генерації сигналів та методами обробки сигналів, у конкретних додатках продукту відповідно до різних вимог.
Вибір типу датчика рухового положення також повинен розглянути інші фактори, такі як вартість, вимоги до точності, адаптованість навколишнього середовища, надійність та складність інтеграції системи, які тісно пов'язані з основним генерацією сигналів та механізмом обробки.
Візьмемо як приклад найбільш часто використовуваного обертового датчика, його робочий принцип заснований на принципі електромагнітної індукції. Принцип генерації сигналу полягає в тому, що контролер двигуна забезпечує постійну частоту сигналу збудження змінного струму до котушки збудження (котушка A), і цей сигнал збудження генерує чергування магнітного поля всередині обертового датчика. Коли ротор обертається, вирізається магнітне поле, що утворюється за допомогою котушки збудження, що призводить до індукції напруги змінного струму в синусоїдальній котушці B та косинусної котушки C. шляхом вимірювання різниці фаз та амплітуда цих двох сигналів можна точно обчислити положення та обертання моторного ротора.
◎ При обробці сигналів контролер двигуна отримує та аналізує синусові та косинусні сигнали обертового датчика та обчислює точну інформацію про кут через алгоритм програмного забезпечення (як правило, алгоритм аналізу обертового кодера). Для досягнення кращої обробки сигналів, як правило, необхідно застосувати спеціальну мікросхему декодування, який встановлюється в контролері двигуна, і, звичайно, він також може бути досягнутий шляхом декодування програмного забезпечення.
Тому в специфічній формі датчика обертання він зазвичай складається з захоплюючої котушки (первинна котушка, котушка A), двох вихідних котушок (синусої котушки B та косинус C) та металевого ротора нерегулярної форми. Ротор коаксіальний з ротором двигуна і обертається з обертанням двигуна.
Датчик екранного струму використовує принцип електромагнітної індукції для передачі та отримання індукованого сигналу змінного струму з відповідною котушкою на кінці передачі та прийому кінця, щоб обчислити положення цільового колеса. Цільове колесо закріплюється на обертовому валу і обертається разом з ротором. Відносне положення ротора двигуна та статора можна виміряти шляхом виявлення положення цільового колеса.
◎ Що стосується обробки сигналів, коли датчик екранного струму працює, котушка передачі датчика генерує захоплююче магнітне поле, а цільова пластина слідує за двигуном для обертання та вирізання захоплюючого магнітного поля, так що прийомна котушка генерує напругу котушки, а також модуль датчика демодульована та оброблена напруга котушки для отримання сигналу напруги відповідної позиції. На відміну від обертового датчика, мікросхема обробки сигналу датчика вихрового струму інтегрується з датчиком, а цифровий сигнал може бути виведений безпосередньо.
Тому датчик вихрового струму зазвичай складається з ряду цільових часток, що відповідають кількості пар полюсів двигуна. Група котушок складається з котушки передачі та прийому котушки, яка фіксується на статорі двигуна, а датчик вихрового струму зазвичай розташований безпосередньо на друкованій платі, і мікросхема обробки сигналу інтегрується.
02.
Різні принципи призводять до різної технічної спрямованості
Видно, що основні відмінності між датчиком обертання та датчиком вихрового струму в принципі полягають у режимі збудження, механізму генерації сигналу та складності обробки сигналів. Переваги обертового датчика в основному знаходяться в стабільності сигналу збудження та толерантності робочого середовища, але недоліки полягають у тому, що вплив зміни рухової схеми більший, а сумісність платформи поганий. Перевага датчика вихрового струму-це його високий ступінь електронізації, легко для задоволення потреб платформи та сильна здатність проти EMC. Недоліком є те, що він трохи слабший, ніж обертовий датчик з точки зору екологічної толерантності, а вартість вища, ніж обертовий датчик у деяких сценах.
Сумісність платформи вперше відображається на рівні швидкості, 'енергозбереження та нова технологія технології енергетичного транспортного засобу 2.0 ', підготовлена Китайським товариством автомобільної інженерії, вказувало на те, що до 2025 року максимальна робоча швидкість датчика позиції становить 20 000р/хв, а пропускна пропускна пропускна здатність -> 2,5 кГц. До 2030 року максимальна робоча швидкість датчика положення становить 25 000R/хв, а пропускна здатність декодера -> 3,0 кГц. Видно, що в датчику повороту є певні проблеми з великою швидкістю.
Це пояснюється тим, що частота збудження обертового датчика тісно пов'язана зі станом швидкості, що розглядається, коли він розроблений, і зазвичай відповідає поточному стану швидкості. Зі збільшенням швидкості для точного вимірювання необхідна більша частота збудження, що вимагає зміни конструкції датчика ротації.
Едді поточні датчики не мають цієї проблеми. Компанія Effie Automotive повідомила NE Time, що дизайн датчика вихрового струму може краще адаптуватися до тенденції розвитку цієї високої швидкості. Його широкий спектр підтримки, швидка реакція та краща продуктивність у високочастотній обробці сигналу означає, що датчики вихрового струму можуть бути 'сумісними ' для майбутніх додатків з більшою швидкістю. Тому рішення платформи можна краще реалізувати в рухових продуктах з різними швидкостями. Насправді це один із факторів, що поточні клієнти двигуна обирають вихрові поточні рішення,
Крім того, завдяки різноманітності датчиків вихрових струму, таких як тип валу, кінець вала схожий, а вал можна розділити на тип O та C-тип (деякі також називаються повним колом і півколом). Тому він порівняно гнучкіший у адаптації схем дизайну моторних клієнтів.
03.
Різні принципи призводять до різних проблем із зниженням витрат
Вартість обертових датчиків в основному походить від матеріалів та обладнання, включаючи магнітні матеріали (наприклад, кремнієві сталеві аркуші), котушки тощо. Тому загальна вартість визначається відповідно до його розміру, як правило, чим більший розмір, тим вище вартість.
Основна вартість датчика вихрового струму в основному полягає в його електронних компонентах, обробці мікросхем тощо. Вартість електронних деталей відносно фіксована, тому основна вартість датчика вихрового струму не збільшується лінійно з розміром.
Тому вартість датчиків вихрового струму нижча, ніж у обертових датчиків для масштабних застосувань. Однак у схемах малого розміру обертові датчики мають певні переваги витрат. Звичайно, якщо мова йде про конкретну схему застосування, оскільки мікросхема обробки сигналів обертового датчика часто не включається до розрахунку витрат, конкретне порівняння витрат також має певні відмінності.
На додаток до поточного порівняння витрат, також необхідно звернути увагу на майбутнє місце зниження витрат. В даний час, оскільки більшість чіпів датчиків вихрових струму надходять з іноземних підприємств, вартість може бути додатково зменшена з розширенням шкали та зрілості внутрішніх корпоративних мікросхем на пізньому етапі. Однак низхідний простір обертового датчика відносно обмежений.
Тому, стикаючись з майбутніми вимогами до витрат, Едді Поточні датчики, очевидно, є більш вигідними. Останніми роками частка ринку Едді Поточних датчиків значно зросла, і на внутрішньому ринку компанії, включаючи Geely та ряд нових сил, обрали схему датчика Едді.
04.
Едді поточна датчика індустрії все ще потребує зростання
Незважаючи на те, що популярність датчиків датчиків вихрових струму збільшується, найпоширеніші датчики все ще є обертовими датчиками, включаючи лідерів продажів BYD та Tesla. Причина цього полягає в тому, що, з одного боку, датчики Едді -струму застосовуються пізно в автомобільному полі, а з іншого боку, не так багато постачальників, які можуть забезпечити датчики вихрового потоку, і кілька компаній, таких як Effie та Sensata, можуть постачати їх у цій галузі.
Для Едді Поточних датчиків є три основні проблеми:
Насправді датчики Едді -струму були застосовані у промисловому полі, але в автомобільному полі перше, що потрібно виконати, - це вимоги рівня вимірювального транспортного засобу, особливо вимог функціональної безпеки. Візьмемо для прикладу автомобільний автомобіль, щоб забезпечити стабільне застосування датчика вихрового струму, процес розробки суворо відповідає процесу ISO26262 для забезпечення вимог рівня функціональної безпеки.
◎ Проблема чіпа, мікросхема повинна не тільки відповідати функціональним вимогам, але й відповідати рівню датчиків автомобіля. Як підприємство датчика вихрового струму, необхідно встановити стандарт перевірки чіпа для оцінки наявності чіпа, що також має вирішальне значення для подальшого застосування внутрішніх мікросхем. Через багато років співпраці з глобальними виробниками мікросхем для встановлення повного процесу перевірки, Effie Automotive виявив, що впровадження внутрішніх мікросхем було заплановано, звичайно, передумова - відповідати стандартам.
Проблеми надійності, датчик Едді Поточний завдяки положенню встановлення, робочий процес схильний до теплового шоку в двигуні, охолодження розпилення масла та інших проблем, що особливо більше для мікросхеми. Рішення Effie Automotive полягає у застосуванні клейової обробки до місця розташування мікросхеми, одночасно збільшуючи температуру вимоги до самої мікросхеми. Для поліпшення пристосованості до навколишнього середовища та підвищення надійності.
Надалі, чи може вихровий струм повністю замінити обертовий датчик, досі невідомо. Ротарі датчики також мають власний шлях до оновлення продукту, щоб впоратися з новими потребами двигуна. Однак імпульс зростання датчиків вихрового струму швидший, ніж у обертових датчиків, і, звичайно, основа датчиків вихрового струму низька.
