Дотоод шаталтат хөдөлгүүрээс шинэ эрчим хүчний хөдөлгүүр рүү шилжих нь түлшний эх үүсвэрийг өөрчлөхөөс илүү чухал юм. Энэ нь үндсэндээ микро секундын цахим хяналтын механизмыг эзэмшихийг шаарддаг. Орчин үеийн байнгын соронзон синхрон моторууд (PMSM) болон хувьсах гүйдлийн индукцийн моторууд нь онолын хувьд 95-97% хүртэл ашиглалтын үр ашгийг өгдөг. Гэсэн хэдий ч, урьдчилан таамаглах боломжгүй бодит жолоодлогын үед эдгээр гайхалтай тоог ойлгох нь роторын байрлалын өндөр нарийвчлалтай санал хүсэлтээс бүрэн хамаарна. Нарийвчилсан эргэлтийн өгөгдөл байхгүй бол эрчим хүчний удирдлагын алгоритмууд синхрончлолыг хурдан алддаг. Энэ нь шууд цахилгааны хог хаягдлыг үүсгэдэг.
OEM цахилгаан дамжуулах инженерүүд болон тусгай систем интеграторуудад зориулсан өндөр нарийвчлалтай Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хөдөлгүүрийн мэдрэгч нь нэмэлт шинэчлэл байхаа больсон. Энэ нь функциональ хүрээг нэмэгдүүлэх үнэмлэхүй шийдвэрлэх хүчин зүйл юм. Энэ нь дэлхийн хэмжээнд нийцсэн аюулгүй байдлын стандартыг хангахын зэрэгцээ физик дулааны хязгаарыг оновчтой болгодог. Энэхүү нарийвчилсан задаргаагаар та энэхүү амин чухал тоног төхөөрөмж нь өдөр тутмын жолоодлогын жигд байдлаас эхлээд цаг агаарын эрс тэс нөхцөлд зүтгүүрийн хяналт хүртэл бүх зүйлийг яг хэрхэн бүрдүүлдэг болохыг олж мэдэх болно.
Гол арга хэмжээ
Үр ашиг: Өндөр нарийвчлалтай мэдрэгчүүд нь инвертер солих хаягдлыг арилгаснаар хүрээний үр ашгийн эцсийн 10-15%-ийг нээдэг.
Аюулгүй байдал ба гүйцэтгэл: Дэд зэргийн нарийвчлал (жишээ нь <0.25°) нь 30,000 эрг/мин-ээс дээш хурдтай зүтгүүрийг агшин зуур хянах боломжийг олгодог.
NVH оновчлол: Нарийвчилсан санал хүсэлтийн гогцоонууд нь эргэлтийн моментийн долгионыг дарж, эцсийн хэрэглэгчдэд моторын гаслах болон чичиргээг шууд арилгадаг.
Бүрэлдэхүүн хэсгийн урт наслалт: Бодит цагийн дулааны зураглал нь PMSM архитектурт соронзыг соронзгүйжүүлэхээс сэргийлдэг.
Интеграцийн ROI: Орчин үеийн модульчлагдсан мэдрэгчүүд нь IP69K хамгаалалт, стандартчилагдсан интерфэйсийг санал болгодог бөгөөд энэ нь цахилгаан дамжуулагчийг нэгтгэх нийт зардлыг бууруулдаг.
Бизнесийн жишээ: Нарийвчилсан цахилгаан дамжуулах төхөөрөмж яагаад тусгай мотор мэдрэгч шаарддаг вэ?
Автомашин үйлдвэрлэгчид батерейны үнэ болон жингийн талаар хатуу хязгаарлалттай тулгардаг. Хүрээг нэмэгдүүлэхийн тулд зүгээр л том батерейны багц нэмэхэд л ашиг багасна. Хүнд батерей нь жингийн асар их торгууль үүсгэдэг. Энэ нь моторыг илүү шаргуу ажиллахад хүргэдэг. Та батерейны химийн хэмжээг нэмэгдүүлэх замаар үр ашгийн асуудлыг шийдэж чадахгүй. Бодит ертөнцийн хүрээг өргөтгөх хамгийн хэмнэлттэй зам бол эрчим хүчний системийг оновчтой болгох явдал юм.
The Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хөтчийн мотор мэдрэгч нь тээврийн хэрэгслийн хяналтын хэсэг (VCU) болон мотор инвертерийн хоорондох чухал гүүр болж ажилладаг. Энэ нь физик роторын динамикийг ажиллах боломжтой цахилгаан өгөгдөл болгон хөрвүүлдэг. VCU нь жолоочийн эрэлт хэрэгцээг тасралтгүй тооцдог. Энэ нь эдгээр шаардлагыг инвертер рүү илгээдэг. Инвертер нь импульсийн өргөн модуляцийг (PWM) ашиглан моторын фазын ороомог руу нарийн гүйдэл үүсгэдэг. Агшин зуурын роторын байршлын санал хүсэлтгүйгээр инвертер нь сохроор галладаг. Энэ нь соронзон таталтыг бий болгож, ихээхэн хэмжээний энерги зарцуулдаг.
Мэдрэгчийн амжилттай интеграцчлалыг тодорхойлохын тулд гурван өөр шалгуурыг хэмжих шаардлагатай.
Хоцролтыг багасгах: Хурдан хурдатгалын үед фазын хоцролтыг арилгах, микросекундэд эргэлтийн өгөгдлийг инвертер рүү дамжуулах чадвар.
EMI-ийн дагуу дохионы нарийвчлал: Өндөр хүчдэлийн батерейны кабелиар үүссэн хэт цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоог үл харгалзан өгөгдлийн урсгалыг төгс тодорхой байлгах.
Сав баглаа боодлын ул мөр: Гадны хөргөлтийн бүтэц шаардалгүйгээр өндөр нягтралтай, олон төрлийн цахилгаан хөтчийн модулиудад саадгүй суурилуулна.
Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хөдөлгүүрийн мэдрэгчийн батлагдсан 5 ашиг тус
1. Инвертерийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх, хүрээг өргөтгөх
Нарийвчилсан өнцгийн байршлын өгөгдөл нь инвертерийг ротортой зэрэгцүүлэн статорын соронзон орныг төгс тохируулах боломжийг олгодог. Эдгээр соронзон орон нь яг перпендикуляр хэвээр байх үед цахилгаан мотор нь оновчтой эргэлтийг бий болгодог. Хэрэв талбайнуудын байрлалаас хазайвал мотор өөрийн дотоод соронзон эсэргүүцлийг даван туулахын тулд зайны хүчийг зарцуулдаг.
Энэхүү тодорхой фазын хоцролтыг багасгах нь дулааны зарцуулсан энергийг бууруулдаг. Орчин үеийн цахилгаан хөтчийн модулиуд нь илүү өргөн хүрээтэй ажиллах муруй дээр системийн чухал үр ашгийг 85-90% + байлгах ёстой. Дэд зэргийн нарийвчлалд хүрэх нь ХОУХ-ны импульс буруу ажиллахаас сэргийлдэг. Салбарын өгөгдөл нь энэхүү оновчлолын стратеги нь дангаараа өмнө нь алдсан эрчим хүчийг нөхөж байгааг харуулж байна. Үр дүнтэй сэлгэн залгалт нь тохируулга муутай системтэй харьцуулахад функциональ хүрээний үр ашгийн нэмэлт 10-15%-ийг нээдэг.
2. Өндөр хурдны нарийвчлал ба дэвшилтэт моментийн векторжуулалт
Дараагийн үеийн үсний хавчаар ба тэнхлэгийн урсгалын хөдөлгүүрүүд нь гүйцэтгэлийн хязгаарыг 20,000-аас 30,000 RPM-ээс хэтрүүлдэг. Эдгээр эргэлтийн хурдны хувьд стандарт тооцооллын санал хүсэлтийн гогцоо амжилтгүй болдог. Дохионы дамжуулалтын бага зэрэг саатал нь их хэмжээний механик хазайлтыг илэрхийлдэг. Өндөр хурд нь өндөр мэргэшсэн техник хангамжийн чадварыг шаарддаг.
Хэт бага хоцрогдолтой мэдрэгч нь байрлалын хазайлтыг 0.25 градус хүртэл хянадаг. Энэхүү мөхлөгт хянах нь дугуйны эргэлтийг агшин зуур тохируулах боломжийг олгодог. Аюулгүй байдлын дэвшилтэт функцууд нь энэхүү микро секундын баталгаажуулалтад бүрэн тулгуурладаг. Тээврийн хэрэгсэл мөсөн хэсэгт мөргөхөд VCU нь эргэлтийн хурдны огцом огцом өсөлтийг илрүүлдэг. Энэ нь дугуй гулсахаас сэргийлэхийн тулд эргэлтийн моментыг нэн даруй бууруулдаг. Энэхүү идэвхтэй аюулгүй байдлын хариу үйлдэл нь уламжлалт механик дифференциал системээс хамаагүй хурдан явагддаг.
3. Дээд зэргийн NVH (дуу чимээ, чичиргээ, хатуулаг) бууруулах
Цахилгааны цаг хугацааны минутын буруу тохируулга нь эргүүлэх моментийг үүсгэдэг. Энэхүү долгион нь жолоодлогын дотор бие махбодийн хувьд илэрдэг. Зорчигчид үүнийг бүхээгийн ядаргаатай чичиргээ гэж мэдэрдэг. Тэд мөн үүнийг өндөр давтамжийн моторын гаслан гэж сонсдог. Дээд зэрэглэлийн EV болон HEV зах зээл нь бүрэн чимээгүй, чичиргээгүй бүхээгийн туршлагыг шаарддаг. Эрчим хүчний акустик нь цахилгааны эрин үеийн тансаг байдлыг тодорхойлдог.
Өндөр үнэнч Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хөтчийн мотор мэдрэгч нь эргэлтийн момент дамжуулах муруйг жигд болгодог. Энэ нь фазын гүйдлийн цэвэр шилжилтийг баталгаажуулдаг. Хурц цахилгаан түр зуурыг арилгах нь механик резонансыг шууд дардаг. Инженерүүд машины явах эд ангид хүнд акустик чийгшүүлэгч материал нэмэх шаардлагагүй болсон. Чичиргээ нь эх үүсвэр дээр зогсдог.
4. Идэвхтэй дулааны менежмент ба урьдчилан сэргийлэх SOH (эрүүл мэндийн байдал)
Дулаан нь PMSM тохиргоон дахь газрын ховор соронзны эцсийн дайсан хэвээр байна. Хөдөлгүүрийг хэт хүчтэй түлхэх нь асар их дотоод температур үүсгэдэг. Эдгээр температур нь роторын эд ангиудыг байнгын соронзгүйжүүлэх эрсдэлтэй. Соронзгүйжүүлсний дараа мотор хамгийн их хүч чадал, нийт үр ашгийг бүрмөсөн алддаг.
Нэгдсэн мэдрэгч нь тээврийн хэрэгслийн дулааны удирдлагын иж бүрдэлд үнэн зөв, орон нутгийн үйл ажиллагааны өгөгдлийг буцааж өгдөг. Систем нь дулааны гаралтын эсрэг эргэлтийн ачааллыг байнга шинжилдэг. Энэ нь үндсэн хянагчийг гүйцэтгэлийг идэвхтэйгээр бууруулах боломжийг олгодог. Энэ нь босгыг гэмтээхээс өмнө идэвхтэй шингэн хөргөх механизмыг идэвхжүүлж болно. Энэхүү байнгын үйл ажиллагааны хяналт нь цахилгаан дамжуулах хэрэгслийн урт хугацааны эрүүл мэндийн байдлыг (SOH) эрс сайжруулдаг.
5. Хялбаршуулсан модульчлагдсан интеграци ба хатуу ширүүн орчинд удаан эдэлгээтэй
Хуучин цахилгаан дамжуулах утас нь маш нарийн төвөгтэй байдлыг бий болгосон. Хуучин загвар нь их хэмжээний кабелийн бэхэлгээ шаарддаг. Тэд дохионы байнгын бууралтаас болж зовж шаналж байв. Орчин үеийн, өндөр нэгдсэн мэдрэгчийн багцууд нь эдгээр өргөтгөх чадварыг шууд шийддэг. Тэд хурдан робот угсрах шугамд зориулагдсан стандартчилсан дижитал интерфейсийг ашигладаг.
Дээд түвшний мэдрэгчүүд нь онцгой нөхцөлд зориулагдсан байдаг. Эдгээр нь өндөр даралтын ус, тоос шорооны хамгаалалтыг баталгаажуулдаг IP69K үнэлгээтэй. Тэд мөн өндөр хүчдэлийн EMI-ийн эсрэг бат бөх хамгаалалтыг ашигладаг. Энэхүү бат бөх бүтэц нь цахилгаан хөтөч модулийг савлахад OEM-ийн ачааллыг хөнгөвчилдөг. Модулиуд нь газрын тосны эрчимтэй хөргөлттэй орчин, замын хатуу ширүүн нөхцөлд эрт гэмтэлгүйгээр тэсвэрлэдэг.
Хэрэгжүүлэх эрсдэл: мэдрэгчтэй ба мэдрэгчгүй FOC хандлагууд
Цахилгаан эрчим хүчний архитекторууд алгоритмын 'мэдрэгчгүй' талбарт чиглэсэн хяналт (FOC)-ийн эсрэг техник хангамжид суурилсан мэдрэгчтэй системүүдийн давуу талыг байнга хэлэлцдэг. Эдгээр хоёр аргыг бодитойгоор харьцуулах нь үйл ажиллагааны тодорхой буултыг илрүүлдэг.
Мэдрэгчгүй системүүд нь шууд материалын зардлыг хэмнэдэг. Тэд роторын байрлалыг тооцоолох замаар дотоод утаснуудын нарийн төвөгтэй байдлыг багасгадаг. Тэд бүхэлдээ арын цахилгаан хөдөлгөгч хүч (буцах-EMF) тооцоонд тулгуурладаг. Програм хангамжийн инженерүүд физик үйлдвэрлэлийг оновчтой болгохын тулд энэ аргыг илүүд үздэг.
Гэсэн хэдий ч хэрэгжилтийн бодит байдал нь үйл ажиллагааны ноцтой цоорхойг харуулж байна. Мэдрэгчгүй FOC нь тэг хурдтай эсвэл хэт бага хурдтай өндөр моментийн хувилбаруудад хүчтэй тэмцдэг. Хэрэв та их ачаалалтай ууланд гараад эхлэхээр оролдвол мотор нь эхлээд тэг буцах EMF үүсгэдэг. Програм хангамж нь үндсэндээ роторын байрлалыг таамагладаг. Физик мэдрэгч нь эвдрэлээс хамгаалах найдвартай байдлыг хангадаг. Тэд шууд эхлүүлэх эргүүлэх хүчийг баталгаажуулдаг. Програм хангамжийн тооцоолол нь хоёр тоннын даацтай тээврийн хэрэгсэлд энэ физик баталгаатай тохирч чадахгүй.
Үйл ажиллагааны хэмжүүр |
Техник хангамж мэдрэгчтэй FOC |
Алгоритмд суурилсан мэдрэгчгүй FOC |
Тэг хурдны моментийн чадвар |
Маш сайн (Шуурхай физик өгөгдөл) |
Муу (Өндөр давтамжийн тарилга дээр тулгуурладаг) |
Өндөр хурдны тогтвортой байдал (>20k RPM) |
Маш тогтвортой (<0.25° алдаа) |
Тооцооллын хоцрогдолд өртөмтгий |
Системийн EMI дархлаа |
Хамгаалагдсан кабель шаардлагатай |
Дархлаа (кабель ашиглаагүй) |
Аюулгүй найдвартай байдал |
Өндөр (Тоног төхөөрөмжийн баталгаажсан) |
Дунд зэрэг (Програм хангамжийн эрсдэлийг тооцоолох) |
Борлуулагчийн жагсаалтын логик: Эрчим хүчний инженерүүдийн үнэлгээний шалгуур
Бүрэлдэхүүн хэсгийн зөв түншийг сонгох нь таны бүтээгдэхүүний цаг хугацааг тодорхойлдог. OEM болон Tier-1 ханган нийлүүлэгчид мэдрэгчийн түншийг сонгохдоо хатуу үнэлгээний тогтолцоог ашиглах ёстой. Дараах хяналтын хуудсыг заавал инженерийн суурь үзүүлэлт гэж үзнэ.
Нарийвчлал ба нарийвчлал: Мэдрэгч нь RPM-ийн бүрэн зурваст бутархай градусын нарийвчлалыг хадгалж байдаг уу? Баталгаажуулалтын бүртгэлийг 20,000+ RPM-ээр шалгана уу. Өндөр хурдтай үед гүйцэтгэл буурах нь инвертерийн үр ашгийг бууруулдаг.
Дулааны хүлцэл: Бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь өндөр авсаархан, газрын тосны хөргөлттэй хөтчийн модулиудын орон нутгийн дулааныг тэсвэрлэж чадах уу? Хүнд тасралтгүй ачааллын үед статорууд хэт өндөр температурт хүрдэг. Мэдрэгчийн материал нь дохионы шилжилтгүйгээр амьдрах ёстой.
Протоколын нийцтэй байдал: Энэ нь автомашины холбооны стандарт протоколуудыг дэмждэг үү? Үүнд суурилагдсан ASIL (Automotive Safety Integrity Level) нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай. ASIL-C эсвэл ASIL-D гэрчилгээ нь зүтгүүрийн моторын хувьд маш чухал юм.
Нийлүүлэлтийн сүлжээний тогтвортой байдал: Худалдагч нь дэлхийн EV үйлдвэрлэлийн эрэлт хэрэгцээг хангах чадвартай юу? Хэрэв ханган нийлүүлэгч жил бүр асар их хэмжээний бүтээгдэхүүнийг цаг тухайд нь хүргэж чадахгүй бол прототипийн амжилт юу ч биш гэсэн үг.
Нарийвчлал хэр чухал болохыг төсөөлөхийн тулд хоцрогдолтой холбоотой үр ашгийн бууралтыг нарийвчлан харуулсан доорх графикийг харна уу.
Роторын эргэлт |
Дохионы саатал (μс) |
Фазын хоцрогдлын өнцөг |
Үр ашгийг алдагдлын торгууль |
10,000 эргэлт |
1 мкс |
0.06° |
Хамгийн бага (<0.5%) |
20,000 эргэлт |
5 мкс |
0.60° |
Мэдэгдэхүйц (2% хүртэл) |
30,000 эргэлт |
10 мкс |
1.80° |
Хүнд (5%-иас дээш) |
Энэхүү график нь шинэ тээврийн хэрэгслийн архитектурт моторын хурд нэмэгдэхийн хэрээр тоног төхөөрөмжийн сонголт яагаад чухал болохыг тодорхой харуулж байна.
Ан Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хөдөлгүүрийн мэдрэгч нь жингийн хувьд бага зэргийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн аюулгүй байдал, үр ашиг, жолоодлогын динамикийн суурь тулгуур болж ажилладаг. Үүнгүйгээр орчин үеийн инвертерүүд үр дүнтэй ажиллах боломжгүй. Эрчим хүчний инженерүүд баталгаажуулалтын нарийн мэдээллийг байнга шаардах ёстой. Архитектурын багуудаа дараагийн үеийн моторын загварыг түгжихээс өмнө боломжит мэдрэгч нийлүүлэгчдээс EMI туршилтын тайлан эсвэл прототип нэгтгэх иж бүрдэл хүсэхэд урамшуулаарай. Физик техник хангамжийг эрт баталгаажуулах нь хөгжүүлэлтийн мөчлөгийн дараа програм хангамжийн саатал гарахаас сэргийлдэг.
Түгээмэл асуултууд
А: Хөдөлгүүрийн мотор мэдрэгч ажиллах явцад бүтэлгүйтвэл яах вэ?
Х: Орчин үеийн ASIL-д нийцсэн системүүд нь техник хангамжийн эвдрэлийг шийдвэрлэхийн тулд суурилуулсан нөөцийг ашигладаг. Хэрэв анхдагч мэдрэгчийн тэжээл уналтанд орвол тээврийн хэрэгслийн удирдлагын хэсэг тэр даруй 'limp-home' программ хангамжийн протоколыг ажиллуулдаг. Энэ нь мэдрэгчгүй тооцооллын алгоритм руу шилждэг. Энэ нь хамгийн их эргэлт болон дээд хурдыг аюулгүйгээр хязгаарладаг. Энэ нь жолоочийг тээврийн хэрэгслийн жолоодлогыг бүрэн алдалгүйгээр аюулгүйгээр эргүүлэх эсвэл үйлчилгээний төвд хүрэх боломжийг олгодог.
Асуулт: Өөр өөр төрлийн мотор (PMSM ба индукц, дургүйцэл) өөр өөр мэдрэгч шаарддаг уу?
Х: Тийм ээ. Үндсэн зорилго нь байрлалыг хянах боловч шалгалт тохируулга нь огт өөр юм. Байнгын соронз мотор нь байнгын соронзон туйлуудыг тааруулахын тулд туйлын өнцгийн нарийвчлал шаарддаг. Хүсэлгүй моторууд нь соронзон эсэргүүцлийн зам дээр суурилсан маш нарийн төвөгтэй алгоритмын загварт тулгуурладаг бөгөөд өндөр давтамжийн мэдрэгчийн тусгай тохируулгыг шаарддаг. Индукцийн мотор нь арай илүү өршөөлтэй боловч гулсалтыг оновчтой хянахын тулд тусгай мэдрэгчийн протоколуудыг шаарддаг.
Асуулт: Мэдрэгчийн нарийвчлал нь EV-ийн зайны зайд хэрхэн шууд нөлөөлдөг вэ?
Х: Мэдрэгчийн нарийвчлал нь инвертерийн үр ашгийг тодорхойлдог. Мэдрэгч нь дэд түвшний нарийвчлалтай өгөгдлийг мэдээлэх үед инвертер нь төгс микросекундэд цахилгаан гүйдэл хийдэг. Энэ нь фазын хоцролтыг багасгаж, шилжих үед зарцуулсан дулааны энергийг бууруулдаг. Энэхүү шилжүүлгийн алдагдлыг бараг арилгаснаар машин нь батерейны багтаамжийг бүхэлд нь хадгалдаг. Энэхүү хадгалагдсан хүчин чадал нь цэнэглэхэд 10-15% илүү бодит жолоодлогын хүрээг шууд хөрвүүлдэг.
