國產4p精品觀看_青青草黄视频在线观看_国产精品免费视频色拍拍拍_亚洲最大成人国产网站_国产一区二区三区爽爽爽四季_日韩激情小电影在线免费观看_亚洲特级高清毛片_日本人牲交久久久_大片免费播放_日本字幕成年人电视

設(shè)為首頁(yè)| 收藏本站| 聯(lián)系我們

對(duì)新型傳感器提升電動(dòng)機(jī)性能并降低功耗作用

概況:現(xiàn)如今的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)位置傳感方式多種多樣,光學(xué)編碼器因其高精確度和易受微控制器控制的標(biāo)準(zhǔn)化“ABI”輸出而倍受工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的青睞。 

但由于多種原因,非接觸式磁性位置傳感器現(xiàn)在成為了更好的選擇。由于磁性位置傳感器的尺寸更小,能夠抵御灰塵、油脂、水汽等污染物,因而能夠作用于對(duì)尺寸和/或可靠性有更高要求的應(yīng)用。 

在過(guò)去,有一個(gè)對(duì)磁性位置傳感器不利的趨勢(shì):新型無(wú)刷直流(BLDC)電動(dòng)機(jī)在總體上有高效率目標(biāo),以減少功耗。與此同時(shí),設(shè)計(jì)者被賦予了增加新電機(jī)力矩的任務(wù),實(shí)現(xiàn)
工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中電機(jī)的低轉(zhuǎn)速運(yùn)行,以支持直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。最終,變速器將不再是必需品,這就大大降低了物料成本。 

要使得力矩和效率達(dá)到最大化,無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速下就必須有一個(gè)極其精確的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)——利用傳統(tǒng)的磁性傳感器是很難得到的,F(xiàn)在,新
工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了傳感器設(shè)計(jì)的一大突破,它們能夠幾乎完全精確地測(cè)量高轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)角度。 

如何實(shí)現(xiàn)角度測(cè)量 

一個(gè)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)包含了一個(gè)永磁電動(dòng)機(jī)(轉(zhuǎn)子)和三個(gè)或三個(gè)以上等距的固定線圈(定子)。通過(guò)控制固定線圈中的電流能夠形成一個(gè)任意方向和大小的磁場(chǎng)。力矩來(lái)源于轉(zhuǎn)軸上運(yùn)行的轉(zhuǎn)子和固定線圈之間的引力和斥力。 

當(dāng)固定線圈磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互垂直時(shí),力矩達(dá)到最大值。所測(cè)量的轉(zhuǎn)子角度反饋到通過(guò)固定線圈控制電流的系統(tǒng)(見(jiàn)圖1),產(chǎn)生一個(gè)垂直磁場(chǎng)。 
 
圖1:一個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)需要通過(guò)磁性位置傳感器(通常用于汽車(chē)領(lǐng)域)或光學(xué)位置在多數(shù)高端應(yīng)用中,無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)正在被永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)所取代。永磁同步電動(dòng)機(jī)代替了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中受轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)影響的模塊換相方案,而且能在線圈之間自如切換,減少振動(dòng),獲得更高的效率。 
 
Fig. 2: A PMSM draws on a similar feedback loop to a BLDC motor's.當(dāng)然,盡管
工業(yè)自動(dòng)化和汽車(chē)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的效率和可靠性必須經(jīng)常得到優(yōu)化,許多其他電動(dòng)機(jī),尤其是消費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域的電動(dòng)機(jī)還是最注重成本。對(duì)于簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),霍爾開(kāi)關(guān)陣列提供了合適的位置測(cè)量方法,也能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧,使操作變得流暢?nbsp;

但是霍爾開(kāi)關(guān)陣列的精確度和準(zhǔn)確度常常達(dá)不到高性能發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)力矩和利用率的要求。相反地,磁性編碼器(將霍爾傳感器集成到硅芯片中的一個(gè)半導(dǎo)體)能夠產(chǎn)生高精確度、高分辨率的位置數(shù)據(jù)。它能夠?qū)o止?fàn)顟B(tài)或低轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行精確的測(cè)量。與
工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用常用的光學(xué)編碼器不同,磁性位置傳感器不會(huì)受到污染物的影響,且占用空間很小。 

另一方面,大多數(shù)霍爾傳感器芯片有兩大缺陷:傳輸延遲導(dǎo)致的高轉(zhuǎn)速下動(dòng)態(tài)角度誤差;在雜散磁場(chǎng)環(huán)境下需要屏蔽措施。 

這些缺陷會(huì)增加系統(tǒng)成本,削弱系統(tǒng)性能。動(dòng)態(tài)角度誤差補(bǔ)償需要很強(qiáng)的處理能力,對(duì)雜散磁場(chǎng)中的IC進(jìn)行額外的保護(hù)也會(huì)增加硬件的物料成本。 

動(dòng)態(tài)角度誤差的起因 

霍爾傳感器芯片連續(xù)地抽樣讀取轉(zhuǎn)軸上磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度。芯片被安裝在一個(gè)固定位置,其表面平行于旋轉(zhuǎn)磁鐵的表面,芯片和磁鐵之間通常有1到2毫米的空隙。 

芯片中包含一個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)與處理回路,將測(cè)量出的磁場(chǎng)強(qiáng)度換算為轉(zhuǎn)子的角度位置(以度數(shù)形式)。這一轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間就是芯片固定的傳輸延遲(見(jiàn)圖2)。不同芯片延遲持續(xù)的時(shí)間不等,但當(dāng)今市場(chǎng)上的芯片傳輸延遲通常在10μs到400μs之間。  
圖2:磁性位置傳感器中的信號(hào)處理導(dǎo)致傳輸延遲傳輸延遲的問(wèn)題在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致了動(dòng)態(tài)角度誤差。動(dòng)態(tài)角度誤差會(huì)隨著速度呈線性增長(zhǎng);傳輸延遲和速度越高,動(dòng)態(tài)角度誤差就越大。(見(jiàn)圖3)。 

圖3顯示了動(dòng)態(tài)角度誤差的增加。假設(shè)芯片在轉(zhuǎn)子處于紅線位置時(shí)讀取磁場(chǎng)強(qiáng)度,且芯片在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的傳輸延遲為100μs。當(dāng)芯片將磁場(chǎng)強(qiáng)度換算為角度時(shí),轉(zhuǎn)子用100?s的時(shí)間轉(zhuǎn)到了藍(lán)線位置——但芯片向ECU或MCU顯示轉(zhuǎn)子仍在紅線位置。 
 
圖3:動(dòng)態(tài)角度誤差和轉(zhuǎn)速之間的線性關(guān)系在沒(méi)有誤差補(bǔ)償?shù)那闆r下,調(diào)整方案中的電流會(huì)到紅線位置的啟動(dòng)線圈中去,而不是藍(lán)色位置,結(jié)果導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法將力矩最大化,從而浪費(fèi)能量,降低系統(tǒng)效率。 

如果芯片的傳輸延遲是100μs,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)每秒,那么動(dòng)態(tài)角度誤差為1.2度。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增至10,000轉(zhuǎn)每秒,動(dòng)態(tài)角度誤差就增至12度。  圖4:傳輸延遲如何增加動(dòng)態(tài)角度誤差傳輸延遲是所有磁性位置傳感器的特點(diǎn),因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師試圖將補(bǔ)償算法應(yīng)用于減少動(dòng)態(tài)角度誤差。不幸的是,每秒幾千個(gè)數(shù)據(jù)樣本的補(bǔ)償會(huì)對(duì)主機(jī)ECU造成嚴(yán)重的負(fù)擔(dān),甚至需要額外定制一個(gè)誤差補(bǔ)償專用的MCU。 

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)并不希望從本質(zhì)上增加物料成本,也不想花費(fèi)太多時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)、測(cè)試和修正他們的補(bǔ)償算法。 

新型傳感器減少動(dòng)態(tài)角度誤差 

如剛才所說(shuō),磁性位置傳感器的傳輸延遲是固定的,而動(dòng)態(tài)角度誤差的值取決于傳輸延遲的時(shí)間和轉(zhuǎn)速。 

現(xiàn)在,奧地利微電子已經(jīng)開(kāi)發(fā)出新的補(bǔ)償方案應(yīng)用到磁性傳感器中,該方案正在申請(qǐng)專利。這種新的內(nèi)部補(bǔ)償技術(shù)叫做DAEC(動(dòng)態(tài)角度誤差補(bǔ)償),首先試用于47系列的磁性傳感器。DAEC能夠有效減少汽車(chē)位置傳感器AS5147的傳輸延遲誤差至僅1.9μs。這意味著AS5147在14,500轉(zhuǎn)每秒的轉(zhuǎn)速下,動(dòng)態(tài)角度誤差僅為0.17度,幾乎可以忽略不計(jì)。
 
圖5:集成補(bǔ)償方案的傳感器輸出(上)以及未集成補(bǔ)償方案的傳感器輸出(下)圖6顯示了AS5147(左)與傳統(tǒng)磁性位置傳感器(右)測(cè)量輸出的區(qū)別,有精確的光學(xué)編碼器輸出作為參考。右圖顯示傳感器輸出受到200μs傳輸延遲的影響,在14,500轉(zhuǎn)每秒的轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)角度誤差為18度。
 
圖6:左圖顯示了傳統(tǒng)的分散式動(dòng)態(tài)角度誤差補(bǔ)償法。右圖顯示了新的動(dòng)態(tài)角度誤差補(bǔ)償法。相反,AS5147的誤差幾乎可以忽略不計(jì),也就是說(shuō)它的信號(hào)能夠直接用于調(diào)整控制器,無(wú)需外部補(bǔ)償。事實(shí)上,帶有DAEC技術(shù)的內(nèi)部補(bǔ)償產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)角度誤差可能比外部補(bǔ)償更小,因?yàn)镋CU和MCU中常常會(huì)有抽樣誤差。 

當(dāng)然,在
工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中傳感器內(nèi)部補(bǔ)償還能降低系統(tǒng)成本,原因是沒(méi)有額外的MCU,又或是能夠使用更小功率的ECU。 

抵御雜散磁場(chǎng) 

許多磁性傳感器的另一個(gè)弊端是容易受到雜散磁場(chǎng)的干擾。轉(zhuǎn)子磁鐵以外的磁場(chǎng)干擾隨時(shí)會(huì)破壞芯片的角度測(cè)量,而這種隨機(jī)的錯(cuò)誤無(wú)法通過(guò)主機(jī)ECU或MCU來(lái)補(bǔ)救。因此,用戶不得不對(duì)芯片采取屏蔽措施,這就增加了物料成本和裝配成本;還可能違背對(duì)空間有要求應(yīng)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 

根據(jù)ISO 26262汽車(chē)功能安全標(biāo)準(zhǔn),免受雜散磁場(chǎng)的干擾已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)制性要求。 

“差分傳感”專利技術(shù)被應(yīng)用于奧地利微電子的所有磁性位置傳感器中,包括47系列,使傳感器免受雜散磁場(chǎng)影響的最高值達(dá)到25,000A/m。低于該臨界值,就無(wú)需采取屏蔽措施。 

結(jié)論 

奧地利微電子DAEC技術(shù)的推出意味著無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)制造商能夠利用極其精確的位置數(shù)據(jù)使高轉(zhuǎn)速應(yīng)用中的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大化,同時(shí)通過(guò)磁性位置傳感器縮小電動(dòng)機(jī)的尺寸,提高可靠性。 

DAEC技術(shù)現(xiàn)已應(yīng)用于AS5147*單層晶圓)和AS5247(雙層冗余晶圓)汽車(chē)磁性位置傳感器(AEC-Q100 階段0汽車(chē)應(yīng)用認(rèn)證),支持無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用,如電子動(dòng)力方向盤(pán)(EPS)、傳動(dòng)裝置(變速箱、促動(dòng)器)、泵以及制動(dòng)器。 

工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用方面,采用DAEC技術(shù)的AS5047D也已投入使用,提供十進(jìn)制ABI輸出,是替換光學(xué)編碼器的理想之選。

 其他產(chǎn)品鏈接:
加強(qiáng)中職學(xué)生對(duì)弱電與強(qiáng)電認(rèn)識(shí)
好氧堆肥實(shí)驗(yàn)裝置使用說(shuō)明
電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置
傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度控制儀表操作說(shuō)明
太陽(yáng)能光伏發(fā)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)使用說(shuō)明
電動(dòng)機(jī)技術(shù)工作原理及運(yùn)行維護(hù)
電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告
光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)室介紹
機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室
齒輪范成儀使用說(shuō)明書(shū)
基礎(chǔ)電工電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備
定制熱管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)
家用電器之電子消毒柜實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)箱
初級(jí)維修電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)
臭氧氧化脫色實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)
萃取精餾教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
二氧化碳PVT關(guān)系測(cè)定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
空氣絕熱指數(shù)測(cè)定裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
填料吸收實(shí)驗(yàn)裝置使用指導(dǎo)書(shū)
超濾、納濾、反滲透多功能膜分離實(shí)驗(yàn)裝置說(shuō)明
孔口管嘴實(shí)驗(yàn)儀說(shuō)明書(shū)
熱電偶制作校驗(yàn)儀說(shuō)明書(shū)
好氧堆肥實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)
沿程阻力系數(shù)測(cè)定裝置說(shuō)明書(shū)
文丘里除塵器性能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
制冷壓縮機(jī)性能測(cè)試實(shí)訓(xùn)裝置指導(dǎo)書(shū)
化工傳熱實(shí)驗(yàn)裝置使用說(shuō)明書(shū)
數(shù)據(jù)采集板式靜電除塵器指導(dǎo)書(shū)
《臺(tái)虎鉗》實(shí)測(cè)繪圖組合訓(xùn)練裝置
自由對(duì)流橫管管外放熱系數(shù)測(cè)試裝置使用說(shuō)明書(shū)
流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置使用說(shuō)明書(shū)
《典型零件》實(shí)測(cè)繪圖訓(xùn)練裝置
制冷制熱工作原理及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/u>
挖掘機(jī)液壓模擬訓(xùn)練平臺(tái)操作說(shuō)明
中溫法向輻射率測(cè)量?jī)x實(shí)驗(yàn)裝置的介紹及使用說(shuō)明
傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)及維護(hù)
熱電偶校驗(yàn)儀使用說(shuō)明
熱電阻校驗(yàn)裝置使用說(shuō)明
做燃料電池教具實(shí)驗(yàn)要注意什么
電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本要求及安全操作規(guī)程
交流及直流電源實(shí)驗(yàn)操作說(shuō)明
傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度控制儀表操作說(shuō)明
沖擊水浴除塵器實(shí)驗(yàn)裝置使用說(shuō)明
變壓器耦合推挽功率放大器實(shí)驗(yàn)說(shuō)明
平面磨床面板器件布局圖及電路實(shí)訓(xùn)單元故障現(xiàn)象
定時(shí)兼報(bào)警記錄儀的使用方法
淺談職高《電子線路》教學(xué)中學(xué)生能力的培養(yǎng)
試析自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)與實(shí)踐教學(xué)體系改革
淺析創(chuàng)新電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式提高學(xué)生自主操作能力
談《維修電工》工學(xué)結(jié)合一體化教學(xué)
電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)模式創(chuàng)新
淺談電工學(xué)實(shí)驗(yàn)在中專專業(yè)課教學(xué)中的作用
化工電氣自動(dòng)化專業(yè)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)探討
淺談液壓系統(tǒng)污染物的防與治
關(guān)于《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》課程教學(xué)探索
試析“新能源導(dǎo)論與創(chuàng)新實(shí)踐”教學(xué)體會(huì)與實(shí)踐
淺談電力局辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模型
兩電極電化學(xué)CO傳感器的研制
傳感器教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)
中職實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的探索與實(shí)踐
基于PLC多臺(tái)空調(diào)機(jī)組的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)
淺談析基于FMS的機(jī)電一體化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
電工電子實(shí)驗(yàn)技能正確使用的認(rèn)識(shí)
改善機(jī)電一體化傳動(dòng)管控教學(xué)改革
淺談電工電子設(shè)備中的各種“地”作用
光機(jī)電一體化設(shè)備中變頻器怎么判斷故障
中職學(xué)生實(shí)驗(yàn)中對(duì)二極管電路認(rèn)識(shí)
電工電子實(shí)訓(xùn)中常見(jiàn)問(wèn)題總結(jié)
工程機(jī)械實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的實(shí)習(xí)報(bào)告
中職學(xué)生為什么要學(xué)電工電子嗎
在電工電子實(shí)訓(xùn)中幾種二極管的測(cè)試技巧
關(guān)于中職機(jī)電一體化專業(yè)技能體系的構(gòu)建
關(guān)于中職機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生技能實(shí)訓(xùn)探索
電工電子實(shí)驗(yàn)中對(duì)輸入電阻和輸出電阻的認(rèn)識(shí)
中職學(xué)生如何上好機(jī)電一體化課程
淺談PLC可編程序控制器在電氣設(shè)備中作用
中職機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試競(jìng)賽規(guī)程
淺談中職機(jī)電一體化實(shí)習(xí)(實(shí)訓(xùn))教學(xué)考核規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)
淺談中職教師汽車(chē)專業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的差異及對(duì)策
淺談煤礦自動(dòng)化機(jī)電技術(shù)探索
淺談中職汽車(chē)一般常見(jiàn)故障的診斷方法
中職對(duì)機(jī)電一體化計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)探索
機(jī)電一體化技能競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高
淺談中職汽車(chē)電氣設(shè)備構(gòu)造與維修課程實(shí)踐教學(xué)探索
對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備安裝中幾個(gè)要點(diǎn)認(rèn)識(shí)

我們的優(yōu)勢(shì):

品牌理念品牌理念 標(biāo)準(zhǔn)流程 標(biāo)準(zhǔn)流程 有效溝通有效溝通專業(yè)管理 專業(yè)管理客戶視圖 客戶視圖優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)品質(zhì)保證品質(zhì)保證無(wú)憂售后無(wú)憂售后
上海茂育科教設(shè)備有限公司,立于上海,心懷天下
生產(chǎn)基地:上海松江葉榭工業(yè)園

業(yè)務(wù)電話:021-56311657 , 56411696 , 業(yè)務(wù)傳真:021-56411696 公司郵箱:shanghaimaoyu@126.com
教學(xué)設(shè)備廠 滬公網(wǎng)安備 31010702001294 號(hào) 滬ICP備13020377號(hào)-1
備案