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传感器的最新开展可大幅进步BLDC电机操控功能

近年来,许多终端市场和应用中的一个明显趋势是用高效率的无刷直流电机(BLDC)替换交流电机或机械泵。使用BLDC的一些主要优点包括:更高的功率和热效率

近年来,许多终端商场和运用中的一个显着趋势是用高功率的无刷直流电机(BLDC)替换沟通电机或机械泵。运用BLDC的一些首要长处包含:更高的功率和热功率、更高的空间/分量功率、更高的可靠性(无刷)、在风险环境下作业更安全(不会像有刷电机相同发生刷粉或火花)。此外,由于BLDC电机选用电子换向方法,因而更易在运用的速度规模内操控扭矩和速度参数,并且可以完成更杂乱的操控,例如坚持坚持扭矩或速度极限。凭仗这些长处,BLDC电机在很多现有和新运用中占得一席之地。在轿车范畴,BLDC电机已用于替换液压执行器和有刷电机,这不仅可以减小分量/尺度、延伸作业寿数、下降维护本钱,并且可以大幅进步全体体系功用和功率。跟着轿车行业向优化燃油功率快速展开,BLDC电机现可以完成相应的功用,协助减小传动体系、电动助力转向和HVAC(暖通空调)体系以及起动马达/发电机和各类泵(水/燃油/油)中的发动机负荷。

视点传感器在BLDC电机操控中的效果

要完成电机的准确操控和高效换向,高分辨率电流和旋转方位信息至关重要。一般来说,在依据旋变器的体系中,分辨率和精度或许十分高,但终端解决计划或许价格昂贵且体积较大,这是由于旋变器自身会占用较大的物理空间。无传感器计划也可用于检测反电动势电流,并且还能下降传感器分量和本钱,可是电机发动功用或许是个问题,由于这时不会发生反电动势,因而就无法得到可用的方位数据。其他解决计划,例如运用三个霍尔效应传感器检测电机磁体的方位,一般用于对本钱灵敏的运用中。这种情况下,要求的分辨率可以完成,但需求监控三个信号。此外,这些传感器不是配套的,这或许会发生空间和装置难题。

一种代替计划是运用依据异性磁阻(AMR)技能的视点传感器,这些传感器既廉价又准确。凭借ARM传感器,不仅可完成高视点精度,并且可将一个检测元件和电子电路集成在同一封装中。这可取得十分小的传感器子体系,并且可以在电机总成内定位传感器。

ADI公司已与MR技能的领导者Sensitec GMBH展开协作,一起供给ADA4571,该产品将高精度AMR传感器和高功用外表放大器集成在单个封装中。

ADA4571在?40°C至+150°C的宽作业温度规模下进行的出产测验得到的最大视点差错为0.5°,并且具有内置确诊功用、大输出电平、EMC维护以及低失调偏移,因而是十分抱负的传感器,它可以完成高功用BLDC电机操控,并且速度超越25000 RPM。

AMR技能

依据AMR理念的传感器的资料电阻率取决于相关于电流方向的磁化方向。该传感器一般沉积为薄膜透磁合金(磁性铁镍合金)。 AMR传感器在饱满状态下作业,因而外部磁场对电阻改变起决定效果。外部磁场和电流方向平行时电阻最大,施加磁场与载流透磁合金的平面笔直时电阻最小。 AMR传感器怎么作业的简化图如图1所示。

图1:AMR作业原理。

两个独立的惠斯登电桥装备以互相呈45°的方法摆放时,可完成视点传感器,其正弦和余弦输出取决于外部磁场方向。此装备可供给具有180°肯定丈量规模的传感器。

图2:360°机械旋转时的ADA4571差错(灰色)和输出波形(橙色/蓝色)。

图2显现了旋转磁场施加在360°机械旋转景象时ADA4571的典型高输出电平和视点差错。在微操控器中进行失调校正和横竖切核算之后,典型差错小于0.1°。

传感器装置

关于大部分BLDC操控体系,依据可用空间和电机轴装置的便利性,装备和装置传感器有许多挑选方法。图3显现了ADA4571的两个装备示例。

图3:BLDC体系与ADA4571 (a)轴端体系(b)轴侧体系。

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