Μαθήματα:
- Εισαγωγή
- Σήματα από τον αναλυτή
- Στοιχεία του αναλυτή
Εισαγωγή:
Για τη λειτουργία του σύγχρονος ηλεκτροκινητήρας είναι απαραίτητο το σωστό ξέπλυμα μέσω του αντιστροφέας ελέγχονται. Για να προσδιορίσει ποιο πηνίο (U, V ή W) θα πρέπει να ενεργοποιηθεί, η ECU του μετατροπέα διαβάζει τη θέση του ρότορα, η οποία μετράται από τον αισθητήρα θέσης του ρότορα, που ονομάζεται επίσης «αναλυτής».
Ο αναλυτής αποτελείται από έναν εξωτερικό δακτύλιο με έναν αριθμό πηνίων στο εσωτερικό μιας περιστρεφόμενης έκκεντρης πλάκας. Η απόσταση μεταξύ της έκκεντρης πλάκας και των πηνίων αλλάζει συνεχώς καθώς περιστρέφεται.
Σήματα από τον αναλυτή:
Η ECU παρέχει στον αναλυτή ένα σήμα αναφοράς. Το διάκενο αέρα μεταξύ ενός πηνίου και του έκκεντρου δημιουργεί μια υψηλή ή χαμηλή ημιτονοειδή εναλλασσόμενη τάση. Με υψηλό πλάτος στο κόκκινο ή πράσινο ημιτονοειδές σήμα (δείτε το παρακάτω σχήμα), το διάκενο αέρα μεταξύ του έκκεντρου και του πηνίου είναι μικρό.
Ο αναλυτής λειτουργεί τόσο σε στάση όσο και ενώ ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί: και στις δύο περιπτώσεις η ECU πρέπει να γνωρίζει σε ποια θέση βρίσκεται ο ρότορας.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει τα θεωρητικά σήματα. Στην πραγματικότητα, η συχνότητα είναι πολύ υψηλότερη, επομένως η διακύμανση στο πλάτος των σημάτων ημιτόνου και συνημιτονοειδούς είναι σαφώς ορατή.
Οι δύο παρακάτω εικόνες δείχνουν μια πραγματική μέτρηση σε έναν αναλυτή. Και εδώ βλέπουμε το σήμα αναφοράς στην κορυφή και τα σήματα ημιτονίου και συνημιτόνου παρακάτω. Η πρώτη εικόνα είναι ακινητοποιημένη: ο ηλεκτροκινητήρας δεν λειτουργεί. Το ύψος του ημιτονοειδούς και του συνημιτονοειδούς σήματος παραμένει σταθερό. Με βάση το επίπεδο αυτής της εναλλασσόμενης τάσης, η ECU γνωρίζει πού βρίσκεται ο ρότορας όταν είναι ακίνητος.
Στις δύο επόμενες εικόνες ο χρόνος ανά διαίρεση έχει μειωθεί. Η συχνότητα του σήματος αναφοράς στον αναλυτή είναι αμετάβλητη, αλλά μετράται σε μεγαλύτερη χρονική περίοδο στη μέτρηση. Ως αποτέλεσμα, βλέπουμε τα πλάτη των σημάτων ημιτονοειδούς και συνημιτονοειδούς να αλλάζουν καθαρά. Η πρώτη εικόνα μετρήθηκε σε χαμηλή ταχύτητα ρότορα και η δεύτερη σε αυξημένη ταχύτητα. Καθώς η ταχύτητα αυξάνεται, η συχνότητα των σημάτων ημιτονοειδούς και συνημιτονοειδούς αυξάνεται (περισσότερα σήματα ανά μονάδα χρόνου), αλλά το πλάτος (το επίπεδο της εναλλασσόμενης τάσης) παραμένει σταθερό.
Στοιχεία του αναλυτή:
Ο αναλυτής του VW E-Golf περιέχει 30 πηνία συνδεδεμένα σε σειρά. Κάθε πηνίο στον αναλυτή αποτελείται από έναν μαλακό σιδερένιο πυρήνα με τρεις διαφορετικές περιελίξεις: πρωτεύον, δευτερεύον 1 και δευτερεύον 2.
Το πρωτεύον πηνίο (μπλε) τροφοδοτείται με εναλλασσόμενη τάση υψηλής συχνότητας.
Ο αριθμός των δευτερευουσών στροφών (1 κόκκινο, 2 πράσινο) είναι διαφορετικός σε κάθε πηνίο.
Όταν το έκκεντρο της έκκεντρης πλάκας κινείται κατά μήκος του πηνίου, η επαγωγή στις δευτερεύουσες περιελίξεις ενισχύεται. Λόγω του αριθμού των στροφών των δευτερευόντων περιελίξεων 1 και 2 σε κάθε πηνίο, αυτό έχει επίσης ως αποτέλεσμα τις διαφορετικές τάσεις στις δευτερεύουσες περιελίξεις. Η ECU στον μετατροπέα μπορεί να υπολογίσει τη θέση του ρότορα με βάση τις τάσεις των δευτερευόντων περιελίξεων 1 και 2.
Η ρύθμιση του αναλυτή στον ρότορα είναι πολύ ακριβής: πολλοί κατασκευαστές ορίζουν ότι ολόκληρος ο ηλεκτροκινητήρας πρέπει να αντικατασταθεί εάν παρουσιαστούν προβλήματα με τον αναλυτή. Μετά από (κατά λάθος) αποσυναρμολόγηση του αναλυτή ή χαλάρωση των μπουλονιών στο εξωτερικό του περιβλήματος του ηλεκτροκινητήρα, ο αναλυτής δεν μπορεί πλέον να επανασυναρμολογηθεί σωστά. Και σε αυτήν την περίπτωση, πολλοί κατασκευαστές συνταγογραφούν την αντικατάσταση του ηλεκτροκινητήρα.
Η ακριβής θέση του ρότορα του α σύγχρονος κινητήρας πρέπει να είναι γνωστό σε στάση και κατά την οδήγηση. Εάν ο αισθητήρας είναι ελαττωματικός, το όχημα δεν μπορεί πλέον να οδηγήσει.
Απο ασύγχρονος κινητήρας Από την άλλη πλευρά, δεν απαιτείται παρακολούθηση της θέσης του ρότορα. Ο αισθητήρας θέσης ρότορα εκπέμπει τέσσερις παλμούς ανά περιστροφή ρότορα. Αυτή η μέτρηση παρακολουθεί τη μέγιστη ποσότητα ολίσθησης μεταξύ του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου μεταξύ του στάτορα και του ρότορα. Ο αισθητήρας Hall χρησιμοποιείται συχνά ως αισθητήρας. Ο αισθητήρας Hall μεταδίδει παλμούς στην ECU όταν περιστρέφεται ο ρότορας, αλλά δεν μπορεί να εκτελέσει μέτρηση σε στάση, σε αντίθεση με τον αναλυτή του σύγχρονου κινητήρα. Οι κατασκευαστές επιλέγουν επίσης μερικές φορές να χρησιμοποιούν τον αναλυτή του σύγχρονου κινητήρα ως αισθητήρα θέσης ρότορα.
Σχετικές σελίδες:
