多摩川旋轉(zhuǎn)變壓器車載應(yīng)用

旋轉(zhuǎn)變壓器是利用電磁誘導(dǎo)的角度檢測(cè)器。是從二次大戰(zhàn)時(shí)開發(fā)的軍用角度計(jì)算及角度檢測(cè)器發(fā)展而來(lái)的。用于高溫、高震動(dòng)環(huán)境和機(jī)械手的電機(jī)角度傳感器。之后，F(xiàn)A用途的角度傳感器的主力被光學(xué)編碼器取代。多摩川開發(fā)的可變磁阻（VariableReluctance：VR）型旋轉(zhuǎn)變壓器，因?yàn)樗馄?、低成本、?yōu)良的耐環(huán)境性能被用于混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的角度傳感器。另外，多摩川開發(fā)的車載電機(jī)控制用的TrackingType的ResolverDigital（RD）變換器有著高分解能，可以準(zhǔn)確地進(jìn)行高角度檢測(cè)，可以控制高精度電機(jī)。隨著汽車電動(dòng)化地啟動(dòng)，也開始搭載在其他用途上使用。

背景：90年代，因?yàn)榈厍驕厥倚?yīng)等環(huán)境問(wèn)題，急速開始了電動(dòng)汽車及汽車搭載電機(jī)的開發(fā)。因?yàn)槠囼?qū)動(dòng)用的電機(jī)要求小型高效，開始研討永磁同步電動(dòng)機(jī)。但是，永磁同步電動(dòng)機(jī)是通過(guò)轉(zhuǎn)子的角度位置信息來(lái)控制旋轉(zhuǎn)，因此必須配備旋轉(zhuǎn)角度傳感器。汽車的驅(qū)動(dòng)周邊溫度高、震動(dòng)大，而且有潤(rùn)滑油在流動(dòng)，使用環(huán)境非常惡劣，有內(nèi)置電路、玻璃碼盤的光學(xué)編碼器無(wú)法使用，而且需要大口徑扁平構(gòu)造的角度傳感器，因此耐環(huán)境性能優(yōu)良的無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器在構(gòu)造上最適合。

因此，最適合汽車搭載的角度傳感器VR型旋轉(zhuǎn)變壓器再次被關(guān)注，針對(duì)其缺點(diǎn)改善角度精度和偏差，開始了新型VR型旋轉(zhuǎn)變壓器的開發(fā)。這個(gè)VR型旋轉(zhuǎn)變壓器先是被使用在電動(dòng)汽車電機(jī)角度傳感器，后來(lái)又被使用在了混合動(dòng)力汽車上。之后，再被用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向用途的無(wú)刷電機(jī)的角度傳感，生產(chǎn)量大幅增加的同時(shí)，成本再度下降。表1顯示的是旋轉(zhuǎn)變壓器的開發(fā)歷史。

表1

表2

如此，旋轉(zhuǎn)編碼器隨著市場(chǎng)在不斷進(jìn)化，可是說(shuō)是跟其他傳感器競(jìng)爭(zhēng)后幸存的角度傳感器。

方案特色：VR型旋轉(zhuǎn)變壓器最初是搭載在電動(dòng)汽車電機(jī)上使用，生產(chǎn)數(shù)量為每月幾十臺(tái)左右。后來(lái)這個(gè)技術(shù)延用到混合動(dòng)力汽車電機(jī)上，如圖1和圖3所示，混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力部位各有2臺(tái)VR型旋轉(zhuǎn)變壓器和RD轉(zhuǎn)換器。因?yàn)槌浞掷糜邢薜目臻g把旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)置于電機(jī)的軸承部分，電機(jī)的全長(zhǎng)基本沒(méi)有變化。另外，電機(jī)的線圈也在內(nèi)徑側(cè)，不容易受到干擾。電機(jī)發(fā)熱產(chǎn)生的高溫油浸等惡劣的環(huán)境條件也不會(huì)影響到旋轉(zhuǎn)變壓器的動(dòng)作。

圖1

圖3

圖2顯示的是安裝在EPS（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向）的無(wú)刷電機(jī)上的VR型旋轉(zhuǎn)變壓器。

汽車重量加大，EPS電機(jī)的電流就會(huì)增加，因此必須要無(wú)刷化。而且因?yàn)橥S設(shè)計(jì)，必須要耐熱、耐震的角度傳感器，所以采用了旋轉(zhuǎn)變壓器。因?yàn)楦叻止?jié)能且可以控制震動(dòng)音，旋轉(zhuǎn)變壓器還被使用在了圓柱形EPS上。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)變壓器還搭載在了慶應(yīng)大學(xué)開發(fā)的8輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車Eliica的電機(jī)上。

方案配置：VR型旋轉(zhuǎn)變壓器