±2° Genauigkeit bei bis zu 82.000 Umdrehungen pro Minute
ams: Winkelsensoren für effiziente Getriebe
Der hochpräzise magnetische Winkelsensor AS5134 von ams verleiht dem neu entwickelten Doppelkupplungsgetriebe von Continental eine hohe Energieeffizienz.
Der AS5134 und der neuere AS5132 sind berührungslose magnetische Winkelsensoren, die AMS für den Einsatz in bürstenlosen Hochgeschwindigkeits-Gleichstrommotoren (BLDC, brushless DC motors) optimiert hat und die beide AEC-Q100-qualifiziert sind. Continental verwendet den AS5134 zur Erfassung der Rotorposition von Steuermotoren in Getriebesteue¬rungen für neu entwickelte Doppelkupplungsgetriebe (DCTs, Double-Clutch Transmissions). Der Sensor liefert dort Winkelmessdaten, die eine optimierte, effiziente Kommutierungssteuerung ermöglichen. Das stellt hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Sensors bei hohen Drehzahlen bis zu 82.000 Umdrehungen pro Minute.
Doppelkupplungsgetriebe sind hochentwickelte Automatikgetriebe für PKWs, in denen häufig BLCD-Motoren die Gänge schalten und die Steuerung der Kupplung übernehmen. Bis zu vier Motoren sitzen in einer DCT. Ein von Continental entwickeltes Modul die steuert im DCT-Getriebe die Motoren über die feldorientierte Kommutation – ein Verfahren, bei dem die Statorströme in Abhängigkeit von der momentanen Rotor-Winkelstellung geregelt werden. Je genauer der Rotorwinkel gemessen wird, desto geringer ist der Drehmoment-Jitter, desto weniger ruckelt der Motor und desto höher ist seine Energieeffizienz. Einer der wichtigsten Vorteile, die aus der hohen Genauigkeit des AS5134 resultieren, ist ein höheres Anfangsdrehmoment des Motors. Dadurch erreicht der Motor schneller seine optimale Drehzahl, das wiederum senkt den Energieverbrauch und lässt die Verwendung von kleineren Motorbauformen zu.
Ein von Continental entwickeltes integriertes Modul steuert diese Motoren mittels feldorientierter Kommutation – ein Verfahren, bei dem die Statorströme in Abhängigkeit von der momentanen Rotor-Winkelstellung geregelt werden. Je genauer der Rotorwinkel gemessen wird, desto geringer ist der Drehmoment-Jitter, desto weniger ruckelt der Motor und desto höher ist seine Energieeffizienz. Einer der wichtigsten Vorteile, die aus der hohen Genauigkeit des AS5134 resultieren, ist ein höheres Anfangsdrehmoment des Motors. Dadurch erreicht der Motor schneller seine optimale Drehzahl, das wiederum senkt den Energieverbrauch und lässt die Verwendung von kleineren Motorbauformen zu.
Der magnetische Winkelsensor AS5134 zeichnet sich durch eine kurze Signalverzögerungszeit (Verzögerung zwischen dem Sensormagnet-Eingangssignal und der Ausgabe des berechneten Drehwinkels) von 22 µs aus. Dies ermöglicht auch bei hohen Motordrehzahlen präzise Winkelmessungen: der AS5134 liefert Winkelmessdaten mit einer Auflösung von 1° und einer spezifizierten Genauigkeit von ±2° bei Drehzahlen von bis zu 82.000 Umdrehungen pro Minute.
Bei dem Continental-Getriebe ist das Steuermodul in das Getriebe integriert und kann dadurch nur mit großem Aufwand repariert oder ausgetauscht werden. Umso wichtiger ist die Zuverlässigkeit der verwendeten Bauteile. Wie alle magnetischen Positionssensoren von ams basiert auch der AS5134 auf einer von ams entwickelten, patentierten Differenzeingang-Technik, die unempfindlich gegenüber magnetischen Streufeldern ist. Positionssensoren von ams benötigen daher keine Abschirmung, das hält die Material- und Montagekosten niedrig.
Für die Winkelsensoren AS5134 und AS5132 sind Demo-Boards verfügbar. Unter http://www.ams.com/Magnetic-Position-Sensors/AS5134 stehen weitere Informationen über den AS5132 und den AS5134 zur Verfügung.
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