传感器技术:电机转矩

该传感器用于测试平台以评估原型电机，以易于访问的格式提供准确可靠的实时信息。

牛津亚萨电机致力于开发和制造一种新型轴向磁通电机，具有无轭和分段电枢(YASA)拓扑结构。与传统的轴向磁通电机相比，新的YASA类型在扭矩密度方面提供了阶梯形的改进，使其成为电动汽车等应用的理想选择，其中最大的扭矩重量比是一个关键要求。

YASA拓扑结构是基于一系列形成机器定子的磁分离段。电机的比转矩在步进变化中得到改善，约为20 Nm/kg，至少是目前可用的最佳替代方案的两倍，这是电机在磁性、冷却和包装方面的专利改进的结合。

一款500 Nm的YASA电机已经专门开发用于电动和混合动力汽车。该电机结构紧凑，直径仅为340毫米，宽为70毫米，因此能够轻松地安装在通常由典型车辆的前或后差速器占用的空间内。使用YASA电机，不需要差速器。

由于这些电机每“片”的输出功率为500纳米，峰值功率约为75千瓦，其中两台电机为大多数车辆提供了足够的动力。Westfield iRacer已经在实践中验证了这一点，这是一款开创性的电动赛车，配备了两台YASA马达，从0加速到60英里每小时只需不到5秒，并且能够达到电子限制的最高速度110英里每小时。

尽管其现有产品的性能和多功能性令人印象深刻，牛津亚萨汽车公司致力于不断完善和改进其设计。此外，该公司还为电机提供定制设计和制造服务，以适应其标准产品范围尚未涵盖的应用。所有这些都意味着它需要定期分析原型电机的性能。

这项工作的一个基本要素是在广泛的测试计划中准确测量电机的转矩和速度。测试通常包括将一对电机背靠背连接起来，一个驱动，另一个充当制动器。虽然基于应变计的传统扭矩传感器可以用于这种应用，但这将使试验台的设计不必要地复杂化，此外，这种传感器在准确性和可靠性方面的声誉较差。

因此，牛津亚萨汽车公司的开发团队寻找了更好的替代品，他们找到了来自Sensor Technology的TorqSense非接触式无线扭矩传感器。基于表面声波(SAW)技术，这些新型传感器本质上由两个薄金属电极组成，它们在压电基板上以互锁手指的形式存在。当一个正确频率的无线电频率信号被应用到这个组件上时，表面声波就被建立起来，它就像一个谐振电路。

然而，如果衬底变形，组件的谐振频率就会改变。这意味着，如果该组件连接到，例如，一个电机轴，它可以用来测量变形在该轴传递的扭矩变化。换句话说，该组件变成了一个测量扭矩的频率依赖应变计。

由于该组件在无线电频率下工作，它不需要有线连接-进出它的信号可以很容易地无线耦合。因此，Sensor Technology的创新专利TorqSense传感器可以用于旋转轴，而不需要传统扭矩测量系统中经常需要的不方便的电刷和滑环。

对于牛津亚萨汽车公司的应用，选择了RWT321型集成电子传感器。像所有TorqSense传感器一样，这结合了高精度和分辨率，具有大过载容量，并具有顺时针和逆时针旋转同样良好的操作能力。除了扭矩数据，传感器还提供有关轴转速、功率和温度的信息，所有数据都是实时可用的。

牛津亚萨汽车公司的另一个好处是RWT321集成了CANopen接口。这与公司的数据采集和分析系统直接兼容，因此，传感器的接口非常简单。

事实证明，TorqSense传感器易于安装和设置，可以在牛津亚萨汽车公司网站(www.oxfordyasamotors.com)的技术部分的视频中看到它的运行情况。它经常作为评估电机性能的辅助工具使用，并为公司提供所需的可靠和准确的信息，以确保其在这一令人兴奋的新领域的发展计划的持续成功。