SENSORI PER MOTORI ELETTRICI - Elen srl

SENSORI PER MOTORI ELETTRICI

Hard work is our job

L’AFFIDABILITÀ AL PRIMO POSTO


Abbiamo concepito e sviluppato questa nuova serie di sensori per soddisfare le esigenze applicative dei produttori di motori elettrici destinati ai veicoli da lavoro o da trasporto ed impiegati per la

trazione, lo sterzo e l’azionamento di circuiti idraulici.

I nuovi sensori Elen forniscono all’unità di controllo di motori AC, DC o Brushless un feedback di posizione incrementale (onda quadra) o assoluto (onda sinusoidale) per garantire una gestione ottimale di velocità, coppia e posizionamento.

I nuovi sensori Elen sono idonei all’utilizzo intensivo e continuativo in condizioni di lavoro gravose in linea con i requisiti di affidabilità e robustezza meccanica richiesti ai motori e ai relativi componenti, e sono disponibili in tre differenti configurazioni di montaggio per coprire ogni condizione applicativa.

Gli innovativi sensori seno-coseno per motori Brushless AC offrono inoltre la possibilità di impostare un segnale in uscita normalizzato in un range di Vpp ed una fase di partenza indipendente dall’effettiva posizione di zero dell’albero.

CONCEPT FOR ELE

CT R

IC

A L V E H I C L E S

L’AFFIDABILITÀ AL PRIMO POSTO

STUDIATO A MISURA

Movimentazione carichi • AGV • Macchine agricole • Pulizia professionaleApplicazioni medicali • Automotive • Veicoli elettrici

Sollevamento • Trazione • Sterzo Azionamento circuiti idraulici • Trasporto

Motori AC Motori DC Motori AC brushless

Feedback di velocità e verso di rotazione dell’albero motore

SENSORE GIRI-DIREZIONE ELEN

Feedback dell’esatta posizione dell’albero motore

durante la sua rotazione

Settori di destinazione

SENSORE DI POSIZIONE ELEN

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°


I sensori per motori elettrici AC, DC o PM AC Brushless hanno la funzione di inviare alla centralina di controllo un feedback in real time relativo alla posizione incrementale o assoluta dell’albero, fino a 8000 rpm.

In particolare, attraverso l’utilizzo combinato di un sensore ad effetto Hall e di un elemento esterno solidale all’albero motore (ruota fonica o anello magnetico), si possono ottenere:

due segnali in onda quadra sfasati di 90° due segnali sinusoidali sfasati di 90°

In funzione di ciò che richiede l’unità di controllo, è quindi possibile rilevare il numero di giri e il verso di rotazione - per un controllo di velocità - oppure la posizione assoluta dell’albero motore - per un controllo di posizione.

Le caratteristiche di robustezza meccanica e affidabilità rendono i sensori Elen la soluzione migliore per garantire un utilizzo intensivo e continuativo del motore e del veicolo in condizioni di lavoro gravose.

I motori AC PM Brushless si stanno affermando in ambito veicolare grazie alle caratteristiche di efficienza energetica - in particolare in applicazioni che prevedono rapide accelerazioni e frenate o inversioni del moto -, dimensioni compatte, bassa rumorosità, ridotti costi di manutenzione.

La particolare configurazione di questi motori richiede un controllo di posizione angolare del rotore per comandare la sequenza di commutazione delle fasi e garantire il sincronismo tra rotore e statore, fornendo la corrente sufficiente al variare della coppia richiesta.

Per soddisfare questa esigenza abbiamo sviluppato l’innovativo sensore sin-cos ad effetto Hall, preciso ed affidabile fino a 8000 rpm, che grazie al firmware integrato consente di impostare i parametri di output rilevanti per la specifica applicazione:

ampiezza del segnale di uscita fase di zero indipendente dalla posizione dell’albero compensazione in temperatura

Oltre alla configurazione di montaggio assiale e concentrica, è disponibile anche la versione radiale che, accoppiata ad un anello magnetico, consente di ridurre gli ingombri sulla flangia di chiusura e di non limitare l’uscita dell’albero nel caso sia richiesto il montaggio di un freno motore o una ventola di raffreddamento.

IL FUTURO È GIA PRESENTESTUDIATO A MISURA

Obiettivo

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

Normalizzazione del segnale di uscita

Offset di fase

LE CARTE VINCENTI

La normalizzazione del segnale di uscita rende i valori picco-picco delle sinusoidi di output indipendenti dalla distanza tra il sensore e la banda magnetica. In assenza di normalizzazione, il livello di tensione di uscita dei due segnali dipenderebbe dal gap tra il sensore e la banda magnetica, in quanto l’intensità del campo magnetico percepito varia in funzione del quadrato della distanza.Grazie alla normalizzazione, i livelli di output sono standardizzati via firmware ad un’ampiezza di 2,2 Vpp indipendentemente dal range di possibili gap tra il sensore e la banda magnetica.

L’offset di fase consente di impostare via firmware una posizione di partenza indipendente dall’effettiva posizione di zero dell’albero, in tutte le applicazioni dove sia necessario conoscere la posizione iniziale del rotore ma non sia possibile regolarla meccanicamente una volta assemblato il motore.

Il sensore seno-coseno Elen è in grado di acquisire la posizione corrente dell’albero e memorizzarla, calcolare i gradi richiesti per renderla la posizione di partenza desiderata, e infine aggiungere all’angolo letto l’offset di fase calcolato, così da rendere la posizione corrente letta pari all’angolo iniziale specificato nell’applicazione, in un range tra 0 e 360 gradi.

Segnale realmente acquisito

Segnale normalizzato

Segnale rifasato

GAP 1

GAP 2


Prospetto di sintesi

PER OGNI ESIGENZA... IL SUOLE CARTE VINCENTI

Abbiamo realizzato una gamma completa di soluzioni per soddisfare ogni esigenza di montaggio e di configurazione elettronica.

MONTAGGIO

SEGNALE RADIALE CONCENTRICO ASSIALE

POSIZIONE INCREMENTALEOnda Quadra

POSIZIONE ASSOLUTASeno-Coseno

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

1

A

A

B

B

1

2

3

2 3

ONDA QUADRA

RUOTA FONICA ANELLO MAGNETICO MAGNETE CILINDRICO

SENO-COSENO

Ideale per chi ha già la carcassa predisposta per questo tipo di montaggio e per chi ha la necessità di avere l’albero passante e non vuole avere ingombri sulla flangia di chiusura. Questa soluzione è ideale per chi ha la necessità di montare, ad esempio, un freno motore o una ventola di raffreddamento, non limitando l’uscita dell’albero da nessuna della due parti.È una soluzione di semplice installazione e sostituzione.

SENSORE GIRI - DIREZIONE SENSORE DI POSIZIONE

Caratteristiche dimensionali

Specifiche

IL MONTAGGIO RADIALE

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

35-0

,10

48

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

45- 0

,10

58

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

60-0

,10

73

13Ø

150,1

31,5

R10,5

R66,2 0,1

13,90,5Ø

15 -0,10

18,4

- 0,10

33,4

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

35-0

,10

48

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

45- 0

,10

58

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

60-0

,10

73

13Ø

150,1

31,5

R10,5

R66,2 0,1

13,90,5Ø

15 -0,10

18,4

- 0,10

33,4

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

35-0

,10

48

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

45- 0

,10

58

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

60-0

,10

73

13Ø

150,1

31,5

R10,5

R66,2 0,1

13,90,5Ø

15 -0,10

18,4

- 0,10

33,4

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

35-0

,10

48

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

45- 0

,10

58

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

60-0

,10

73

13Ø

150,1

31,5

R10,5

R66,2 0,1

13,90,5Ø

15 -0,10

18,4

- 0,10

33,4

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

35-0

,10

48

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

45- 0

,10

58

13Ø

13,90,5Ø

15 - 0,10 Ø

60-0

,10

73

13Ø

150,1

31,5

R10,5

R66,2 0,1

13,90,5Ø

15 -0,10

18,4

- 0,10

33,4

13Ø


Il processo di taratura permette di orientare la scheda all’interno del sensore in modo da ottenere, per ogni modulo di ruota fonica, lo sfasamento simmetrico dei segnali in marcia avanti e marcia indietro con tolleranza massima di 90°±45°, lasciando invariata la meccanica di montaggio del sensore sulla carcassa. Per specifiche esigenze inoltre è possibile settare tolleranze fino a 90°±15°.

SEGNALE ONDA QUADRA SEGNALE SINUSOIDALE

La tecnologia di avanguardia utilizzata per la realizzazione dell’elettronica di questi sensori permette di agire tramite una architettura microcontrollore su alcuni parametri quali: sfasamento dei segnali, generazione delle curve entro un valore di Volt picco-picco prestabilito e correggere, se necessario, tramite una compensazione, eventuali anomalie dovute alla deriva in temperatura.

Segnali d’uscita

Caratteristiche sensore

GIRI-DIREZIONE POSIZIONE

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Effetto Hall Effetto Hall

RANGE DI ALIMENTAZIONE 4,5 ÷ 30 [V] 5 [V] / 10 ÷30 [V]

FREQUENZA MASSIMA OPERATIVA 10 kHz 8000 rpm

MATERIALE Plastica Plastica

TEMPERATURE LIMITE DI FUNZIONAMENTO -40° ÷ +120° -40° ÷ +125°

ELEMENTO SENSIBILE Ruota fonica Magnete

GRADO DI PROTEZIONE IP67 IP67

IL MONTAGGIO RADIALE

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

NEW

Soluzione innovativa per chi vuole limitare al massimo gli ingombri radiali del motore e può necessitare o meno di avere l’albero passante. Sono state infatti concepite due differenti configurazioni che soddisfano entrambe le esigenze.

Specifiche

IL MONTAGGIO CONCENTRICO


6,4(4x)

20

Ø86

45°

45°

Ø75

25,5

14,6

3

25,5

Ø

14,6

3

25,5

67


6,4(4x)

20

Ø86

45°

45°

Ø75

25,5

14,6

3

25,5

Ø




Segnali d’uscita

GIRI-DIREZIONE POSIZIONE

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Effetto Hall Effetto Hall

RANGE DI ALIMENTAZIONE 5 ÷ 30 [V] 10÷30 [V] ± 5%

FREQUENZA MASSIMA OPERATIVA 10 kHz 7000 rpm

MATERIALE Plastica Plastica

TEMPERATURE LIMITE DI FUNZIONAMENTO -40° ÷ +135° -40° ÷ +125°

ELEMENTO SENSIBILE Ruota fonica Magnete

GRADO DI PROTEZIONE IP67 IP67

IL MONTAGGIO CONCENTRICO

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

NEW



Soluzione innovativa per chi non necessita dell’albero passante e vuole limitare al massimo gli ingombri radiali del motore.

Sensore Controparte

Specifiche

IL MONTAGGIO ASSIALE


A-A

A

A

12,5

3,5

48

Ø

8(3x) Ø

120°

(3x) At

n4,2(3x)

40

Ø

+x° -x°

Air Gap

0 ÷ 12

12,5

2,5

Air Gap

0 ÷ 12

47,5Ø

28,5Ø

38Ø

n4,2(2x)

10°

10°

+x° -x°

12,5

Air Gap

0 ÷ 12

5

7,5(2x) Ø

28,5

Ø

32

42,6

4,2(2x) Ø

10,6

(2x) Ø

+x° -x°

Axis Offset

±0.5 mm

Axis Offset

±0.5 mm

Axis Offset

±0.5 mm

17Ch.

28

20

10

Mx1

Magnet Reference

8Ø

30

510

6,5

Magnet Referce

6

Magnet Reference

n22

14

3,2

(2x) Ø

6(2x) Ø

2,5

n6 2,5

A-A

A

A

12,5

3,5

48

Ø

8(3x) Ø

120°

(3x) At

n4,2(3x)

40

Ø

+x° -x°

Air Gap

0 ÷ 12

12,5

2,5

Air Gap

0 ÷ 12

47,5Ø

28,5Ø

38Ø

n4,2(2x)

10°

10°

+x° -x°

12,5

Air Gap

0 ÷ 12

5

7,5(2x) Ø

28,5

Ø

32

42,6

4,2(2x) Ø

10,6

(2x) Ø

+x° -x°

Axis Offset

±0.5 mm

Axis Offset

±0.5 mm

Axis Offset

±0.5 mm

17Ch.

28

20

10

Mx1

Magnet Reference

8Ø

30

510

6,5

Magnet Referce

6

Magnet Reference

n22

14

3,2

(2x) Ø

6(2x) Ø

2,5

n6 2,5

A-A

A

A

12,5

3,5

48

Ø

8(3x) Ø

120°

(3x) At

n4,2(3x)

40

Ø

+x° -x°

Air Gap

0 ÷ 12

12,5

2,5

Air Gap

0 ÷ 12

47,5Ø

28,5Ø

38Ø

n4,2(2x)

10°

10°

+x° -x°

12,5

Air Gap

0 ÷ 12

5

7,5(2x) Ø

28,5

Ø

32

42,6

4,2(2x) Ø

10,6

(2x) Ø

+x° -x°

Axis Offset

±0.5 mm

Axis Offset

±0.5 mm

Axis Offset

±0.5 mm

17Ch.

28

20

10

Mx1

Magnet Reference

8Ø

30

510

6,5

Magnet Referce

6

Magnet Reference

n22

14

3,2

(2x) Ø

6(2x) Ø

2,5

n6 2,5


47

0,1

3,2(2x)

Ø54±0,1

9,5

AIR

GAP

[TBD

]




Segnali d’uscita

IL MONTAGGIO ASSIALE

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

90°±40° 90°±40°

SIN

COS

VPP

VPP

360°

NEW


64 IMPULSI POSIZIONE

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Effetto Hall

RANGE DI ALIMENTAZIONE 5 [V] / 10÷30 [V]

FREQUENZA MASSIMA OPERATIVA 8000 rpm

MATERIALE Plastica

TEMPERATURE LIMITE DI FUNZIONAMENTO -40° ÷ +125°

ELEMENTO SENSIBILE Magnete

GRADO DI PROTEZIONE IP67


Specifiche elemento letto

Prototipazione rapida e collaudi

Materiale ferromagnetico Moduli di test: 1,25 / 2 Test fino a 10.000 Hz

Magnetizzazione sinusoidale 400G al gap desiderato Differenti dimensioni meccaniche

Parte integrante del sensore Fornito con apposito supporto Elevate prestazioni

Grazie alla possibilità di eseguire prototipazioni rapide con stampanti 3D, l’azienda si mette a disposizione per eseguire test e collaudi funzionali su componentistica ed applicazioni specifiche attraverso la realizzazione dei supporti necessari per adattare le nostre macchine di collaudo alle diverse esigenze meccaniche del cliente.


1 2 3SCEGLI LA CONFIGURAZIONE

MECCANICA

Configura attraverso questi semplici passaggiil prodotto ideale sulla base delle tue esigenze e prova un campione.

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s.r.l. viale Forlanini, 71 - 20024 Garbagnate Milanese (MI) ITALYTel. +39 02 99.02.23.97 - [email protected] - www.elensrl.it Hard work is our job

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