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TE-Connectivity Magnetsensoren für nasse Anwendungen

| Redakteur: Michael Ziegler

Der Elektronikspezialist TE-Connectivity bietet verschiedene Varianten von berührungslos arbeitenden Magnetsensoren, u. a. für Turbolader, Getriebe oder E-Motor an, die auch unter nassen Bedingungen einsetzbar sind.

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Der neue Single-Coil-Resolver von TE Connectivity ist zur Vollintegration ins Getriebe und damit für nasse Anwendungen ausgelegt.
Der neue Single-Coil-Resolver von TE Connectivity ist zur Vollintegration ins Getriebe und damit für nasse Anwendungen ausgelegt.
(Foto: TE Connectivity)

Seit mehr als einem Jahrzehnt integriert der TE-Connectivity-Geschäftsbereich „Transportation Solutions“ Sensoren auf Basis magnetischer Messverfahren in immer neue Applikationsbereiche. Turbolader mit verstellbarer Turbinenschaufelgeometrie (VTG-Lader) im Dieselmotor gehören seit vielen Jahren zu den Anwendungsgebieten, in denen so die berührungslose Erfassung der Position des Aktuators ermöglicht wurde. In Otto- und Dieselmotoren mit zweistufiger Aufladung dienen die Sensoren zur Erkennung der Bypass-Ventilstellung. Beide Aufladekonzepte verbessern das Ansprechverhalten des Motors im unteren Drehzahlbereich und haben deshalb stark an Bedeutung gewonnen. Im Laufe der Zeit hat sich die verwendete Sensortechnologie den sich verändernden Anforderungen angepasst: Während zunächst eine induktive Messung mit PLCD zum Einsatz kam, ist jetzt eine neue Sensorgeneration mit 3D-Hall-Messung serienreif. Gegenüber den induktiven Lösungen bietet die 3D-Messung wirtschaftliche Vorteile im Gesamtpaket bei gleichzeitig höherer Sensorleistung.

Für die Getriebesensorik bietet TE eine komplette Plattform an: vom reinen Hall-Schalter bis zum All Gear Position Sensor. Dieser vollständig gekapselte Messfühler nutzt das 3D-Hall-Prinzip, um insbesondere die Neutralposition des Getriebes zu erkennen – bei einem Start-Stopp-System die Voraussetzung für den automatischen Motorstart. Der All Gear Position Sensor kann aber noch wesentlich mehr. Das liegt daran, dass die Hall-Elemente auf seinem Chip sowohl eine laterale Verschiebung als auch eine Rotation des Gebermagneten am Schaltgestänge erfassen. Damit lassen sich Schaltwege und Schaltwinkel so vollständig auflösen, dass bei Bedarf alle Gänge einschließlich des Rückwärtsgangs mit nur einem Sensor erkannt werden können. Inzwischen gibt es dieses Verfahren auch in einer Variante, die Ferrit anstatt seltener Erden für den Gebermagneten verwendet. Zusätzlich läuft bereits die Entwicklung einer induktiven Lösung mit vier miniaturisierten, magnetisch vorgespannten Messspulen in SMD-Bauweise, die gänzlich ohne Magnet im Getriebe auskommen wird.

Sensoren steigern die Effizienz

Sensoren tragen wesentlich dazu bei, die Effizienz eines Antriebsstrangs zu steigern. Das gilt gleichermaßen für konventionelle Antriebsstränge wie auch für elektrifizierte Architekturen. Um beispielsweise eine elektrische Traktionsmaschine effizient kommutieren zu können, erfasst der neue Single-Coil-Resolver (SCR) die exakte Rotorlage. Der Stator des Reluktanzresolvers reagiert auf Magnetfeldschwankungen, die von einem profilierten Blechpaket auf dem Rotor verursacht werden. Mit nur 10,3 Millimetern axialer Länge ist der Sensor ausgesprochen kompakt. Er ist für nasse Applikationen mit Kontakt zu Öl und Temperaturen bis zu 170 °C ausgelegt.

Der SCR ist der zweite TE Connectivity Sensor für elektrische Traktionsmaschinen: Er folgt auf den Multi-Coil-Resolver (MCR), der als Lösung für Elektromotoren in Elektrofahrzeugen (EVs) und Stand-alone E-Maschinen bereits in Serie ist. Bei beiden Ausführungen lässt sich die Zahl der Polpaare flexibel an die Polzahl der elektrischen Maschine anpassen. Außerdem profitieren MCR und SCR von einem patentierten Wickelschema, das einen Großteil statischer elektromagnetischer Störeinflüsse sowie mechanische Toleranzen kompensiert. ‹

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