كيف يتيح الاقتران الكهرومغناطيسي الثابت

أ يعد Resolver ، المعروف أيضًا باسم حل متزامن ، مستشعرًا كهرومغناطيسيًا مصمم لقياس زوايا الدوران بدقة عالية. تعتمد تشغيلها على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي ، حيث يولد التفاعل بين المكون الثابت (المكون الثابت) والدوار (مكون الدوار) إشارات كهربائية تعتمد على الموضع. فيما يلي شرح مفصل لكيفية ترجم هذا الاقتران الكهرومغناطيسي الدوران الميكانيكي إلى مخرجات كهربائية قابلة للقياس.

1. الهيكل الأساسي والإثارة
يتكون المحلل من جزأين رئيسيين: الجزء الثابت والدوار. يحتوي الجزء الثابت على اللفات الأولية التي يتم تنشيطها بواسطة جهد الإثارة الحالي (AC) ، عادةً على ترددات مثل 400 هرتز ، 3 كيلو هرتز ، أو 5 كيلو هرتز. هذا الإثارة يخلق مجال مغناطيسي دوار داخل الجزء الثابت. يتميز الدوار ، المرتبط ميكانيكياً بالعمود الذي سيتم قياس موقعه ، لفائف ثانوية تدور داخل هذا المجال المغناطيسي.

2. آلية الاقتران الكهرومغناطيسي
كما يدور الدوار ، يتغير الوضع النسبي بين المجال المغناطيسي الدوار للثائق وتغيرات لفائف الدوار. إن لفات الدوار ، التي غالباً ما يتم ترتيبها متعامدًا (على سبيل المثال ، لفات الجيب وجيب التمام) ، تجربة تدفقات مغناطيسية مختلفة. وفقًا لقانون Faraday في التعريفي ، فإن هذه التدفقات المتغيرة تحفز الفولتية الجيبية في لفات الدوار. تعتمد سعة هذه الفولتية المستحثة على الإزاحة الزاوية بين الجزء الثابت والدوار ، وعادة ما تتبع وظائف الجيب وجيب التمام لزاوية الدوار.

3. خصائص الإشارة
إشارات الإخراج من لفات الدوار هي الفولتية التناظرية. بالنسبة لمحلل السرعة الواحدة ، فإن المخرجات هي:

• إخراج الجيب (E_SIN): يتناسب مع sinθ ، حيث θ هي زاوية الدوار.

• إخراج جيب التمام (E_COS): يتناسب مع cosθ.

في محددات متعددة السرعة (على سبيل المثال ، أنظمة القناة المزدوجة) ، تولد أزواج القطب الإضافية إشارات عالية التردد ، مما يعزز الدقة وتمكين الكشف عن الزاوية الدقيقة.

4. معالجة الإشارات واستخراج الموضع
لتحويل مخرجات الجيب/جيب التمام إلى بيانات الموضع القابلة للاستخدام ، مطلوب دوائر خارجية أو خوارزميات. تشمل الطرق الشائعة:

• التقسيم التناظري: استخدام TAN - 1 (ESIN/ECOS) لحساب θ ، على الرغم من أن هذا حساس للضوضاء.

• المحولات إلى الرقم الرقمي (RDCs): دوائر متكاملة تستخدم حلقات التتبع (على سبيل المثال ، حلقات المؤازرة من النوع II) لفك تشفير إشارات الحل. تقارن هذه الأجهزة مخرجات الحلول إلى المراجع التي تم إنشاؤها داخليًا ، مع ضبطها حتى يتم تقليل خطأ الطور ، وبالتالي استرداد زاوية الدوار.

5. تصميم مزايا وتطبيقات
المحللين تتفوق في بيئات قاسية بسبب بنائها الوعرة (لا توجد مكونات بصرية أو جهات اتصال) والمناعة للتداخل الكهرومغناطيسي. يتم استخدامها على نطاق واسع في:

• أنظمة التحكم في المحركات: توفير ملاحظات في الوقت الفعلي لمحركات المؤازرة في الروبوتات والفضاء والأتمتة.

• الفضاء والدفاع: حاسم للتطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية والتسامح مع الاهتزاز/درجة الحرارة القصوى.

• المعدات الصناعية: في أدوات التصنيع الدقيقة ، حيث تتيح الأنظمة القائمة على الحلول الدقة الفرعية.

6. المعلمات الرئيسية التي تؤثر على الأداء

• تردد الإثارة: يؤثر على نسبة الإشارة إلى الضوضاء وعرض النطاق الترددي للنظام.

• عدد أزواج القطب: يحدد نطاق القرار والقياس.

• تكوين اللف: تم تحسينه لعلاقات الإخراج الخطية أو غير الخطية (مثل ، الجيوب الأنفية).

باختصار ، فإن قدرة الحلول على تحويل الدوران الميكانيكي إلى إشارات كهربائية عبر الاقتران الكهرومغناطيسي تجعلها مكونًا حيويًا في الأنظمة التي تتطلب قياسًا دقيقًا دقيقًا. يضمن توازن التصميم بين البساطة والمتانة والدقة أهميته المستمرة في التطبيقات الهندسية الحديثة.