Hvordan fungerer en resolver i en motor?

EN resolver hjælper dig med at finde, hvor akslen er i en motor. Den kontrollerer, hvordan akslen drejer, ved at se på magnetfeltændringer. Denne enhed fortæller dig præcis, hvor skaftet er, og hvor hurtigt det bevæger sig. Ingeniører bruger det, fordi det fungerer godt i hårde systemer.

Nøgle takeaways

• Resolvere hjælper med at finde positionen og hastigheden af ​​en motoraksel. De er vigtige for at styre motorer meget godt. De kan arbejde på steder med støv, snavs eller varme. Dette gør dem gode til hårde job. Resolvere bruger induktiv kobling til at omdanne spinding til elektriske signaler. De giver konstant feedback og har ikke bevægelige dele. Resolvere er mere nøjagtige og holder længere end andre sensorer. Men de kan være sværere at sætte op og tage sig af. Brug af en resolver kan få motorsystemer til at fungere bedre og holde længere. Dette er nyttigt i hårde job som rumfart og militær.

Grundlæggende om resolver

Hvad er en resolver

En resolver er en slags roterende elektrisk transformer . Folk bruger det til at måle, hvor meget noget drejer. Det virker ved at sende elektriske signaler gennem spoler indeni. Disse spoler er på to hoveddele kaldet statoren og rotoren. Statoren har tre viklinger. Den ene er en exciter-vikling. To er tofasede viklinger sat i rette vinkler. Rotoren har sin egen spole og spinder inde i statoren. Når du sender et signal ind i primærviklingen, laver det et skiftende magnetfelt. Dette felt går gennem rotoren. Det skaber feedback-signaler. Disse signaler hjælper dig med at finde den nøjagtige vinkel på skaftet.

Her er en tabel, der viser hoveddelene af en resolver:

Rolle i motorstyring

Resolvere bruges i motorstyringssystemer. De hjælper dig med at kende positionen og hastigheden af ​​en motoraksel. Dette er vigtigt for servomotorer, der har brug for præcis kontrol. Mange industrier bruger resolvere, fordi de fungerer godt på barske steder. Du kan finde dem i stålværker, papirfabrikker, olie- og gasproduktion, jetmotorer og fly. De hjælper også med at styre systemer i militærkøretøjer. Hvis du har brug for pålidelig feedback på barske steder, er en resolver et godt valg.

Sammenligning med andre sensorer

Resolvere adskiller sig fra andre sensorer som encodere eller Hall-effektsensorer. Resolvere giver høj nøjagtighed og fungerer godt selv med støv, snavs eller fugt. De kan klare meget høje temperaturer, nogle gange over 200°C. Encodere kan give endnu finere nøjagtighed og højere opløsning. Men indkodere er mere følsomme over for snavs og har brug for renere steder. Halleffektsensorer koster mindre og er nemmere at tage sig af. Men de giver ikke samme nøjagtighed eller holder så længe som en resolver. Her er en tabel, der hjælper dig med at sammenligne:

Sensortype	Nøjagtighed	Pålidelighed	Holdbarhed i barske miljøer	Temperaturtolerance	Koste	Opretholdelse
Opløsere	±30 buesekunder	Høj og konsekvent	Fremragende	Over 200°C	Højere	Lav
Indkodere	Meget fint	Høj men følsom	Moderat	Begrænset	Varierer	Moderat
Hall effekt sensorer	Godt, mindre præcist	Normalt pålidelige	N/A	N/A	Sænke	Moderat

Sådan fungerer en resolver

Induktiv koblingsprincip

En resolver fungerer ved at bruge induktiv kobling. Det betyder, at den bruger elektromagnetisk induktion til at måle rotation. Når du sender et AC-signal til primærviklingen, danner det et magnetfelt. Rotoren roterer inde i statoren. Denne drejning ændrer, hvor meget energi der går til de sekundære viklinger. Mængden af ​​energi afhænger af, hvor rotoren er. Resolveren bruger denne ændring til at finde akselvinklen.

Resolveren bruger ikke børster. Dette gør, at den holder længere og behøver mindre fiksering. Du kan bruge den på varme eller støvede steder. Den har ikke svage elektroniske dele.

Her er en tabel, der viser, hvordan induktiv kobling hjælper med at finde akselposition:

• Den primære ledning får AC-signalet.

• Sekundære viklinger opfanger signalet.

• Rotorens plet ændrer, hvor meget energi der går til sekundærerne.

Sinus- og cosinusmodulation

Resolveren giver to signaler: sinus- og cosinusbølgeformer. Disse signaler ændrer sig, når akslen drejer. Resolveren laver disse bølgeformer ved at ændre outputtet med rotorens vinkel. Når du tjekker disse signaler, kan du finde akslens retning og position. Sinussignalet viser en del af vinklen. Cosinussignalet viser en anden del. Ved at bruge begge kan du rigtig godt finde skaftets position.

Resolveren bruger matematik til at forbinde signalerne med rotorvinklen. Når du sender et sinusformet signal til primærviklingen, laver sekundærviklingerne signaler, der skifter 90 grader. Disse signaler ændres af sinus og cosinus af rotorvinklen. En resolver-til-digital-konverter læser disse signaler. Den finder ud af akslens position og hastighed.

Hovedkomponenter

En resolver har flere vigtige dele. Hver del udfører et særligt stykke arbejde:

Resolvere fungerer godt til hårde job. Deres stærke design og ingen bevægelige dele gør dem gode til barske steder. Du vil se dem arbejde på steder med varme, støv og fugt. Resolveren kan køre hurtigt og stadig give præcis feedback. Dette gør den fantastisk til rumfart, militær og andre hårde job.

Resolver signalbehandling

AC excitation

Du starter med at sende et AC-signal ind i resolveren. Dette signal driver resolveren. Det hjælper med at måle, hvor skaftet er. De fleste systemer bruger programmerbar excitation op til 28Vrms. Frekvensen kan gå op til 10kHz. Du kan se almindelige spændings- og frekvensområder i tabellen nedenfor:

AC-signalet laver et skiftende magnetfelt indeni. Dette felt lader resolveren fornemme, hvordan akslen bevæger sig.

Udgangssignaler

Når akslen drejer, giver resolveren to udgangssignaler. Disse signaler er sinus- og cosinusbølgeformer. Hvert signal ændres, når akslen bevæger sig. Du kan bruge et multimeter indstillet til AC-spændingstilstand til at kontrollere dem. Sæt proberne på sinus- og cosinus-ledningerne. Du vil se spændingen ændre sig, når akslen roterer.

• Sinussignalet viser en del af akslens vinkel.

• Cosinussignalet viser en anden del.

• Begge signaler hjælper dig med at finde den nøjagtige position.

Resolvere bruger disse signaler, fordi de modstår støj. Vinklen kommer fra forholdet mellem sinus- og cosinusspændinger. Denne metode hjælper med at blokere ekstern interferens. Du kan få interferens fra elektriske veje eller RF-støj. Resolverens design holder output stabilt.

Positionsberegning

Du skal behandle de analoge signaler for at få digitale positionsdata. Signalbehandling bruger flere trin og dele:

Du bruger disse dele til at omdanne de analoge sinus- og cosinussignaler til digitale data. Denne proces lader dig kende skaftets position og hastighed meget godt.

Fordele og udfordringer

Fordele i motorapplikationer

Resolvere giver mange gode ting til motorstyring. De fungerer godt på steder med varme, støv eller vibrationer. Du kan stole på, at de fortsætter med at arbejde på vanskelige steder. Her er en tabel, der viser de vigtigste fordele:

Du får også andre fordele. Det robuste design blokerer EMI-støj. Den kan håndtere vibrationer og stød. Nogle modeller fungerer ved meget høje temperaturer, op til 230°C. Børsteløse typer holder længere og behøver mindre fiksering. Du bruger mindre tid på reparationer, så dit system fungerer bedre.

Resolvere er meget stabile og stærke. De bliver ved med at arbejde, selv når tingene ændrer sig hurtigt. Du behøver ikke bekymre dig om støj eller pludselige nedbrud.

Begrænsninger

Løsere kan også have nogle problemer. De analoge signaler gør tingene mere komplicerede. Du har brug for specielle værktøjer til at arbejde med disse signaler. Dette kan få systemet til at koste mere og tage længere tid at færdiggøre. Her er en tabel, der viser nogle almindelige problemer:

Du kan også have problemer med ledninger og kabler. Forskellige mærker bruger forskellige pinouts og stik. Dette kan gøre det svært at koble tingene sammen. Du skal passe på forsyningskædeproblemer og følge sikkerhedsreglerne, især steder som EU.

• Ledninger kan være svære at matche.

• Ikke-standardkabler kan forårsage problemer.

• Pinout-forskelle kan bremse tingene.

Du bør planlægge for disse problemer, før du starter. Omhyggeligt design og test hjælper dig med at undgå forsinkelser og ekstra omkostninger.

Du kan se, hvordan en resolver forvandler bevægelse til signaler. Denne enhed hjælper dig med at vide, hvor motorakslen er. Den fortæller dig også, hvor hurtigt den bevæger sig.

• Du får god feedback på svære steder.

• Resolver-til-digital-konvertere gør resultaterne mere nøjagtige.

• Resolvere bruges i robotter, servoer og store motorer.

Hvis du vil have stærk og præcis feedback, skal du bruge en resolver til hårde motoriske opgaver.

FAQ

Hvad er hovedopgaven for en resolver i en motor?

En resolver fortæller dig den nøjagtige position og hastighed af motorakslen. Du bruger disse oplysninger til at styre motoren med høj nøjagtighed. Dette hjælper maskiner med at arbejde problemfrit og sikkert.

Kan du bruge en resolver på snavsede eller varme steder?

Ja! Du kan bruge en resolver på steder med støv, olie eller høj varme. Det stærke design holder den i gang, når andre sensorer kan svigte.

Hvordan får man digitale data fra en resolver?

Du bruger en resolver-til-digital konverter (RDC). Denne enhed tager de analoge sinus- og cosinussignaler og omdanner dem til digitale tal. Du kan derefter bruge disse numre i dit kontrolsystem.

Har resolvere brug for meget vedligeholdelse?

Nej, du behøver ikke meget vedligeholdelse. Resolvere har ingen børster eller skrøbelige dele. Du kan stole på, at de holder længe, ​​selv i svære job.