Πώς λειτουργεί ένας αναλυτής σε έναν κινητήρα;

ΕΝΑ Ο αναλυτής σάς βοηθά να βρείτε πού βρίσκεται ο άξονας σε έναν κινητήρα. Ελέγχει πώς γυρίζει ο άξονας κοιτάζοντας τις αλλαγές του μαγνητικού πεδίου. Αυτή η συσκευή σας λέει ακριβώς πού βρίσκεται ο άξονας και πόσο γρήγορα κινείται. Οι μηχανικοί το χρησιμοποιούν επειδή λειτουργεί καλά σε σκληρά συστήματα.

Βασικά Takeaways

• Οι αναλυτές βοηθούν στην εύρεση της θέσης και της ταχύτητας ενός άξονα κινητήρα. Είναι σημαντικά για τον πολύ καλό έλεγχο των κινητήρων. Μπορούν να λειτουργήσουν σε μέρη με σκόνη, βρωμιά ή ζέστη. Αυτό τα κάνει καλά για σκληρές δουλειές. Οι αναλυτές χρησιμοποιούν επαγωγική σύζευξη για να μετατρέψουν την περιστροφή σε ηλεκτρικά σήματα. Δίνουν σταθερή ανάδραση και δεν έχουν κινούμενα μέρη. Οι αναλυτές είναι πιο ακριβείς και διαρκούν περισσότερο από άλλους αισθητήρες. Αλλά μπορεί να είναι πιο δύσκολο να τα ρυθμίσετε και να τα φροντίσετε. Η χρήση ενός αναλυτή μπορεί να κάνει τα συστήματα κινητήρα να λειτουργούν καλύτερα και να διαρκούν περισσότερο. Αυτό είναι χρήσιμο σε δύσκολες δουλειές όπως η αεροδιαστημική και ο στρατός.

Βασικά στοιχεία επίλυσης

Τι είναι ο Resolver

Ένας επιλύτης είναι ένα είδος περιστροφικός ηλεκτρικός μετασχηματιστής . Οι άνθρωποι το χρησιμοποιούν για να μετρήσουν πόσο γυρίζει κάτι. Λειτουργεί στέλνοντας ηλεκτρικά σήματα μέσω πηνίων στο εσωτερικό. Αυτά τα πηνία βρίσκονται σε δύο κύρια μέρη που ονομάζονται στάτορας και ρότορας. Ο στάτορας έχει τρεις περιελίξεις. Το ένα είναι μια περιέλιξη διεγέρτη. Οι δύο είναι διφασικές περιελίξεις τοποθετημένες σε ορθή γωνία. Ο ρότορας έχει το δικό του πηνίο και περιστρέφεται μέσα στον στάτορα. Όταν στέλνετε ένα σήμα στην κύρια περιέλιξη, δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτό το πεδίο διέρχεται από τον ρότορα. Δημιουργεί σήματα ανάδρασης. Αυτά τα σήματα σας βοηθούν να βρείτε την ακριβή γωνία του άξονα.

Ακολουθεί ένας πίνακας που δείχνει τα κύρια μέρη ενός αναλυτή:

Ρόλος στον έλεγχο κινητήρα

Οι αναλυτές χρησιμοποιούνται σε συστήματα ελέγχου κινητήρα. Σας βοηθούν να γνωρίζετε τη θέση και την ταχύτητα ενός άξονα κινητήρα. Αυτό είναι σημαντικό για σερβοκινητήρες που χρειάζονται ακριβή έλεγχο. Πολλές βιομηχανίες χρησιμοποιούν αναλυτές επειδή λειτουργούν καλά σε δύσκολα μέρη. Μπορείτε να τα βρείτε σε χαλυβουργεία, εργοστάσια χαρτοποιίας, παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου, κινητήρες τζετ και αεροσκάφη. Βοηθούν επίσης τα συστήματα ελέγχου σε στρατιωτικά οχήματα. Εάν χρειάζεστε αξιόπιστη ανατροφοδότηση σε σκληρά μέρη, μια λύση είναι μια καλή επιλογή.

Σύγκριση με άλλους αισθητήρες

Οι αναλυτές διαφέρουν από άλλους αισθητήρες, όπως κωδικοποιητές ή αισθητήρες εφέ Hall. Οι αναλυτές προσφέρουν υψηλή ακρίβεια και λειτουργούν καλά ακόμα και με σκόνη, βρωμιά ή υγρασία. Μπορούν να αντέξουν πολύ υψηλές θερμοκρασίες, μερικές φορές πάνω από 200°C. Οι κωδικοποιητές μπορούν να προσφέρουν ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια και υψηλότερη ανάλυση. Αλλά οι κωδικοποιητές είναι πιο ευαίσθητοι στη βρωμιά και χρειάζονται πιο καθαρά μέρη. Οι αισθητήρες εφέ Hall κοστίζουν λιγότερο και είναι πιο εύκολο να τους φροντίσετε. Δεν δίνουν όμως την ίδια ακρίβεια ούτε διαρκούν όσο ένας αναλυτής. Ακολουθεί ένας πίνακας που θα σας βοηθήσει να συγκρίνετε:

Τύπος αισθητήρα	Ακρίβεια	Αξιοπιστία	Ανθεκτικότητα σε σκληρά περιβάλλοντα	Ανοχή θερμοκρασίας	Κόστος	Συντήρηση
Επιλύτες	±30 τόξο-δευτερόλεπτα	Υψηλό και συνεπές	Εξοχος	Πάνω από 200°C	Πιο ψηλά	Χαμηλός
Κωδικοποιητές	Πολύ ωραία	Υψηλό αλλά ευαίσθητο	Μέτριος	Περιωρισμένος	ποικίλλει	Μέτριος
Αισθητήρες εφέ Hall	Καλό, λιγότερο ακριβές	Συνήθως αξιόπιστο	N/A	N/A	Χαμηλότερος	Μέτριος

Πώς λειτουργεί ένας Resolver

Αρχή επαγωγικής σύζευξης

Ένας αναλυτής λειτουργεί χρησιμοποιώντας επαγωγική σύζευξη. Αυτό σημαίνει ότι χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική επαγωγή για τη μέτρηση της περιστροφής. Όταν στέλνετε ένα σήμα AC στην κύρια περιέλιξη, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Ο ρότορας περιστρέφεται μέσα στον στάτορα. Αυτή η περιστροφή αλλάζει πόση ενέργεια πηγαίνει στις δευτερεύουσες περιελίξεις. Η ποσότητα ενέργειας εξαρτάται από το πού βρίσκεται ο ρότορας. Ο αναλυτής χρησιμοποιεί αυτήν την αλλαγή για να βρει τη γωνία του άξονα.

Ο αναλυτής δεν χρησιμοποιεί βούρτσες. Αυτό το κάνει να διαρκεί περισσότερο και να χρειάζεται λιγότερη επισκευή. Μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε σε ζεστά ή σκονισμένα μέρη. Δεν έχει αδύναμα ηλεκτρονικά μέρη.

Ακολουθεί ένας πίνακας που δείχνει πώς η επαγωγική σύζευξη βοηθά στην εύρεση της θέσης του άξονα:

• Το πρωτεύον καλώδιο λαμβάνει το σήμα AC.

• Οι δευτερεύουσες περιελίξεις παίρνουν το σήμα.

• Το σημείο του ρότορα αλλάζει πόση ενέργεια πηγαίνει στα δευτερεύοντα.

Ημιτονική και συνημιτονική διαμόρφωση

Ο αναλυτής δίνει δύο σήματα: ημιτονοειδή και συνημιτονική κυματομορφή. Αυτά τα σήματα αλλάζουν καθώς περιστρέφεται ο άξονας. Ο αναλυτής δημιουργεί αυτές τις κυματομορφές αλλάζοντας την έξοδο με τη γωνία του ρότορα. Όταν ελέγχετε αυτά τα σήματα, μπορείτε να βρείτε την κατεύθυνση και τη θέση του άξονα. Το ημιτονοειδές σήμα δείχνει ένα μέρος της γωνίας. Το σήμα συνημιτόνου δείχνει ένα άλλο τμήμα. Χρησιμοποιώντας και τα δύο, μπορείτε να βρείτε τη θέση του άξονα πολύ καλά.

Ο αναλυτής χρησιμοποιεί μαθηματικά για να συνδέσει τα σήματα με τη γωνία του ρότορα. Όταν στέλνετε ένα ημιτονοειδές σήμα στην κύρια περιέλιξη, οι δευτερεύουσες περιελίξεις παράγουν σήματα που μετατοπίζονται κατά 90 μοίρες. Αυτά τα σήματα αλλάζουν από το ημίτονο και το συνημίτονο της γωνίας του δρομέα. Ένας μετατροπέας αναλυτής σε ψηφιακό διαβάζει αυτά τα σήματα. Υπολογίζει τη θέση και την ταχύτητα του άξονα.

Κύρια Εξαρτήματα

Ένας αναλυτής έχει πολλά σημαντικά μέρη. Κάθε μέρος κάνει μια ιδιαίτερη δουλειά:

Οι επιλύτες λειτουργούν καλά για δύσκολες δουλειές. Ο δυνατός σχεδιασμός τους και η έλλειψη κινούμενων μερών τα καθιστούν κατάλληλα για σκληρά μέρη. Θα τα δείτε να λειτουργούν σε μέρη με ζέστη, σκόνη και υγρασία. Ο αναλυτής μπορεί να λειτουργεί γρήγορα και να εξακολουθεί να δίνει ακριβή σχόλια. Αυτό το καθιστά ιδανικό για αεροδιαστημική, στρατιωτική και άλλες σκληρές δουλειές.

Επεξεργασία σήματος επίλυσης

Διέγερση AC

Ξεκινάτε στέλνοντας ένα σήμα AC στον αναλυτή. Αυτό το σήμα τροφοδοτεί τον αναλυτή. Βοηθά στη μέτρηση της θέσης του άξονα. Τα περισσότερα συστήματα χρησιμοποιούν προγραμματιζόμενη διέγερση έως και 28 Vrms. Η συχνότητα μπορεί να φτάσει τα 10 kHz. Μπορείτε να δείτε κοινές περιοχές τάσης και συχνότητας στον παρακάτω πίνακα:

Το σήμα AC δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο μέσα. Αυτό το πεδίο επιτρέπει στον αναλυτή να αντιληφθεί πώς κινείται ο άξονας.

Σήματα εξόδου

Όταν ο άξονας περιστρέφεται, ο αναλυτής δίνει δύο σήματα εξόδου. Αυτά τα σήματα είναι ημιτονοειδή και συνημιτονική κυματομορφή. Κάθε σήμα αλλάζει καθώς κινείται ο άξονας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο που έχει ρυθμιστεί σε λειτουργία εναλλασσόμενου ρεύματος για να τα ελέγξετε. Τοποθετήστε τους ανιχνευτές στα ημιτονοειδή και συνημιτονοειδή καλώδια. Θα δείτε την αλλαγή τάσης όταν περιστρέφεται ο άξονας.

• Το ημιτονικό σήμα δείχνει ένα μέρος της γωνίας του άξονα.

• Το σήμα συνημιτόνου δείχνει ένα άλλο τμήμα.

• Και τα δύο σήματα σας βοηθούν να βρείτε την ακριβή θέση.

Οι αναλυτές χρησιμοποιούν αυτά τα σήματα επειδή αντιστέκονται στο θόρυβο. Η γωνία προέρχεται από τον λόγο ημιτονοειδών και συνημιτονικών τάσεων. Αυτή η μέθοδος βοηθά στον αποκλεισμό εξωτερικών παρεμβολών. Μπορεί να λάβετε παρεμβολές από ηλεκτρικές διαδρομές ή θόρυβο ραδιοσυχνοτήτων. Ο σχεδιασμός του αναλυτή διατηρεί την έξοδο σταθερή.

Υπολογισμός θέσης

Πρέπει να επεξεργαστείτε τα αναλογικά σήματα για να λάβετε ψηφιακά δεδομένα θέσης. Η επεξεργασία σήματος χρησιμοποιεί διάφορα βήματα και μέρη:

Χρησιμοποιείτε αυτά τα εξαρτήματα για να μετατρέψετε τα αναλογικά σήματα ημιτονίου και συνημιτονοειδούς σε ψηφιακά δεδομένα. Αυτή η διαδικασία σάς επιτρέπει να γνωρίζετε πολύ καλά τη θέση και την ταχύτητα του άξονα.

Πλεονεκτήματα και Προκλήσεις

Οφέλη σε εφαρμογές κινητήρα

Οι αναλυτές δίνουν πολλά καλά πράγματα για τον έλεγχο του κινητήρα. Λειτουργούν καλά σε μέρη με ζέστη, σκόνη ή κραδασμούς. Μπορείτε να τους εμπιστευτείτε ότι θα συνεχίσουν να εργάζονται σε δύσκολα σημεία. Ακολουθεί ένας πίνακας που παραθέτει τα κύρια οφέλη:

Έχετε και άλλα οφέλη. Ο στιβαρός σχεδιασμός εμποδίζει τον θόρυβο EMI. Μπορεί να χειριστεί κραδασμούς και κραδασμούς. Ορισμένα μοντέλα λειτουργούν σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, έως και 230°C. Οι τύποι χωρίς ψήκτρες διαρκούν περισσότερο και χρειάζονται λιγότερη στερέωση. Ξοδεύετε λιγότερο χρόνο σε επισκευές, οπότε το σύστημά σας λειτουργεί καλύτερα.

Οι επιλύτες είναι πολύ σταθεροί και ισχυροί. Συνεχίζουν να λειτουργούν ακόμα και όταν τα πράγματα αλλάζουν γρήγορα. Δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για θόρυβο ή ξαφνικές βλάβες.

Περιορισμοί

Οι επιλύτες μπορεί επίσης να έχουν κάποια προβλήματα. Τα αναλογικά σήματα κάνουν τα πράγματα πιο περίπλοκα. Χρειάζεστε ειδικά εργαλεία για να εργαστείτε με αυτά τα σήματα. Αυτό μπορεί να κάνει το σύστημα να κοστίσει περισσότερο και να χρειαστεί περισσότερος χρόνος για να ολοκληρωθεί. Ακολουθεί ένας πίνακας που δείχνει ορισμένα κοινά προβλήματα:

Μπορεί επίσης να έχετε πρόβλημα με τα καλώδια και τα καλώδια. Διαφορετικές μάρκες χρησιμοποιούν διαφορετικά pinouts και συνδέσμους. Αυτό μπορεί να δυσκολέψει τη σύνδεση των πραγμάτων. Πρέπει να προσέχετε τα προβλήματα της εφοδιαστικής αλυσίδας και να ακολουθείτε τους κανόνες ασφαλείας, ειδικά σε μέρη όπως η ΕΕ.

• Η καλωδίωση μπορεί να είναι δύσκολο να ταιριάξει.

• Τα μη τυποποιημένα καλώδια ενδέχεται να προκαλέσουν προβλήματα.

• Οι διαφορές στο pinout μπορούν να επιβραδύνουν τα πράγματα.

Θα πρέπει να σχεδιάσετε αυτά τα προβλήματα πριν ξεκινήσετε. Ο προσεκτικός σχεδιασμός και οι δοκιμές σας βοηθούν να αποφύγετε καθυστερήσεις και επιπλέον κόστος.

Μπορείτε να δείτε πώς ένας αναλυτής μετατρέπει την κίνηση σε σήματα. Αυτή η συσκευή σάς βοηθά να γνωρίζετε πού βρίσκεται ο άξονας του κινητήρα. Σας λέει επίσης πόσο γρήγορα κινείται.

• Λαμβάνετε καλά σχόλια σε δύσκολα μέρη.

• Οι μετατροπείς επίλυσης σε ψηφιακό κάνουν τα αποτελέσματα πιο ακριβή.

• Οι αναλυτές χρησιμοποιούνται σε ρομπότ, σερβομηχανισμούς και μεγάλους κινητήρες.

Εάν θέλετε ισχυρή και ακριβή ανατροφοδότηση, χρησιμοποιήστε έναν αναλυτή για σκληρές εργασίες κινητήρα.

FAQ

Ποια είναι η κύρια δουλειά ενός αναλυτή σε έναν κινητήρα;

Ένας αναλυτής σάς λέει την ακριβή θέση και την ταχύτητα του άξονα του κινητήρα. Χρησιμοποιείτε αυτές τις πληροφορίες για να ελέγχετε τον κινητήρα με υψηλή ακρίβεια. Αυτό βοηθά τα μηχανήματα να λειτουργούν ομαλά και με ασφάλεια.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν αναλυτή σε βρώμικα ή ζεστά μέρη;

Ναί! Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν αναλυτή σε μέρη με σκόνη, λάδι ή υψηλή θερμοκρασία. Ο ισχυρός σχεδιασμός το διατηρεί να λειτουργεί όταν άλλοι αισθητήρες ενδέχεται να αποτύχουν.

Πώς λαμβάνετε ψηφιακά δεδομένα από έναν αναλυτή;

Χρησιμοποιείτε μετατροπέα αναλυτή σε ψηφιακό (RDC). Αυτή η συσκευή λαμβάνει τα αναλογικά σήματα ημιτονοειδούς και συνημιτονοειδούς και τα μετατρέπει σε ψηφιακούς αριθμούς. Στη συνέχεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτούς τους αριθμούς στο σύστημα ελέγχου σας.

Χρειάζονται οι επιλύτες πολλή συντήρηση;

Όχι, δεν χρειάζεστε πολλή συντήρηση. Οι αναλυτές δεν έχουν βούρτσες ή εύθραυστα μέρη. Μπορείτε να τους εμπιστευτείτε ότι θα διαρκέσουν πολύ, ακόμα και σε δύσκολες δουλειές.