چگونه جفت الکترومغناطیسی استاتور روتور سنجش موقعیت را امکان پذیر می کند

بوها Resolver ، همچنین به عنوان یک حل کننده همزمان شناخته می شود ، یک سنسور الکترومغناطیسی است که برای اندازه گیری زاویه های چرخشی با دقت بالا طراحی شده است. عملکرد آن به اصل القاء الکترومغناطیسی وابسته است ، جایی که تعامل بین یک استاتور (مؤلفه ثابت) و یک روتور (مؤلفه چرخان) سیگنال های الکتریکی وابسته به موقعیت را ایجاد می کند. در زیر توضیح مفصلی در مورد چگونگی ترجمه این جفت الکترومغناطیسی چرخش مکانیکی به خروجی های الکتریکی قابل اندازه گیری ارائه شده است.

1. ساختار اصلی و تحریک
حل کننده از دو قسمت اصلی تشکیل شده است: استاتور و روتور. استاتور حاوی سیم پیچ های اولیه است که توسط ولتاژ تحریک جریان متناوب (AC) انرژی می گیرد ، به طور معمول در فرکانس هایی مانند 400 هرتز ، 3 کیلوهرتز یا 5 کیلوهرتز. این تحریک یک میدان مغناطیسی در حال چرخش در استاتور ایجاد می کند. روتور ، از نظر مکانیکی با شافت که موقعیت آن اندازه گیری می شود ، دارای سیم پیچ های ثانویه است که در این میدان مغناطیسی می چرخد.

2. مکانیسم اتصال برق الکترومغناطیسی
به عنوان چرخش روتور ، موقعیت نسبی بین میدان مغناطیسی چرخشی استاتور و سیم پیچ روتور تغییر می کند. سیم پیچ های روتور ، که اغلب به صورت ارتوگون (به عنوان مثال ، سیم پیچ سینوسی و کاسین) مرتب می شوند ، شار مغناطیسی متغیر را تجربه می کنند. طبق قانون القایی فارادی ، این شار در حال تغییر ولتاژهای سینوسی را در سیم پیچ روتور القا می کند. دامنه این ولتاژهای القا شده به جابجایی زاویه ای بین استاتور و روتور بستگی دارد ، به طور معمول به دنبال توابع سینوسی و کسین زاویه روتور.

3. خصوصیات سیگنال
سیگنال های خروجی از سیم پیچ روتور ولتاژ آنالوگ هستند. برای یک حل کننده تک سرعت ، خروجی ها:

• خروجی سینوسی (e_sin): متناسب با sinθ ، جایی که θ زاویه روتور است.

• خروجی Cosine (E_COS): متناسب با Cosθ.

در حل کننده های چند سرعته (به عنوان مثال ، سیستم های دو کانال) ، جفت قطب های اضافی سیگنال های فرکانس بالاتری تولید می کنند ، وضوح را تقویت می کنند و تشخیص زاویه دقیق تر را فعال می کنند.

4. پردازش سیگنال و استخراج موقعیت
برای تبدیل خروجی های Sine/Cosine به داده های موقعیت قابل استفاده ، مدار خارجی یا الگوریتم ها مورد نیاز است. روشهای متداول عبارتند از:

• تقسیم آنالوگ: با استفاده از TAN - 1 (ESIN/ECOS) برای محاسبه θ ، اگرچه این به نویز حساس است.

• مبدل های حل کننده به دیجیتال (RDCS): مدارهای یکپارچه که از حلقه های ردیابی (به عنوان مثال ، حلقه های سرو نوع II) برای رمزگشایی سیگنال های حل کننده استفاده می کنند. این دستگاه ها خروجی های حل کننده را با منابع داخلی تولید می کنند و تنظیم می کنند تا خطای فاز به حداقل برسد و در نتیجه زاویه روتور را بازیابی کنید.

5. مزایا و برنامه های کاربردی را
به دلیل ساخت و سازهای ناهموار (بدون اجزای نوری یا مخاطبین) و مصونیت از تداخل الکترومغناطیسی ، در محیط های سخت در محیط های سخت طراحی کنید. آنها به طور گسترده ای در:

• سیستم های کنترل موتور: ارائه بازخورد در زمان واقعی برای موتورهای سرو در روباتیک ، هوافضا و اتوماسیون.

• هوافضا و دفاع: برای برنامه های کاربردی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا و تحمل در برابر لرزش/دما دارند ، بسیار مهم است.

• تجهیزات صنعتی: در ابزارهای دقیق ماشینکاری ، که در آن سیستم های مبتنی بر حل کننده وضوح زیر قشر را فعال می کنند.

6. پارامترهای کلیدی مؤثر بر عملکرد

• فرکانس تحریک: نسبت سیگنال به نویز و پهنای باند سیستم را تحت تأثیر قرار می دهد.

• تعداد جفت قطب: وضوح و دامنه اندازه گیری را تعیین می کند.

• پیکربندی سیم پیچ: برای روابط خروجی خطی یا غیرخطی (به عنوان مثال سینوسی) بهینه شده است.

به طور خلاصه ، توانایی حل کننده برای تبدیل چرخش مکانیکی به سیگنال های الکتریکی از طریق اتصال الکترومغناطیسی ، آن را به یک مؤلفه حیاتی در سیستم هایی که نیاز به اندازه گیری دقیق زاویه ای دارند ، تبدیل می کند. تعادل طراحی آن بین سادگی ، استحکام و دقت ، ارتباط مداوم آن در برنامه های مهندسی مدرن را تضمین می کند.