Kuinka staattori-roottorin sähkömagneettinen kytkentä mahdollistaa asennon tunnistuksen

Eräs Resolver , joka tunnetaan myös nimellä synkroninen ratkaisija, on sähkömagneettinen anturi, joka on suunniteltu mittaamaan pyörimiskulmat, joilla on erittäin tarkkuus. Sen toiminta riippuu sähkömagneettisen induktion periaatteesta, jossa staattorin (kiinteän komponentin) ja roottorin (pyörivä komponentin) välinen vuorovaikutus tuottaa sijainnista riippuvaisia ​​sähkösignaaleja. Alla on yksityiskohtainen selitys siitä, kuinka tämä sähkömagneettinen kytkentä kääntää mekaanisen pyörimisen mitattavissa olevina sähkölähtöinä.

1. Ydinrakenne ja viritys
Reitoyhtiö koostuu kahdesta pääosasta: staattori ja roottori. Staattori sisältää primaariset käämitykset, jotka ovat virranneet vaihtava virran (AC) viritysjännite, tyypillisesti taajuuksilla, kuten 400 Hz, 3 kHz tai 5 kHz. Tämä viritys luo pyörivän magneettikentän staattoriin. Roottori, joka on mekaanisesti kytketty akseliin, jonka sijainti on mitattava, on sekundaarisia käämiä, jotka pyörivät tässä magneettikentässä.

2
. Roottorin käämiöt, jotka usein järjestetään ortogonaalisesti (esim. Sine- ja kosinin käämiöt), kokevat vaihtelevia magneettisia vuonja. Faradayn induktiolain mukaan nämä muuttuvat vuodot indusoivat roottorin käämien sinimuotoisia jännitteitä. Näiden indusoitujen jännitteiden amplitudit riippuvat staattorin ja roottorin välisestä kulman siirrosta, joka seuraa tyypillisesti roottorin kulman sini- ja kosininfunktioita.

3. Signaaliominaisuudet
roottorin käämien lähtösignaalit ovat analogisia jännitteitä. Yhden nopeuden resoluutiolle lähtöt ovat:

• Sine -lähtö (e_sin): verrannollinen sinθ, missä θ on roottorin kulma.

• Kosinin lähtö (e_cos): verrannollinen cosθ: een.

Monenopeuksisissa resolvereissa (esim. Kaksikanavajärjestelmät) ylimääräiset napaparit tuottavat korkeamman taajuuden signaaleja, parantaen resoluutiota ja mahdollistaen hienomman kulman havaitsemisen.

4. Signaalinkäsittely ja sijaintipoisto
sinia/kosininlähtöjen muuntamiseksi käyttökelpoisiksi sijaintitietoiksi, ulkoiset piirit tai algoritmit vaaditaan. Yleisiä menetelmiä ovat:

• Analoginen jako: Tan - 1 (ESIN/ECOS) käyttäminen θ: n laskemiseksi, vaikka tämä on herkkä kohinalle.

• Ratkaisu-digitaalimuuntimet (RDCS): integroidut piirit, joissa käytetään seurantasilmukoita (esim. Tyypin II servo-silmukoita) ratkaisija-signaalien purkamiseksi. Nämä laitteet vertaavat resolver -lähtöjä sisäisesti luotuihin viitteisiin säätämällä, kunnes vaihevirhe minimoituu, ja palauttaen siten roottorin kulman.

5. Suunnittelun edut ja sovellusten
ratkaisut ovat erinomaisia ​​ankarissa ympäristöissä niiden kestävän rakenteen (ei optisten komponenttien tai koskettimien) ja immuniteetin vuoksi sähkömagneettisiin häiriöihin. Niitä käytetään laajasti:

• Moottorin ohjausjärjestelmät: Reaaliaikaisen palautteen tarjoaminen robotiikan, ilmailu- ja automaation servomoottoreista.

• Ilmailu- ja puolustus: Kriittinen sovelluksille, jotka vaativat suurta luotettavuutta ja suvaitsevaisuutta värähtely-/lämpötilan ääripäille.

• Teollisuuslaitteet: Precision-koneistustyökaluissa, joissa resoluutiopohjaiset järjestelmät mahdollistavat subarcminute-resoluution.

6. Suorituskykyyn vaikuttavat keskeiset parametrit

• Virhetaajuus: vaikuttaa signaali-kohinasuhteeseen ja järjestelmän kaistanleveyteen.

• Napaparien lukumäärä: Määrittää resoluutio- ja mittausalueen.

• Käämityskokoonpano: Optimoitu lineaarisiin tai epälineaarisiin (esim. Sinusoidisiin) lähtösuhteisiin.

Yhteenvetona voidaan todeta, että resolverin kyky muuttaa mekaaninen kierto sähköisiksi signaaleiksi sähkömagneettisen kytkennän avulla tekee siitä elintärkeän komponentin järjestelmissä, jotka vaativat tarkkaa kulmamittausta. Sen suunnittelu tasapaino yksinkertaisuuden, kestävyyden ja tarkkuuden välillä varmistaa sen jatkuvan merkityksen nykyaikaisissa tekniikan sovelluksissa.