Kako elektromagnetska spojnica stator-rotor omogućuje senzoriranje položaja

A Razlučivač , poznat i kao sinkroni razlučivač, elektromagnetski je senzor dizajniran za mjerenje rotacijskih kutova s ​​velikom preciznošću. Njegov rad ovisi o principu elektromagnetske indukcije, gdje interakcija između statora (fiksna komponenta) i rotora (rotirajuća komponenta) stvara električne signale ovisne o položaju. Ispod je detaljno objašnjenje kako ovo elektromagnetsko spajanje prevodi mehaničku rotaciju u mjerljive električne izlaze.

1. Struktura jezgre i pobuđenje
razlučivač se sastoji od dva glavna dijela: statora i rotora. Stator sadrži primarne namote energizirane naizmjeničnom naponom struje (AC), obično na frekvencijama poput 400 Hz, 3 kHz ili 5 kHz. Ovo uzbuđenje stvara rotirajuće magnetsko polje unutar statora. Rotor, mehanički povezan s osovinom čiji se položaj treba mjeriti, sadrži sekundarne namote koji se okreću unutar ovog magnetskog polja.

2. Mehanizam elektromagnetskog spajanja
dok se rotor okreće, relativni položaj između rotirajućeg magnetskog polja statora i namota rotora se mijenja. Namoti rotora, često uređeni ortogonalno (npr. Sinusni i kosinusni namoti), doživljavaju različite magnetske tokove. Prema Faradayjevom zakonu o indukciji, ti promjenjivi tokovi induciraju sinusoidne napone u namotima rotora. Amplitude ovih induciranih napona ovise o kutnom pomaku između statora i rotora, obično slijedeći sinusne i kosinusne funkcije kuta rotora.

3. Karakteristike signala
Izlazni signali iz namota rotora su analogni naponi. Za pojedinačni razlučivač, izlazi su:

• Sine izlaz (e_sin): proporcionalan Sinθ, gdje je θ kut rotora.

• Izlaz kosinusa (E_COS): proporcionalan COSθ.

U više brzine razlučivača (npr. Dvokanalni sustavi), dodatni parovi pola generiraju signale veće frekvencije, povećavajući razlučivost i omogućavajući otkrivanje sitnijeg kuta.

4. Obrada signala i ekstrakcija položaja
za pretvaranje sinusnih/kosinusnih izlaza u upotrebljive podatke o položaju, vanjski krug ili algoritmi. Uobičajene metode uključuju:

• Analogna podjela: Korištenje TAN -1 (ESIN/ECOS) za izračunavanje θ, iako je to osjetljivo na buku.

• REALVER-A-DIGITALNI pretvarači (RDCS): Integrirani krugovi koji koriste petlje za praćenje (npr. Tip II servo petlje) za dekodiranje signala razlučivača. Ovi uređaji uspoređuju izlaze razlučivača s interno generiranim referencama, prilagođavajući se dok se fazna pogreška ne minimizira, a na taj način oporavlja kut rotora.

5. Prednosti dizajna i primjene
REALSERS -a izvrsno su u teškim okruženjima zbog svoje robusne konstrukcije (bez optičkih komponenti ili kontakata) i imuniteta na elektromagnetske smetnje. Široko se koriste u:

• Sustavi upravljanja motorom: pružanje povratnih informacija u stvarnom vremenu za servo motore u robotici, zrakoplovstvu i automatizaciji.

• Zrakoplovna i obrana: Kritična za primjene koje zahtijevaju visoku pouzdanost i toleranciju na vibracije/temperaturne krajnosti.

• Industrijska oprema: u preciznom alatima za obradu, gdje sustavi temeljeni na razlučivaču omogućuju rezoluciju sub-arkminute.

6. Ključni parametri koji utječu na performanse

• Učestalost pobude: utječe na omjer signal-šum i širinu pojasa sustava.

• Broj parova stupa: određuje raspon razlučivosti i mjerenja.

• Konfiguracija namota: optimizirana za linearne ili nelinearne (npr. Sinusoidne) izlazne odnose.

Ukratko, sposobnost razlučivača da transformira mehaničku rotaciju u električne signale elektromagnetskom spojkom čini je vitalnom komponentom u sustavima koji zahtijevaju precizno kutno mjerenje. Njegova ravnoteža dizajna između jednostavnosti, robusnosti i točnosti osigurava njegovu kontinuiranu važnost u modernim inženjerskim primjenama.