Ինչպես է ստատոր-ռոտոր էլեկտրամագնիսական զուգավորումը հնարավորություն է տալիս դիրքի ախտորոշումը

Ա լուծիչը , որը նաև հայտնի է որպես համաժամանակյա լուծիչ, էլեկտրամագնիսական սենսոր է, որը նախատեսված է բարձր ճշգրտությամբ պտտվող անկյունները չափելու համար: Դրա աշխատանքը կախված է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքից, որտեղ ստատորի (ֆիքսված բաղադրիչ) և ռոտորի (պտտվող բաղադրիչ) փոխազդեցությունը առաջացնում է դիրքից կախված էլեկտրական ազդանշաններ: Ստորև ներկայացված է մանրամասն բացատրություն, թե ինչպես է այս էլեկտրամագնիսական միացումը մեխանիկական պտույտը վերածում չափելի էլեկտրական ելքերի:

1. Միջուկի կառուցվածքը և գրգռումը
Լուծիչը բաղկացած է երկու հիմնական մասից՝ ստատորից և ռոտորից: Ստատորը պարունակում է առաջնային ոլորուններ, որոնք սնվում են փոփոխական հոսանքի (AC) գրգռման լարման միջոցով, սովորաբար 400 Հց, 3 կՀց կամ 5 կՀց հաճախականությամբ: Այս գրգռումը ստեղծում է պտտվող մագնիսական դաշտ ստատորի ներսում: Ռոտորը, որը մեխանիկորեն կապված է լիսեռի հետ, որի դիրքը պետք է չափվի, ունի երկրորդական ոլորուններ, որոնք պտտվում են այս մագնիսական դաշտում:

2. Էլեկտրամագնիսական միացման մեխանիզմը
Երբ ռոտորը պտտվում է, փոխվում է հարաբերական դիրքը ստատորի պտտվող մագնիսական դաշտի և ռոտորի ոլորունների միջև: Ռոտորների ոլորունները, որոնք հաճախ դասավորված են ուղղանկյուն (օրինակ, սինուսային և կոսինուսային ոլորուններ), ունենում են տարբեր մագնիսական հոսքեր: Ֆարադեյի ինդուկցիայի օրենքի համաձայն՝ այս փոփոխվող հոսքերը ռոտորի ոլորուններում առաջացնում են սինուսոիդային լարումներ։ Այս ինդուկտիվ լարումների ամպլիտուդները կախված են ստատորի և ռոտորի միջև անկյունային տեղաշարժից, որը սովորաբար հետևում է ռոտորի անկյան սինուսային և կոսինուսային ֆունկցիաներին:

3. Ազդանշանի բնութագրերը
Ռոտորի ոլորունների ելքային ազդանշանները անալոգային լարումներ են: Մեկ արագությամբ լուծիչի համար ելքերը հետևյալն են.

• Սինուսի ելք (E_sin)՝ համաչափ sinθ-ին, որտեղ θ-ը ռոտորի անկյունն է:

• Կոսինուսի ելք (E_cos)՝ համաչափ cosθ-ին:

Բազմ արագությամբ լուծիչներում (օրինակ՝ երկալիքային համակարգերում) լրացուցիչ բևեռային զույգերը առաջացնում են ավելի բարձր հաճախականության ազդանշաններ՝ ուժեղացնելով լուծաչափը և հնարավորություն տալով հայտնաբերել ավելի նուրբ անկյունները:

4. Ազդանշանների մշակում և դիրքի արդյունահանում
Սինուսի/կոսինուսի ելքերը օգտագործելի դիրքի տվյալների վերածելու համար պահանջվում են արտաքին սխեմաներ կամ ալգորիթմներ: Ընդհանուր մեթոդները ներառում են.

• Անալոգային բաժանում. Օգտագործելով tan−1 (Esin/Ecos) θ-ը հաշվարկելու համար, չնայած այն զգայուն է աղմուկի նկատմամբ:

• Լուծիչ-թվային փոխարկիչներ (RDC). Ինտեգրված սխեմաներ, որոնք օգտագործում են հետագծման օղակներ (օրինակ՝ տիպի II սերվո հանգույցներ)՝ լուծիչի ազդանշանները վերծանելու համար: Այս սարքերը համեմատում են լուծիչի ելքերը ներքին գեներացված հղումների հետ՝ կարգավորելով մինչև փուլային սխալը նվազագույնի հասցնելով, դրանով իսկ վերականգնելով ռոտորի անկյունը:

5. Դիզայնի առավելությունները և կիրառությունները
Լուծիչները գերազանցում են կոշտ միջավայրում իրենց կոշտ կառուցվածքի (օպտիկական բաղադրիչներ կամ կոնտակտներ չկան) և էլեկտրամագնիսական միջամտությունների նկատմամբ անձեռնմխելիության շնորհիվ: Նրանք լայնորեն օգտագործվում են.

• Շարժիչների կառավարման համակարգեր. իրական ժամանակի հետադարձ կապի ապահովում ռոբոտաշինության, օդատիեզերական և ավտոմատացման սերվո շարժիչների համար:

• Օդատիեզերք և պաշտպանություն. Կարևոր է այն ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են բարձր հուսալիություն և հանդուրժողականություն թրթռումների/ջերմաստիճանի ծայրահեղությունների նկատմամբ:

• Արդյունաբերական սարքավորումներ. ճշգրիտ մշակման գործիքներում, որտեղ լուծիչի վրա հիմնված համակարգերը թույլ են տալիս ենթաղեղային լուծում:

6. Կատարման վրա ազդող հիմնական պարամետրերը

• Գրգռման հաճախականություն. ազդում է ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցության և համակարգի թողունակության վրա:

• Բևեռների զույգերի քանակը. որոշում է լուծաչափը և չափման տիրույթը:

• Փաթաթման կոնֆիգուրացիա. օպտիմիզացված է գծային կամ ոչ գծային (օրինակ՝ սինուսոիդային) ելքային հարաբերությունների համար:

Ամփոփելով, լուծիչի կարողությունը փոխակերպել մեխանիկական ռոտացիան էլեկտրական ազդանշանների էլեկտրամագնիսական միացման միջոցով այն դարձնում է կենսական բաղադրիչ համակարգերում, որոնք պահանջում են ճշգրիտ անկյունային չափումներ: Նրա դիզայնի հավասարակշռությունը պարզության, ամրության և ճշգրտության միջև ապահովում է դրա շարունակական համապատասխանությունը ժամանակակից ինժեներական կիրառություններում: