a リゾルバーは、高精度で回転角を測定するように設計された電磁センサーです。同期リゾルバーとも呼ばれるその操作は、固定子(固定成分)とローター(回転成分)の間の相互作用が位置依存電気信号を生成する電磁誘導の原理にかかっています。以下は、この電磁結合が機械的回転を測定可能な電気出力にどのように変換するかの詳細な説明です。
1。コア構造と励起
リゾルバーは、ステーターとローターの2つの主要な部分で構成されています。ステーターには、通常、400 Hz、3 kHz、または5 kHzなどの周波数で、交互の電流(AC)励起電圧によって活性化された一次巻線が含まれています。この励起により、ステーター内に回転磁場が作成されます。位置を測定するシャフトに機械的にリンクされているローターは、この磁場内で回転する二次巻線を備えています。
2。電磁結合メカニズム
ローターが回転すると、固定子の回転磁場とローターの巻線の間の相対的な位置が変化します。しばしば直交(例、正弦巻きやコサイン巻線など)を配置するローター巻線は、さまざまな磁束を経験します。ファラデーの誘導法によれば、これらの変化するフラックスは、ローター巻きに正弦波電圧を誘導します。これらの誘導電圧の振幅は、ステーターとローターの間の角度変位に依存し、通常はローター角の正弦とコサイン関数に従います。
3。信号特性
ローター巻線からの出力信号は、アナログ電圧です。単速リゾルバーの場合、出力は次のとおりです。
正弦出力(e_sin):sinθに比例します。ここで、θはローター角です。
コサイン出力(E_COS):cosθに比例します。
マルチスピードリゾルバー(例、デュアルチャネルシステム)では、追加の極ペアが高周波信号を生成し、解像度を強化し、より細かい角度検出を可能にします。
4.信号処理と位置抽出
Sine/Cosine出力を使用可能な位置データ、外部回路またはアルゴリズムに変換する必要があります。一般的な方法は次のとおりです。
アナログ分割:tan -1(esin/ecos)を使用してθを計算しますが、これはノイズに敏感です。
Resolver-to-Digitalコンバーター(RDC):トラッキングループ(タイプIIサーボループなど)を使用して、リゾルバー信号をデコードする統合回路。これらのデバイスは、リゾルバーの出力を内部生成された参照と比較し、位相エラーが最小化されるまで調整し、ローター角を回復します。
5.設計の利点とアプリケーション
リソースバーは、頑丈な構造(光学コンポーネントや接触なし)と電磁干渉の免疫により、過酷な環境で優れています。それらは広く使用されています:
モーター制御システム:ロボット工学、航空宇宙、自動化のサーボモーターにリアルタイムフィードバックを提供します。
航空宇宙と防御:極端な振動/温度に対する高い信頼性と耐性を必要とするアプリケーションにとって重要。
産業機器:リゾルバーベースのシステムがサブアークミニュート解像度を可能にする精密加工ツール。
6.パフォーマンスに影響を与える重要なパラメーター
励起頻度:信号対雑音の比率とシステム帯域幅に影響します。
極のペア数:解像度と測定範囲を決定します。
巻線構成:線形または非線形(例、正弦波)出力関係に最適化されています。
要約すると、電磁結合を介して機械的回転を電気信号に変換するリゾルバーの能力により、正確な角度測定を必要とするシステムの重要な成分になります。シンプルさ、堅牢性、精度の設計バランスは、最新のエンジニアリングアプリケーションに継続的な関連性を保証します。