レゾルバはモーター内でどのように機能しますか?

あ レゾルバーは 、モーター内のシャフトがどこにあるかを見つけるのに役立ちます。磁場の変化を見てシャフトがどのように回転するかを確認します。この装置は、シャフトがどこにあるのか、どのくらいの速さで動くのかを正確に教えてくれます。厳しいシステムでもうまく機能するため、エンジニアがこれを使用しています。

重要なポイント

• レゾルバは、モーター シャフトの位置と速度を見つけるのに役立ちます。これらはモーターを適切に制御するために重要です。ほこり、汚れ、熱のある場所でも使用できます。そのため、難しい仕事にも適しています。レゾルバーは誘導結合を使用して回転を電気信号に変換します。安定したフィードバックを提供し、可動部分はありません。レゾルバは他のセンサーよりも正確で、寿命が長くなります。ただし、セットアップと管理が難しい場合があります。レゾルバを使用すると、モーター システムの動作が向上し、寿命が長くなります。これは、航空宇宙や軍事などの難しい仕事に役立ちます。

リゾルバーの基本

リゾルバーとは

リゾルバーとは、 ロータリー変圧器。人々はそれを使って、何かがどれだけ回転するかを測定します。内部のコイルを介して電気信号を送信することで機能します。これらのコイルは、ステーターとローターと呼ばれる 2 つの主要な部品上にあります。ステータには 3 つの巻線があります。 1つは励磁巻線です。 2 つは直角に設定された 2 相巻線です。ローターには独自のコイルがあり、ステーター内で回転します。一次巻線に信号を送信すると、磁界が変化します。この磁場はローターを通過します。フィードバック信号を生成します。これらの信号は、シャフトの正確な角度を見つけるのに役立ちます。

以下に、リゾルバの主要部分を示す表を示します。

モーター制御における役割

レゾルバはモーター制御システムで使用されます。モーターシャフトの位置と速度を知るのに役立ちます。これは、正確な制御が必要なサーボ モーターにとって重要です。リゾルバーは厳しい場所でもうまく機能するため、多くの業界で使用されています。これらは、製鉄所、製紙工場、石油およびガス生産、ジェット エンジン、航空機などで見られます。また、軍用車両の制御システムにも役立ちます。過酷な場所で信頼性の高いフィードバックが必要な場合は、リゾルバが適しています。

他のセンサーとの比較

レゾルバは、エンコーダやホール効果センサーなどの他のセンサーとは異なります。レゾルバは高い精度を提供し、ほこり、汚れ、湿気があっても良好に動作します。非常に高い温度、時には 200°C を超える温度にも耐えることができます。エンコーダはさらに細かい精度と高い解像度を提供できます。ただし、エンコーダは汚れに弱いため、よりきれいな場所が必要です。ホール効果センサーはコストが安く、手入れも簡単です。ただし、レゾルバほどの精度や寿命はありません。比較に役立つ表を次に示します。

センサーの種類	正確さ	信頼性	過酷な環境での耐久性	温度耐性	料金	メンテナンス
リゾルバー	±30 秒角	高くて一貫性のある	素晴らしい	200℃以上	より高い	低い
エンコーダ	とても良い	高いけど感度が高い	適度	限定	さまざま	適度
ホール効果センサー	良好だが精度は低い	通常は信頼できる	該当なし	該当なし	より低い	適度

リゾルバーの仕組み

誘導結合原理

レゾルバは誘導結合を使用して動作します。これは、電磁誘導を使用して回転を測定することを意味します。 AC信号を一次巻線に送信すると、磁界が発生します。ローターはステーターの中で回転します。この回転により、二次巻線に送られるエネルギーの量が変化します。エネルギー量はローターの位置によって異なります。レゾルバはこの変化を使用してシャフト角度を見つけます。

リゾルバはブラシを使用しません。これにより、長持ちし、修理の必要性が少なくなります。高温やホコリの多い場所でもお使いいただけます。弱い電子部品はありません。

以下の表は、誘導カップリングがシャフト位置の検出にどのように役立つかを示しています。

• 一次ワイヤは AC 信号を受け取ります。

• 二次巻線が信号を受信します。

• ローターのスポットによって、二次側に送られるエネルギーの量が変わります。

サインおよびコサイン変調

レゾルバは、サイン波形とコサイン波形の 2 つの信号を提供します。これらの信号はシャフトが回転するにつれて変化します。レゾルバはローターの角度によって出力を変化させることでこの波形を作ります。この信号を確認すると、シャフトの方向と位置が分かります。サイン信号は角度の一部を示します。コサイン信号は別の部分を示しています。両方使うとシャフトの位置がよく分かります。

レゾルバは、信号をローター角度にリンクするために数学を使用します。正弦波信号を一次巻線に送信すると、二次巻線は 90 度シフトした信号を生成します。これらの信号はローター角度のサインとコサインによって変化します。レゾルバ/デジタルコンバータがこれらの信号を読み取ります。シャフトの位置と速度を把握します。

主要コンポーネント

リゾルバにはいくつかの重要な部分があります。各部分は特別な仕事をします。

リゾルバーは難しいジョブに適しています。強力な設計と可動部品がないため、過酷な場所でも使用できます。熱、ほこり、湿気のある場所でも動作することがわかります。リゾルバーは高速に実行でき、正確なフィードバックを提供できます。そのため、航空宇宙、軍事、その他のハードな仕事に最適です。

レゾルバ信号処理

交流励磁

まず、AC 信号をレゾルバーに送信します。この信号はレゾルバに電力を供給します。シャフトがどこにあるかを測定するのに役立ちます。ほとんどのシステムは、最大 28Vrms までのプログラム可能な励起を使用します。周波数は最大10kHzまで上がります。以下の表に、一般的な電圧と周波数の範囲を示します。

AC信号は内部に変化する磁場を作ります。このフィールドにより、リゾルバはシャフトがどのように動くかを感知できます。

出力信号

シャフトが回転すると、レゾルバは 2 つの出力信号を出します。これらの信号はサイン波形とコサイン波形です。シャフトの移動に応じて各信号が変化します。 AC 電圧モードに設定されたマルチメーターを使用してチェックできます。サイン線とコサイン線にプローブを置きます。シャフトが回転すると電圧が変化するのがわかります。

• 正弦信号はシャフトの角度の一部を示します。

• コサイン信号は別の部分を示しています。

• どちらの信号も正確な位置を見つけるのに役立ちます。

レゾルバはノイズに強いため、これらの信号を使用します。角度は、サイン電圧とコサイン電圧の比から得られます。この方法は外部干渉をブロックするのに役立ちます。電気経路や RF ノイズによる干渉を受ける可能性があります。レゾルバの設計により出力が安定します。

位置計算

デジタル位置データを取得するには、アナログ信号を処理する必要があります。信号処理にはいくつかのステップと部品が使用されます。

これらの部品を使用して、アナログのサイン信号とコサイン信号をデジタル データに変換します。このプロセスにより、シャフトの位置と速度が非常によくわかります。

利点と課題

モーター用途における利点

レゾルバはモータ制御に多くの利点をもたらします。熱、粉塵、振動のある場所でも効果を発揮します。厳しい現場でも彼らが働き続けることを信頼できます。主な利点をリストした表を次に示します。

その他のメリットも得られます。堅牢な設計によりEMIノイズをブロックします。振動や衝撃にも耐えられます。一部のモデルは、最大 230°C の非常に高い温度で動作します。ブラシレスタイプは耐久性が高く、修理の必要が少なくなります。修理に費やす時間が短縮されるため、システムの動作が向上します。

リゾルバーは非常に安定していて強力です。物事が急速に変化しても、彼らは働き続けます。異音や突然の故障の心配もありません。

制限事項

リゾルバーにもいくつかの問題が発生する可能性があります。アナログ信号の場合、事態はさらに複雑になります。これらの信号を操作するには特別なツールが必要です。これにより、システムのコストが高くなり、完了までに時間がかかる可能性があります。以下の表は、いくつかの一般的な問題を示しています。

ワイヤーやケーブルにも問題が発生する可能性があります。ブランドが異なれば、使用するピン配列とコネクタも異なります。これにより、物事を接続するのが難しくなる可能性があります。特に EU のような場所では、サプライ チェーンの問題に注意し、安全規則に従う必要があります。

• 配線を合わせるのが難しい場合があります。

• 規格外のケーブルを使用すると故障の原因となる場合があります。

• ピン配置の違いにより、動作が遅くなる可能性があります。

開始する前に、これらの問題について計画を立てる必要があります。慎重に設計とテストを行うことで、遅延や追加コストを回避できます。

リゾルバがどのように動きを信号に変えるのかがわかります。この装置は、モーターのシャフトがどこにあるかを知るのに役立ちます。どれくらいの速度で移動するかもわかります。

• 難しい場所でも良いフィードバックが得られます。

• レゾルバからデジタルへのコンバータにより、結果がより正確になります。

• レゾルバはロボット、サーボ、大型モーターで使用されます。

強力で正確なフィードバックが必要な場合は、ハードなモータージョブにリゾルバーを使用してください。

よくある質問

モーターのレゾルバーの主な役割は何ですか?

レゾルバは、モーター シャフトの正確な位置と速度を示します。この情報を使用して、モーターを高精度に制御します。これにより、機械がスムーズかつ安全に動作するようになります。

汚れた場所や熱い場所でもレゾルバを使用できますか?

はい！レゾルバは粉塵や油、高熱のある場所でも使用できます。強力な設計により、他のセンサーが故障する可能性がある場合でも機能し続けます。

リゾルバーからデジタルデータを取得するにはどうすればよいですか?

レゾルバ/デジタル コンバータ (RDC) を使用します。このデバイスはアナログのサイン信号とコサイン信号を受け取り、それらをデジタル数値に変換します。これらの数値を制御システムで使用できます。

リゾルバーには多くのメンテナンスが必要ですか?

いいえ、あまりメンテナンスは必要ありません。レゾルバーにはブラシや壊れやすい部品はありません。過酷な作業でも長期間使用できると信頼できます。