에이 동기식 리졸버라고도 알려진 리졸버 는 회전 각도를 고정밀도로 측정하도록 설계된 전자기 센서입니다. 그 작동은 고정자(고정 부품)와 회전자(회전 부품) 사이의 상호 작용이 위치 의존적 전기 신호를 생성하는 전자기 유도 원리에 달려 있습니다. 다음은 이 전자기 커플링이 기계적 회전을 측정 가능한 전기 출력으로 변환하는 방법에 대한 자세한 설명입니다.
1. 코어 구조 및 여자 레졸 버는 고정자와 회전자의 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 고정자에는 일반적으로 400Hz, 3kHz 또는 5kHz와 같은 주파수의 교류(AC) 여기 전압에 의해 에너지가 공급되는 1차 권선이 포함되어 있습니다. 이 여기는 고정자 내에 회전 자기장을 생성합니다. 위치를 측정할 샤프트에 기계적으로 연결된 로터는 이 자기장 내에서 회전하는 2차 권선을 특징으로 합니다.
2. 전자기 결합 메커니즘 회전자가 회전함에 따라 고정자의 회전 자기장과 회전자 권선 사이의 상대 위치가 변경됩니다. 종종 직각으로 배열된(예: 사인 및 코사인 권선) 회전자 권선은 다양한 자속을 경험합니다. 패러데이의 유도 법칙에 따르면 이러한 변화하는 자속은 회전자 권선에 정현파 전압을 유도합니다. 이러한 유도 전압의 진폭은 고정자와 회전자 사이의 각도 변위에 따라 달라지며 일반적으로 회전자 각도의 사인 및 코사인 함수를 따릅니다.
3. 신호 특성 회전자 권선의 출력 신호는 아날로그 전압입니다. 단일 속도 리졸버의 경우 출력은 다음과 같습니다.
사인 출력(E_sin): sinθ에 비례합니다. 여기서 θ는 회전자 각도입니다.
코사인 출력(E_cos): cosθ에 비례합니다.
다중 속도 리졸버(예: 이중 채널 시스템)에서 추가 극 쌍은 더 높은 주파수 신호를 생성하여 분해능을 향상시키고 더 미세한 각도 감지를 가능하게 합니다.
4. 신호 처리 및 위치 추출 사인/코사인 출력을 사용 가능한 위치 데이터로 변환하려면 외부 회로 또는 알고리즘이 필요합니다. 일반적인 방법은 다음과 같습니다.
아날로그 나눗셈: tan−1(Esin/Ecos)을 사용하여 θ를 계산하지만 이는 노이즈에 민감합니다.
리졸버-디지털 변환기(RDC): 리졸버 신호를 디코딩하기 위해 추적 루프(예: 유형 II 서보 루프)를 사용하는 집적 회로입니다. 이러한 장치는 리졸버 출력을 내부에서 생성된 기준과 비교하여 위상 오류가 최소화될 때까지 조정함으로써 회전자 각도를 복구합니다.
5. 설계 장점 및 응용 리졸버는 견고한 구조(광학 부품이나 접점 없음)와 전자기 간섭에 대한 내성으로 인해 열악한 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 그들은 널리 사용됩니다:
모터 제어 시스템: 로봇공학, 항공우주 및 자동화 분야의 서보 모터에 대한 실시간 피드백을 제공합니다.
항공우주 및 방위: 높은 신뢰성과 극한의 진동/온도에 대한 내성이 필요한 응용 분야에 매우 중요합니다.
산업 장비: 리졸버 기반 시스템이 분 미만의 분해능을 지원하는 정밀 가공 도구.
6. 성능에 영향을 미치는 주요 매개변수
여기 주파수: 신호 대 잡음비 및 시스템 대역폭에 영향을 미칩니다.
극 쌍 수: 분해능과 측정 범위를 결정합니다.
권선 구성: 선형 또는 비선형(예: 사인파) 출력 관계에 최적화되었습니다.
요약하면, 전자기 결합을 통해 기계적 회전을 전기 신호로 변환하는 리졸버의 기능은 정밀한 각도 측정이 필요한 시스템에서 필수적인 구성 요소입니다. 단순성, 견고성 및 정확성 사이의 설계 균형은 현대 엔지니어링 응용 분야에서 지속적인 관련성을 보장합니다.
