Hvordan fungerer en resolver i en motor?

EN resolver hjelper deg å finne hvor akselen er i en motor. Den sjekker hvordan akselen dreier seg ved å se på magnetfeltendringer. Denne enheten forteller deg nøyaktig hvor skaftet er og hvor raskt det beveger seg. Ingeniører bruker det fordi det fungerer godt i tøffe systemer.

Viktige takeaways

• Resolvere hjelper til med å finne posisjonen og hastigheten til en motoraksel. De er viktige for å kontrollere motorer veldig godt. De kan fungere på steder med støv, skitt eller varme. Dette gjør dem gode for harde jobber. Resolvere bruker induktiv kobling for å gjøre spinning om til elektriske signaler. De gir jevn tilbakemelding og har ikke bevegelige deler. Resolvere er mer nøyaktige og varer lenger enn andre sensorer. Men de kan være vanskeligere å sette opp og ta vare på. Bruk av en resolver kan få motorsystemer til å fungere bedre og vare lenger. Dette er nyttig i tøffe jobber som romfart og militær.

Grunnleggende om løsning

Hva er en resolver

En resolver er en slags roterende elektrisk transformator . Folk bruker det til å måle hvor mye noe snur. Det fungerer ved å sende elektriske signaler gjennom spoler på innsiden. Disse spolene er på to hoveddeler kalt statoren og rotoren. Statoren har tre viklinger. Den ene er en exciter-vikling. To er tofaseviklinger satt i rette vinkler. Rotoren har sin egen spole og spinner inne i statoren. Når du sender et signal inn i primærviklingen, lager det et skiftende magnetfelt. Dette feltet går gjennom rotoren. Det skaper tilbakemeldingssignaler. Disse signalene hjelper deg med å finne den nøyaktige vinkelen på skaftet.

Her er en tabell som viser hoveddelene av en resolver:

Rolle i motorkontroll

Resolvere brukes i motorkontrollsystemer. De hjelper deg å vite posisjonen og hastigheten til en motoraksel. Dette er viktig for servomotorer som trenger presis kontroll. Mange bransjer bruker resolvere fordi de fungerer godt på tøffe steder. Du kan finne dem i stålverk, papirfabrikker, olje- og gassproduksjon, jetmotorer og fly. De hjelper også med kontrollsystemer i militære kjøretøy. Hvis du trenger pålitelig tilbakemelding på tøffe steder, er en resolver et godt valg.

Sammenligning med andre sensorer

Resolvere er forskjellige fra andre sensorer som kodere eller Hall-effektsensorer. Resolvere gir høy nøyaktighet og fungerer godt selv med støv, smuss eller fuktighet. De tåler svært høye temperaturer, noen ganger over 200°C. Kodere kan gi enda finere nøyaktighet og høyere oppløsning. Men kodere er mer følsomme for smuss og trenger renere steder. Halleffektsensorer koster mindre og er lettere å ta vare på. Men de gir ikke samme nøyaktighet eller varer like lenge som en resolver. Her er en tabell som hjelper deg å sammenligne:

Sensortype	Nøyaktighet	Pålitelighet	Holdbarhet i tøffe miljøer	Temperaturtoleranse	Koste	Vedlikehold
Løsere	±30 buesekunder	Høy og konsekvent	Glimrende	Over 200°C	Høyere	Lav
Kodere	Veldig greit	Høy, men følsom	Moderat	Begrenset	Varierer	Moderat
Halleffektsensorer	Bra, mindre presist	Vanligvis pålitelig	N/A	N/A	Senke	Moderat

Hvordan en resolver fungerer

Induktiv koblingsprinsipp

En resolver fungerer ved å bruke induktiv kobling. Dette betyr at den bruker elektromagnetisk induksjon for å måle rotasjon. Når du sender et AC-signal til primærviklingen, lager det et magnetfelt. Rotoren snurrer inne i statoren. Denne spinningen endrer hvor mye energi som går til sekundærviklingene. Mengden energi avhenger av hvor rotoren er. Resolveren bruker denne endringen for å finne akselvinkelen.

Resolveren bruker ikke børster. Dette gjør at den varer lenger og trenger mindre fiksering. Du kan bruke den på varme eller støvete steder. Den har ikke svake elektroniske deler.

Her er en tabell som viser hvordan induktiv kobling hjelper til med å finne akselposisjon:

• Den primære ledningen får AC-signalet.

• Sekundærviklinger fanger opp signalet.

• Rotorens flekk endrer hvor mye energi som går til sekundærene.

Sinus- og cosinusmodulering

Resolveren gir to signaler: sinus- og cosinusbølgeformer. Disse signalene endres etter hvert som akselen svinger. Resolveren lager disse bølgeformene ved å endre utgangen med rotorens vinkel. Når du sjekker disse signalene, kan du finne retningen og posisjonen til akselen. Sinussignalet viser en del av vinkelen. Cosinussignalet viser en annen del. Ved å bruke begge kan du finne skaftets posisjon veldig godt.

Resolveren bruker matematikk for å koble signalene til rotorvinkelen. Når du sender et sinusformet signal til primærviklingen, lager sekundærviklingene signaler som skifter med 90 grader. Disse signalene endres av sinus og cosinus til rotorvinkelen. En resolver-til-digital-omformer leser disse signalene. Den finner ut akselens posisjon og hastighet.

Hovedkomponenter

En resolver har flere viktige deler. Hver del gjør en spesiell jobb:

Løsere fungerer godt for tøffe jobber. Deres sterke design og ingen bevegelige deler gjør dem gode for tøffe steder. Du vil se dem jobbe på steder med varme, støv og fuktighet. Løseren kan kjøre raskt og fortsatt gi nøyaktig tilbakemelding. Dette gjør den ypperlig for romfart, militær og andre harde jobber.

Resolver signalbehandling

AC eksitasjon

Du starter med å sende et AC-signal inn i resolveren. Dette signalet driver resolveren. Det hjelper å måle hvor skaftet er. De fleste systemer bruker programmerbar eksitasjon opp til 28Vrms. Frekvensen kan gå opp til 10kHz. Du kan se vanlige spennings- og frekvensområder i tabellen nedenfor:

AC-signalet lager et skiftende magnetfelt på innsiden. Dette feltet lar resolveren føle hvordan akselen beveger seg.

Utgangssignaler

Når akselen dreier, gir resolveren to utgangssignaler. Disse signalene er sinus- og cosinusbølgeformer. Hvert signal endres når akselen beveger seg. Du kan bruke et multimeter satt til AC-spenningsmodus for å sjekke dem. Sett sondene på sinus- og cosinus-ledningene. Du vil se spenningen endres når akselen roterer.

• Sinussignalet viser en del av akselens vinkel.

• Cosinussignalet viser en annen del.

• Begge signalene hjelper deg med å finne den nøyaktige posisjonen.

Resolvere bruker disse signalene fordi de motstår støy. Vinkelen kommer fra forholdet mellom sinus- og cosinusspenninger. Denne metoden hjelper til med å blokkere forstyrrelser utenfor. Du kan få forstyrrelser fra elektriske veier eller RF-støy. Resolverens design holder utgangen jevn.

Posisjonsberegning

Du må behandle de analoge signalene for å få digitale posisjonsdata. Signalbehandling bruker flere trinn og deler:

Du bruker disse delene til å gjøre de analoge sinus- og cosinussignalene om til digitale data. Denne prosessen lar deg vite akselens posisjon og hastighet veldig godt.

Fordeler og utfordringer

Fordeler i motorapplikasjoner

Resolvere gir mange gode ting for motorisk kontroll. De fungerer godt på steder med varme, støv eller vibrasjoner. Du kan stole på at de fortsetter å jobbe på tøffe steder. Her er en tabell som viser de viktigste fordelene:

Du får også andre fordeler. Det robuste designet blokkerer EMI-støy. Den kan håndtere vibrasjoner og støt. Noen modeller fungerer ved svært høye temperaturer, opptil 230°C. Børsteløse typer varer lenger og trenger mindre fiksering. Du bruker mindre tid på reparasjoner, så systemet fungerer bedre.

Resolvere er veldig stabile og sterke. De fortsetter å jobbe selv når ting endrer seg raskt. Du trenger ikke å bekymre deg for støy eller plutselige sammenbrudd.

Begrensninger

Løsere kan også ha noen problemer. De analoge signalene gjør ting mer komplisert. Du trenger spesialverktøy for å jobbe med disse signalene. Dette kan gjøre at systemet koster mer og tar lengre tid å fullføre. Her er en tabell som viser noen vanlige problemer:

Du kan også ha problemer med ledninger og kabler. Ulike merker bruker forskjellige pinouter og kontakter. Dette kan gjøre det vanskelig å koble ting sammen. Du må se opp for forsyningskjedeproblemer og følge sikkerhetsregler, spesielt på steder som EU.

• Kabling kan være vanskelig å matche.

• Ikke-standard kabler kan forårsake problemer.

• Pinout-forskjeller kan bremse ting.

Du bør planlegge for disse problemene før du begynner. Nøye design og testing hjelper deg med å unngå forsinkelser og ekstra kostnader.

Du kan se hvordan en resolver gjør bevegelse til signaler. Denne enheten hjelper deg å vite hvor motorakselen er. Den forteller deg også hvor fort den beveger seg.

• Du får gode tilbakemeldinger på harde steder.

• Resolver-til-digital-konverterere gjør resultatene mer nøyaktige.

• Resolvere brukes i roboter, servoer og store motorer.

Hvis du vil ha sterk og nøyaktig tilbakemelding, bruk en resolver for harde motoriske jobber.

FAQ

Hva er hovedoppgaven til en resolver i en motor?

En resolver forteller deg den nøyaktige posisjonen og hastigheten til motorakselen. Du bruker denne informasjonen til å kontrollere motoren med høy nøyaktighet. Dette hjelper maskinene til å fungere jevnt og sikkert.

Kan du bruke en resolver på skitne eller varme steder?

Ja! Du kan bruke en resolver på steder med støv, olje eller høy varme. Den sterke designen holder den i gang når andre sensorer kan svikte.

Hvordan får du digitale data fra en resolver?

Du bruker en resolver-to-digital converter (RDC). Denne enheten tar de analoge sinus- og cosinussignalene og gjør dem om til digitale tall. Du kan deretter bruke disse tallene i ditt kontrollsystem.

Trenger resolvere mye vedlikehold?

Nei, du trenger ikke mye vedlikehold. Resolvere har ingen børster eller skjøre deler. Du kan stole på at de varer lenge, selv i tøffe jobber.