Как электромагнитная связь статора-ротора позволяет определять положение

А Resolver , также известный как синхронный резольвер, представляет собой электромагнитный датчик, предназначенный для измерения угла вращения с высокой точностью. Его операция зависит от принципа электромагнитной индукции, где взаимодействие между статором (фиксированным компонентом) и ротором (вращающимся компонентом) генерирует зависимые от положения электрических сигналов. Ниже приведено подробное объяснение того, как эта электромагнитная связь превращает механическое вращение в измеримые электрические выходы.

1. Структура и возбуждение ядра.
Резольвер состоит из двух основных частей: статор и ротор. Статор содержит первичные обмотки, заряженные напряжением возбуждения переменного тока (AC), как правило, на частотах, таких как 400 Гц, 3 кГц или 5 кГц. Это возбуждение создает вращающееся магнитное поле внутри статора. Ротор, механически связанный с валом, положение которого должно быть измерено, имеет вторичные обмотки, которые вращаются в этом магнитном поле.

2. Механизм электромагнитной связи
, когда ротор вращается, относительное положение между вращающимся магнитным полем статора и обмоткой ротора изменяется. Обмотки ротора, часто расположенные ортогонально (например, синусоидальные и косинусные обмотки), испытывают различные магнитные потоки. Согласно закону об индукции Фарадея, эти меняющиеся потоки вызывают синусоидальные напряжения в обмотках ротора. Амплитуды этих индуцированных напряжений зависят от углового смещения между статором и ротором, обычно после функций синуса и косинуса угла ротора.

3. Характеристики сигнала
Выходные сигналы из обмотков ротора являются аналоговыми напряжениями. Для односкоростного разрешения выходы:

• SINE TOWER (E_SIN): пропорционален SINθ, где θ - угол ротора.

• Вывод косинуса (e_cos): пропорционально cosθ.

В многоступенчатых резольветах (например, двухканальных системах) дополнительные пары полюсов генерируют более часточастотные сигналы, улучшая разрешение и обеспечивая более тонкую обнаружение угла.

4. Обработка сигнала и извлечение положения
для преобразования выходов синуса/косинуса в использование данных положения, требуются внешние схемы или алгоритмы. Общие методы включают:

• Аналоговое разделение: используя TAN - 1 (ESIN/ECOS) для вычисления θ, хотя это чувствительно к шуму.

• Преобразователи резолюра в цифровые цифры (RDC): интегрированные схемы, в которых используются петли отслеживания (например, сервоприводы типа II) для декодирования сигналов разрешения. Эти устройства сравнивают выходы разрешения с внутренними сгенерированными ссылками, регулируя до минимума фазовой ошибки, тем самым восстанавливая угол ротора.

5. Проектируйте преимущества и применения
резолюров в суровых условиях из -за их прочной конструкции (без оптических компонентов или контактов) и иммунитета к электромагнитным помехам. Они широко используются в:

• Системы управления двигателем: обеспечение обратной связи в реальном времени для сервоприводов в робототехнике, аэрокосмической промышленности и автоматизации.

• Аэрокосмическая и защита: критическая для применений, требующих высокой надежности и толерантности к экстремальным действиям вибрации/температуры.

• Промышленное оборудование: в инструментах точной обработки, где системы на основе резолюра обеспечивают разрешение на предварительную деятельность.

6. Ключевые параметры, влияющие на производительность

• Частота возбуждения: влияет на отношение сигнал / шум и пропускную способность системы.

• Количество пар полюсов: определяет разрешение и диапазон измерений.

• Конфигурация обмотки: оптимизирована для линейных или нелинейных (например, синусоидальных) выходных отношений.

Таким образом, способность резольвера превращать механическое вращение в электрические сигналы посредством электромагнитной связи делает его жизненно важным компонентом в системах, требующих точного углового измерения. Его дизайн баланс между простотой, надежностью и точностью обеспечивает его постоянную актуальность в современных инженерных приложениях.