Ako elektromagnetické spojenie stator-rotor umožňuje snímanie polohy

A Resolver , známy tiež ako synchrónny rozlíš, je elektromagnetický senzor určený na meranie rotačných uhlov s vysokou presnosťou. Jeho prevádzka závisí od princípu elektromagnetickej indukcie, kde interakcia medzi statorom (pevná zložka) a rotorom (rotujúca zložka) generuje elektrické signály závislé od polohy. Nižšie je uvedené podrobné vysvetlenie toho, ako táto elektromagnetická väzba prekladá mechanickú rotáciu do merateľných elektrických výstupov.

1. Štruktúra jadra a excitácia
Rozlíšenie pozostáva z dvoch hlavných častí: statora a rotora. Stator obsahuje primárne vinutie napájané excitačným napätím striedavého prúdu (AC), zvyčajne pri frekvenciách ako 400 Hz, 3 kHz alebo 5 kHz. Toto budenie vytvára rotujúce magnetické pole v statovi. Rotor, mechanicky spojený s hriadeľom, ktorého poloha sa má merať, má sekundárne vinutia, ktoré sa otáčajú v tomto magnetickom poli.

2. Elektromagnetický spojovací mechanizmus
, keď sa rotor otáča, relatívna poloha medzi rotujúcom magnetického poľa statora a zmenou vinutia rotora. Vinutia rotora, často usporiadané ortogonálne (napr. Vinutie sínu a kosínus), sa menia magnetické toky. Podľa Faradayovho zákona o indukcii tieto meniace sa toky indukujú sínusové napätie vo vinutí rotora. Amplitúdy týchto indukovaných napätí závisia od uhlového posunu medzi statorom a rotorom, ktoré zvyčajne sledujú sínusové a kosínové funkcie uhlu rotora.

3. Charakteristiky signálu
Výstupné signály z vinutí rotora sú analógové napätie. V prípade jednorýchlostného rozlíšenia sú výstupy:

• SININOVÝ VÝCHOD (E_SIN): Úmerné k Sinθ, kde 9 je uhol rotora.

• Cosine výstup (E_COS): úmerný cosθ.

U rozlíškov s viacerými rýchlosťami (napr. Duálne kanálové systémy) generujú ďalšie páry pólov vyššie frekvenčné signály, vylepšujú rozlíšenie a umožňujú detekciu jemnejšieho uhla.

4. Spracovanie signálu a extrakcia polohy
na konverziu výstupov sínu/kozínu na použiteľné údaje o polohe, sú potrebné externé obvody alebo algoritmy. Bežné metódy zahŕňajú:

• Analógové delenie: Použitie Tan -1 (ESIN/ECOS) na výpočet 9, aj keď je to citlivé na hluk.

• Prevodníci s rozlíšením na digitálie (RDCS): Integrované obvody, ktoré využívajú sledovacie slučky (napr. Servo slučky typu II) na dekódovanie signálov Resolver. Tieto zariadenia porovnávajú výstupy Resolver s interne generovanými odkazmi a upravujú sa, až kým sa fázová chyba minimalizuje, čím sa obnoví uhol rotora.

5. Dizajn výhody a aplikácie
Rozlíšitelia vynikajú v drsných prostrediach kvôli ich robustnej konštrukcii (bez optických komponentov alebo kontaktov) a imunity voči elektromagnetickému rušeniu. Sa bežne používajú v:

• Systémy riadenia motorov: Poskytovanie spätnej väzby v reálnom čase pre servo motory v robotike, leteckom priestranstve a automatizácii.

• Aerospace a obrana: Kritické pre aplikácie vyžadujúce vysokú spoľahlivosť a toleranciu voči extrémom vibrácií/teploty.

• Priemyselné vybavenie: V presných obrábaní nástrojov, kde systémy založené na riešení umožňujú rozlíšenie sub-arkminácie.

6. Kľúčové parametre ovplyvňujúce výkon

• Frekvencia excitácie: ovplyvňuje pomer signálu k šumu a šírka pásma systému.

• Počet pólových párov: Určuje rozsah rozlíšenia a merania.

• Konfigurácia vinutia: optimalizované pre lineárne alebo nelineárne (napr. Sinusoidálne) výstupné vzťahy.

Stručne povedané, schopnosť riešenia transformovať mechanickú rotáciu na elektrické signály prostredníctvom elektromagnetickej väzby z neho robí dôležitú súčasť v systémoch požadujúcich presné uhlové meranie. Jeho konštrukčná rovnováha medzi jednoduchosťou, robustnosťou a presnosťou zaisťuje jej pokračujúci význam v moderných inžinierskych aplikáciách.