Kako stator-rotorska elektromagnetna sklopka omogoča zaznavanje položaja

A Resolver , znan tudi kot sinhroni ločljivost, je elektromagnetni senzor, zasnovan za merjenje rotacijskih kotov z visoko natančnostjo. Njegovo delovanje je odvisno od načela elektromagnetne indukcije, kjer interakcija med statorjem (fiksno komponento) in rotorjem (vrteči se komponenta) ustvari električne signale, odvisne od položaja. Spodaj je podrobna razlaga, kako ta elektromagnetna sklopka prevaja mehansko vrtenje v merljive električne izhode.

1. Jedra struktura in vzbujanje
Razsodba je sestavljena iz dveh glavnih delov: statorja in rotorja. Stator vsebuje primarna navitja, ki se napajajo z napetostjo izmeničnega toka (AC), običajno pri frekvencah, kot so 400 Hz, 3 kHz ali 5 kHz. To vzbujanje ustvarja vrtljivo magnetno polje znotraj statorja. Rotor, mehansko povezan z gredjo, katere položaj je treba izmeriti, ima sekundarna navitja, ki se vrtijo znotraj tega magnetnega polja.

2. Elektromagnetni mehanizem za spajanje
Ko se rotor vrti, se spreminja relativni položaj med vrtilnim magnetnim poljem statorja in navitijem rotorja. Navitja rotorja, ki so pogosto razporejena pravokotno (npr. Sinusna in kosinusna navitja), doživljajo različne magnetne tokove. Po Faradayjevem zakonu o indukciji ti spreminjajoči se tokovi povzročajo sinusoidne napetosti v navilih rotorja. Amplitude teh induciranih napetosti so odvisne od kotnega premika med statorjem in rotorjem, običajno po sinusnih in kosinusnih funkcijah kota rotorja.

3. Karakteristike signala
Izhodni signali iz navitja rotorja so analogne napetosti. Za enostopenjski ločljivost so izhodi:

• Sinusni izhod (e_sin): sorazmerno s sinθ, kjer je θ kot rotorja.

• Kosinusni izhod (E_COS): sorazmerno s cosθ.

Pri večstopenjskih ločljivosti (npr. Dvokanalni sistemi) dodatni pari polov ustvarijo večfrekvenčne signale, izboljšajo ločljivost in omogočajo odkrivanje lepšega kota.

4. Obdelava signala in ekstrakcija položaja
za pretvorbo sinusnih/kosinusnih izhodov v uporabne podatke o položaju, zunanje vezje ali algoritme. Skupne metode vključujejo:

• Analogna delitev: z uporabo TAN - 1 (ESIN/ECO) za izračun θ, čeprav je to občutljivo na hrup.

• Resolver-to-Digital Converters (RDC): integrirana vezja, ki uporabljajo sledilne zanke (npr. Servo zanke tipa II) za dekodiranje signalov Resolver. Te naprave primerjajo izhode Resolverja z interno ustvarjenimi referencami in se prilagodijo, dokler fazna napaka ni zmanjšana, s čimer obnovijo kot rotorja.

5. Oblikovanje Prednosti in aplikacije
Resorvers Excel v težkih okoljih zaradi svoje robustne konstrukcije (brez optičnih komponent ali stikov) in imunosti na elektromagnetne motnje. Se pogosto uporabljajo v:

• Sistemi za nadzor motorja: zagotavljanje povratnih informacij v realnem času za servo motorje v robotiki, vesoljski in avtomatizaciji.

• Aerospace in obramba: kritična za aplikacije, ki zahtevajo visoko zanesljivost in toleranco do vibracijskih/temperaturnih skrajnosti.

• Industrijska oprema: v orodjih za natančno obdelavo, kjer sistemi, ki temeljijo na ločljivosti, omogočajo ločljivost pod-arkminuta.

6. Ključni parametri, ki vplivajo na uspešnost

• Frekvenca vzbujanja: vpliva na razmerje med signalom in šumom in pasovno širino sistema.

• Število parov pol: določa območje ločljivosti in merjenja.

• Konfiguracija vijuganja: optimizirana za linearne ali nelinearne (npr. Sinusoidne) izhodne razmerja.

Če povzamemo, sposobnost ločljivosti, da preoblikuje mehansko vrtenje v električne signale z elektromagnetno sklopko, je bistvena sestavina v sistemih, ki zahtevajo natančno kotno meritev. Njegovo oblikovalsko ravnovesje med preprostostjo, robustnostjo in natančnostjo zagotavlja njegovo nadaljnjo pomembnost v sodobnih inženirskih aplikacijah.