Si bashkimi elektromagnetik i stator-rotorit mundëson sensorin e pozicionit

A zgjidhësi , i njohur gjithashtu si zgjidhës sinkron, është një sensor elektromagnetik i krijuar për të matur këndet e rrotullimit me saktësi të lartë. Funksionimi i tij varet nga parimi i induksionit elektromagnetik, ku ndërveprimi midis një statori (komponenti fiks) dhe një rotori (komponenti rrotullues) gjeneron sinjale elektrike të varura nga pozicioni. Më poshtë është një shpjegim i detajuar se si ky bashkim elektromagnetik e përkthen rrotullimin mekanik në dalje të matshme elektrike.

1. Struktura e bërthamës dhe ngacmimi
Zgjidhësi përbëhet nga dy pjesë kryesore: statori dhe rotori. Statori përmban mbështjellje primare të aktivizuara nga një tension ngacmues i rrymës alternative (AC), zakonisht në frekuenca si 400 Hz, 3 kHz ose 5 kHz. Ky ngacmim krijon një fushë magnetike rrotulluese brenda statorit. Rotori, i lidhur mekanikisht me boshtin, pozicioni i të cilit duhet të matet, përmban mbështjellje dytësore që rrotullohen brenda kësaj fushe magnetike.

2. Mekanizmi i lidhjes elektromagnetike
Ndërsa rotori rrotullohet, pozicioni relativ midis fushës magnetike rrotulluese të statorit dhe mbështjelljeve të rotorit ndryshon. Mbështjelljet e rotorit, shpesh të rregulluara në mënyrë ortogonale (p.sh., mbështjelljet e sinusit dhe kosinusit), përjetojnë flukse magnetike të ndryshme. Sipas ligjit të induksionit të Faraday-it, këto flukse në ndryshim nxisin tensione sinusoidale në mbështjelljet e rotorit. Amplituda e këtyre tensioneve të induktuara varet nga zhvendosja këndore midis statorit dhe rotorit, zakonisht duke ndjekur funksionet e sinusit dhe kosinusit të këndit të rotorit.

3. Karakteristikat e sinjalit
Sinjalet e daljes nga mbështjelljet e rotorit janë tensione analoge. Për një zgjidhës me një shpejtësi të vetme, daljet janë:

• Prodhimi i sinusit (E_sin): proporcional me sinθ, ku θ është këndi i rotorit.

• Prodhimi i kosinusit (E_cos): proporcional me cosθ.

Në zgjidhësit me shumë shpejtësi (p.sh., sistemet me dy kanale), çiftet shtesë të poleve gjenerojnë sinjale me frekuencë më të lartë, duke rritur rezolucionin dhe duke mundësuar zbulimin e këndit më të imët.

4. Përpunimi i sinjalit dhe nxjerrja e pozicionit
Për të kthyer daljet e sinusit/kosinusit në të dhëna të përdorshme të pozicionit, nevojiten qark të jashtëm ose algoritme. Metodat e zakonshme përfshijnë:

• Ndarja analoge: Përdorimi i tan−1 (Esin/Ecos) për të llogaritur θ, megjithëse kjo është e ndjeshme ndaj zhurmës.

• Konvertuesit zgjidhës-në-dixhital (RDC): Qarqet e integruara që përdorin unaza gjurmuese (p.sh. servo unazat e tipit II) për të deshifruar sinjalet e zgjidhësit. Këto pajisje krahasojnë daljet e zgjidhësit me referencat e krijuara nga brenda, duke rregulluar derisa gabimi i fazës të minimizohet, duke rikuperuar këndin e rotorit.

5. Përparësitë e dizajnit dhe aplikimet
Zgjidhësit shkëlqejnë në mjedise të ashpra për shkak të ndërtimit të tyre të ashpër (pa komponentë optikë ose kontakte) dhe imunitetit ndaj ndërhyrjeve elektromagnetike. Ato përdoren gjerësisht në:

• Sistemet e kontrollit të motorit: Sigurimi i reagimeve në kohë reale për servo motorët në robotikë, hapësirë ​​ajrore dhe automatizim.

• Hapësira ajrore dhe mbrojtja: Kritike për aplikimet që kërkojnë besueshmëri dhe tolerancë të lartë ndaj ekstremeve të dridhjeve/temperaturës.

• Pajisjet industriale: Në veglat e përpunimit preciz, ku sistemet e bazuara në zgjidhës mundësojnë rezolucionin nën-arcminute.

6. Parametrat kryesorë që ndikojnë në performancën

• Frekuenca e ngacmimit: Ndikon në raportin sinjal-zhurmë dhe gjerësinë e brezit të sistemit.

• Numri i çifteve të poleve: Përcakton rezolucionin dhe diapazonin e matjes.

• Konfigurimi i mbështjelljes: Optimizuar për lidhjet e daljes lineare ose jolineare (p.sh., sinusoidale).

Në përmbledhje, aftësia e zgjidhësit për të transformuar rrotullimin mekanik në sinjale elektrike nëpërmjet bashkimit elektromagnetik e bën atë një komponent jetik në sistemet që kërkojnë matje të saktë këndore. Ekuilibri i tij i dizajnit midis thjeshtësisë, qëndrueshmërisë dhe saktësisë siguron rëndësinë e tij të vazhdueshme në aplikimet moderne inxhinierike.