Làm thế nào khớp nối điện từ rotor cho phép cảm biến vị trí

MỘT Trình giải quyết , còn được gọi là một bộ giải quyết đồng bộ, là một cảm biến điện từ được thiết kế để đo các góc quay có độ chính xác cao. Hoạt động của nó dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ, trong đó sự tương tác giữa một stato (thành phần cố định) và một rôto (thành phần quay) tạo ra các tín hiệu điện phụ thuộc vị trí. Dưới đây là một lời giải thích chi tiết về cách kết hợp điện từ này chuyển phép quay cơ học thành các đầu ra điện có thể đo lường được.

1. Cấu trúc cốt lõi và kích thích
Trình giải quyết bao gồm hai phần chính: stato và rôto. Stato chứa các cuộn dây chính được cung cấp năng lượng bởi một điện áp kích thích dòng điện (AC) xen kẽ, thường ở các tần số như 400 Hz, 3 kHz hoặc 5 kHz. Kích thích này tạo ra một từ trường quay trong stato. Rôto, được liên kết cơ học với trục có vị trí được đo, có các cuộn dây thứ cấp xoay trong từ trường này.

2. Cơ chế ghép điện
từ Khi rôto quay, vị trí tương đối giữa từ trường quay của stato và cuộn dây của rôto thay đổi. Các cuộn dây rôto, thường được sắp xếp trực giao (ví dụ: cuộn dây sin và cosin), trải nghiệm các thông lượng từ khác nhau. Theo định luật cảm ứng của Faraday, những thông lượng thay đổi này tạo ra điện áp hình sin trong cuộn dây rôto. Biên độ của các điện áp cảm ứng này phụ thuộc vào sự dịch chuyển góc giữa stato và rôto, thường theo các hàm sin và cosine của góc rôto.

3. Đặc điểm
tín hiệu Tín hiệu đầu ra từ cuộn dây rôto là điện áp tương tự. Đối với bộ giải quyết đơn tốc độ, các đầu ra là:

• Đầu ra sin (e_sin): tỷ lệ với sinθ, trong đó là góc rôto.

• Đầu ra cosine (e_cos): tỷ lệ với cosθ.

Trong các bộ giải quyết đa tốc độ (ví dụ: các hệ thống kênh kép), các cặp cực bổ sung tạo ra các tín hiệu tần số cao hơn, tăng cường độ phân giải và cho phép phát hiện góc mịn hơn.

4. Xử lý tín hiệu và trích xuất vị trí
Để chuyển đổi đầu ra sin/cosine thành dữ liệu vị trí có thể sử dụng, mạch hoặc thuật toán bên ngoài là bắt buộc. Các phương pháp phổ biến bao gồm:

• Phân chia tương tự: Sử dụng TAN 1 (ESIN/ECO) để tính toán, mặc dù điều này rất nhạy cảm với nhiễu.

• Bộ chuyển đổi Resolver-Digital (RDCs): Các mạch tích hợp sử dụng các vòng theo dõi (ví dụ: vòng lặp servo loại II) để giải mã các tín hiệu độ phân giải. Các thiết bị này so sánh các đầu ra của bộ giải quyết với các tham chiếu được tạo bên trong, điều chỉnh cho đến khi lỗi pha được giảm thiểu, do đó khôi phục góc rôto.

5. Ưu điểm và ứng dụng thiết kế
người giải quyết excel trong môi trường khắc nghiệt do cấu trúc gồ ghề của chúng (không có thành phần quang học hoặc tiếp điểm) và miễn dịch với nhiễu điện từ. Chúng được sử dụng rộng rãi trong:

• Hệ thống điều khiển động cơ: Cung cấp phản hồi thời gian thực cho động cơ servo trong robot, hàng không vũ trụ và tự động hóa.

• Hàng không vũ trụ và phòng thủ: Quan trọng cho các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao và khả năng chịu đựng các thái cực của rung/nhiệt độ.

• Thiết bị công nghiệp: Trong các công cụ gia công chính xác, trong đó các hệ thống dựa trên trình phân giải cho phép độ phân giải phụ.

6. Các thông số chính ảnh hưởng đến hiệu suất

• Tần số kích thích: Ảnh hưởng đến tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm và băng thông hệ thống.

• Số lượng cặp cực: Xác định độ phân giải và phạm vi đo.

• Cấu hình cuộn dây: Tối ưu hóa cho các mối quan hệ đầu ra tuyến tính hoặc phi tuyến (ví dụ, hình sin).

Tóm lại, khả năng biến đổi xoay cơ học của bộ giải quyết thành tín hiệu điện thông qua khớp nối điện từ làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng trong các hệ thống đòi hỏi đo góc chính xác. Sự cân bằng thiết kế của nó giữa sự đơn giản, mạnh mẽ và độ chính xác đảm bảo sự liên quan của nó trong các ứng dụng kỹ thuật hiện đại.