Резольвер принцип работы

Резольверы. Их назначение 

Резольверы. Их назначение и основные отличия от энкодеров - фото 1

Резольвером в электротехнике называют электрическую микромашину переменного тока, предназначенную для преобразования углового положения её ротора в электрическое напряжение, амплитуда которого при изменениях угла поворота меняется по законам функций синус и косинус, или  пропорционально.

Резольверы работают по принципу синусно-косинусного вращающегося трансформатора, сокращённо СКВТ.

Упрощённая функциональная схема управления электродвигателем с использованием резольвера в качестве датчика обратной связи, изображена на рисунке ниже:

Пример - Резольвер - фотография 2

Связь системы управления (motor controller) с резольвером (resolver) осуществляется при помощи специальной интерфейсной платы (electronics), которая может выполняться как отдельный выносной блок или может быть вмонтированной непосредственно в систему управления.

Конструктивно резольверы могут выполняться  как с наличием коллекторного узла для подачи напряжения на “вращающуюся” обмотку ротора, так и без него:

Резольвер - фотография 3

Обмотка Uг ротора связана с обмоткой возбуждения Ue на статоре  без  применения коллекторного узла, индуктивно, как показано ниже:

Электромагнитные датчики положения. - фотография 4

Отличия между резольверами и фотоимпульсными датчиками (энкодерами и кодовыми датчиками):

  1. Энкодеры и кодовые датчики являются оптоэлектрическими приборами, для их питания используется напряжение постоянного тока. Резольверы являются     электрическими машинами переменного тока, для питания их обмоток возбуждения используют переменное синусоидальное напряжение.
  2. Выходные сигналы энкодеров представляют собой две последовательности (“синус” и “косинус”) прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды, частота следования которых зависит от скорости вращения вала датчика (если датчик  круговой) или движения считывающей головки (если датчик линейный). Путём подсчёта этих импульсов можно вычислять расстояние и (или) скорость, а выполняя слежение за порядком чередования последовательности импульсов по двум каналам (“синус” и “косинус”) можно определять изменения направлений вращения или движения. Выходные сигналы резольверов отличаются от сигналов фотоимпульсных  датчиков и представляют собой генерируемую напряжением обмотки возбуждения     последовательность синусоидальных и косинусоидальных  волновых импульсов аналогового напряжения, при помощи которых можно определять абсолютное положение вала в пределах одного оборота от 0° до 360°. Эти аналоговые сигналы преобразуются в удобную форму интерфейсной платой связи с резольвером и также, как и в случаях с фотоимпульсными датчиками, дают возможность определять расстояние, скорость и направление перемещений.
  3. В отличие от фотоимпульсных датчиков, в корпусе резольвера не монтируют           электронику, так как получаемый от выходных обмоток резольвера уровень и качество сигналов достаточны для их надёжного дистанционного приёма и обработки. Это является одним из основных преимуществ резольверов, так как позволяют расширить температурный диапазон их применения по сравнению с фотоимпульсными датчиками, где есть встроенная электроника.

Принцип работы

Резольверы применяются в приложениях, где требуется очень точное измерение угловых перемещений и скорости, например в сервосистемах и роботах. Выходной сигнал резольвера - это мера углового перемещения, дифференцирование этого сигнала дает угловую скорость.

Резольвер работает на принципе измерения взаимоиндукции между двумя обмотками (рис. 2.5).

Ротор резольвера соединен с вращающимся объектом. На первичную обмотку ротора подается переменное напряжение vref. Статор состоит из двух обмоток, развернутых на 90° друг относительно друга. Напряжение на этих обмотках

Резольвер принцип работы - изображение 8

соответственно, где θ - угловое положение ротора.

Резольвер принцип работы - фотография 9

Рис. 2.5. Принцип работы резольвера

Выходные напряжения vо1 и vо2 представляют собой напряжение vref промодулированное величиной угла θ. Используя одно из выходных напряжений, можно однозначно измерить углы лишь в диапазоне 0-90°, оба сигнала позволяют однозначно измерять углы от 0е до 360°.

Выход резольвера есть тригонометрическая функция угла. Но эта нелинейность не всегда является недостатком. Например, при управлении вращающими моментами в роботах требуются именно тригонометрические функции углов поворота. Поэтому выходной сигнал резольвера можно непосредственно использовать для управления без дополнительного преобразования в реальном времени, которое увеличило бы загрузку управляющего контроллера.

Проблемы при работе резольвера могут возникать только из-за щеток ротора (износ, дополнительные шумы и механические нагрузки). 

Резольверы широко используют в качестве ДПП в системах управления оборудованием, роботами и манипуляторами.

Совместно с АЦП ВТ разработаны и широко используются прецизионные датчики положения: (12-20) разрядные.

Пример серийно выпускаемого ВТ 100.

Резольвер принцип работы - изображение 19

Резольверы широко используют в качестве ДПП в системах управления оборудованием, роботами и манипуляторами.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 1222)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты