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:
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:
Обмотка Uг ротора связана с обмоткой возбуждения Ue на статоре без применения коллекторного узла, индуктивно, как показано ниже:
Отличия между резольверами и фотоимпульсными датчиками (энкодерами и кодовыми датчиками):
Принцип работы
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
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.
Резольверы широко используют в качестве ДПП в системах управления оборудованием, роботами и манипуляторами.
Резольверы применяются на производственном оборудовании, где необходимо точное измерение углового перемещения и скорости. Примером такого применения является сервопривод, который управляет работой серводвигателя на промышленном оборудовании. Резольвер используется в серводвигателях и выполняет несколько функций:
Конечно же, сам по себе резольвер не интеллектуальное устройство и выдает только аналоговые сигналы. Однако сервопривод, используя сигналы резольвера, может получить необходимые сигналы методом вычислений.
Серводвигатель вращается с очень точной скоростью. Точное перемещение сервомотора обеспечивается работой подключённого резольвера.
Обычно резольвер встраивается внутри наружного кожуха серводвигателя со стороны задней крышки подшипника, либо возможна отдельная установка от серводвигателя. Установка внешнего резольвера встречается очень редко.
Подключение резольвера, распиновка
Подключение резольвера к каждому определенному двигателю индивидуально. Распиновка резольвера далеко не всегда указывается в технической документации именно по этой причине. Подключением резольвера обычно занимаются специалисты сервисных центров имеющие специальное техническое образование. Каждая компания занимающаяся подключением и настройкой резольверов на серводвигателе, за годы работы накапливает огромную базу по распиновке резольверов и конечно не будет ими ни с кем делится. Мы делаем исключение и предлагаем распиновку резольвера для серводвигателей Siemens серии 1FK6 и 1FK7.
К слову хочу заметить, одна и та же распиновка резольвера может обозначатся разными значениями и символами, что мы и покажем на наглядном примере.
Заказать ремонт резольвера
Если вы заинтересованы в ремонте, настройке резольвера, любого производителя вы можете оставить заявку на ремонт воспользовавшись специальной формой на нашем сайте. Также вы можете связаться в рабочее время с нашими менеджерами и задать им уточняющие вопросы, связанные с ремонтом вышедшего из строя резольвера. Связаться с менеджерами можно несколькими способами, на ваш выбор.
Далеко не полный список производителей промышленной электроники и оборудования, ремонтируемой в нашей компании.
Резольверы Micronor — датчики положения для промышленных и экстремальных применений
Micronor — широко известный в мире производитель оптических и электромеханических датчиков. Одним из направлений производства продукции Micronor являются резольверы.
Резольвер (Resolver) — это точный и надежный абсолютный датчик положения, работающий по принципу синусно-косинусного вращающегося трансформатора. Резольверы предназначены для преобразования углового положения ротора, в электрическое напряжение, амплитуда которого, при изменениях угла поворота, чаще всего меняется пропорционально синусу или косинусу угла поворота.
Механическое соединение, например, при помощи муфты, вала ротора резольвера с каким-либо другим валом (валом электродвигателя), даёт возможность определять текущее угловое положение последнего, а также получать информацию о скорости вращения и количестве выполненных оборотов. Поэтому резольверы достаточно широко используют в качестве датчиков скорости и положения в приводной технике.
Рис. 1 Схема обмоток резольвера
Связь системы управления с резольвером осуществляется при помощи специальной интерфейсной платы, которая может выполняться как отдельный выносной блок или может быть вмонтированной непосредственно в систему управления.
Надежная технология производства резольверов делает этот датчик востребованным в различных отраслях деятельности человека, особенно там, где имеют место тяжёлые условия эксплуатации. Отсутствие электронных компонентов в самом корпусе датчика (резольвера), позволяет применять его в более широких температурных диапазонах, чем например, энкодеры. Наличие полого вала упрощает прокладку кабелей.
Рис. 2 Пример формирования синусоидального сигнала зависимости изменения напряжения на обмотках статора от угла поворота ротора.
Резольверы с полым валом серии RE
Серия RE состоит из нескольких типоразмеров с внешним диаметром от 20мм до 75 мм. Резольверы серии RE представлены как в стандартном индустриальном исполнении, так и для применений при сверхвысоких температурах (от −60°С до 250°С), при высоких скоростях (до 100000 оборотов в минуту), а при высокой радиации (до 109 рад).
Основные типоразмеры и характеристики серии RE
Модель
Высота L, мм
Диаметр статора наружный D, мм
Диаметр статора внутренний d1, мм
Диаметр полого вала ротора d2, мм
Максимальная скорость, оборотов в мин.
Точность, угл. мин
RE2010
18
20
10
4
180000
60
RE3620
20
36
20
10
95000
60
RE5032
20
50
32
20
60000
60
RE7557
22
75
57
46
30000
60
Рис.3 Изображение резольвера серии RE в разрезе Условия эксплуатации
На многих сервомоторах установлен датчик положения ротора, резольвер.
Любое оборудование выходит из строя. Наиболее частые проблемы, которые встречаются у резольверов, это:
А) Обрыв одной из статорных(неподвижная часть) обмоток резольвера. На статоре резольвера расположены три обмотки:
Определить такую неисправность можно с помощью цифрового мультиметра, измеряя сопротивление обмоток. У исправного резольвера сопротивление обмоток SIN и COS должны быть одинаковыми. Сопротивление обмотки возбуждения обычно меньше сопротивления обмотки SIN в 1,5 – 3 раза.
Например для резольвера TAMAGAWA TS2640N68-3E87
Естественно на исправном резольвере не должно быть обрывов. Если обнаружен обрыв одной из катушек, то это говорит о неисправности статорной части резольвера. Неисправность устраняется перемоткой статора резольвера.
Б) Обрыв одной из обмоток ротора (вращающаяся часть) резольвера.
На вращающейся части резольвера расположены две обмотки:
Определить такую неисправность сложнее, так как у вращающейся части резольвера обмотки соединены внутри и забандажированы и залиты защитным лаком.
Проверить работу резольвера можно с помощью осциллографа.
В) Межвитковое замыкание одной из обмоток. Обычно происходит в части обмоток,
раположенных ближе к шихтованному железу. При вибрационных и ударных нагрузках происходит разрушение лакового покрытия провода в районе углов паза в шихтованном железе и происходит замыкание на корпус или на соседний виток обмотки. При этом наблюдается уменьшение коэффициента трансформации резольвера и соответственно уменьшение амплитуды сигналов SIN и COS.
Неисправность может появляться периодически, при небольших ударных нагрузках или при резких ускорениях и затем пропадать.
Определить такую неисправность сложнее всего. Для этого необходим цифровой осциллограф с памятью.
Неисправность устраняется перемоткой ротора и статора резольвера.
Г) Сбита позиция резольвера на двигателе.
Позиция резольвера на двигателе должна иметь точно определенное положение.
Такое положение только одно. Оно соответствует положению ротора двигателя и фазам статора двигателя.
Именно поэтому на серводвигателях невозможно изменить вращение двигателя в другую сторону простым перекидыванием фазных проводов обмотки статора.
Поведение двигателя при неправильной настройке резольвера бывает трех типов.
Неисправность устраняется точной настройкой резольвера на двигателе.
По любым проблемам с резольвером ( датчиком положения ротора электромотора) мы рекомендуем не заниматься ремонтом самостоятельно, а рекомендуем обращаться в специализированный сервисный центр.
Наш Сервисный центр «Кернел» сможет произвести диагностику резольвера сервомотора за 1 день.
Распознаватель понятие обозначает в электротехнике в электромагнитный преобразователь для изменения угла в виде ротора в электрические стоимости.
Резюме
Основной принцип
Описанная ниже операция соответствует преобразователю со скоростью 1, который используется в основном.
Внешне резольвер выглядит как электродвигатель с ротором и статором. Внутри все по-другому.
Ротор и статор состоят из пучка намотанных листов.
Ротор обычно содержит первичную обмотку. Статор состоит из двух вторичных обмоток (двухфазная обмотка, то есть смещенная на 90 °).
Резольвер работает как трансформатор, связь которого зависит от механического угла ротора. Когда на обмотку ротора подается переменное напряжение, на вторичных обмотках восстанавливаются два переменных напряжения.
Амплитуда сигнала
Взяв компоненты в фазе с входным напряжением, не совпадающим по фазе на φ:
Бесщеточный резольвер
Самым популярным типом преобразователя сегодня является преобразователь бесщеточного передатчика. Это резольвер, который включает в себя вращающийся трансформатор.
Когда обмотка трансформатора статора находится под напряжением, во вторичной обмотке ротора индуцируется напряжение. Это запитает катушку ротора резольвера. В этом случае операция идентична передающему преобразователю.
Этот тип резольвера позволяет питать обмотку ротора, не проходя через кабели, которые ограничивают вращение, или через систему коллекторных щеток, которая является изнашиваемой деталью.
Многоскоростной резольвер
Многоскоростные резольверы обеспечивают несколько электрических циклов за один оборот: например, 16 для 16-скоростной (2×16 = 32 полюса).
электрический угол = механический угол * p
Таким образом, механическая угловая точность становится более точной, но информация больше не является абсолютной. Таким образом, резольвер скорости 1 может иметь точность 5 ‘дуги, в то время как скорость 16 может достигать 10 дюймов дуги.
Некоторые резольверы содержат обмотку со скоростью 1 для абсолютного положения и многоскоростную обмотку для точности.
Функции
Представленная выше функция является функцией передатчика.
Другие функции резольверов:
Эти резольверы используются в обратном порядке передающего резольвера. На две двухфазные обмотки подается переменное напряжение. Отношение между синусоидальным напряжением и косинусоидальным напряжением определяет электрический угол. Система поворачивает ротор для получения нулевого напряжения на обмотке ротора. В этом положении механический угол ротора равен электрическому углу, приложенному к статору.
Эти резольверы объединяют в себе первичную двухфазную обмотку на роторе, такую как приемник, и двухфазную обмотку на статоре, такую как передатчик, или наоборот. Электрический угол, измеренный на вторичной обмотке, представляет собой разницу между механическим углом ротора и электрическим углом первичной обмотки. Этот решатель можно использовать для выполнения тригонометрических операций.
Резольверы применяются на производственном оборудовании, где необходимо точное измерение углового перемещения и скорости. Примером такого применения является сервопривод, который управляет работой серводвигателя на промышленном оборудовании. Резольвер используется в серводвигателях и выполняет несколько функций:
Конечно же, сам по себе резольвер не интеллектуальное устройство и выдает только аналоговые сигналы. Однако сервопривод, используя сигналы резольвера, может получить необходимые сигналы методом вычислений.
Рис. 2 Пример формирования синусоидального сигнала зависимости изменения напряжения на обмотках статора от угла поворота ротора.
Рис.3 Изображение резольвера серии RE в разрезе Условия эксплуатации
Рис.3 Изображение резольвера серии RE в разрезе Условия эксплуатации
