Волга Электро Сервис

Резольвер

Принцип работы резольвера

Установка резольвера

Энкодер резольвер ts2651n141e78

Контактная информация:

+7 9277-18-44-77

8 (8482)-55-77-22

volgaelectroservice@mail.ru

Самарская обл. Тольятти
ул. 40 лет Победы 65Б офис 108

Наша компания занимается ремонтом энкодеров резольверов более 15 лет. За это время был полностью изучен принцип работы резольверов. Богатый опыт, в этом направлении, помогает нам разрабатывать схемы управления и диагностики для всевозможных проверок резольверов после ремонта. Как происходит установка резольверов на двигатели Вы можете перейдя по ссылке:


Резольвер принцип работы.

Резольвер - это вращающийся трансформатор, принципом работы является преобразование угла поворота в электрическое напряжение. В качестве измерения рассматривается амплитуда напряжения, которая пропорциональна углу, или является функцией синус (косинус) угла.


Резольверы широко распространены в промышленном оборудовании и используются в качестве датчиков обратной связи с установкой на двигателе. С помощью их принципа работы определяется актуальное положение ротора электродвигателя, с помощью этого можно определить например - скорость вращения вала двигателя. В разработке резольверов применяются разные принципы технических решений. Ввиду этого, работа резольверов и их электрических схем может значительно отличаться. Но обо всём по порядку...
Резольвер – это, прежде всего трансформатор. Значит, во время работы резольвера между его обмотками наводятся ЭДС, амплитуда и фаза которых, зависит от положения ротора резольвера, на котором расположена одна (или несколько) из обмоток рассматриваемой нами электрической микромашины переменного тока (то есть резольвера).

sinus

При работе резольвера, в пределах одного, полного оборота ротора, форма амплитуд ЭДС вторичных обмоток резольвера однозначно(!) характеризует угол поворота ротора. Данное утверждение верно только для резольверов с одной парой полюсов. Именно поэтому однопараполюсные резольверы наиболее рапостранены. Это основное значение в функционировании датчика обратной связи двигателя и его краткое описание принципа работы.
Такой датчик, конструктивно, очень похож на двигатель с возбуждаемым (переменным током) ротором. Например резольвер TS2651N141E78 производства TAMAGAWA.


Описание работы резольвера ts2651n141e78


Устройство резольвера

Для работы резольвера, напрмер TS2651N141E78, необходимо возбуждение его первичной обмотки. Данную задачу выполняет электронная схема. Активные компоненты схемы создают колебания на первичной обмотке, так называемой обмотке возбуждения. Частота колебаний заранее известна (указывается в паспорте резольвера) и применяется для расчётов. Основоной принцип работы электронной схемы, к которой подключены вторичные обмотки, является преобразование сигналов. Наиболее часто данную работу выполняет аналого-цифровой преобразователь, при участии операционного усилителя.
Электронная схема для работы резольвера расположена отдельно и подключена через кабель, то есть, внутри двигателя нет полупроводников, что является ключевым преимуществом резольвера как технического решения в качестве датчика обратной связи.
Всё это в целом выглядит идеальным инструментом в тематических аспектах разработки промышленного оборудования. Вращающаяся часть резольвера крепится к валу двигателя. Статичная его часть установлена на статоре двигателя.
Существуют различные комплектации резольверов. Рассмотрим, подробно наиболее распространённый вариант:

Устройство резольвера

Первичная обмотка (REF) , вторичная (SIN) и вторичная (COS) расположены в статорной части, а вторичная обмотка (REF) – в роторной части резольвера, последняя – вращается в одной плоскости с первичной обмоткой REF. Из-за этого напряжение на вторичной обмотке REF всегда имеет одинаковую амплитуду не зависимо от угла поворота роторной части. Далее сигнал со вторичной обмотки REF поступает на обмотку возбуждения (она является первичной обмоткой для SIN COS),передавая им ЭДС. Ключевым моментом в таком подходе является расположение в пространстве обмоток SIN и COS. Они должны быть расположены точно перпендикулярно под углом 90 электрических градусов по отношению друг к другу. При таком расположении вторичных обмоток SIN и COS величина ЭДС (Vs) на обмотке SIN будет составлять произведение напряжения REF (Vref) и синуса угла. Для косинуса функция идентична.
Usin = Uref * SIN ( Ф ); Ucos = Uref * COS ( Ф );
Угол резольвера можно вычислить:
SIN(Ф) * SIN(Ф) + COS(Ф) * COS(Ф) = R * R. Где R – значение максимальной амплитуды для SIN и COS.
Далее зная R можно легко вычислить угол Ф через arcsin.
Так, как трансформатор является обратимой электрической машиной, то возможно его использование при трансформации сигналов в обратную сторону. То есть возбуждаемый сигнал можно подавать на обмотки SIN и COS. Сигнал SIN должен быть сдвинут на 90 электрических градусов по отношению к сигналу COS. Для определения позиции положения ротора резольвера необходимо измерять величину амплитуды и фазу сигнала на обмотке REF.


На двигателях LENZE часто установлен Резольвер TS2651N141E78. Существуют разные модификации резольверов. Например на рисунке ниже изображены статор и ротор резольвера TS2620N21E111 серии BRX производства TAMAGAWA.
Устройство резольвера


В большинстве случаев для работы резольвера, частота колебаний на первичной обмотке варьируется от 1000Гц до нескольких сотен кГц. Наиболее распространены резольверы с рабочими частотами 4 и 10кГц.
Коэффициент трансформации большинства резольверов равен 2. Это значит что амплитуда сигнала на обмотках SIN и COS будет в 2 раза ниже амплитуды поданной на обмотку REF. Реже встречаются резольверы с коэффициентом трансформации 3. В среднем (на резольверах сервомоторов), для возбуждения первичной обмотки требуется мощность порядка одного Ватта. Колебания создают транзисторы, управляющий сигнал для них может быть спроектирован как в виде схемы генератора импульсов, так и использоваться сигнал управления от микроконтроллера.
Сигналы с обмоток синуса и косинуса поступают на аналоговые цепи преобразования. В подавляющем большинстве случаев, для данных задач, используются операционные усилители. Преобразованный сигнал передаётся на АЦП. В результате программисту доступна точная информация о физическом положении ротора в цифровом виде.
Существую готовые решения для создания схем подключения резольверов. Достаточно часто можно встретить схемы на базе специализированных микросхем AD2S90 и AU6802N1. Купить такие микросхемы можно во многих интернет-магазинах.
Резольвер очень надёжный датчик положения. Поэтому его активно используют в разных приложениях промышленности. В зависимости от задач, требуемое разрешение и точность может варьироваться от точного, до умеренного и грубого результата измерения. Например, в станках ЧПУ необходимы точные значения положения вала серводвигателя, а в промышленных стиральных машинах будет достаточно и грубых.
Бывает, что в работе серводвигателей возникают проблемы. Зачастую это связано с датчиком положения – резольвером. Для того чтобы произвести ремонт резольвера необходимы отработанные методики по перемотке и настройке, а также специфические инструменты и специально обученные специалисты. Сервисный центр ООО "Волга Электро Сервис" располагает всем необходимым для того чтобы быстро и качественно восстановить работу неисправного резольвера.