600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Какие функции делают распознаватели пригодными для работы в суровых условиях?

Преобразователи частоты

Распознаватели изначально разрабатывались для военного применения и, вероятно, наиболее известны как предпочтительное решение для обратной связи в суровых условиях. Где оптический или магнитные энкодеры чувствительные к пыли, жидкостям и магнитным полям, резольверы могут работать в грязных, влажных условиях и при высокой радиации. Но что же делает их такими надежными в условиях, которые могли бы повредить другие устройства обратной связи или создать помехи для них? Ключевым моментом является отделение электроники от самого преобразователя.

Распознаватель — это, по сути, вращающийся трансформатор, состоящий из ротора с одной первичной обмоткой и статора с двумя вторичными обмотками. Две вторичные обмотки ориентированы на 90 градусов друг от друга и называются синусоидальной и косинусоидальной обмотками. Ротор прикреплен к измеряемой вращающейся части, такой как вал двигателя, а статор неподвижен.

Переменное напряжение с постоянной частотой (в диапазоне от 2 кГц до 10 кГц) возбуждает первичную обмотку, которая индуцирует напряжение в двух вторичных (синусоидальной и косинусоидальной) обмотках. Индуцированные напряжения будут иметь ту же частоту, что и напряжение питания, или опорное напряжение, но поскольку две вторичные обмотки разнесены по фазе на 90 градусов, индуцированные напряжения во вторичных обмотках также будут разнесены по фазе на 90 градусов.

Амплитуды индуцированных напряжений пропорциональны угловому положению вала. Следовательно, угол поворота вала можно определить, взяв арктангенс отношения синусоидального напряжения к косинусоидальному напряжению (sinθ/cosθ = tanθ). А поскольку положение вала определяется только соотношением напряжений вторичных обмоток, информация о положении является абсолютной, что означает, что преобразователь всегда может определить положение вала — даже если он был выключен и перезапущен — без необходимости переходить к опорному или индексному сигналу.

Обратите внимание, что для работы распознавателя не требуется никаких механических компонентов, оптики или датчиков. Это ключ к надежности распознавателя. Электронные компоненты, преобразующие аналоговый выход преобразователя в цифровой сигнал (иногда называемый R/D преобразователем), который может принимать контроллер, размещены отдельно от самого преобразователя. Это означает, что загрязнение, вибрация, экстремальные температуры и даже радиация практически не влияют на работу распознавателя.

Теоретически преобразователи обладают бесконечным разрешением, поскольку каждое положение вращения вала связано с уникальным синусоидальным/косинусоидальным напряжением. Но формирование сигнала — R/D преобразователь — ограничивает как точность (обычно в диапазоне 3-15 угловых минут), так и скорость вращения (обычно 5000 об/мин или меньше).

Одним из способов достижения более высокой точности является использование многоскоростного преобразователя. В этой конструкции количество магнитных полюсов увеличено, поэтому каждый механический оборот создает множество синусоидальных и косинусоидальных кривых. Недостатком многооборотных конструкций является то, что они теряют способность обеспечивать абсолютную обратную связь. Но есть способ получить абсолютную обратную связь и повысить точность настройки распознавателя — путем установки или “штабелирования” односкоростного распознавателя поверх многоскоростного распознавателя.

Автор изображения: Dynapar