旋轉(zhuǎn)變壓器的使用
旋轉(zhuǎn)變壓器的使用
旋轉(zhuǎn)變壓器是編碼器的一種，是測量旋轉(zhuǎn)角度的傳感器。
在檢測旋轉(zhuǎn)角度的設(shè)備中，利用電磁感應(yīng)讀取磁場變化并檢測旋轉(zhuǎn)角度的設(shè)備稱為旋轉(zhuǎn)變壓器。旋轉(zhuǎn)變壓器讀取的旋轉(zhuǎn)信息作為電信號輸出，該電信號可以反饋到旋轉(zhuǎn)變壓器所連接的旋轉(zhuǎn)設(shè)備。
旋轉(zhuǎn)變壓器的使用
旋轉(zhuǎn)變壓器主要用于工業(yè)設(shè)備。您不會在白色家電或商業(yè)場所看到它們。測量旋轉(zhuǎn)角度的主要對象是伺服電機(jī)。
為了使伺服電機(jī)準(zhǔn)確運(yùn)行，需要檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速并提供反饋。使用此類伺服電機(jī)進(jìn)行高精度定位時(shí)，需要組合使用旋轉(zhuǎn)變壓器。
近年來，它可能會用于電動汽車。它可應(yīng)用于電動汽車的驅(qū)動控制和電動助力轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的電機(jī)控制。旋轉(zhuǎn)變壓器能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能和**控制，因此在汽車中越來越受歡迎。
旋轉(zhuǎn)變壓器原理
旋轉(zhuǎn)變壓器的基本原理與變壓器幾乎相同。它由兩個鐵芯組成，鐵芯上纏繞著線圈。
旋轉(zhuǎn)改變了初級和次級磁芯的相對位置，導(dǎo)致初級和次級側(cè)之間未對準(zhǔn)。旋轉(zhuǎn)變壓器的原理是通過測量交流電流值來檢測旋轉(zhuǎn)角度。例如，如果旋轉(zhuǎn)角度為0度，則磁芯的相對位置不會改變，因此輸入和輸出電壓不會有偏差。在 180 度時(shí)，輸入和輸出電壓的相位相反。
在旋轉(zhuǎn)變壓器中，與物體一起旋轉(zhuǎn)的部分稱為轉(zhuǎn)子，包含線圈的部分稱為定子。如果轉(zhuǎn)子與定子同心，則轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈可獲得相同量的輸出。另一方面，如果將其設(shè)為橢圓形，則可以獲得雙倍的輸出，如果將其設(shè)為三角形，則可以獲得三倍的輸出。
因此，輸出信號的放大倍數(shù)可以通過轉(zhuǎn)子形狀來控制。旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)簡單，由鐵芯和線圈組成，因此具有即使在惡劣環(huán)境下也能承受使用的優(yōu)點(diǎn)。
1. 如何使用解析器
旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號通過RDC轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度。 RDC代表Resolver Digital Converter，它將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便CPU可以處理它們。
當(dāng)數(shù)字化旋轉(zhuǎn)角度信號時(shí)，RDC 還可以補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)變壓器的制造差異。伺服電機(jī)和汽車驅(qū)動電機(jī)的計(jì)算處理一般采用PID控制。通過將目標(biāo)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)變壓器檢測到的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行比較來確定給予電機(jī)的能量大小。
為了提高定位和控制精度，需要*小化旋轉(zhuǎn)角度檢測和能量確定定時(shí)之間的時(shí)間差，但這受到CPU工作頻率上限的影響。
2. 解析器的未來
旋轉(zhuǎn)變壓器的基本配置簡單，但價(jià)格昂貴。除了零件成本之外，持續(xù)穩(wěn)定地制造高精度旋轉(zhuǎn)變壓器的成本也很高。盡管旋轉(zhuǎn)變壓器具有多個定子繞組，但均勻纏繞所有銅線非常重要。如果繞組發(fā)生變化，將會影響輸出信號并導(dǎo)致位置檢測精度下降。
近年來，磁傳感器越來越多地被用作旋轉(zhuǎn)變壓器的替代品。磁傳感器有多種類型，但大多數(shù)是利用磁阻效應(yīng)的 MR 傳感器。磁阻效應(yīng)是電阻根據(jù)外部磁場的強(qiáng)度和方向而變化的現(xiàn)象。根據(jù)用途從以下選擇磁傳感器。
-
AMR（各向異性磁阻效應(yīng)）元件
-
GMR（巨磁阻效應(yīng)）元件
-
TMR（隧道磁阻效應(yīng)）元件
磁傳感器的優(yōu)點(diǎn)是可以與旋轉(zhuǎn)軸承集成，并且不需要RDC等信號處理電路。預(yù)計(jì)它會更小、更輕、成本更低。