حل کننده عدم تمایل متغیر چگونه کار می کند؟

در دنیای کنترل حرکت و سنجش موقعیت ، حل کننده های عدم تمایل متغیر نقش مهمی دارند. این سنسورها به دلیل قابلیت اطمینان ، دقت و توانایی عملکرد در محیط های سخت ، به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی ، هوافضا ، روباتیک و کاربردهای خودرو استفاده می شوند. در VR Resolver به دلیل توانایی خود در ارائه بازخورد دقیق موقعیت در سیستم های الکترومکانیکی شناخته شده است.

در این مقاله اکتشافی عمیق از حل کننده عدم تمایل متغیر ، اصول کار ، برنامه ها و مزایای آن ارائه می شود. ما همچنین آن را با انواع دیگر حل کننده ها و رمزگذارها مقایسه خواهیم کرد تا مزایای آن در صنایع مختلف را درک کنیم.

عدم تمایل متغیر چیست؟

قبل از غواصی به مشخصات یک حل کننده عدم تمایل متغیر ، درک مفهوم عدم تمایل متغیر ضروری است.

تعریف عدم تمایل

عدم تمایل ، در مهندسی برق ، مخالفت با جریان شار مغناطیسی در یک مدار مغناطیسی است. در یک مدار الکتریکی مشابه مقاومت الکتریکی است. فرمول عدم تمایل (R):

r = l/μA

کجا:

• l طول مسیر مغناطیسی است ،

• μ نفوذپذیری مواد است ،

• A سطح مقطعی مسیر است.

مفهوم عدم تمایل متغیر

در یک سیستم عدم تمایل متغیر ، عدم تمایل مدار مغناطیسی بر اساس موقعیت یک مؤلفه متحرک (به طور معمول یک روتور) به صورت پویا تغییر می کند. این تغییر در عدم تمایل برای تولید سیگنالهایی که اطلاعاتی در مورد موقعیت یا سرعت ارائه می دهند استفاده می شود.

حل کننده عدم تمایل متغیر چیست؟

یک حل کننده عدم تمایل متغیر (VR Resolver) یک سنسور الکترومکانیکی است که موقعیت زاویه ای را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. این کار بر اساس اصل عدم تمایل مغناطیسی متغیر عمل می کند ، جایی که تراز یک روتور و استاتور شار مغناطیسی را تعدیل می کند و سیگنال های ولتاژ را القا می کند که می توانند برای تعیین موقعیت زاویه ای پردازش شوند.

اجزای اصلی یک حل کننده VR

یک حل کننده VR از مؤلفه های اصلی زیر تشکیل شده است:

• استاتور: حاوی چندین سیم پیچ که در یک الگوی خاص مرتب شده اند.

• روتور: یک ساختار دندانه دار که با چرخش ، عدم تمایل مغناطیسی را تغییر می دهد.

• سیم پیچ تحریک: سیگنال تحریک جریان متناوب (AC) را فراهم می کند.

• سیم پیچ خروجی: سیگنال های ولتاژ ناشی از آن را ضبط کنید ، که بسته به موقعیت روتور متفاوت است.

مقایسه با سایر حل کننده ها

حل کننده عدم تمایل متغیر چگونه کار می کند؟

یک حل کننده عدم تمایل متغیر با تشخیص تغییر در عدم تمایل مغناطیسی با حرکت روتور عمل می کند. در اینجا یک گام به گام از اصل کار آن آورده شده است:

1. تولید سیگنال تحریک

یک سیگنال تحریک جریان متناوب (AC) برای سیم پیچ اولیه استاتور اعمال می شود. این سیگنال AC یک میدان مغناطیسی نوسان در سیستم ایجاد می کند.

2. تغییر شار مغناطیسی

با چرخش روتور ، ساختار دندانه دار آن مسیر شار مغناطیسی را تغییر می دهد. هنگامی که دندانهای روتور با قطب های استاتور تراز می شوند ، عدم تمایل به حداقل می رسد و منجر به اتصال مغناطیسی قوی تر می شود. برعکس ، هنگامی که سوء استفاده می شود ، عدم تمایل افزایش می یابد ، تضعیف جفت می شود.

3. ولتاژ ناشی از سیم پیچ های ثانویه

شار مغناطیسی متفاوت باعث ایجاد ولتاژ در سیم پیچ های خروجی ثانویه می شود. دامنه این سیگنال ها به موقعیت روتور بستگی دارد. با تجزیه و تحلیل این سیگنال ها ، موقعیت زاویه ای روتور را می توان با دقت بالا تعیین کرد.

4. پردازش سیگنال

شکل های موج ولتاژ ناشی از آن با استفاده از مدارهای تخریب یا پردازنده های سیگنال دیجیتال برای استخراج اطلاعات موقعیت پردازش می شوند. خروجی به طور معمول به شکل سیگنال های سینوسی و کسین است و محاسبات دقیق زاویه ای را امکان پذیر می کند.

بازنمایی ریاضی

ولتاژهای خروجی V _s و V _{C را} می توان به صورت زیر بیان کرد:

v _s= v _m sin (θ)

v _c = v _m cos (θ)

کجا:

• V _M  حداکثر ولتاژ است ،

• θ زاویه روتور است.

با محاسبه نسبت این سیگنال ها ، موقعیت زاویه ای دقیق را می توان با استفاده از عملکرد مماس معکوس تعیین کرد:

θ = برنزه ⁻¹ (v _s/v _c )

برنامه های حل کننده عدم تمایل متغیر

VR Resolver به دلیل استحکام و قابلیت اطمینان ، در برنامه های مختلف با دقت بالا مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از برنامه های اصلی عبارتند از:

1. هوافضا و دفاع

• در سیستم های کنترل هواپیما برای موقعیت یابی دقیق سطوح کنترل استفاده می شود.

• برای کنترل دقیق مسیر در سیستم های راهنمایی موشکی ادغام شده است.

• شاغل در سیستم های ناوبری درجه نظامی.

2. اتوماسیون صنعتی

• برای کنترل دقیق حرکت در سلاح های روباتیک استفاده می شود.

• برای موقعیت یابی دقیق ابزار در دستگاه های CNC ادغام شده است.

• برای بازخورد سرعت و موقعیت در سیستم های کمربند نوار نقاله اعمال می شود.

3 صنعت خودرو

• برای سیستم های فرمان برقی (EPS) ضروری است.

• در وسایل نقلیه ترکیبی و برقی برای سنجش موقعیت حرکتی استفاده می شود.

• برای تشخیص سرعت چرخ در سیستم های ترمز ضد قفل (ABS) ادغام شده است.

4. انرژی تجدید پذیر

• در توربین های بادی برای سنجش موقعیت روتور استفاده می شود.

• در سیستم های ردیابی خورشیدی برای کنترل جهت گیری پانل اعمال می شود.

5 تجهیزات پزشکی

• در دستگاه های MRI برای کنترل حرکت دقیق استفاده می شود.

• برای دقت در سیستم های جراحی روباتیک ادغام شده است.

مزایای حل کننده VR نسبت به سایر سنسورها

پایان

در حل کننده عدم تمایل متغیر یک مؤلفه مهم در برنامه های کنترل حرکت مدرن و برنامه های سنجش موقعیت است. توانایی آن در کار در محیط های شدید ، مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی و ارائه بازخورد دقیق موقعیت ، آن را به یک انتخاب ایده آل برای صنایعی مانند هوافضا ، خودرو و اتوماسیون صنعتی تبدیل می کند.

در مقایسه با رمزگذارهای نوری و سایر سنسورهای موقعیت ، وضوح VR دوام و قابلیت اطمینان برتر را ارائه می دهد و آنها را در برنامه های مهم ضروری می کند. با پیشرفت فناوری ، ما می توانیم انتظار داشته باشیم که پیشرفت های بیشتری در طراحی حل کننده ، افزایش عملکرد آنها و گسترش استفاده از آنها در صنایع نوظهور مانند وسایل نقلیه برقی و سیستم های انرژی تجدید پذیر داشته باشیم.

متداول

1. مزیت اصلی یک حل کننده عدم تمایل متغیر چیست؟

مهمترین مزیت یک حل کننده عدم تمایل متغیر ، دوام و قابلیت اطمینان آن در محیط های سخت است. بر خلاف رمزگذارهای نوری ، در برابر گرد و غبار ، تغییرات دما و تداخل الکترومغناطیسی مقاوم است.

2. چگونه یک حل کننده VR با یک رمزگذار نوری مقایسه می کند؟

VR Resolver قوی تر است و می تواند در شرایط شدید کار کند ، در حالی که یک رمزگذار نوری وضوح و دقت بالاتری را ارائه می دهد اما نسبت به عوامل محیطی حساس تر است.

3. آیا می توان VR را در وسایل نقلیه برقی استفاده کرد؟

بله ، وضوح VR معمولاً در وسایل نقلیه برقی برای سنجش موقعیت حرکتی مورد استفاده قرار می گیرد و از کنترل کارآمد و دقیق پیشرانه های برقی اطمینان می یابد.

4. محدودیت های VR Resolver چیست؟

در حالی که حل کننده های VR دوام بسیار خوبی را ارائه می دهند ، ممکن است در مقایسه با رمزگذارهای نوری با سطح بالا وضوح کمتری داشته باشند و برای تشخیص دقیق موقعیت نیاز به پردازش سیگنال اضافی دارند.

5. چگونه یک VR Resolver با یک وضوح القایی متفاوت است؟

یک حل کننده VR بر اساس تغییر در عدم تمایل مغناطیسی عمل می کند ، در حالی که یک حل کننده القایی به اتصال ترانسفورماتور بین سیم پیچ ها متکی است. حل کننده های استقرا به طور کلی دقت بالاتری را ارائه می دهند اما با هزینه بالاتر.