Ինչպե՞ս է աշխատում փոփոխական դժկամության լուծիչը:

Շարժման վերահսկման և դիրքի զգայության աշխարհում փոփոխական դժկամության լուծիչները կարևոր դեր են խաղում: Այս սենսորները լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերական ավտոմատացման, օդատիեզերական, ռոբոտաշինության և ավտոմոբիլային կիրառություններում՝ իրենց հուսալիության, ճշգրտության և կոշտ միջավայրում գործելու ունակության շնորհիվ: Այն VR լուծիչը հայտնի է էլեկտրամեխանիկական համակարգերում ճշգրիտ դիրքի հետադարձ կապ ապահովելու ունակությամբ:

Այս հոդվածը կտրամադրի փոփոխական դժկամության լուծիչի, դրա աշխատանքի սկզբունքների, կիրառությունների և առավելությունների խորը ուսումնասիրություն: Մենք նաև կհամեմատենք այն այլ տեսակի լուծիչների և կոդավորիչների հետ՝ հասկանալու դրա առավելությունները տարբեր ոլորտներում:

Ի՞նչ է փոփոխական դժկամությունը:

Նախքան փոփոխական դժկամության լուծիչի առանձնահատկությունների մեջ խորանալը, անհրաժեշտ է հասկանալ հենց փոփոխական դժկամության հայեցակարգը:

Դժկամության սահմանում

Դժկամությունը, էլեկտրատեխնիկայում, հակադրությունն է մագնիսական հոսքի հոսքին մագնիսական շղթայում: Այն նման է էլեկտրական շղթայի էլեկտրական դիմադրությանը: Դժկամության բանաձևը (R) հետևյալն է.

R=l/μA

Որտեղ:

• l-ը մագնիսական ճանապարհի երկարությունն է,

• μ-ը նյութի թափանցելիությունն է,

• A-ն ուղու խաչմերուկի տարածքն է:

Փոփոխական դժկամության հայեցակարգ

Փոփոխական դժկամության համակարգում մագնիսական շղթայի դժկամությունը դինամիկ կերպով փոխվում է շարժվող բաղադրիչի (սովորաբար ռոտորի) դիրքի հիման վրա: Դժկամության այս փոփոխությունն օգտագործվում է ազդանշաններ առաջացնելու համար, որոնք տեղեկատվություն են տրամադրում դիրքի կամ արագության մասին:

Ի՞նչ է փոփոխական դժկամության լուծիչը:

Փոփոխական դժկամության լուծիչը (VR լուծիչ) էլեկտրամեխանիկական սենսոր է, որը փոխակերպում է անկյունային դիրքը էլեկտրական ազդանշանների: Այն գործում է փոփոխական մագնիսական դժկամության սկզբունքի հիման վրա, որտեղ ռոտորի և ստատորի հավասարեցումը մոդուլավորում է մագնիսական հոսքը՝ առաջացնելով լարման ազդանշաններ, որոնք կարող են մշակվել անկյունային դիրքը որոշելու համար:

VR լուծիչի հիմնական բաղադրիչները

VR լուծիչը բաղկացած է հետևյալ հիմնական բաղադրիչներից.

• Ստատոր: Պարունակում է մի քանի ոլորուններ, որոնք դասավորված են որոշակի օրինակով:

• Ռոտոր. ատամնավոր կառուցվածք, որը փոխում է մագնիսական դժկամությունը, երբ այն պտտվում է:

• Գրգռման կծիկ. ապահովում է փոփոխական հոսանքի (AC) գրգռման ազդանշան:

• Ելքային ոլորուններ. գրավում են ինդուկտիվ լարման ազդանշանները, որոնք տարբերվում են կախված ռոտորի դիրքից:

Համեմատություն այլ լուծիչների հետ

Feature	Variable Reluctance Resolver	Brushless Resolver	Optical Encoder
Գործառնական սկզբունք	Մագնիսական դժկամությունը փոխվում է	Տրանսֆորմատորային միացում	Լույսի ընդհատում
Երկարակեցություն	Բարձր (առանց խոզանակների)	Բարձր	Ստորին (զգայուն փոշու նկատմամբ)
Ճշգրտություն	Միջինից բարձր	Բարձր	Շատ բարձր
Շրջակա միջավայրի դիմադրություն	Գերազանց	Գերազանց	Չափավոր
Արժեքը	Չափավոր	Ավելի բարձր	Տատանվում է

Ինչպե՞ս է աշխատում փոփոխական դժկամության լուծիչը:

Փոփոխական դժկամության լուծիչը գործում է՝ հայտնաբերելով մագնիսական դժկամության փոփոխությունները, երբ ռոտորը շարժվում է: Ահա դրա աշխատանքի սկզբունքի քայլ առ քայլ բաժանումը.

1. Գրգռման ազդանշանի ստեղծում

Ստատորի առաջնային ոլորուն վրա կիրառվում է փոփոխական հոսանքի (AC) գրգռման ազդանշան: Այս AC ազդանշանը համակարգում առաջացնում է տատանվող մագնիսական դաշտ:

2. Մագնիսական հոսքի փոփոխություն

Երբ ռոտորը պտտվում է, նրա ատամնավոր կառուցվածքը փոխում է մագնիսական հոսքի ուղին: Երբ ռոտորի ատամները համընկնում են ստատորի բևեռների հետ, դժկամությունը նվազագույնի է հասցվում, ինչը հանգեցնում է ավելի ուժեղ մագնիսական միացման: Ընդհակառակը, երբ սխալ դասավորվում է, դժկամությունը մեծանում է՝ թուլացնելով զուգավորումը:

3. Ինդուկտիվ լարումը երկրորդական ոլորուններում

Տարբեր մագնիսական հոսքը լարում է առաջացնում երկրորդային ելքային ոլորուններում: Այս ազդանշանների ամպլիտուդը կախված է ռոտորի դիրքից: Վերլուծելով այս ազդանշանները՝ բարձր ճշգրտությամբ կարելի է որոշել ռոտորի անկյունային դիրքը։

4. Ազդանշանների մշակում

Ինդուկացված լարման ալիքային ձևերը մշակվում են դեմոդուլյացիայի սխեմաների կամ թվային ազդանշանի պրոցեսորների միջոցով՝ դիրքի մասին տեղեկատվություն հանելու համար: Արդյունքը սովորաբար սինուսային և կոսինուսային ազդանշանների տեսքով է, ինչը հնարավորություն է տալիս ճշգրիտ անկյունային հաշվարկներ կատարել:

Մաթեմատիկական ներկայացում

V ելքային լարումները _s և V _c կարող են արտահայտվել հետևյալ կերպ.

V _s=V _m sin(θ)

V _c = V _m cos(θ)

Որտեղ:

• V _m-ը  առավելագույն լարումն է,

• θ- ը ռոտորի անկյունն է:

Այս ազդանշանների հարաբերակցությունը հաշվելով՝ ճշգրիտ անկյունային դիրքը կարելի է որոշել՝ օգտագործելով հակադարձ շոշափող ֆունկցիան.

θ=թան ⁻¹ (V _s/V _գ )

Փոփոխական դժկամության լուծիչի կիրառություններ

VR լուծիչը լայնորեն օգտագործվում է տարբեր բարձր ճշգրտության ծրագրերում իր ամրության և հուսալիության շնորհիվ: Որոշ հիմնական հավելվածները ներառում են.

1. Օդատիեզերք և պաշտպանություն

• Օգտագործվում է օդանավերի կառավարման համակարգերում՝ կառավարման մակերեսների ճշգրիտ դիրքավորման համար:

• Ինտեգրված է հրթիռների ուղղորդման համակարգերում՝ հետագիծը ճշգրիտ վերահսկելու համար:

• Աշխատում է ռազմական կարգի նավիգացիոն համակարգերում։

2. Արդյունաբերական ավտոմատացում

• Օգտագործվում է ռոբոտային զենքերում՝ շարժման ճշգրիտ վերահսկման համար:

• Ինտեգրված է CNC մեքենաներում՝ գործիքների ճշգրիտ դիրքավորման համար:

• Կիրառվում է կոնվեյերային համակարգերում արագության և դիրքի հետադարձ կապի համար:

3. Ավտոմոբիլային արդյունաբերություն

• Անհրաժեշտ է էլեկտրական ղեկի (EPS) համակարգերի համար:

• Օգտագործվում է հիբրիդային և էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում՝ շարժիչի դիրքորոշման համար:

• Ինտեգրված է հակաբլոկային արգելակման համակարգերում (ABS)՝ անիվի արագության հայտնաբերման համար:

4. Վերականգնվող էներգիա

• Օգտագործվում է հողմային տուրբիններում՝ ռոտորի դիրքի հայտնաբերման համար:

• Կիրառվում է արևային հետևման համակարգերում՝ վահանակի կողմնորոշման վերահսկման համար:

5. Բժշկական սարքավորումներ

• Օգտագործվում է MRI մեքենաներում՝ շարժման ճշգրիտ վերահսկման համար:

• Ինտեգրված է ռոբոտային վիրաբուժական համակարգերում՝ բարձր ճշգրտության համար:

VR Resolver-ի առավելությունները այլ սենսորների նկատմամբ

VR	Resolver	Optical Encoder	Hall Effect Sensor
Երկարակեցություն	Բարձր	Ցածր	Չափավոր
Ջերմաստիճանի դիմադրություն	Գերազանց	Խեղճ	Չափավոր
Էլեկտրամագնիսական միջամտության դիմադրություն	Բարձր	Ցածր	Չափավոր
Ճշգրտություն	Բարձր	Շատ բարձր	Ցածր

Եզրափակում

Այն Փոփոխական դժկամության լուծիչը կարևոր բաղադրիչ է ժամանակակից շարժման վերահսկման և դիրքի ընկալման հավելվածներում: Ծայրահեղ միջավայրերում աշխատելու, էլեկտրամագնիսական միջամտությանը դիմակայելու և դիրքի ճշգրիտ հետադարձ կապ ապահովելու կարողությունը այն դարձնում է իդեալական ընտրություն այնպիսի ոլորտների համար, ինչպիսիք են օդատիեզերական, ավտոմոբիլային և արդյունաբերական ավտոմատացումը:

Համեմատ օպտիկական կոդավորիչների և դիրքի այլ սենսորների հետ՝ VR լուծիչներն առաջարկում են բարձր ամրություն և հուսալիություն՝ դրանք անփոխարինելի դարձնելով կարևորագույն ծրագրերում: Տեխնոլոգիաների առաջընթացի հետ մենք կարող ենք ակնկալել հետագա բարելավումներ լուծիչների նախագծման մեջ, բարելավելով դրանց արդյունավետությունը և ընդլայնելով դրանց օգտագործումը զարգացող արդյունաբերություններում, ինչպիսիք են էլեկտրական մեքենաները և վերականգնվող էներգիայի համակարգերը:

ՀՏՀ-ներ

1. Ո՞րն է փոփոխական դժկամության լուծիչի հիմնական առավելությունը:

Փոփոխական դժկամության լուծիչի հիմնական առավելությունը նրա ամրությունն ու հուսալիությունն է կոշտ միջավայրում: Ի տարբերություն օպտիկական կոդավորիչների, այն դիմացկուն է փոշու, ջերմաստիճանի տատանումների և էլեկտրամագնիսական միջամտությունների նկատմամբ:

2. Ինչպե՞ս է VR լուծիչը համեմատվում օպտիկական կոդավորչի հետ:

VR լուծիչը ավելի ամուր է և կարող է աշխատել ծայրահեղ պայմաններում, մինչդեռ օպտիկական կոդավորիչը ապահովում է ավելի բարձր լուծաչափ և ճշգրտություն, բայց ավելի զգայուն է շրջակա միջավայրի գործոնների նկատմամբ:

3. Կարո՞ղ են արդյոք VR լուծիչները օգտագործվել էլեկտրական մեքենաներում:

Այո, VR լուծիչները սովորաբար օգտագործվում են էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում՝ շարժիչի դիրքի հայտնաբերման համար՝ ապահովելով էլեկտրական ուժային ագրեգատների արդյունավետ և ճշգրիտ կառավարումը:

4. Որո՞նք են VR լուծիչի սահմանափակումները:

Չնայած VR լուծիչներն առաջարկում են գերազանց ամրություն, դրանք կարող են ունենալ ավելի ցածր լուծաչափ՝ համեմատած բարձրակարգ օպտիկական կոդավորիչների հետ և պահանջել լրացուցիչ ազդանշանի մշակում՝ դիրքի ճշգրիտ հայտնաբերման համար:

5. Ինչո՞վ է տարբերվում VR լուծիչը ինդուկտիվ լուծիչից:

VR լուծիչը գործում է մագնիսական դժկամության փոփոխության հիման վրա, մինչդեռ ինդուկտիվ լուծիչը հենվում է ոլորունների միջև տրանսֆորմատորի միացման վրա: Ինդուկտիվ լուծիչները սովորաբար առաջարկում են ավելի բարձր ճշգրտություն, բայց ավելի բարձր գնով: