Тікелей жетекті қозғалтқыштар мен ықшам робототехникаға ауысу осьтік ұзындықты қоспай, қатал ортада жұмыс істей алатын бұрыштық позиция сенсорларын қажет етеді. Дәстүрлі орналастырылған кодтаушылар жиі шамадан тыс механикалық көлемді енгізеді. Олар сондай-ақ мойынтіректердің табиғи тозуынан зардап шегеді және елеулі термиялық шектеулерге тап болады. Бұл шектеулер жоғары талап ететін қолданбаларда жүйенің сенімділігін бұзады. Жақтаусыз бір жылдамдықты шешушілер сенімді, талғампаз шешім ұсынады. Олар толық 360 градустық айналу кезінде табиғи абсолютті позиция деректерін береді. Инженерлер оларды тікелей мотор жинағына біріктіре алады. Бұл тәсіл стандартталған 20 өлшемді пішін факторында максималды сенімділікті қамтамасыз етеді. Бұл мақала техникалық бағалау негізі ретінде қызмет етеді. Біз инженерлер мен жүйелік сәулетшілерге осы компоненттерді бағалау үшін қажетті құралдарды береміз. Сіз бұл сенсорларды қалай тиімді таңдауға және көрсетуге болатынын білесіз. Механикалық іздерді, қоршаған ортаға төзімділікті және сигналды күйге келтіру талаптарын түсіну арқылы сіз келесі кеңістік шектеулі қолданбаңызды оңтайландыра аласыз.
Негізгі қорытындылар
Форма факторының артықшылығы: өлшемі 20 (шамамен 2,0 дюйм / 50,8 мм OD) жақтаусыз конструкциялар мойынтіректерді және корпустарды жояды, жалпы мотор ізі мен механикалық сәйкестік мәселелерін азайтады.
Абсолютті позиция жергілікті: бір жылдамдықты (1X) конфигурациялары күрделі іздеу режимдерін қажет етпестен бір механикалық айналым ішінде абсолютті позиция кері байланысын қамтамасыз етеді.
Қоршаған ортаның төзімділігі: Индуктивті трансформатор негізіндегі жұмыс соққыға, дірілге, шаңға және температураның шектен тыс ауытқуларына жоғары төзімділікті қамтамасыз етеді.
Интеграциялық айырбастар: Оңтайлы дәлдікке қол жеткізу үшін ротордан статорға монтаждау концентрлілігін қатаң бақылау және шешушіден сандық түрлендіргішпен (RDC) дұрыс жұптастыру қажет.
Неліктен ықшам қозғалтқыштар үшін бір жылдамдықты өлшемді 20 сериялы жақтаусыз резолверді көрсетіңіз?
Механикалық із және өнімділік
Қазіргі сервомоторлар жоғары оңтайландырылған механикалық конверттерді талап етеді. Өлшем 20 пішін факторында шамамен 2,0 дюйм (50,8 мм) сыртқы диаметрі бар. Бұл ерекше өлшем орта моменттегі сервомоторлар үшін өнеркәсіптің тәтті нүктесі ретінде қызмет етеді. Ол қатаң кеңістіктік шектеулерге қарсы күшті сигнал жасау үшін жеткілікті магниттік ядроның көлемін теңестіреді. Сіз көрсеткен кезде a Frameless Resolver Single Speed Size 20 Series , сіз жаһандық мойындалған стандартты пайдаланасыз. Роботтық қосылғыш жетектері мен аэроғарыштық гимбалдар бұл өлшемнен үлкен пайда көреді. Компоненттер қозғалтқыш білігінің стандартты диаметрлеріне тамаша сәйкес келеді, сонымен бірге сыртқы статор корпусын өте ықшам ұстайды.
Бір жылдамдықты (1X) құндылық ұсынысы
Бір жылдамдықты шешушілер электрлік дәрежелер мен механикалық дәрежелер арасында тікелей 1:1 қатынасын қамтамасыз етеді. Бір толық механикалық айналу дәл бір толық электрлік синустық толқын циклін тудырады. Бұл конфигурация қуат қосылған кезде абсолютті позицияны бірден оқуға кепілдік береді. Жүйе ротордың дәл бұрышын сіз қуат берген миллисекундта біледі. Күрделі үйге бару процедуралары мүлдем қажетсіз болады. Қауіпсіздік тұрғысынан маңызды жүйелер бұл лезде кері байланысты қажет етеді. Мысалы, электронды рульдік басқару (EPS) және хирургиялық роботтық қолдар іске қосу кезінде соқыр қозғалыстарды қамтамасыз ете алмайды. Бір жылдамдықты қондырғылар осы маңызды қауіпсіздік мүмкіндігіне көп жылдамдықты нұсқалардың бөлінген ажыратымдылығына басымдық береді.
'Жақтаусыз' (қуыс білік) архитектурасы
Орнатылған сенсорлар ішкі мойынтіректерді және арнайы біліктерді қамтиды. Рамасыз архитектуралар ротор мен статорды тәуелсіз компоненттерге бөледі. Роторды тікелей негізгі қозғалтқыш білігіне орнатасыз. Сіз статорды тікелей қозғалтқыш корпусына қысыңыз. Бұл қуыс білік дизайны үлкен механикалық артықшылықтар береді. Ол икемді муфталардың қажеттілігін жояды. Икемді муфталар басқару контурына кері соққы мен гистерезис әкеледі. Оларды жою жүйенің резонанс жиілігін айтарлықтай жақсартады. Сонымен қатар, жақтаусыз дизайн жалпы айналу массасын азайтады. Төменгі инерция тікелей қозғалтқышты жылдамдатуға және жоғары динамикалық жауапқа айналдырады.
20 өлшемді жақтаусыз резолюторларға арналған негізгі бағалау өлшемдері
Дәлдік және түрлендіру коэффициенті
Электрлік қатені бағалау сенсорды сипаттаудың негізгі міндеті болып қала береді. Өндірушілер әдетте резолютордың дәлдігін доға минуттарымен өлшейді. 20 өлшемді стандартты құрылғы жиі ±10-дан ±20 доғалық минутқа дейінгі электр қателігіне жетеді. Трансформация коэффициенті тағы бір маңызды көрсеткіш болып табылады. Ол шығыс кернеуінің кіріс қоздыру кернеуіне қатынасын білдіреді. Көптеген өнеркәсіптік резолюторлар 0,5 түрлендіру коэффициентін пайдаланады. Сигналдың үзілуін немесе нашар сигнал-шу қатынасын болдырмау үшін бұл қатынас таңдалған қоздыру тізбегіне тамаша сәйкес келуін қамтамасыз етуіңіз керек.
Қоршаған ортаның техникалық сипаттамалары
Резолюторлар қатал ортада үстемдік етеді, өйткені олар толығымен индуктивті электромагниттік байланысқа сүйенеді. Оларда сезімтал оптикалық шыны немесе сезімтал электронды чиптер жоқ. Жұмыс температурасының диапазоны әдеттегідей -55°C-тан +155°C-қа дейін созылады. Кейбір мамандандырылған аэроғарыштық нұсқалар +200°C-тан асады. Сонымен қатар, шешушілер электромагниттік кедергілерге (EMI) ерекше иммунитет береді. Мотор корпустары импульстік ені модуляциясының (PWM) ауысуына байланысты қарқынды EMI жасайды. Синус пен косинус сигналдарының дифференциалды табиғаты жалпы режимдегі шуды тиімді түрде жояды.
Қозу жиілігі және кернеуі
Резолютор айналмалы трансформатор ретінде әрекет етеді. Ол үшін оның бастапқы орамасына қолданылатын жоғары жиілікті айнымалы ток қоздыру сигналы қажет. Әдеттегі қозу жиіліктері 4 кГц-тен 10 кГц-ке дейін ауытқиды. Сіз шешушінің бастапқы орама талаптарын шешуші-сандық түрлендіргіштің (RDC) мүмкіндіктеріне сәйкестендіруіңіз керек. Сәйкес келмейтін жиіліктер ауыр фазалық ығысуларды тудырады. Олар сондай-ақ қажетсіз жылуды тудыратын шамадан тыс ток тартады. Қозу параметрлерін дұрыс баптау фазалық кідірісті азайтады және аналогты-сандық түрлендірудің жоғары дәлдігін қамтамасыз етеді.
Ротор инерциясы және салмағы
Тура жетекті қозғалтқыштар ротордың минималды инерциясын қажет етеді. Резолютордың ротор массасының әсерін бағалау өте маңызды. 20 өлшемді жақтаусыз ротордың салмағы әдетте негізгі қозғалтқыш арматурасымен салыстырғанда өте аз. Дегенмен, таңдау және орналастыру роботтары сияқты жоғары динамикалық қолданбаларда әрбір грамм маңызды. Жақтаусыз дизайн массаны айналу осіне жақын жерде сақтайды. Бұл геометрия қосымша инерция моментін азайтады.
Бағалау параметрлері Жиынтық кесте
| параметрі |
Типтік өлшем 20 Ауқым |
Инженерлік әсер |
| Дәлдік |
±10 - ±20 доғалы минуттар |
Қолайлы орнату жағдайында максималды абсолютті орналасу қатесін анықтайды. |
| Трансформация коэффициенті |
0,5 ± 10% |
Шығу кернеуінің амплитудасын анықтайды; RDC кіріс кезеңін сәйкестендіру үшін өте маңызды. |
| Жұмыс температурасы |
-55°C - +155°C |
Қозғалтқыштың ыстық орамдарына ақаусыз тікелей біріктіруге мүмкіндік береді. |
| Қозу жиілігі |
4 кГц - 10 кГц |
Фазалық жылжу және басқару циклінің жаңарту жылдамдығына әсер етеді. |
Бір жылдамдықты және көп жылдамдықты және балама орын сенсорлары
Бір жылдамдықты және көп жылдамдықты шешушілер
Бір жылдамдықты және көп жылдамдықты шешуші арасындағы негізгі айырбас абсолютті орналасу мен соңғы дәлдікке айналады. Көп жылдамдықты шешушілер бірнеше полюс жұптарын пайдаланады. Олар бір механикалық айналымда бірнеше электрлік циклдар жасайды. Бұл тиімді ажыратымдылықты көбейтеді және механикалық қате әсерлерін азайтады. Дегенмен, көп жылдамдықты қондырғылар бір айналымның абсолютті орналасу мүмкіндігін жоғалтады. Жүйе екінші реттік дөрекі сенсорсыз қуат қосқан кезде қай полюс жұбын оқитынын ажырата алмайды. Бір жылдамдықты архитектуралар доғалық минуттық дәлдікке қарағанда дереу, абсолютті іске қосу деректеріне басымдық береді.
Баламалы орын сенсорларының салыстыру диаграммасы
Инженерлер дизайн таңдауларын растау үшін балама технологияларды бағалауы керек. Төмендегі диаграмма жақтаусыз шешушілер бәсекелес шешімдермен қалай салыстырылады.
| Сенсор түрі |
Күшті жақтары |
Әлсіз жақтары |
Ең жақсы сәйкестік қолданбасы |
| Бір жылдамдықты шешуші |
Абсолютті 360° позиция, өте төзімділік, кең температура диапазоны. |
RDC чипі оптикалықпен салыстырғанда орташа дәлдікті талап етеді. |
Қауіпсіздік маңызды қозғалтқыштар, аэроғарыштық, ауыр өнеркәсіптік робототехника. |
| Көп жылдамдықты шешуші |
Жоғары дәлдік, бірдей экологиялық төзімділік. |
360° бойынша абсолютті іске қосу орны жоқ. |
Жоғары дәлдіктегі CNC шпиндельдері, үздіксіз айналу жүйелері. |
| Оптикалық кодтаушы |
Ерекше ажыратымдылық, жергілікті сандық шығыс, нөлдік RDC кідірісі. |
Қатты дірілде, майда, шаңда және қатты ыстықта сәтсіздікке ұшырайды. |
Таза бөлмені автоматтандыру, зертханалық жабдықтар. |
| Магниттік IC |
Құрамдас бөлігінің өте төмен бағасы, өте аз физикалық ізі. |
Сыртқы магниттік кедергілермен, температураның ауытқуымен күреседі. |
Тұрмыстық электроника, жеңіл автокөлік жетектері. |
Оптикалық кодерлерге қарсы шешушілер
Резолюторлар ауыр дірілден, майдан және шаңнан еш қиындықсыз аман қалады. Оптикалық кодтаушылар нәзік шыны немесе пластик дискілерді пайдаланады. Ластаушы заттар оптикалық жолдарды оңай бітеп тастап, апатты сигналдың жоғалуына әкеледі. Қатты соққылар оптикалық компоненттерді бұзуы мүмкін. Керісінше, оптикалық кодерлер анағұрлым жоғары сандық ажыратымдылықты қамтамасыз етеді. Олар RDC өңдеу кідірісін жоя отырып, цифрлық импульстарды тікелей шығарады. Қоршаған ортаның өмір сүруі бір революцияға миллиондаған санау қажеттілігінен асып кетсе, сіз шешуші құралдарды таңдайсыз.
Магниттік позиция IC-ге қарсы резольверлер
40 центтік Холл эффектісі IC сияқты қымбат емес магниттік сенсорлар төмен деңгейлі қолданбаларда басым болады. Олар тұрмыстық техникаға тамаша сай келеді. Дегенмен, индуктивті шешушілер теңдесі жоқ құрылымдық қаттылықты қамтамасыз етеді. Олар жоғары температура тұрақтылығын ұсынады, өйткені олардың мыс орамдары болжамды түрде жылжиды. Өнеркәсіптік және автомобильдік сәйкестік стандарттары көбінесе терең резервтеуді қажет етеді. Резолюерлер ISO 26262 сияқты қатаң қауіпсіздік сертификаттарынан өту үшін қажетті берік физикалық негізді қамтамасыз етеді.
Механикалық интеграция және сигналдарды кондициялауды қарастыру
Монтаждау төзімділіктері және эксцентристік
Жақтаусыз конструкциялар мойынтіректерді туралау ауыртпалығын толығымен пайдаланушыға береді. Бұл ең маңызды интеграциялық тәуекелді білдіреді. Статордың концентрлілігі және ротордың ағуы жүйенің соңғы дәлдігін тікелей анықтайды. Роторды орталықтан тыс орнатсаңыз, циклдік дәлдік ауытқуларын жасайсыз. Инженерлер бұларды революцияға бір рет болатын қателер деп атайды.
Бұл тәуекелді азайту үшін қозғалтқыш білігі мен корпусында өңдеуге қатаң рұқсат ету керек. Роторды орнату беті үшін жалпы индикаторды оқу (TIR) әдетте 0,025 мм-ден төмен болуы керек. Біліктің дәлдігімен тегістеу шешуші ротордың статорға қатысты дұрыс айналуын қамтамасыз етеді.
Резолютордан цифрлық түрлендіру (RDC)
Резолюторлар аналогтық синус пен косинус сигналдарын шығарады. Микроконтроллеріңіз сандық бұрыш деректерін қажет етеді. RDC чипі бұл олқылықты толтырады. RDC бұл сигналдарды динамикалық түрлендіру үшін фазалық құлыпталған циклды (PLL) бақылау алгоритмін пайдаланады.
Сіз PLL бақылау жылдамдығын мұқият бағалауыңыз керек. RDC сигналдың нашарлауынсыз қозғалтқышыңыздың максималды жұмыс айналуын басқара алатынына көз жеткізіңіз. Қозғалтқыш PLL бақылай алатындан жылдамырақ болса, жүйе позиция деректерін жоғалтады. Қозу сигналы мен шығыстар арасындағы фазалық ығысуды басқару да маңызды.
Сигнал тұтастығына арналған үздік тәжірибелер
Айналдырғыш кабельдерді мотор фазасының қуат сымдарынан физикалық мүмкіндігінше алысқа бағыттаңыз.
Синус, косинус және қоздыру желілері үшін қатты қорғалған, бұралған жұп кабельдерді пайдаланыңыз.
Жерге тұйықталулардың алдын алу үшін кабель қалқанын тек бір ұшынан жерге қосыңыз.
Жоғары жиілікті PWM коммутация шуын қабылдамау үшін бағдарламалық құралды сүзуді жүзеге асырыңыз.
Калибрлеу шындықтары
Статикалық механикалық монтаждау ауытқулары өңдеу дәлдігіне қарамастан әрқашан болады. Бағдарламалық қателерді салыстыру дәлдігі жоғары қолданбалар үшін қажеттілікке айналады. Соңғы құрастыру кезінде контроллер қозғалтқышты баяу айналдырады. Ол шешуші шығысын жазады және оны уақытша бекітілген жоғары дәлдіктегі анықтамалық кодтауышпен салыстырады. Жүйе қателерді өтеу кестесін жасайды. Микроконтроллер нақты уақытта циклдік ауытқуларды түзету үшін осы кестені пайдаланады.
Қысқа тізім бойынша нұсқаулық: Өлшемі 20 шешімді қолданбаңызға сәйкестендіру
Тиісті компонентті таңдау құрылымдық тәсілді қажет етеді. Жақтаусыз сенсорды бағалау және көрсету үшін келесі қадамдарды пайдаланыңыз.
Сәттілік критерийлерін анықтау: Іске қосу кезіндегі абсолютті позиция қауіпсіздіктің қатаң талабы екенін анықтаңыз. Жүйе оянған кезде өз орнын бірден білуі керек болса, сіз бір жылдамдықты конфигурацияға міндеттейсіз. Доға минуттарымен рұқсат етілген ең үлкен электр қатесін құжаттаңыз.
Механикалық сәйкестігін тексеріңіз: қозғалтқыш білігінің диаметрін ротордың ішкі саңылау опцияларымен салыстырыңыз. Статор корпусының кеңістігін стандартты өлшем 20 механикалық сызбаларға сәйкес қарап шығыңыз. Орамның соңғы бұрылыстарын орналастыру үшін жеткілікті осьтік тереңдік бар екеніне көз жеткізіңіз.
Жеткізу тізбегін талдаңыз: құрамдастардың қадағалануы негізінде өндірушілерді бағалаңыз. Бір бірлік үшін автоматтандырылған қателерді салыстыру есептері сияқты сынақ құжаттамасын сұраңыз. Таңдамалы орам конфигурацияларымен салыстырғанда стандартты дайын қондырғылардың жеткізу уақытын түсініңіз.
Тұжырымдаманы дәлелдеу қадамдарын орындаңыз: түпкілікті интеграцияға бірден өтпеңіз. Алдымен бағалау жинақтарын сатып алыңыз. 20 өлшемді шешу құралын оңтайландырылған RDC тақтасымен біріктіріңіз. Модельденген жүктеме және температура жағдайында сынақ стендінде дәлдік талаптарын растаңыз.
Қорытынды
Жақтаусыз бір жылдамдықты 20 өлшемді шешуші абсолютті позицияны бақылау үшін жоғары сенімді шешім ұсынады. Олар механикалық түрде тікелей хост құрылымына біріктіріліп, дәстүрлі сенсорлар істен шыққан кешірілмейтін орталарда өркендейді. Өлшем 20 пішін факторын қолдану арқылы инженерлер ықшам өлшем мен берік магниттік өнімділіктің тамаша теңгеріміне ие болады.
Сіздің соңғы шешіміңіз механикалық мүмкіндіктерге байланысты. Инженерлік топ қатаң механикалық монтаждау рұқсаттарын сақтауы керек. Сондай-ақ сенсордың толық әлеуетін шығару үшін сигналды аналогты-сандық түрлендіруді дұрыс өңдеу керек. Сәттілік ротордың эксцентриктілігіне және RDC фазасының туралануына мұқият назар аударуды талап етеді.
Дизайныңызды жақсарту үшін дереу әрекет жасаңыз. Мотор жинағындағы кеңістіктік шектеулерді тексеру үшін өндірушілерден 3D CAD үлгілерін жүктеп алыңыз. Трансформация коэффициенттерін қолданыстағы драйвер аппараттық құралына тамаша сәйкестендіру үшін техникалық жеткізушілермен кеңесіңіз. Дұрыс алдын ала бағалау жоғары жауап беретін, берік тікелей жетекті жүйеге кепілдік береді.
Жиі қойылатын сұрақтар
С: Бір жылдамдықты өлшемді 20 жақтаусыз резолютордың әдеттегі дәлдігі қандай?
A: Стандартты дәлдік әдетте ±10 және ±20 доғалық минуттар аралығында болады. Дегенмен, соңғы жүйе дәлдігі монтаждау дәлдігіне байланысты. Ротордың шамадан тыс ағуы немесе статордың эксцентриктігі осы бастапқы дәлдікті төмендетеді, бұл жағдай деректеріне бір айналымға циклдік қателерді енгізеді.
С: Жақтаусыз резолютордың орналастырылған резолютордан қандай айырмашылығы бар?
Ж: Жақтаусыз резолюторда ішкі мойынтіректері, арнайы білік және сыртқы қорғаныс қабығы жоқ. Ол тек жеке ротор мен статордан тұрады. Бұл өңделмеген құрамдастарды туралау үшін негізгі қозғалтқыштың мойынтіректерін пайдаланып, машинаның механикалық құрылымына тікелей біріктіру керек.
С: Бір жылдамдықты шешуші бірнеше айналымды бақылай алады ма?
A: Негізінен ол мүмкін емес. Бір жылдамдықты шешуші бір ғана 360 градустық айналудағы абсолютті позицияны ғана қадағалайды. Білік толық айналымды аяқтағаннан кейін электр сигналы қайталанады. Көп айналымды бақылау толығымен бұрылыстарды жинақтайтын сыртқы контроллердің бағдарламалық құралымен басқарылуы керек.
С: Кабель ұзындығы шешуші сигналдың дәлдігіне әсер ете ме?
A: Иә. Ұзын кабельдер кабельдің жалпы сыйымдылығын және кедергісін арттырады. Бұл қозу сигналы мен синус/косинус шығыстары арасындағы фазалық ығысуды өзгертеді. Дәлдікті сақтау үшін тиісті экрандауды пайдалануыңыз керек және осы нақты фазалық кідірістің орнын толтыру үшін RDC конфигурациялауыңыз керек.
