ตัวแปร Reluctance Resolver ทำงานอย่างไร?

ในโลกของการควบคุมการเคลื่อนไหวและการตรวจจับตำแหน่งตัวแปร Resolvers ตัวแปรมีบทบาทสำคัญ เซ็นเซอร์เหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมการบินและอวกาศหุ่นยนต์และแอพพลิเคชั่นยานยนต์เนื่องจากความน่าเชื่อถือความแม่นยำและความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ที่ VR Resolver เป็นที่รู้จักกันดีในความสามารถในการให้ข้อเสนอแนะตำแหน่งที่แม่นยำในระบบไฟฟ้า

บทความนี้จะให้การสำรวจเชิงลึกของตัวแปร Resolutance Resolver หลักการทำงานแอปพลิเคชันและผลประโยชน์ นอกจากนี้เรายังจะเปรียบเทียบกับผู้แก้ไขและตัวเข้ารหัสประเภทอื่นเพื่อทำความเข้าใจข้อดีของมันในอุตสาหกรรมต่างๆ

ตัวแปรไม่เต็มใจคืออะไร?

ก่อนที่จะดำน้ำเข้าไปในรายละเอียดเฉพาะของตัวแปร Resolutance Resolver มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจแนวคิดของการฝืนใจตัวแปรตัวเอง

คำจำกัดความของการฝืนใจ

การฝืนใจในวิศวกรรมไฟฟ้าคือการต่อต้านการไหลของฟลักซ์แม่เหล็กในวงจรแม่เหล็ก มันคล้ายกับความต้านทานไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า สูตรสำหรับการลังเล (R) คือ:

r = l/μA

ที่ไหน:

• l คือความยาวของเส้นทางแม่เหล็ก

• μ คือการซึมผ่านของวัสดุ

• A คือพื้นที่ตัดขวางของเส้นทาง

แนวคิดการลังเลตัวแปร

ในระบบ Reluctance ตัวแปรความไม่เต็มใจของการเปลี่ยนแปลงวงจรแม่เหล็กการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกตามตำแหน่งของส่วนประกอบที่เคลื่อนไหว (โดยทั่วไปคือโรเตอร์) การเปลี่ยนแปลงในการฝืนใจนี้ใช้เพื่อสร้างสัญญาณที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งหรือความเร็ว

ตัวแปร Resolutance Resolver คืออะไร?

ตัวแปร Reluctance Resolver (VR Resolver) เป็นเซ็นเซอร์ไฟฟ้าที่แปลงตำแหน่งเชิงมุมเป็นสัญญาณไฟฟ้า มันทำงานตามหลักการของการฝืนแม่เหล็กตัวแปรซึ่งการจัดตำแหน่งของโรเตอร์และสเตเตอร์จะปรับเปลี่ยนฟลักซ์แม่เหล็กทำให้เกิดสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่สามารถประมวลผลเพื่อกำหนดตำแหน่งเชิงมุม

ส่วนประกอบสำคัญของตัวแก้ไข VR

ตัวแก้ไข VR ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักต่อไปนี้:

• สเตเตอร์: มีขดลวดหลายอันจัดเรียงในรูปแบบเฉพาะ

• โรเตอร์: โครงสร้างฟันที่เปลี่ยนความไม่เต็มใจแม่เหล็กในขณะที่มันหมุน

• ขดลวดกระตุ้น: ให้สัญญาณการกระตุ้นกระแสสลับ (AC)

• ขดลวดเอาท์พุท: จับสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นซึ่งแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโรเตอร์

เปรียบเทียบกับตัวแปรอื่น ๆ

ตัวแปร Reluctance Resolver ทำงานอย่างไร?

ตัวแปร Resultance Resolver ดำเนินการโดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในการฝืนแม่เหล็กเมื่อโรเตอร์เคลื่อนที่ นี่คือรายละเอียดของหลักการทำงานทีละขั้นตอน:

1. การสร้างสัญญาณกระตุ้น

สัญญาณการกระตุ้นกระแสสลับ (AC) จะถูกนำไปใช้กับขดลวดหลักของสเตเตอร์ สัญญาณ AC นี้สร้างสนามแม่เหล็กที่ผันผวนในระบบ

2. การเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก

เมื่อโรเตอร์หมุนโครงสร้างของฟันจะเปลี่ยนเส้นทางฟลักซ์แม่เหล็ก เมื่อฟันของโรเตอร์จัดเรียงกับเสาสเตเตอร์การลดความไม่เต็มใจจะลดลงซึ่งนำไปสู่การมีเพศสัมพันธ์แม่เหล็กที่แข็งแกร่งขึ้น ในทางกลับกันเมื่อไม่ตรงแนวความไม่เต็มใจเพิ่มขึ้นทำให้การมีเพศสัมพันธ์ลดลง

3. แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิ

ฟลักซ์แม่เหล็กที่แตกต่างกันทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดเอาท์พุททุติยภูมิ แอมพลิจูดของสัญญาณเหล่านี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโรเตอร์ โดยการวิเคราะห์สัญญาณเหล่านี้ตำแหน่งเชิงมุมของโรเตอร์สามารถกำหนดได้ด้วยความแม่นยำสูง

4. การประมวลผลสัญญาณ

รูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะถูกประมวลผลโดยใช้วงจร demodulation หรือโปรเซสเซอร์สัญญาณดิจิตอลเพื่อแยกข้อมูลตำแหน่ง โดยทั่วไปแล้วเอาต์พุตจะอยู่ในรูปแบบของสัญญาณไซน์และโคไซน์ทำให้สามารถคำนวณเชิงมุมได้อย่างแม่นยำ

การแสดงคณิตศาสตร์

แรงดันเอาต์พุต V _s และ V _C สามารถแสดงเป็น:

v _s= v _m sin (θ)

v _c = v _m cos (θ)

ที่ไหน:

• V _M  คือแรงดันไฟฟ้าสูงสุด

• θ คือมุมโรเตอร์

โดยการคำนวณอัตราส่วนของสัญญาณเหล่านี้ตำแหน่งเชิงมุมที่แน่นอนสามารถกำหนดได้โดยใช้ฟังก์ชันผกผันแทนเจนต์:

θ = tan ⁻¹ (v _s/v _c )

แอปพลิเคชันของตัวแปร Resolutance Resolver

ตัวแก้ไข VR นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในแอพพลิเคชั่นที่มีความแม่นยำสูงเนื่องจากมีความแข็งแกร่งและความน่าเชื่อถือ แอปพลิเคชั่นหลักบางส่วน ได้แก่ :

1. การบินและอวกาศและการป้องกัน

• ใช้ในระบบควบคุมเครื่องบินสำหรับการวางตำแหน่งที่แม่นยำของพื้นผิวควบคุม

• รวมเข้ากับระบบนำทางขีปนาวุธสำหรับการควบคุมวิถีที่ถูกต้อง

• ใช้ในระบบนำทางระดับทหาร

2. ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม

• ใช้ในแขนหุ่นยนต์เพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ

• รวมเข้ากับเครื่อง CNC เพื่อการวางตำแหน่งเครื่องมือที่แม่นยำ

• นำไปใช้ในระบบสายพานลำเลียงสำหรับความเร็วและข้อเสนอแนะตำแหน่ง

3. อุตสาหกรรมยานยนต์

• จำเป็นสำหรับระบบพวงมาลัยเพาเวอร์ไฟฟ้า (EPS)

• ใช้ในรถไฮบริดและไฟฟ้าสำหรับการตรวจจับตำแหน่งมอเตอร์

• รวมเข้ากับระบบเบรกป้องกันล็อค (ABS) สำหรับการตรวจจับความเร็วล้อ

4. พลังงานหมุนเวียน

• ใช้ในกังหันลมสำหรับการตรวจจับตำแหน่งของโรเตอร์

• นำไปใช้ในระบบติดตามพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับการควบคุมการปฐมนิเทศ

5. อุปกรณ์การแพทย์

• ใช้ในเครื่อง MRI สำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ

• รวมเข้ากับระบบการผ่าตัดหุ่นยนต์เพื่อความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น

ข้อดีของการแก้ไข VR เหนือเซ็นเซอร์อื่น ๆ

บทสรุป

ที่ ตัวแปร Reluctance Resolver เป็นองค์ประกอบสำคัญในการควบคุมการเคลื่อนไหวที่ทันสมัยและแอปพลิเคชันการตรวจจับตำแหน่ง ความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงต้านทานสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าและให้ข้อเสนอแนะตำแหน่งที่แม่นยำทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมเช่นการบินและอวกาศยานยนต์และระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องเข้ารหัสแบบออพติคอลและเซ็นเซอร์ตำแหน่งอื่น ๆ ตัวแก้ไข VR มีความทนทานและความน่าเชื่อถือที่เหนือกว่าทำให้พวกเขาขาดไม่ได้ในการใช้งานที่สำคัญ ในฐานะที่เป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเราสามารถคาดหวังการปรับปรุงเพิ่มเติมในการออกแบบตัวแก้ไขเพิ่มประสิทธิภาพและขยายการใช้งานในอุตสาหกรรมเกิดใหม่เช่นยานพาหนะไฟฟ้าและระบบพลังงานหมุนเวียน

คำถามที่พบบ่อย

1. อะไรคือข้อได้เปรียบหลักของตัวแปร Resolutance Resolver?

ข้อได้เปรียบหลักของตัวแปร Reluctance Resolver คือความทนทานและความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ซึ่งแตกต่างจากเครื่องเข้ารหัสออพติคอลมันทนต่อฝุ่นความแปรปรวนของอุณหภูมิและสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า

2. ตัวแก้ไข VR เปรียบเทียบกับตัวเข้ารหัสออปติคัลได้อย่างไร?

ตัวแก้ไข VR มีความแข็งแกร่งมากขึ้นและสามารถทำงานในสภาวะที่รุนแรงในขณะที่ตัวเข้ารหัสออพติคอลให้ความละเอียดและความแม่นยำสูงขึ้น แต่มีความไวต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

3. สามารถใช้ตัวแก้ไข VR ในยานพาหนะไฟฟ้าได้หรือไม่?

ใช่ตัวแก้ไข VR มักใช้ในยานพาหนะไฟฟ้าสำหรับการตรวจจับตำแหน่งมอเตอร์ทำให้มั่นใจได้ว่าการควบคุมพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำ

4. ข้อ จำกัด ของตัวแก้ไข VR คืออะไร?

ในขณะที่ตัวแก้ไข VR มีความทนทานที่ยอดเยี่ยม แต่อาจมีความละเอียดต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องเข้ารหัสออพติคอลระดับสูงและต้องการการประมวลผลสัญญาณเพิ่มเติมสำหรับการตรวจจับตำแหน่งที่แม่นยำ

5. ตัวแก้ไข VR แตกต่างจากตัวแก้ไขอุปนัยอย่างไร

ตัวแก้ไข VR ทำงานบนพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงในการฝืนความไม่เต็มของแม่เหล็กในขณะที่ตัวแก้ไขอุปนัยอาศัยการมีเพศสัมพันธ์ของหม้อแปลงระหว่างขดลวด โดยทั่วไปแล้วตัวแก้ไขอุปนัยเสนอความแม่นยำสูงกว่า แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่า