Резольвер — это тип вращающегося электрического трансформатора, используемого для измерения градусов вращения. Он считается аналоговым устройством и имеет цифровые аналоги, такие как цифровой резольвер, вращающийся (или импульсный) энкодер .
Наиболее распространенным типом резольвера является бесщеточный преобразователь-резольвер (другие типы описаны в конце). Снаружи этот тип резольвера может выглядеть как небольшой электродвигатель со статором и ротором. Внутри его отличает конфигурация проволочных обмоток. Статорная часть резольвера содержит три обмотки: обмотку возбудителя и две двухфазные обмотки (обычно обозначаемые «x» и «y») (случай бесщеточного резольвера). Обмотка возбудителя расположена сверху; это катушка вращающегося (вращающегося) трансформатора. Этот вращающийся трансформатор индуцирует ток в роторе без проводов или щеток, обеспечивая прямое электрическое соединение. Две другие обмотки находятся внизу, намотанные на пластину. Они сконфигурированы под углом 90 градусов друг к другу. Ротор содержит катушку, которая является вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, и отдельную первичную обмотку в пластине, возбуждающую две двухфазные обмотки на статоре.
Первичная обмотка трансформатора, закрепленная на статоре, возбуждается синусоидальным электрическим током, который посредством электромагнитной индукции индуцирует ток в роторе. Поскольку эти обмотки расположены на оси резольвера, индуцируется тот же ток независимо от его положения. Затем этот ток протекает через другую обмотку на роторе, в свою очередь индуцируя ток в его вторичных обмотках, двухфазных обмотках обратно на статоре. Две двухфазные обмотки, закрепленные под прямым углом (90°) друг к другу на статоре, создают синусоидальный и косинусоидальный ток обратной связи. Относительные величины двухфазных напряжений измеряются и используются для определения угла ротора относительно статора. После одного полного оборота сигналы обратной связи повторяют свои формы волн. Это устройство может также появляться в не бесщеточном типе, т. е. состоять только из двух пластинчатых пакетов, ротора и статора.
Резольверы могут выполнять очень точное аналоговое преобразование из полярных в прямоугольные координаты. Угол вала — это полярный угол, а напряжение возбуждения — это величина. Выходы — это компоненты [x] и [y]. Резольверы с четырехвыводными роторами могут вращать координаты [x] и [y], при этом положение вала дает желаемый угол поворота.
Резольверы с четырьмя выходными выводами являются общими вычислительными устройствами синуса/косинуса. При использовании с электронными усилителями драйверов и обмотками обратной связи, тесно связанными с входными обмотками, их точность повышается, и их можно каскадировать («цепи резольверов») для вычисления функций с несколькими членами, возможно, с несколькими углами, такими как приказы орудий (позиция), скорректированные с учетом крена и тангажа корабля.
Для оценки положения обычно используются преобразователи резольвер-цифра. Они преобразуют синусоидальный и косинусоидальный сигнал в двоичный сигнал (шириной от 10 до 16 бит), который может быть более легко использован контроллером.
Базовые резольверы — это двухполюсные резольверы, что означает, что угловая информация представляет собой механический угол статора. Эти устройства могут выдавать абсолютное угловое положение. Другие типы резольверов — многополюсные резольверы. Они имеют 2 p полюса ( p пар полюсов) и, таким образом, могут выдавать p циклов за один оборот ротора: электрический угол равен p, умноженному на механический угол. Некоторые типы резольверов включают оба типа, причем 2-полюсные обмотки используются для абсолютного положения, а многополюсные обмотки — для точного положения. Двухполюсные резольверы обычно могут достигать угловой точности примерно до ±5 ′ , тогда как многополюсный резольвер может обеспечить лучшую точность, до 10″ для 16-полюсных резольверов и даже до 1″ для 128-полюсных резольверов.
Многополюсные резольверы также могут использоваться для контроля многополюсных электродвигателей. Это устройство может использоваться в любом приложении, где требуется точное вращение объекта относительно другого объекта, например, на поворотной антенной платформе или роботе. На практике резольвер обычно напрямую монтируется на электродвигателе. Сигналы обратной связи резольвера обычно контролируются на предмет множественных оборотов другим устройством. Это позволяет осуществлять редукторное уменьшение вращаемых узлов и повышать точность системы резольвера.
Поскольку питание, подаваемое на резольверы, не производит фактической работы, используемые напряжения обычно низкие (<24 В переменного тока) для всех резольверов. Резольверы, предназначенные для наземного использования, как правило, работают на частоте 50–60 Гц ( частота сети ), в то время как для морского или авиационного использования, как правило, работают на частоте 400 Гц (частота бортового генератора, приводимого в действие двигателями). В аэрокосмических приложениях используется частота от 2930 Гц до 10 кГц при напряжениях в диапазоне от 4 В RMS до 10 В RMS . Многие из аэрокосмических приложений используются для определения положения привода или положения моментного двигателя. Системы управления, как правило, используют более высокие частоты (5 кГц).
Другие типы резольверов включают в себя:
Родственным типом является также трансольвер, объединяющий двухфазную обмотку, как у резольвера, и трехфазную обмотку, как у сельсина .