Resolver – Como funciona

Como funciona um sensor resolver

O resolver é um sensor usado em um sistema de servomotores para fornecer informações sobre a posição do rotor e a velocidade de rotação. Como um dispositivo de feedback, ele fecha a lacuna para um sistema de controle de motor em malha fechada.

0:00 Introdução resolver
0:24 Estrutura e funcionamento de um resolver
2:26 Sinais de resolução em alta velocidade
2:38 Por que usar um resolver - resolver comparado com um encoder incremental

O resolver consiste em uma parte estacionária chamada estator e uma parte giratória chamada rotor, que é montada ao eixo do motor.

Sensores - Como funciona um resolver

Função resolver: O bobinado primário do estator é conectado na um sinal senoidal de alta freqüência. Este sinal senoidal é transmitido ao bobinado do rotor, porque o bobinado primário do estator e o bobinado do rotor atuam juntos como um transformador. Além disso, podemos chamar o bobinado do rotor também como  bobinado de referência.

O campo magnético alternado pulsante do bobinado do rotor agora induz uma voltagem alternada nos bobinados de medição seno e cosseno. Suas amplitudes, no entanto, dependem da posição angular do rotor.

Se o bobinado do rotor e o bobinado de medição estiverem paralelos um ao outro, o campo do rotor magnético passa completamente pela bobina de medição e, portanto, a tensão induzida é máxima.

No entanto, se o bobinado do rotor e o bobinado de medição estiverem em ângulos retos um com o outro, nenhuma voltagem será induzida.

Resolver sinais a alta velocidade do motor:
Os sinais de saída são agora um sinal modulado de seno e coseno. Uma representação gráfica do sinal de excitação e dos sinais de saída seno e cosseno é mostrada em seguinte:

Visualização e avaliação de sinais do resolver

Aqui mostramos a voltage de excitação de alta frequência (2kHz - 10kHz) aplicada ao bobinado primário do estator. Agora, cabe ao RDC (Resolver Digital Converter) avaliar, desta curva de sinal, a posição atual do rotor e a velocidade de rotação. As fórmulas de cálculo são as seguintes:

Sinal de entrada aplicado no bobinado primário do estator:
U_R1-R2 = A sin (ω t)

Valor máximo das amplitudes:
U_S1 = k * A * sin α * sin (ω t + φ)
U_S2 = k * A * cos α * sin (ω t + φ)

Posição angular:
α = arctan U_S1 / U_S2

U_R1-R2 = Sinal de referência no bobinado do estator
U_S1 = Sinal de medição no bobinado do seno
U_S2 = Sinal de medição no bobinado do cosseno
k = Rácio de transformação entre o sinal de entrada e o sinal de medição
φ = Deslocamento de fase entre as sinais de entrada e saída

Resolver versus Encoder: Diferentemente dos Encoders, os Resolvers não têm componentes eletrônicos e, portanto, são robustos contra sujeira, vibrações e funcionam com segurança mesmo dentro de uma ampla faixa de temperatura. Isso os torna altamente confiáveis e resistentes ao meio ambiente.