Resolver (Winkelgeber)
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Einordnung: Elektrische Bauelemente
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Als Resolver bezeichnet man in der Elektrotechnik einen elektromagnetischen Messumformer zur Wandlung der Winkellage eines Rotors in eine elektrische Größe.
Prinzip des Resolvers
Prinzip
In einem zylindrischen Gehäuse sind zwei um 90° versetzte Statorwicklungen angeordnet, die einen im Gehäuse gelagerten Rotor mit der Rotorwicklung umschließen. Die Rotorwicklung wird über Schleifringe und Bürsten nach außen geführt. Die Statorwicklung S1 wird mit einer sinusförmigen Wechselspannung erregt; die Statorwicklung S2 wird mit einer gegenüber S1 um 90° verschobenen Wechselspannung erregt. Die Phasenlage in der Rotorwicklung induzierten Spannung hängt von der Stellung des Rotors ab:
- steht der Rotor genau gegenüber der Statorwicklung S1, ist die Phasenlage der Rotorspannung 0°,
- steht der Rotor gegenüber der Statorwicklung S2, ist die Phasenlage der Rotorspannung 90°,
- steht der Rotor zwischen S1 und S2 ist die Phasenlage der Rotorspannung 45°.
Während einer Umdrehung des Rotors liefert der Resolver eine Wechselspannung deren Phasenlage sich von 0° bis 360° dreht. Die Phasenlage der Ausgangsspannung des Rotors in Bezug auf die Erregerspannung an S1 ist also ein Maß für die Winkellage des Rotors.
Alternativ wird die Rotorwicklung mit einer sinusförmigen Wechselspannung erregt. Die Amplituden der in S1 und S2 induzierten Spannungen entsprechen dem Sinus und Cosinus der Winkellage des Rotors.
Die Winkellage <math>\alpha<math> errechnet sich aus den Amplituden <math>a_1<math> und <math>a_2<math> durch
<math>\alpha = \arctan \frac{a_1}{a_2}<math>
Bauformen
Neben dem beschriebenen 2-poligen Resolver gibt es auch mehrpolige Bauformen.
Ein 4-poliger Resolver liefert bei einer Rotorumdrehung eine Phasenverschiebung von 2 * 360°.
Differenzialresolver haben zwei um 90° versetzte Rotorwicklungen, liefern also zwei um 90° verschobene Ausgangsspannungen.
Bei bürstenlosen Resolvern wird die Rotorspannung durch einen rotierenden Übertrager transformatorisch nach außen übertragen.
Anwendung
Das Ausgangssignal des Resolvers kann direkt zur Anzeige mit einem geeigneten Gerät benutzt werden. Oder verstärkt oder digitalisiert einem Mess- oder Regelgerät zugeführt werden. Überall wo die Winkellage eines mechanischen Elements interessiert, wurden Resolver eingesetzt, beispielsweise Ruderlage bei Schiffen, Stellung von Steuerelementen in Anlagen der Chemie und in Kraftwerken oder auch als Lagegeber in gesteuerten Werkzeugmaschinen.
Resolver wurden weitgehend von optoelektronischen, digitalen Winkelgebern abgelöst.
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