リゾルバ（電気式）

レゾルバは、回転角度の測定に使用される回転式電気変圧器の一種です。アナログ デバイスと見なされ、デジタル レゾルバ、ロータリー (またはパルス) エンコーダなどのデジタル版もあります。

最も一般的なタイプのレゾルバは、ブラシレス トランスミッタ レゾルバです (他のタイプについては最後に説明します)。外見上、このタイプのレゾルバは、ステータとローターを備えた小型電気モーターのように見えます。内部では、ワイヤ ワインディングの構成が異なります。レゾルバのステータ部分には、3 つのワインディングがあります。1 つは励磁ワインディング、もう 1 つは 2 相ワインディング (通常、「x」と「y」と表記) (ブラシレス レゾルバの場合)。励磁ワインディングは上部にあり、回転 (回転) トランスのコイルです。この回転トランスは、ワイヤやブラシを使用せずにローターに電流を誘導し、直接電気接続を提供します。他の 2 つのワインディングは下部にあり、ラミネーション上に巻かれています。これらは互いに 90 度に配置されています。ローターには、回転トランスの二次ワインディングであるコイルと、ステータの 2 相ワインディングを励磁するラミネーション内の別の一次ワインディングがあります。

ステータに固定された変圧器の一次巻線は正弦波電流によって励起され、電磁誘導によってロータに電流が誘導されます。これらの巻線はレゾルバの軸上に配置されているため、位置に関係なく同じ電流が誘導されます。次に、この電流はロータのもう一方の巻線を流れ、今度はその二次巻線、つまりステータに戻る 2 相巻線に電流を誘導します。ステータ上で互いに直角 (90°) に固定された 2 つの 2 相巻線は、正弦波と余弦波のフィードバック電流を生成します。2 相電圧の相対的な大きさが測定され、ステータに対するロータの角度を決定するために使用されます。1 回転すると、フィードバック信号が波形を繰り返します。このデバイスは、ブラシレスではないタイプ、つまり、ロータとステータの 2 つの積層スタックのみで構成される場合もあります。

リゾルバは、極座標から直交座標への非常に正確なアナログ変換を実行できます。シャフト角度は極角で、励起電圧は大きさです。出力は [x] および [y] コンポーネントです。4 リード ローターを備えたリゾルバは [x] および [y] 座標を回転でき、シャフトの位置によって目的の回転角度が得られます。

4 つの出力リードを持つリゾルバは、一般的な正弦/余弦計算デバイスです。電子ドライバ アンプと入力巻線に密に結合されたフィードバック巻線と一緒に使用すると、精度が向上し、それらをカスケード接続 (「リゾルバ チェーン」) して、船のロールとピッチに合わせて補正されたガン (位置) オーダーなど、複数の項、場合によっては複数の角度を持つ関数を計算できます。

位置評価には、リゾルバ/デジタル コンバータが一般的に使用されます。このコンバータは、正弦信号と余弦信号を、コントローラでより簡単に使用できるバイナリ信号 (10 ～ 16 ビット幅) に変換します。

基本的なリゾルバは 2 極リゾルバです。つまり、角度情報はステータの機械角度です。これらのデバイスは絶対角度位置を提供できます。他のタイプのリゾルバは多極リゾルバです。これらには 2 p極 ( p極ペア) があり、ローターの 1 回転でpサイクルを提供できます。電気角は機械角のp倍です。一部のタイプのリゾルバには両方のタイプがあり、2 極巻線は絶対位置に使用され、多極巻線は正確な位置に使用されます。2 極リゾルバは通常、最大 ±5 ′程度の角度精度を達成できますが、多極リゾルバは 16 極リゾルバで最大 10″、128 極リゾルバで 1″ の精度を実現できます。

多極レゾルバは、多極電気モーターの監視にも使用できます。このデバイスは、回転アンテナプラットフォームやロボットなど、ある物体を別の物体に対して正確に回転させる必要があるあらゆるアプリケーションで使用できます。実際には、レゾルバは通常、電気モーターに直接取り付けられます。レゾルバのフィードバック信号は、通常、別のデバイスによって複数の回転にわたって監視されます。これにより、回転するアセンブリのギア減速が可能になり、レゾルバ システムの精度が向上します。

リゾルバに供給される電力は実際の作業を生成しないため、使用される電圧は通常、すべてのリゾルバで低くなっています (<24 VAC)。地上用に設計されたリゾルバは 50～60 Hz (商用周波数) で駆動される傾向があり、海洋または航空用に設計されたリゾルバは 400 Hz (エンジンによって駆動されるオンボード ジェネレータの周波数) で動作する傾向があります。航空宇宙アプリケーションでは、4 V _RMS～ 10 V _RMSの電圧で 2,930 Hz ～ 10 kHz を利用します。航空宇宙アプリケーションの多くは、アクチュエータの位置またはトルク モーターの位置を決定するために使用されます。制御システムでは、より高い周波数 (5 kHz) を使用する傾向があります。

その他のタイプのリゾルバには次のものがあります。

受信リゾルバ

これらのリゾルバは、トランスミッタ リゾルバ (上記のタイプ) とは逆の方法で使用されます。2 つの二相巻線に電力が供給され、正弦波と余弦波の比率が電気角を表します。システムはローターを回転させて、ローター巻線にゼロ電圧を取得します。この位置では、ローターの機械角度は、ステータに適用される電気角度と等しくなります。

差動レゾルバ

これらのタイプは、受信機と同様に、シートのスタックの 1 つに 2 つの 2 相一次巻線を組み合わせ、もう 1 つのシートに 2 つの 2 相二次巻線を組み合わせます。2 つの二次巻線によって生成される電気角とその他の角度の関係は、二次電気角、機械角、および一次電気角です。これらのタイプは、たとえば、アナログ三角関数計算機として使用されました。

関連するタイプとしてトランスソルバもあり、これはリゾルバのような 2 相巻線とシンクロのような 3 相巻線を組み合わせたものです。

• CORDIC、双曲線関数と三角関数を計算するために使用されるアルゴリズム
• インクリメンタルエンコーダ
• LVDT
• RVDT
• シンクロ

• AMCI リゾルバ チュートリアル
• リゾルバとは何ですか?