Um resolver é um transdutor eletromagnético que encontra aplicação em uma ampla variedade de aplicações de feedback de posição e velocidade, incluindo aplicações leves/servo, industriais ou pesadas. Em particular, os resolvers de motores são amplamente usados em aplicações de realimentação de servo motores, devido ao seu bom desempenho em ambientes de alta temperatura.
O resolver é um dispositivo analógico, com saídas elétricas contínuas durante uma revolução mecânica completa, o que confere uma resolução teórica infinita para um único resolver de velocidade. Além disso, o resolver apresenta um design simples de transformador e ausência de componentes eletrônicos a bordo.
Devido à sua construção robusta, o resolver é a melhor escolha para aplicações que exigem desempenho confiável em ambientes adversos, como altas temperaturas, altos choques e vibrações, ambientes de radiação e contaminação. Por essa razão, o resolver é uma alternativa sensata para encoders com eixo angular e oferece uma solução confiável e durável para o feedback de posição e velocidade.
Design do resolver
O resolver é como um transformador rotativo especial, composto de um rotor e estator cilíndricos. Ambos são fabricados com múltiplas lâminas e dois conjuntos de enrolamentos, projetados e distribuídos em um padrão senoidal com uma volta constante de passo variável ou um padrão de volta variável de passo variável em laminação ranhurada.
Um resolver de velocidade única cria uma curva senoidal completa e a curva cosseno em uma revolução mecânica, enquanto um resolver de velocidade múltipla cria várias curvas senoidais e cosseno em uma revolução mecânica, proporcionando melhor precisão do que a velocidade única, mas com um número limitado de velocidades disponíveis devido ao tamanho do resolver.
Os dois conjuntos de enrolamentos são posicionados nas laminações a 90 graus um do outro, sendo chamados de enrolamentos seno e cosseno. Normalmente, um conjunto de enrolamentos no rotor é curto internamente para melhorar a precisão.
Como resolvers funcionam
Quando uma tensão CA (VCA) é aplicada à fase de entrada de um resolver, ele emite um sinal que induz tensão em cada um dos enrolamentos de saída. A amplitude do resolver modula a entrada VCA em proporção ao seno e cosseno do ângulo de rotação mecânica, permitindo que o resolver resolva um vetor em seus componentes senoidal e cosseno. O resolver é às vezes chamado de gerador de função trigonométrica analógica ou transmissor de controle.
A função principal do resolver é determinar a posição do rotor em relação ao estator. A posição em que há amplitude mínima de tensão no enrolamento senoidal e amplitude máxima de tensão no enrolamento cosseno é chamada de Zero Elétrico (EZ). O ângulo ou posição do rotor pode ser calculado como o arco tangente da saída de tensão do enrolamento senoidal dividido pela saída do enrolamento cosseno.
Esse formato de relação métrica proporciona uma vantagem inerente na redução de ruído, uma vez que qualquer ruído injetado com magnitude aproximadamente equivalente nos dois enrolamentos é cancelado, além de proporcionar alta compensação de temperatura.
Existem 7 parâmetros operacionais funcionais que definem a operação do resolver
Esses são:
- Precisão
- Tensão de excitação de entrada
- Frequência de excitação de entrada
- Corrente de entrada máxima
- Relação de transformação da tensão de saída para a tensão de entrada
- Mudança de fase da tensão de saída da tensão de entrada
- Tensão nula
Aplicações do resolver
A simplicidade do design do resolver os torna confiáveis em muitos ambientes adversos e aplicações extremas.
As aplicações comuns dos resolvers incluem:
- Feedback do servomotor
- Feedback de velocidade e posição em fábricas de aço e papel
- Produção de petróleo e gás
- Sistemas de combustível para motores a jato
- Atuadores de superfície de vôo para aeronave
- Sistemas de posição de comunicação
- Sistemas de controle em veículos militares terrestres
Problemas comuns de Resolvers
Os resolvers são dispositivos robustos e confiáveis e, como tal, têm menos problemas em comparação com outros dispositivos de feedback, como encoders. No entanto, como qualquer equipamento, os resolvers podem apresentar problemas. Alguns dos problemas mais comuns em resolvers incluem desalinhamento mecânico, desgaste mecânico, sujeira ou contaminação, danos ao cabo e problemas na eletrônica do conversor analógico-digital.
O desalinhamento mecânico pode ocorrer quando o resolver é mal instalado ou quando os componentes mecânicos que suportam o resolver estão desgastados. O desgaste mecânico pode ocorrer devido ao uso prolongado do resolver.
A sujeira ou contaminação pode acumular no resolver e afetar o desempenho, enquanto os danos no cabo podem afetar a transmissão de sinais. Problemas na eletrônica do conversor analógico-digital também podem afetar a precisão e a confiabilidade dos dados de feedback do resolver.
A diferença entre encoders e resolvers
Os resolvers são dispositivos de feedback robustos que podem operar em temperaturas extremas, suportar choques e vibrações e são adequados para aplicações em que os encoders falham. Como alternativa aos encoders incrementais e absolutos, os resolvers podem ser usados, no entanto, emitem um sinal analógico e exigem um conversor analógico-digital separado, enquanto os encoders emitem sinais digitais.
Em ambientes de radiação, os resolvers também podem ser preferidos, devido à falta de componentes eletrônicos a bordo. Além disso, em comparação aos encoders absolutos, os resolvers de velocidade única fornecem posição absoluta e podem ser utilizados como dispositivos absolutos, tornando-os uma alternativa atraente quando as condições ambientais não permitem o uso de encoders absolutos.
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