Tamagawa多摩川旋轉(zhuǎn)變壓器原理及其解碼

時間:2012-11-06

來源:深圳市福士工業(yè)科技有限公司

導(dǎo)語:在其他各行各業(yè), 旋轉(zhuǎn)變壓器都可代替編碼器而獲得廣泛應(yīng)用。比如在冶金,水利水電,自動化設(shè)備,印刷,電梯等都可應(yīng)用。

 Tamagawa多摩川中國總代理深圳市艾而特工業(yè)自動化設(shè)備有限公司負(fù)責(zé)Tamagawa多摩川產(chǎn)品在中國的業(yè)務(wù)銷售和市場推廣。主要產(chǎn)品包括編碼器、步進電機、伺服電機、電子凸輪、速度傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器、軌跡球等高精度定位檢測元件。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天航空、機器人、水下設(shè)施、電梯、紡織、半導(dǎo)體、包裝機械、搬運機械及工廠自動化等行業(yè)。艾而特在全國擁有包括研發(fā)、制造、銷售和工程服務(wù)等全方位的業(yè)務(wù)活動,擁有上海、寧波、北京三家全資分公司和遍布全國各大城市的銷售與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。欲進一步了解艾而特,請訪問:www.contmp.com

Tamagawa旋轉(zhuǎn)變壓器
  簡稱旋變是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號元件。當(dāng)勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時,輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系,或保持某一比例關(guān)系,或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。它主要用于坐標(biāo)變換、三角運算和角度數(shù)據(jù)傳輸,也可以作為兩相移相器用在角度--數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置中。

Tamagawa多摩川旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)
  日本多摩川是編碼器專業(yè)制造廠家,除了光電編碼器外,旋轉(zhuǎn)變壓器也是它的主要產(chǎn)品。其旋轉(zhuǎn)變壓器有分體式和一體式兩種。
  由于我公司只銷售日本多摩川公司的正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器,所以在此介紹的旋轉(zhuǎn)變壓器皆為正余弦型的。
  旋變由轉(zhuǎn)子和定子繞組構(gòu)成,并且兩者相互獨立,初級和次極線圈都繞在定子上,轉(zhuǎn)子由兩組相差90°線圈組成,采用無刷設(shè)計,轉(zhuǎn)子和定子分離。如圖1所示。
圖2是一款專門用于混合動力汽車的旋轉(zhuǎn)變壓器synglesyn,其轉(zhuǎn)子是由硅鋼片墊成,因此有很高的防護等級,具有耐高溫,防震等特點,比較適合在惡劣環(huán)境下使用。結(jié)構(gòu)上采用轉(zhuǎn)子和定子分離設(shè)計,安裝方便,易于維護。

圖3是一體式旋變,電氣上和分體式一樣,但是結(jié)構(gòu)上已經(jīng)采用一體化設(shè)計,所以安裝非常簡便,且有電磁屏蔽功能,所以被廣泛應(yīng)用在電梯、數(shù)控等行業(yè)。

旋轉(zhuǎn)變壓器解碼
  圖4是旋轉(zhuǎn)變壓器電氣示意圖。

旋變的輸入輸出電壓之間的具體函數(shù)關(guān)系如下所示:
  設(shè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角度為θ,初級線圈電壓(即勵磁電壓):r1-r2=esin2πft
  f勵磁頻率, e:信號幅度
  那么輸出電壓es1-s3=kesin2πftcosθ; es2-s4=kesin2πftsinθ
  k:傳輸比,θ:轉(zhuǎn)子偏離原點的角度
  令θ=ωt,即轉(zhuǎn)子做勻速運動,那么其輸出信號的函數(shù)曲線可表示為圖5所示。

圖5中信號頻率為f,即勵磁信號頻率,最大幅度為e,包絡(luò)信號為sinωt和cosωt,解碼器就是通過檢測這兩組輸出信號獲取旋變位置信息的。
  不難看出,勵磁頻率越高, 旋變解碼精度也就越高, 而勵磁電壓幅度則對解碼沒有很明顯的影響。只需達(dá)到一定的電壓數(shù)值即可, 一般來講3v~1.2倍額定電壓都可滿足解碼需求。

Tamagawa解碼芯片
  Tamagawa日本多摩川公司推出了自己的多款解碼芯片,其原理都基本相同,如圖6所示:解碼芯片原理框圖中如果圖6中vsr=0, 那么θm=θrd,即可解碼出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角。

解碼芯片輸出方式有增量式輸出和絕對式輸出, 增量式輸出時分辨率為1024c/t(c:脈沖數(shù),t:一圈),絕對式輸出輸出位數(shù)為12位。而且可以輸出方向信號和錯誤信號,外圍電路簡單,只需少許元件就可以完成解碼工作。
  日本多摩川公司先后推出的幾款名為smartcoder的解碼芯片,早期的有au6802,au6802n1,以及最近的au6803等。此外,旋變和多摩川的smartcam配合可以模擬機械凸輪的運動控制,可以用于取代粗糙笨重的機械凸輪。成為工業(yè)控制中高效而又廉價的控制工具。

解碼板
  針對多摩川旋變我公司已經(jīng)開發(fā)出解碼板(即所謂的r/d轉(zhuǎn)換板),能同時解碼出增量式信號和絕對式信號,配合旋變,可以象使用編碼器一樣在變頻以及sevo系統(tǒng)中使用,其性能特點如下:
  轉(zhuǎn)換精度:11arc s;
  允許最大轉(zhuǎn)速:60000r/min;
  精度:增量式1024c/t, 采用長線輸出;
  絕地式輸出:12位,輸出采用光耦;
  電源電壓:+5v±5%;
  方向信號、報警信號輸出。
  歡迎各位來電咨詢或洽談。 至于具體的解碼電路就不在此介紹, 讀者朋友可以在相關(guān)的網(wǎng)站上搜索到芯片資料和相關(guān)的應(yīng)用電路, 如有疑問也可以直接撥打我公司電話咨詢。

特征
  由于旋轉(zhuǎn)變壓器本身的結(jié)構(gòu)特點,所以具有耐惡劣環(huán)境的能力,具體參數(shù)如下:
  溫度范圍: -55℃~155℃;

   振 動: 196m/s2(20g)10~500hz;
  沖 擊: 981 m/s2(100g)10ms;
  濕 度: 90% rh min. at60℃;
  轉(zhuǎn) 速: 100~500r/s。
  此外,旋轉(zhuǎn)變壓器采用無刷設(shè)計,所以維護方便,使用可靠,壽命長,對機械和電氣噪音不敏感。
  由于旋變以上特點,所以被廣泛應(yīng)用在航空、航天、雷達(dá)、坦克和地炮火控等軍事裝備,也可用于數(shù)控機床和機器人等民用sevo控制系統(tǒng)和機器人系統(tǒng)、機械工具、 汽車、電力、冶金、紡織、印刷等領(lǐng)域。

應(yīng)用
  在伺服系統(tǒng)中,往往需要實時地檢測出電機轉(zhuǎn)子的位置,同時還需檢測出電機的速度,以實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)矩、速度、及其驅(qū)動的機構(gòu)的位置的高精度控制。在電機轉(zhuǎn)子位置的檢測中,旋轉(zhuǎn)變壓器解碼器能夠提供高精度的位置信息,用戶甚至不用計算就可以直接從解碼器獲得速度信息,因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。
  在紡織行業(yè)中,由于環(huán)境因素,容易產(chǎn)生嚴(yán)重的靜電,普通編碼器很容易在此類環(huán)境中損壞,而旋轉(zhuǎn)變壓器由于本身的結(jié)構(gòu)特點, 而具有很強的抵抗靜電的能力。所以如果采用旋轉(zhuǎn)變壓器則可以很好的解決這個問題。
  此外, 在其他各行各業(yè), 旋轉(zhuǎn)變壓器都可代替編碼器而獲得廣泛應(yīng)用。比如在冶金,水利水電,自動化設(shè)備,印刷,電梯等都可應(yīng)用。
  具體應(yīng)用方法,各位讀者若有興趣,歡迎來電咨詢!(Tamagawa多摩川中國總代理深圳市艾而特工業(yè)自動化設(shè)備有限公司期待你的訪問中國總代:www.contmp.com

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