Ingenieurbüro für Leistungselektronik und Antriebe
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Digitale und analoge Elektronik

Auswertung von Resolver-Signalen

Für den Betrieb von Resolvern bietet der Markt zahlreiche integrierte Schaltkreise (IC) unter der Bezeichnung Resolver To Digital Converter an. Einige dieser ICs können das Erregersignal ohne zusätzliche aktive Bauteile erzeugen, werten die Signale der Sekundärwicklungen aus und geben den daraus ermittelten Winkel und die Drehzahl des Rotors über eine digitale Schnittstelle an einen Mikrocontroller aus. Beispiele sind: AD2S1210 (Analog Devices) oder PGA411-Q1 (Texas Instruments).
Die rechts in den drei oberen Bildern dargestellte Leiterplatte nutzt den Resolver To Digital Converter PGA411-Q1. Dieser wird durch einen Mikrocontroller parametriert und ausgelesen. Winkel und Drehzahl des Resolvers können über die folgenden Schnittstellen des Mikrocontrollers mit einer Auflösung von 12 oder 10 Bit ausgegeben werden:

Zusätzlich kann der Resolver To Digital Converter PGA411-Q1 die aktuellen Messwerte von Winkel und Drehzahl über die folgenden Schnittstellen ausgeben, welche auf der vorgestellten Leiterplatte über eine Steckerleiste zugänglich sind: Diese Schaltung kann sehr schnell und flexibel an die verschiedenen Resolver-Projekte angepasst werden.
Sie bietet sich auch an, um die Resolversignale einer bestehenden Anlage parallel zum dort verbauten Resolver To Digital Converter auszuwerten, da die Signaleingänge hochohmig beschaltet werden können. So können Winkel und Drehzahl unabhängig vom Aufbau einer bestehenden Anlage mit einer Auflösung von 12 Bit ausgewertet werden.

Bei entsprechender Programmierung ist es auch möglich Signale eines Resolvers auszuwerten, der von einer anderen Baugruppe versorgt wird. Ein entsprechender Versuchsaufbau ist rechts unten dargestellt (Rechts: Resolver, angetrieben durch einen DC-Motor. Mitte: PGA411-Q1, erregt und wertet Resolver aus. Links: Schaltung mit PGA411-Q1, welche die Resolversignale auswertet und Winkel sowie Drehzahl über BNC-Buchsen als Analogwerte ausgibt. Hinten: Oszilloskop zur Darstellung von Winkel und Drehzahl).
Die Schaltung kann sozusagen an einem "fremden" Resolver "mithören", wenn sie entsprechend parametriert wurde. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass dafür eine galvanische Verbindung mit dem "fremden" Antrieb hergestellt werden muss. Diese Maßnahme birgt die Gefahr, dass Störungen in die "fremde" Antriebsregelung eingekoppelt werden können. Um entsprechende Probleme zu vermeiden, können die erwähnten digitalen Schnittstellen oder die Resolversignale mittels geeigneter Bausteine galvanisch getrennt werden.

Fortsetzung: Low-Cost-Schaltung für die Resolverauswertung