Drehzahlmessung mit einem Stroboskop
Berührungslose Messung — reziproke Messung
Grundlagen der Winkelmessung mit Inkrementalgebern
Auswertung von Inkrementalgeber-Signalen
Grundlagen der Winkelmessung mit Resolvern
Auswertung von Resolver-Signalen mit einem Resolver-Digital-Converter (RDC)
Auswertung von Resolver-Signalen mit dem Analog-Digital-Converter (ADC)
Low-Cost-Schaltung
— Resolverauswertung mit dem Capture-Timer einer MCU
Winkelmessung mit dem Resolver — Grundlagen
Elektrische Antriebe mit erhöhten Anforderungen an Zuverlässigkeit oder Genauigkeit verwenden meist einen sogenannten Resolver als absolut anzeigenden Lagegeber. Ein Resolver besteht üblicherweise aus zwei um 90° (el.) gegeneinander verdrehten Wicklungen im Stator, in der Abbildung rechts als d- und q-Wicklung dargestellt (für eine vergrößerte Darstellung bitte anklicken). Im Rotor befindet sich ebenfalls eine Wicklung, am linken Rand in der Abbildung dargestellt. Diese drei Wicklungen teilen sich einen gemeinsamen magnetischen Kreis, welcher sich über den Luftspalt zwischen Rotor- und Statorwicklung schließt. Durch den Aufbau der Wicklungen ist die magnetische Kopplung zwischen der Rotorwicklung und den Statorwicklungen vom Winkel zwischen Rotor und Stator abhängig.
Die Rotorwicklung wird mit einem Wechselstromsignal erregt. Entsprechend der
magnetischen Kopplung induziert dieses Erregersignal in den Statorwicklungen
ebenfalls zwei Wechselspannungen, deren Amplitude nun jedoch vom Winkel
zwischen Rotor und Stator abhängt. Die Signale der Statorwicklungen werden
also mit dem Rotorwinkel in der Amplitude moduliert, wie das mittlere Bild
zeigt.
Bei einem Rotorwinkel von 90° ist ein Phasensprung des Signals an der
d-Wicklung (blau) erkennbar, bei 180° der gleiche Phasensprung an der
q-Wicklung (rot). An diesen Stellen ändern die jeweiligen Kopplungsfaktoren
zwischen Rotor- und Statorwicklung ihr Vorzeichen.
Um Schleifringe und den damit verbundenen mechanischen Verschleiß zu vermeiden, wird das Erregersignal über zwei weitere Wicklungen berührungslos vom Stator auf den Rotor übertragen. Diese Wicklungen sind konzentrisch auf einem gemeinsamen magnetischen Kreis angeordnet. Sie bilden einen Drehtransformator, dessen magnetische Kopplung zwischen Primärwicklung im Stator und Sekundärwicklung unabhängig vom Winkel zwischen Rotor und Stator ist. Dieser Drehtrafo ist zwischen Rotor- und Statorwicklungen dargestellt.