طراحی و ساخت عملگر (بخش 6)

5- Detectir(سیستم شناسایی مکان)

سیستمهای Detector با توجه به طریقه شناسایی (مکان یا سرعت) طبقه‌بندی می‌شوند. Detector به سروو موتور متصل می‌شود و در چندین رده طبقه‌بندی می‌شوند که اساس این طبقه‌بندی سیستم شناسایی Detector است. Detectorها در انکدر و Resolver استفاده می‌شوند و قابلیت شناسایی سرعت و مکان را دارند.

شکل 31:Detectorهایی که سیستم داخلی آنها با تولید توان (مانند دینام) مکان یا سرعت را شناسایی می‌کند.

در شکل 31 Detectorهایی که اساس تشخیص آنها تولید قدرت و توان خروجی است آورده شده‌اند. در شکل 32 نیز Detectorهایی که اساس تشخیص آنها تولید پالس یا فاز است آورده شده‌اند.

امروزه بیشتر از انکدرها و Resolverهای به صورت گردشی استفاده می‌شود. برای مثال در شکل 33 یک انکدر افزایشی چرخشی نشان داده شده است. یک اشعه نوری که به دیسک ثابت متصل است به صفحه چرخان تابیده می‌شود و یک صفحه چرخان به شفت وصل می‌شود.

شکل 32: Detectorهایی که سیستم داخلی آنها تولید پالس یا فاز معادل مکان یا زاویه می‌باشد

شکل ۳۳:نمایش انکدرهای چرخشی با حرکت دورانی

زمانیکه شیارهای دو صفحه چرخان و متحرک از کنار یکدیگر (در حین چرخش) عبور می‌کند اشعه قطع و وصل می‌شود و این قطع و وصل شدن توسط یک دیود نوری تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌شود. شیارهای A و B که در صفحه ثابت وجود دارد باعث اختلاف فاز 90 درجه در دو سیگنال الکتریکی خروجی می‌شود (شکل 33). شمارش پالسهای الکتریکی امکان شناسایی زاویه چرخش را فراهم می‌کند. مقایسه خروجی شیارهای A و B در یک مدار الکتریکی نیز امکان شناسایی جهت چرخش را ممکن می‌سازد. این نوع انکدرها ساختمان ساده‌ای دارند و ارزان می‌باشند و زمانیکه تغذیه قطع شود امکان شمارش پالس وجود ندارد.

شکل 34:ساختار Resolver سنکرون با چرخش رتور

شکل 34 ساختار یک موتور سروو القایی با امکان نصب Resolver را نشان می‌دهد. Resolver آشکارساز زاویه چرخش هستند و برای شناسایی زاویه چرخش مکانیکی بسته به ولتاژ الکترومغناطیسی القایی رتور کار می‌کنند. دو سیم‌پیچ استاتور با 90 درجه اختلاف نسبت به یکدیگر به دور سیم‌پیچ رتور نصب می‌شوند. زمانیکه یک ولتاژ AC با فرکانس مشخص به سیم‌پیچ رتور وصل می‌شود رتور یک ولتاژ القایی بسته به زاویه دوران القا می‌کند.

شکل 35:چگونگی تشخیص مکان توسط Resolver

مطالب ذکر شده در شکل ۳۵ مشخص است و همانطور که مشاهده می‌شود با چرخش مکانیکی به اندازه θ ولتاژ سینوسی نیز به اندازه θ شیفت پیدا کرده است. از برتریهای این سیستم نسبت به انکدرهای چرخشی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

۱- نسبت به لرزش، شک و نویزهای الکتریکی غیر حساسند و در آنها از قطعات نیمه‌هادی الکترونیکی استفاده نشده است.

۲- نسبت به تغییرات منبع تغذیه پایدارند و از به دلیل اینکه در ساختار آنها از نیمه‌هادی استفاده نشده است نسبت به تغییرات دما پایدارترند.

۳- بسادگی قابلیت تبدیل آنالوگ به دیجیتال را دارند.

جدول ‏5‑1:مزایای هر یک Detectorها

در جدول ‏۵‑۱ مزایای ۳ آشکارساز آورده شده است. از آنجا که انکدرهای نوری نسبت به لرزش ضعیف هستند در جدول ‏۵‑۲ نیز روشهای آشکارسازی سرعت و مکان و چگونگی افزودن سنسور مغناطیسی آورده شده است.

جدول ‏۵‑۲:خصوصیات هر یک از آشکارسازها