Meetsystemen
Meetsystemen: Meetprincipes Inductieve Sensoren De spanning U rII verloopt bij constant toerental (geen regeling en op de faseverschuiving na) als weergeven in figuur 2.49. Na demodulatie geeft dit het verloop uit figuur 2.55. Amplitude Tegen Uurwijzerzin draaien in fase -180 -90 0 90 180 in tegenfase Hoekverschil θ − θ 1 2 Uurwijzerzin draaien Figuur 2.55: Gedemoduleerde rotorspanning in resolvercontroleketen. Men zou kunnen denken dat zulk servomechanisme twee stabiele nulpunten kan hebben over een omwenteling van 360°. Dit gebrek aan eenduidigheid valt weg wanneer men bedenkt dat de amplitude op zich niet eenduidig is maar dat de fase daarentegen tegengesteld is voor twee hoeken, die dezelfde amplitude leveren aan de rotoruitgang van resolver II. Om deze reden is er ook maar één stabiel nulpunt mogelijk bij dit servomechanisme. De demodulator zal er dus voor zorgen dat de motor tegen uurwijzerzin draait bij een positieve fase en in uurwijzerzin draait bij een negatieve fase. Het nulpunt op 180° is niet stabiel. (Vergelijk met paragraaf 14.3, figuur 3.6). Er bestaat nog een derde toepassingsmogelijkheid van de resolver. Leggen we aan de twee statorwikkelingen een tweefasige wisselspanning, dan ontstaat er in de machine een draaiveld. Dit illustreert het vectordiagram van figuur 2.56. Hb c a Va = V.coswt c 90 - wt - 90 + wt a, d + wt 0 - wt w E Ha b V.sinwt = Vb b Figuur 2.56 : Vectordiagram van draaiveld in resolver. We vertrekken van het feit dat men één pulserende vector in twee in tegengestelde zin draaiende vectoren ontbinden kan. De wikkelingen a en b liggen ruimtelijk verschoven over 90°. Verschuiven we nu de stroom in de wikkeling b over een hoek van 90° t.o.v. de stroom in de wikkeling a, dan krijgen we twee pulserende velden Ha en Hb. Ha wordt ontbonden in de vectorcomponenten Oa en Ob, terwijl Hb ontbonden wordt in Oc en Od. We zien dat op ieder moment Ob en Oc tegengesteld zijn terwijl Oa en Od samenvallen. De resulterende vector draait in de zin van de componenten Oa en Od en met een hoeksnelheid ω. Zijn nu beide velden Ha en Hb identiek dan geeft dit een cirkelvormig draaiveld. De wikkeling C van de rotor zal dus aan de __________ - II.48 - Johan Baeten
Meetsystemen: Meetprincipes Inductieve Sensoren klemmen een wisselspanning afleveren waarvan de amplitude constant is, maar de fase afhangt van de rotor-hoekstand t.o.v. de nul-as. De rotorspanning is uit te drukken als: V c = K.V cos (ωt - ϕ) (bij ϕ = 0° is V c = K.V a en bij ϕ = 90° is V c = K.V b ). Een hoek kan nu gemeten worden door de faseverschuiving volgens figuur 2.57 te bepalen, wat mogelijk is op een numerieke manier. In deel III (o.a paragraaf 14.5) volgen nog enkele toepassingen. Amplitude ϕ Vresolver Vb Va Tijd Figuur 2.57: De faseverschuiving van de door het draaiveld geïnduceerde rotorspanning is gelijk aan de hoekstand van de rotor. Synchro en resolver parameters Referentiespanning en frequenties: Synchro's en resolvers worden bekrachtigd met wisselstroom waarvan de frequentie 50 Hz, 400 Hz tot zelfs 1000 Hz kan bedragen. Bij frequenties hoger dan 50 Hz worden de afmetingen van de machine kleiner, zodat ook het traagheidsmoment verkleint. De (referentie-) spanning bedraagt voor controle synchro's en resolvers meestal 26 V (rms) welke (meestal) een 11,8 V lijn tot lijn uitgangsspanning oplevert. Impedanties: Bij synchro's worden volgende impedanties gemeten: Z ro : rotor impedantie, stator open; Z rs : rotor impedantie, stator kortgesloten; Z so : stator impedantie, rotor open; Z ss : stator impedantie, rotor kortgesloten. De statorimpedantie wordt steeds gemeten tussen een klem en een andere klem welke kortgesloten is met de derde klem. Zie figuur 2.58. Z ss Z ro Rotor Z rs Z so Figuur 2.58: Synchro impedanties. Een resolver is voor te stellen in een equivalent T-netwerk (figuur 2.59). De impedanties Z 1 , Z 2 en Z 3 kunnen berekend worden uit Z ro , Z rs , Z so , Z ss . Z 1 Z Z 3 2 Stator Z 3 = −Z ro (Z ss − Z so ) = Z so (Z ro − Z rs ) Z 1 = Z ro − Z 3 Z 2 = Z so − Z 3 Figuur 2.59: Equivalent T-netwerk. __________ - II.49 - Johan Baeten
- Page 29 and 30: Meetsystemen: Algemene principes St
- Page 31 and 32: Deel II Meetprincipes bij sensoren
- Page 33 and 34: Deel II Meetprincipes bij sensoren
- Page 35 and 36: Meetsystemen: Meetprincipes Binaire
- Page 37 and 38: Meetsystemen: Meetprincipes Binaire
- Page 39 and 40: Meetsystemen: Meetprincipes Resisti
- Page 41 and 42: Meetsystemen: Meetprincipes Resisti
- Page 43 and 44: Meetsystemen: Meetprincipes Resisti
- Page 45 and 46: Meetsystemen: Meetprincipes Resisti
- Page 47 and 48: Meetsystemen: Meetprincipes Resisti
- Page 49 and 50: Meetsystemen: Meetprincipes Resisti
- Page 51 and 52: Meetsystemen: Meetprincipes Resisti
- Page 53 and 54: Meetsystemen: Meetprincipes Capacit
- Page 55 and 56: Meetsystemen: Meetprincipes Capacit
- Page 57 and 58: Meetsystemen: Meetprincipes Capacit
- Page 59 and 60: Meetsystemen: Meetprincipes Capacit
- Page 61 and 62: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 63 and 64: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 65 and 66: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 67 and 68: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 69 and 70: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 71 and 72: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 73 and 74: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 75 and 76: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 77 and 78: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 79: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 83 and 84: Meetsystemen: Meetprincipes Inducti
- Page 85 and 86: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 87 and 88: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 89 and 90: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 91 and 92: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 93 and 94: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 95 and 96: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 97 and 98: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 99 and 100: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 101 and 102: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 103 and 104: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 105 and 106: Meetsystemen: Meetprincipes Opto-el
- Page 107 and 108: Meetsystemen: Meetprincipes Piëzo-
- Page 109 and 110: Meetsystemen: Meetprincipes Piëzo-
- Page 111 and 112: Meetsystemen: Meetprincipes Piëzo-
- Page 113 and 114: Meetsystemen: Meetprincipes Piëzo-
- Page 115 and 116: Meetsystemen: Meetprincipes Piëzo-
- Page 117 and 118: Meetsystemen: Meetprincipes Piëzo-
- Page 119 and 120: Meetsystemen: Meetprincipes Ultraso
- Page 121 and 122: Meetsystemen: Meetprincipes Ultraso
- Page 123 and 124: Meetsystemen: Meetprincipes Ultraso
- Page 125 and 126: Meetsystemen: Meetprincipes Ultraso
- Page 127 and 128: Meetsystemen: Meetprincipes Ultraso
- Page 129 and 130: Meetsystemen: Meetprincipes Ultraso
<strong>Meetsystemen</strong>: Meetprincipes<br />
Inductieve Sensoren<br />
klemmen een wisselspanning afleveren waarvan de amplitude constant is, maar de fase afhangt<br />
van de rotor-hoekstand t.o.v. de nul-as. De rotorspanning is uit te drukken als:<br />
V c<br />
= K.V cos (ωt - ϕ) (bij ϕ = 0° is V c<br />
= K.V a<br />
en bij ϕ = 90° is V c<br />
= K.V b<br />
).<br />
Een hoek kan nu gemeten worden door de faseverschuiving volgens figuur 2.57 te bepalen, wat<br />
mogelijk is op een numerieke manier. In deel III (o.a paragraaf 14.5) volgen nog enkele<br />
toepassingen.<br />
Amplitude<br />
ϕ<br />
Vresolver<br />
Vb<br />
Va<br />
Tijd<br />
Figuur 2.57: De faseverschuiving van de door het draaiveld geïnduceerde rotorspanning is gelijk aan de<br />
hoekstand van de rotor.<br />
Synchro en resolver parameters<br />
Referentiespanning en frequenties:<br />
Synchro's en resolvers worden bekrachtigd met wisselstroom waarvan de frequentie 50 Hz, 400 Hz tot zelfs 1000<br />
Hz kan bedragen. Bij frequenties hoger dan 50 Hz worden de afmetingen van de machine kleiner, zodat ook het<br />
traagheidsmoment verkleint. De (referentie-) spanning bedraagt voor controle synchro's en resolvers meestal 26<br />
V (rms) welke (meestal) een 11,8 V lijn tot lijn uitgangsspanning oplevert.<br />
Impedanties:<br />
Bij synchro's worden volgende impedanties gemeten:<br />
Z ro<br />
: rotor impedantie, stator open;<br />
Z rs<br />
: rotor impedantie, stator kortgesloten;<br />
Z so<br />
: stator impedantie, rotor open;<br />
Z ss<br />
: stator impedantie, rotor kortgesloten.<br />
De statorimpedantie wordt steeds gemeten tussen een klem en een andere klem welke kortgesloten is met de<br />
derde klem. Zie figuur 2.58.<br />
Z ss<br />
Z ro<br />
Rotor<br />
Z rs<br />
Z so<br />
Figuur 2.58: Synchro impedanties.<br />
Een resolver is voor te stellen in een equivalent T-netwerk (figuur 2.59). De impedanties Z 1<br />
, Z 2<br />
en Z 3<br />
kunnen<br />
berekend worden uit Z ro<br />
, Z rs<br />
, Z so<br />
, Z ss<br />
.<br />
Z<br />
1<br />
Z<br />
Z 3<br />
2<br />
Stator<br />
Z 3 = −Z ro (Z ss − Z so ) = Z so (Z ro − Z rs )<br />
Z 1 = Z ro − Z 3<br />
Z 2 = Z so − Z 3<br />
Figuur 2.59: Equivalent T-netwerk.<br />
__________ - II.49 -<br />
Johan Baeten