Qu’est-ce qu’un résolveur ?
Un résolveur est un type de codeur et un capteur permettant de mesurer des angles de rotation.
Parmi les dispositifs qui détectent l’angle de rotation, les résolveurs sont particulièrement adaptés à la lecture des changements dans le champ magnétique par induction électromagnétique et la détection de l’angle de rotation. L’information sur la rotation lue par le résolveur est émise sous la forme d’un signal électrique, qui peut être renvoyé à l’équipement rotatif auquel le résolveur est fixé.
Utilisations des résolveurs
Les résolveurs sont principalement utilisés dans les équipements industriels. Ils ne sont pas utilisés dans les produits blancs ou les installations commerciales. Les servomoteurs sont la principale cible pour la mesure des angles de rotation.
Pour que les servomoteurs fonctionnent avec précision, un retour d’information doit être fourni en détectant, par exemple, la vitesse du moteur. Les résolveurs sont utilisés en combinaison avec ces servomoteurs pour un positionnement de haute précision.
Depuis quelques années, ils peuvent être utilisés dans les véhicules électriques. Ils peuvent être appliqués au contrôle de la conduite des véhicules électriques et à la direction assistée électrique pour fournir un contrôle avancé du moteur. Les résolveurs permettent d’économiser de l’énergie et d’assurer un contrôle précis, et leur utilisation dans les automobiles est donc de plus en plus répandue.
Principe des résolveurs
Le principe de base d’un résolveur est presque le même que celui d’un transformateur. Il se compose de deux noyaux autour desquels sont enroulées des bobines.
La rotation modifie la position relative des noyaux primaire et secondaire, ce qui entraîne un désalignement entre le primaire et le secondaire. Le principe du résolveur est de détecter l’angle de rotation en mesurant la valeur du courant alternatif. Par exemple, lorsque l’angle de rotation est de 0°, les positions relatives des noyaux restent les mêmes et il n’y a pas de décalage de la tension d’entrée-sortie ; à 180°, la phase de la tension d’entrée-sortie est inversée.
Dans un résolveur, la partie qui tourne avec l’objet est appelée le rotor et la partie avec une bobine intégrée est appelée le stator. Si le rotor est concentrique avec le stator, une sortie égale est obtenue pour chaque rotation du rotor. En revanche, une forme elliptique fournit une sortie deux fois plus importante et une forme triangulaire, une sortie trois fois plus importante.
L’amplification du signal de sortie peut donc être contrôlée par la forme du rotor. Les résolveurs ont donc l’avantage de pouvoir être utilisés dans des environnements défavorables grâce à leur structure simple composée d’un noyau et d’une bobine.
Autres informations sur les résolveurs
1. Comment utiliser les résolveurs ?
Les signaux émis par le résolveur sont convertis en angle de rotation et en vitesse angulaire de rotation par le RDC (Resolver Digital Converter), qui les convertit en signaux numériques pouvant être traités par l’unité centrale.
Le RDC peut également compenser les variations de fabrication des résolveurs lors de la numérisation du signal d’angle de rotation. Le traitement arithmétique effectué sur les servomoteurs et les moteurs utilisés dans les véhicules est généralement une commande PID. La quantité d’énergie à fournir au moteur est déterminée en comparant la vitesse cible avec l’angle de rotation et la vitesse angulaire de rotation détectés par le résolveur.
Pour augmenter la précision du positionnement et du contrôle, la différence de temps entre la détection de l’angle de rotation et la détermination de la quantité d’énergie doit être réduite au minimum, ce qui dépend de la limite supérieure de la fréquence de fonctionnement de l’unité centrale.
2. Avenir des résolveurs
Les résolveurs ont une configuration de base simple, mais ils sont coûteux. Il est coûteux non seulement en termes de coûts des composants, mais aussi de maintenir une production stable de résolveurs avec une garantie de haute précision. Les résolveurs ont plusieurs enroulements de stator, et il est important que tous les fils de cuivre soient enroulés de manière uniforme. Toute variation dans le bobinage affectera le signal de sortie et entraînera une réduction de la précision de la détection de la position.
Ces dernières années, les capteurs magnétiques ont été adoptés comme alternative aux résolveurs. Il existe différents types de capteurs magnétiques, mais la plupart sont des capteurs magnétiques qui utilisent l’effet magnétorésistif. L’effet magnétorésistif est un phénomène dans lequel la résistance électrique change en fonction de l’intensité et de la direction d’un champ magnétique externe. Les capteurs magnétiques sont choisis parmi les dispositifs suivants en fonction de leur utilisation :
- Dispositifs AMR (effet de magnétorésistance anisotrope)
- Dispositifs GMR (effet de magnétorésistance géante)
- Dispositifs TMR (effet de magnétorésistance tunnel).
Les avantages des capteurs magnétiques sont qu’ils peuvent être intégrés dans les bagues de roulement et qu’ils ne nécessitent pas de circuits de traitement des signaux tels que le RDC. Ils devraient être plus petits, plus légers et moins chers.