旋变器

“旋变器”是 旋转变压器（英文：Resolver）的简称，它是一种电磁式角度传感器。它的核心功能是精确测量旋转物体的角位置和角速度。

以下是关于旋变器的详细介绍：

核心功能：
- 将旋转角度或角速度转换成对应的电信号输出。
- 输出通常是与角度有关的正弦和余弦波形。
工作原理：
- 类似于一个会旋转的变压器。
- 主要由两部分组成：
  - 定子： 固定部分，通常有两组绕组（励磁绕组和输出绕组，或两相正交输出绕组SIN/COS）。
  - 转子： 旋转部分，通常也有一组或多组绕组（励磁绕组或耦合绕组）。
- 原理：
  - 当向转子的励磁绕组（或定子的励磁绕组）施加一个交流电压（励磁信号）时，会在定子的两相输出绕组上感应出电压。
  - 感应电压的幅度与转子的角度位置有严格的正弦和余弦函数关系。
  - 通过检测定子输出的两路（SIN和COS）信号的幅值比例或相位差，即可精确计算出转子的实时角度位置。
  - 对角度信号微分即可得到角速度。
主要结构（常见类型）：
- 变磁阻式： 最常用。转子无绕组，由凸极磁芯构成。定子包含励磁绕组和正交的输出绕组（SIN/COS绕组）。
- 绕组式： 转子和定子都有分布式绕组，结构更复杂但精度通常更高。
关键特点：
- 高精度： 测量精度非常高（可达角秒级），线性度好。
- 高可靠性： 纯电气元件（线圈和铁芯），无易碎的光学元件或易磨损的电刷，结构坚固，耐冲击、振动、油污、灰尘、高低温等恶劣环境。
- 强抗干扰能力： 输出为模拟幅值信号或调幅波，抗电磁干扰（EMI）能力强。
- 宽泛的环境适应性： 能在高低温、强振动、油污等恶劣工业环境中稳定工作。
- 无接触： 转子和定子间没有物理接触（除了轴承），避免了磨损。
- 高速性能： 适合高速旋转测量（没有电刷等物理限制）。
- 需要信号调理： 输出的信号是模拟交流信号，通常需要配合专用的解码器芯片（Resolver-to-Digital Converter, RDC） 或处理电路将其转换成数字角度/速度值。
- 输出信号： 常见输出信号形式是两路包络与励磁同频但幅值随角度变化的正弦(SIN)和余弦(COS)信号。
主要应用领域：
- 伺服电机/步进电机控制： 精确检测电机转子位置用于闭环控制。
- 数控机床/工业机器人： 关节位置反馈。
- 航空航天： 飞行控制舵面、发动机、惯导平台的姿态传感器。
- 汽车： EPS（电动助力转向）、高级驾驶辅助系统（ADAS）、电驱动系统（电机位置检测）。
- 军事装备： 雷达天线、火炮俯仰/转向机构。
- 能源： 风力发电机桨距角测量。
- 其他需要高精度、高可靠位置反馈的场合。