Als Resolver (engl. für Koordinatenwandler) wird ein elektromagnetischer Messumformer zur Wandlung der Winkellage eines Rotors in eine elektrische Größe bezeichnet. Er ähnelt oder ist Bestandteil einer elektrischen Welle (elektrische Winkellageübertragung).
Andere Winkellagegeber oder Winkelgeber sind zum Beispiel Potentiometergeber und Inkrementalgeber.
Prinzip
In einem zylindrischen Gehäuse sind zwei um 90° versetzte Statorwicklungen angeordnet, die einen im Gehäuse gelagerten Rotor mit der Rotorwicklung umschließen. Die Rotorwicklung wird über Schleifringe und Bürsten nach außen geführt. Die Statorwicklung S1 wird mit einer sinusförmigen Wechselspannung erregt; die Statorwicklung S2 wird mit einer gegenüber S1 um 90° verschobenen Wechselspannung erregt. Die Phasenlage der in der Rotorwicklung induzierten Spannung hängt von der Stellung des Rotors ab:
- steht der Rotor genau gegenüber der Statorwicklung S1, ist die Phasenlage der Rotorspannung 0°,
- steht der Rotor gegenüber der Statorwicklung S2, ist die Phasenlage der Rotorspannung 90°,
- steht der Rotor mittig zwischen S1 und S2 ist die Phasenlage der Rotorspannung 45°.
Während einer Umdrehung des Rotors liefert der Winkellagegeber eine Wechselspannung, deren Phasenlage sich von 0° bis 360° dreht. Die Phasenlage der Ausgangsspannung des Rotors in Bezug auf die Erregerspannung an S1 ist also ein Maß für die Winkellage des Rotors.
Alternativ wird die Rotorwicklung mit einer sinusförmigen Wechselspannung erregt. Die Amplituden der in S1 und S2 induzierten Spannungen entsprechen dem Sinus und Kosinus der Winkellage des Rotors. Die Winkellage errechnet sich aus den Amplituden und durch
Bauformen
Neben dem beschriebenen 2-poligen Winkellagegeber gibt es auch mehrpolige Bauformen. Ein 4-poliger Winkellagegeber liefert bei einer Rotorumdrehung eine Phasenverschiebung von 2·360°.
Differenzialwinkellagegeber haben zwei um 90° versetzte Rotorwicklungen, liefern also zwei um 90° verschobene Ausgangsspannungen.
Bei bürstenlosen Winkellagegebern wird die Rotorspannung durch einen rotierenden Übertrager transformatorisch nach außen übertragen.
Anwendung
Das Ausgangssignal des Winkellagegebers kann direkt zur Anzeige mit einem geeigneten Gerät benutzt, oder verstärkt oder digitalisiert einem Mess- oder Regelgerät zugeführt werden. Überall wo die Winkellage eines mechanischen Elements interessiert, wurden Winkellagegeber eingesetzt, beispielsweise Ruderlage bei Schiffen, Stellung von Steuerelementen in Anlagen der Chemie und in Elektrizitätswerken oder auch als Lagegeber in gesteuerten Werkzeugmaschinen und Industrierobotern.
Auch ältere Radargeräte und drehbare Amateurfunk-Antennen verwendeten Resolver.
Resolver wurden oft von optoelektronischen, digitalen Winkellagegebern sowie anderen Inkrementalgebern und Codierern abgelöst, behaupten sich dennoch in extremen Anwendungen wie Textilmaschinen, Bergbaumaschinen, etc. bzw. als ausgesprochen kostengünstige Lösung in Servomotoren. Ein Vorteil der bürstenlosen Resolver ist, dass sie nahezu verschleißfrei arbeiten, während optoelektronische Winkellagegeber immmer LEDs mit begrenzter Lebensdauer enthalten.
Ein induktiver Drehgeber mit drei um 120° versetzten Statorspulen wird Syncro genannt.