Abstract
This paper describes a multi-physics analysis of a high resolution winding type resolver and rotary transformer using FEM (Finite Element Method). The rotary transformer boosts the input voltage to a high voltage which can be input into the rotor windings of the resolver. Through multi-physics models of the transformer and resolver, the characteristics of the output signals for the resolver system with high resolution can be derived. Moreover, the circuit model of the interface part between the transformer and resolver should be considered, because of the calculation of the input current to the resolver. The winding type resolver is composed of 32x and 1x stator windings for high resolution. Then, the output signals of the stator windings, which make sinusoidal SIN and COS waves with a $90^{\circ}$ phase difference, are verified.
본 논문에서는 고정밀 각도 센싱을 요구하는 응용분야에 이용되는 권선형 레졸버의 변압부와 레졸버 파트의 유한요소법 (Finite Element Method, FEM)을 이용한 연동해석을 통해 권선형 레졸버 시스템의 성능을 도출하는 과정을 연구하였다. 외부 인가 전원을 증폭시키는 회전형 변압기부와 증폭된 변압기 출력을 이용하는 레졸버의 회전자 입력부의 연동해석을 통하여 전자기적인 정밀도를 향상시킬 수 있는 권선형 레졸버의 연동해석 모델을 제시하고 출력 신호의 특성을 분석하였다. 회전형 변압기에서 승압된 전압이 레졸버 회전자 권선에 인가될 때 회전자 권선의 임피던스를 고려하여 레졸버 입력 전류를 계산하여야 한다. 따라서 레졸버 회전자 권선부 인터페이스 부분은 회로 모델로 구성하여 변압기의 유한요소 모델, 인터페이스 회로 모델, 레졸버 유한요소 모델을 한 번에 연성해석을 수행하였다. 고정밀 각도 도출을 위해 레졸버 고정자 권선은 32x와 1x의 혼합 권선이 설치되어 있으며 서로간의 자기적인 간섭은 없다. 본 논문에서는 슬롯에 적절한 분포적인 권선법이 제시되어 정현적인 SIN, COS 파형과 이들간의 위상각 $90^{\circ}$를 만족시킬 수 있음을 확인하였다.