Interaxis

Interaxis beschreibt die Winkelbeziehung zwischen Stator- und Rotorwicklung in einem Resolver, genauer gesagt, ob sie die erforderliche mechanische 90-Grad-Trennung einhalten. Ein Resolver wandelt die Rotationsposition in elektrische Signale um, indem zwei feststehende Statorwicklungen verwendet werden, die 90 Grad auseinander liegen. Wird eine Wicklung erregt, koppelt der Rotor Energie in beide Statorwicklungen im Verhältnis, das den Wellenwinkel codiert. Ein Interaxis-Fehler tritt auf, wenn diese 90-Grad-Beziehung abbaut und die Ausgangswicklungen von echter Rechtwinkligkeit abweichen.

Bei hochgenauen Resolvern in Flugzeug-Flugsteuerungssystemen, Radarantennenantrieben oder industrieller Servoregelung wird die Interaxis-Genauigkeit in Bogenminuten oder Bruchteilen eines Grades angegeben. Ein gut gebauter Resolver könnte den Interaxis-Fehler unter 10 Bogenminuten halten, während militärische Ausführungen 5 Bogenminuten oder besser erreichen können. Der Fehler zeigt sich als Übersprechung zwischen Ausgangskanälen: Statt saubere Sinus- und Cosinus-Ausgänge zu liefern, erzeugt der Resolver kleine Quadratur-Fehler, die die Positionsrückmeldung verfälschen, besonders problematisch in geschlossenen Regelkreisen, wo sich kleine Fehler zu Regelverzögerung oder Instabilität aufschaukeln.

Ursachen und Folgen

Interaxis-Fehler entstehen bei der Resolver-Herstellung durch mechanische Fehlausrichtung der Statorbleche, Toleranzen in den Wicklungsvorrichtungen oder Rotorunwucht. Thermische Zyklen, mechanische Vibrationen und Lagerverschleiß verschlechtern die Interaxis-Leistung im Laufe der Zeit. Die elektrische Folge ist, dass die Erregung der Primärwicklung keine rein orthogonalen Ausgänge im sekundären Paar erzeugt, sondern stattdessen Ausgänge, die mit Durchspeicherung der Grundfrequenz verunreinigt sind, was die effektive Resolver-Genauigkeit reduziert, indem unerwünschtes Signal direkt in den Rückmeldepfad gekoppelt wird.

Konstrukteure berücksichtigen Interaxis-Fehler durch Kalibrierungstabellen, die in Resolver-zu-Digital-Umwandler geladen werden, oder durch die analoge Resolver-Signalaufbereitungsstufe. Einige Systeme nutzen Resolver mit Zweifachdrehzahl oder mehrere Resolver-Paare, um bekannte Interaxis-Artefakte auszulöschen. Der Begriff gehört zur umfassenden Resolver-Nomenklatur neben "Transformationsverhältnis-Fehler" (Amplitudenausgleich zwischen Kanälen) und "Phasenverschiebung" (Zeitverzögerung bei der Kopplung), wobei all diese Faktoren die Wiedergabetreue der Winkel-zu-Spannungs-Umwandlung beeinträchtigen, die Resolver in Umgebungen wertvoll macht, wo digitale Encoder ausfallen würden.