電機為何要安裝編碼器？

2021-12-30

  某院校的學生到Ms.參的工廠參觀，正巧在總裝分廠看到工人們在為一批電機安裝編碼器。幾個好奇心很強的小哥問一旁指導工人操作的技術(shù)人員小D：電機為什么要安裝編碼器？小D解釋說編碼器是個信號傳感器，將電機的運行狀態(tài)實時傳送給電機控制器，實現(xiàn)電機的調(diào)速、啟停。今天，我們就借這個話題聊聊電機常用的編碼器。


編碼器基本分類


編碼器是一個機械與電子緊密結(jié)合的精 密測量器件，將信號或數(shù)據(jù)進行編碼、轉(zhuǎn)換，用以通訊、傳輸和存儲的信號數(shù)據(jù)。按照不同的特征，編碼器分類情況如下：


● 碼盤和碼尺。直線位移轉(zhuǎn)換成電信號的編碼器稱為碼尺，角位移轉(zhuǎn)換成電信的為碼盤。


● 增量型編碼器。提供位置、角度和圈數(shù)等信息，以每圈脈沖數(shù)定義分別率。


● 絶對值型編碼器。以角度增量的方式提供位置、角度和圈數(shù)等信息，每個角度增量賦予唯 一的編碼。


●混合式絶對值編碼器�；旌鲜浇~對值編碼器輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絶對信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。


增量式和絶對式編碼器的區(qū)別


增量式編碼器將位移轉(zhuǎn)換成周期性電信號，電信號再轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖，脈沖的個數(shù)表示位移的大小；絶對式編碼器中，每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼，表示的值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過程無關(guān)。


使用增量編碼器時，位置是從零位標記開始計算的脈沖數(shù)量確定的，而絶對值型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。在一圈里，每個位置的輸出代碼的讀數(shù)是唯 一的；　因此，當電源斷開時，絶對型編碼器并不與實際的位置分離。如果電源再次接通，那么位置讀數(shù)仍是當前的、有效的。


編碼器選型時應(yīng)確定的參數(shù)


● 安裝尺寸、出線方式及防護。包括兩方面：定位止口、軸徑、安裝孔位、電纜出線方式。安裝空間體積;工作環(huán)境防護等級是否滿足要求。


● 分辨率。編碼器工作時每圈輸出的脈沖數(shù)。


● 編碼器輸出電氣接口。常見的有推拉輸出型、電壓輸出、集電極開路、線驅(qū)動輸出型。其輸出方式應(yīng)和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。


電機常用的編碼器


●增量型編碼器


直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相。A、B兩組脈沖相位差90o，可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向；Z相每轉(zhuǎn)一個脈沖，用于基準點定位。其優(yōu)點：原理構(gòu)造簡單，機械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強，可靠性高，適合于長距離傳輸。缺點：無法輸出軸轉(zhuǎn)動的絶對位置信息。


●絶對值型編碼器


直接輸出數(shù)字量的傳感器，傳感器圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件；當碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號，形成二進制數(shù)。


這種編碼器的特點是不要計數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 N位二進制分辨率的編碼器，其碼盤要有N條碼道。目前國內(nèi)已有16位的絶對編碼器產(chǎn)品。