旋轉(zhuǎn)編碼器對電機有什么作用？旋轉(zhuǎn)編碼器信號類型及應(yīng)用介紹,！

什么是旋轉(zhuǎn)編碼器,？旋轉(zhuǎn)編碼器是一種用于通過感測位置變化向控制系統(tǒng)提供反饋的設(shè)備,。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動機一起工作,，以感測與電動機軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)運動,。根據(jù)使用的旋轉(zhuǎn)編碼器類型，它們可以提供有關(guān)位置變化,、絕對位置甚至軸速度的信息,。

旋轉(zhuǎn)編碼器對于在 3D 打印機中以極高的精度和準(zhǔn)確度運行的小型伺服電機來說是必不可少的,。它們對于與起重機一起使用的大型電機來提升沉重、笨重的物體同樣重要,。事實上,，幾乎每個行業(yè)都可以找到編碼器的身影，從石化到造紙和紙漿制造,。

旋轉(zhuǎn)編碼器是如何工作的,？

我們已經(jīng)討論過旋轉(zhuǎn)編碼器跟蹤電機軸的位置和速度這一事實。根據(jù)該數(shù)據(jù),，它會生成一個閉環(huán)反饋信號,。然后控制系統(tǒng)使用該信號來決定電機運行參數(shù)。

旋轉(zhuǎn)編碼器可以使用幾種不同的技術(shù)來生成反饋信號,。這些包括電阻,、磁性、機械和光學(xué),。其中,，光學(xué)是最容易理解的：編碼器根據(jù)光的中斷提供速度和位置反饋。

要了解編碼器的工作原理,，我們用光學(xué)編碼器來舉例,。光學(xué)編碼器系統(tǒng)由以下組件組成：

·碼盤，有代表軸不同位置的圖案

·光源,，照亮碼盤

·光電探測器組件,，它根據(jù)從代碼盤中檢測到的模式生成信號

·電子板，用于解釋光電探測器組件產(chǎn)生的信號并將其轉(zhuǎn)發(fā)到運動控制系統(tǒng),。

·運動控制系統(tǒng),，根據(jù)從旋轉(zhuǎn)編碼器接收到的反饋調(diào)整電機參數(shù)

其他更高級的例子，比如磁性編碼器,。在永磁電機編碼器中,，此反饋信號可確保電機定子和轉(zhuǎn)子位置與驅(qū)動器提供的電流同步。電流施加到繞組上,，轉(zhuǎn)子磁鐵落在適當(dāng)?shù)奈恢梅秶鷥?nèi),，從而使電機扭矩最大化,。

旋轉(zhuǎn)編碼器安裝選項

旋轉(zhuǎn)編碼器有三種基本安裝選項：輪轂/空心軸、有軸和無軸承,?？招妮S編碼器使用簡單的彈簧系繩直接安裝到軸上。安裝比較方便,，這其中的關(guān)鍵點是要確保編碼器與電機本身保持電氣隔離,。

在帶軸編碼器安裝座中，聯(lián)軸器連接電機軸和編碼器軸,。這種方法的好處之一是它允許旋轉(zhuǎn)編碼器與電機進行電氣和機械隔離,。另一方面，聯(lián)軸器和較長的軸會增加成本,。

旋轉(zhuǎn)編碼器信號類型及其應(yīng)用

電機旋轉(zhuǎn)編碼器可以產(chǎn)生兩種類型的信號：增量信號和絕對信號,。增量信號指示位置已更改，但不提供有關(guān)特定位置的任何信息,。增量編碼器通常用于帶有交流感應(yīng)電機的工業(yè)應(yīng)用中,。當(dāng)預(yù)算限制使成本成為問題或僅需要相對位置信息時選擇它們。

然而,，絕對信號表明位置已經(jīng)改變以及當(dāng)前的絕對位置是什么,。這是通過為每個位置生成不同的二進制輸出來實現(xiàn)的。當(dāng)需要高精度和精確度時使用絕對編碼器,，但它們不會像增量編碼器那樣堅固,。此外，絕對值編碼器經(jīng)常出現(xiàn)在帶有永磁無刷電機的伺服應(yīng)用中,，并且在保證精度和準(zhǔn)確性至關(guān)重要的情況下使用,。

旋轉(zhuǎn)編碼器使用結(jié)論

旋轉(zhuǎn)編碼器是電機的必備組件之一，它傳感技術(shù),、絕對或相對位置以及安裝選項方面有很多的選項,，只有掌握了其中的知識原理，才能找到合適的旋轉(zhuǎn)編碼器,。

延伸閱讀：

編碼器技術(shù)：三種類型及其優(yōu)缺點

最著名的三種編碼器方法分別采用光學(xué),、磁性和電容式技術(shù)。

光學(xué)設(shè)置采用帶槽圓盤,，一側(cè)是 LED，另一側(cè)是光電晶體管,。圓盤會旋轉(zhuǎn)并中斷光路,，因此產(chǎn)生的脈沖會指示軸的方向和旋轉(zhuǎn)。盡管成本低廉,，但光學(xué)編碼器的可靠性會因污垢,、灰塵和油污等污染物而降低,，并且 LED 的使用壽命有限。

磁性編碼器與光學(xué)編碼器的結(jié)構(gòu)非常相似,，但前者使用的是磁場而不是光束,。它使用磁性圓盤替代帶槽光輪，磁性圓盤在磁阻傳感器陣列上轉(zhuǎn)動,。磁輪轉(zhuǎn)動會在這些傳感器中產(chǎn)生響應(yīng),，這些響應(yīng)信號傳遞給信號調(diào)節(jié)前端電路，以確定軸的位置,。雖然具有高耐用性,，但磁性編碼器的精度卻不高，并且容易受到來自電機和驅(qū)動器的電磁干擾,。

電容式編碼器兼具光學(xué)和磁性編碼器設(shè)計的所有優(yōu)點,，而且擯棄了它們的弱點。這種編碼器更加穩(wěn)健,，并且對環(huán)境微粒和電磁干擾很不敏感,。電容式編碼器具有兩種線狀形式，一個設(shè)在固定元件上,，另一個設(shè)在移動元件上,。這些共同構(gòu)成一個配置為收發(fā)器對的可變電容器。編碼器旋轉(zhuǎn)會觸發(fā)集成的 ASIC,，以對線路變化進行計數(shù),，并利用插值法跟蹤軸的方向同時提供標(biāo)準(zhǔn)正交輸出，連同其他編碼器提供的換向輸出來控制 BLDC 電機,。