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        旋變編碼器怎么選?威科達帶您走進“旋變”

        2023/04/23 閱讀量:1274
        一鍵分享:

        作為現代運動控制領域的核心單元,伺服系統可以實現高精度的傳動定位,使物體的位置、方位、狀態等輸出能夠跟隨輸入量的任意變化而變化。一套伺服系統性能好不好,主要看四項指標:編碼器精度、電機過載能力、最高轉速和速度頻率響應能力。尤其是編碼器的分辨率和精度與運動控制性能有著密切的聯系。


        旋變編碼器怎么選?威科達帶您走進“旋變”

        在極端環境下,伺服驅動器反饋元件的穩定性、耐用度顯得格外重要。旋變編碼器因自身優勢能應對特殊環境下高精度、高可靠性的運控要求,可以很好解決這類問題。


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        什么是旋變編碼器?

        旋變編碼器簡稱“旋變”,是一種輸出電壓與轉子轉角保持一定函數關系的感應式微電機,是一種將角位移轉換為電信號的位移傳感器,是可以檢測機械速度和位置的元器件。


        旋變編碼器的工作原理是什么?


        旋變編碼器利用變壓器原理來解角,由定子和轉子組成。其中定子繞組作為變壓器的原邊,接受勵磁電壓,轉子繞組作為變壓器的副邊,通過電磁耦合得到感應電壓。定子繞組內分別有勵磁線圈(如圖所示R1-R2)、正弦繞組(如圖所示S1-S2)和余弦繞組(如圖所示S3-S4)。


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        當人們使用旋變時,給勵磁線圈兩端施加勵磁電壓,得到的波形是正弦波(如下圖所示),頻率一般是10-20k。


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        正弦繞組和余弦繞組的兩個相位相差90度。當旋變旋轉的時候,在S1、S3兩端可以得到一個正弦包絡線的波形,如下圖所示:


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        在S2、S4兩端可以得到一個余弦包絡線的波形,如下圖所示:


        正弦繞組和余弦繞組幅值的比值反正切就是轉子的轉角,可以計算出相對應的位置,再通過波形還可計算出轉子的轉速。


        旋變編碼器如何選型?


        在選型或采購旋變編碼器時,需要從多方面進行評估才能達到完美結果。威科達建議大家在選型時注意以下三點:


        ①旋變編碼器的尺寸、安裝要求


        根據電機尺寸大小選擇與之相對應的旋變編碼器。如果是空心軸電機則需要選擇特殊尺寸的旋變編碼器。


        ②極對數


        因為同步馬達需要換向,所以電機的極對數必須是旋變編碼器的整數倍。異步馬達則不需要考慮極對數。


        ③磁組式or繞線式


        繞線式旋變應用到的工業場合最高極限速度一般是10000 r/min,如常見的工業設備。如果需要更高細分度則選磁組式旋變,它可以達到30000 r/min,電動汽車一般采用該類旋變編碼器。


        如果我們做好了旋變編碼器的選型,接下來就是安裝了。旋變編碼器安裝有哪些注意事項呢?主要是以下5點:


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        旋變編碼器安裝注意事項


        1、轉子和定子要同心。旋變編碼器在安裝的時候轉子和定子需要同心,如果不同心,檢測精度會有誤差;


        2、遠離磁場干擾的環境。旋變編碼器靠磁場耦合,有磁場干擾會影響信號精度;


        3、使用雙絞屏蔽線,屏蔽層要接地,防止信號干擾;


        4、差分線及旋變內部阻等阻抗。旋變內阻等阻抗在選旋變編碼器的時候就需要提前選擇;


        5、正弦和余弦信號的接受端盡量高阻。因為在實際使用中,旋變正弦和余弦的繞組沒有辦法完全等阻抗,所以在信號接收端盡量選擇高阻抗的接收端。


        旋變編碼器怎么選?威科達帶您走進“旋變”


        為什么選擇旋變編碼器作為伺服驅動的反饋元件?據威科達冀總工介紹,旋變編碼器在低速運行時的精度比光電編碼器要更好。編碼器的精度由細分度決定,編碼器的細分度分為高速細分度和低速細分度。


        這里以增量式2500光編和旋變編碼器做比較,增量式2500光編在低速狀態下小于一個脈沖時,沒辦法繼續做細分,只能用T法來計算時間且只能預估,信號精度自然會比較差。旋變編碼器的波形是正弦波,它的細分度由反正切表決定,反正切表做得越細就能實現無限細分。所以,低速狀態下旋變編碼器的細分度要更好,噪音和抖動比較小,另外定位速度也更快。

        此外,旋變編碼器還有以下的優缺點。


        旋變編碼器的優點


        1、環境耐受度好


        旋變編碼器耐震動、耐油污、耐高溫、耐腐蝕、防灰塵。具有適應惡劣工作環境的能力,可靠性更好,使用壽命更長。


        2、低速性能好


        旋變編碼器采用鎖相環,在低速時可以無限細分,比同樣位數光電式編碼器擁有更好的細分度。


        旋變編碼器的缺點


        1、必須使用專用解角芯片,如常見的AU6802N1、AD2S1205。


        2、旋轉編碼器細分度依賴A/D芯片的位數,一般會使用12位,細分度會差一些。超過12位的A/D造價較高。


        威科達旋轉編碼器在解角芯片上做了自己的設計,精度可以達到14位,可以廣泛應用于電動汽車、軍工和注塑機等。


        旋變編碼器怎么選?威科達帶您走進“旋變”

        早期的旋變編碼器,由于信號處理電路比較復雜、價格比較貴的原因,其應用受到了限制。隨著電子工業的發展,電子元器件集成化程度的提高,元器件成本大大降低;另外,信號處理技術的進步,使得旋變編碼器的信號處理電路變得簡單可靠。威科達自主研發的VEC-VC系列伺服系統支持Modbus、CANopen、EtherCA、Profinet等多種通信協議,信號處理采用軟件解碼,更加靈活、方便,為旋轉變壓器提供了更加廣闊的施展空間,放大了旋變編碼器的性能優勢,成為工業運動控制領域的重要選項之一。


        旋變編碼器怎么選?威科達帶您走進“旋變”


        威科達實現了旋變編碼器研發和應用的獨立自主,解決了工業運動控制領域的諸多難點和痛點,為國產旋變編碼器的發展做出了重要貢獻。旋變編碼器對技術的高要求,使得其成為了衡量一家工業運控企業研發、生產和應用實力的重要指標。毫無疑問,威科達屬于其中的佼佼者!


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