伺服電機編碼器的作用和功能

我們知道，伺服系統(tǒng)包括編碼器、驅(qū)動器以及電機本體三部分。當(dāng)驅(qū)動器接收到控制指令以后，它會發(fā)出脈沖信號讓電機進行運轉(zhuǎn)，可能是速度方面的變化，可能是轉(zhuǎn)矩方面的調(diào)整，還可能是位置方面的變化。電機接收到運動脈沖做功以后，也會反饋個脈沖信號。這時候，編碼器就該工作了，它會對比上面所說的兩個脈沖，如有不同有誤差，那它就會糾正這個誤差，使得兩個脈沖變?yōu)橐粯印＿@樣的話，電機就會準確的按照控制器的命令進行運動，你清楚了嗎?

伺服電機編碼器是安裝在伺服電機上用來測量磁極位置和伺服電機轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器，從物理介質(zhì)的不同來分，伺服電機編碼器可以分為光電編碼器和磁電編碼器，另外旋轉(zhuǎn)變壓器也算一種特殊的伺服編碼器，市場上使用的基本上是光電編碼器，不過磁電編碼器作為后起之秀，有可靠，價格便宜，抗污染等特點，有趕超光電編碼器的趨勢。

伺服編碼器這個基本的功能與普通編碼器是一樣的，比如絕對型的有A,A反，B，B反，Z，Z反等信號，除此之外，伺服編碼器還有著跟普通編碼器不同的地方，那就是伺服電機多數(shù)為同步電機，同步電機啟動的時候需要知道轉(zhuǎn)子的磁極位置，這樣才能夠大力矩啟動伺服電機，這樣需要另外配幾路信號來檢測轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置，比如增量型的就有UVW等信號，正因為有了這幾路檢測轉(zhuǎn)子位置的信號，伺服編碼器顯得有點復(fù)雜了，以致一般人弄不懂它的道理了，加上有些廠家故意掩遮一些信號，相關(guān)的資料不齊全，就更加增添了伺服電機編碼器的神秘色彩。

由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

1、伺服電機編碼器的工作原理

它是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號的旋轉(zhuǎn)式傳感器，這些脈沖能用來控制角位移，如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結(jié)合在一起，也可用于測量直線位移。

2、伺服電機編碼器的作用

用于高精度定位， 基本上普遍都是用pLC發(fā)出脈沖 通過私服驅(qū)動器來達到定位效果，而私服電機后面的編碼器可以反饋伺服電機的行程 與 PLC發(fā)出的脈沖做比較 從而達到一個閉環(huán)系統(tǒng)。伺服電機只是接受命令完成某種動作的電機，普通電機也可做伺服電機用，所以伺服電機的種類很多;伺服系統(tǒng)那就復(fù)雜得多了。直流電機加上編碼器，加上編碼器是只是實現(xiàn)了閉環(huán)環(huán)節(jié)，伺服系統(tǒng)還有很多細節(jié)控制，如扭力，過扭力。

編碼器產(chǎn)生電信號后由數(shù)控制置CNC、可編程邏輯控制器PLC、控制系統(tǒng)等來處理。這些傳感器主要應(yīng)用在下列方面：機床、材料加工、電動機反饋系統(tǒng)以及測量和控制設(shè)備。在ELTRA編碼器中角位移的轉(zhuǎn)換采用了光電掃描原理。讀數(shù)系統(tǒng)是基于徑向分度盤的旋轉(zhuǎn)，該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構(gòu)成的。

此系統(tǒng)全部用一個紅外光源垂直照射，這樣光就把盤子上的圖像投射到接收器表面上，該接收器覆蓋著一層光柵，稱為準直儀，它具有和光盤相同的窗口。

接收器的工作是感受光盤轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的光變化，然后將光變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電變化。一般地，旋轉(zhuǎn)編碼器也能得到一個速度信號，這個信號要反饋給變頻器，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出數(shù)據(jù)。故障現(xiàn)象： 1、 旋轉(zhuǎn)編碼器壞(無輸出)時，變頻器不能正常工作，變得運行速度很慢，而且一會兒變頻器保護，顯示“PG斷開”。..聯(lián)合動作才能起作用。要使電信號上升到較高電平，并產(chǎn)生沒有任何干擾的方波脈沖，這就必須用電子電路來處理。編碼器pg接線與參數(shù) 矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式，必須與編碼器pg的型號相對應(yīng)。

一般而言，編碼器pg型號分差動輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種，其信號的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口，因此選擇合適的pg卡型號或者設(shè)置合理。

隨著永磁材料制造工藝的不斷完善，新一代的伺服電動機大都采用了新的、Nd2Fe14b1(銣鐵硼)材料，該材料的剩余磁密、矯頑力和較大磁能積均好于其他永磁材料,再加上合理的磁極、磁路及電動機結(jié)構(gòu)設(shè)計,大大地提高了電動機的性能,同時又縮小了電動機的外形尺寸。新一代的伺服電動機大都采用了新型的位置編碼器,這種位置編碼器的信號線數(shù)量從9根減少到5根,并支持增量型和值型兩種類型,通信速率達4M/s,通信周期為62.5μs,數(shù)據(jù)長度為12位,編碼器分辨率為20bit/rev,即每轉(zhuǎn)生成100萬個脈沖,高速的轉(zhuǎn)速達6000r/min,編碼器電源電流僅為16μA。

伺服電動機按照容量可以分為超小型(MINI型)、小容量型、中容量型和大容量型。超小容量型的功率范圍為10W到20W,小容量型的功率范圍為30W～750W,中容量型的功率范圍為300W～15KW,大容量型的功率范圍為22KW～55KW。伺服電動機的供電電壓范圍從100V～400V(單三相)。

一，伺服電機編碼器有以下幾點作用

1.能記住電機的磁極位置，伺服驅(qū)動器根據(jù)磁極位置來最佳的控制伺服電機，

2.做速度閉環(huán)和位置閉環(huán)，實現(xiàn)精確調(diào)速和精確的位置控制。

二：伺服電機本身自帶編碼器，可以通過換算伺服電子齒輪比的方式，用PLC發(fā)脈沖，控制伺服運行的距離，設(shè)置方法參考伺服控制器有關(guān)電子齒輪設(shè)定的說明。

位置控制一般是定位控制，通過接受脈沖命令，按照設(shè)定好的電子齒輪比，來完成想要的位移。

速度控制，一般是通過接受模擬量信號，來控制伺服電機的轉(zhuǎn)速，來實現(xiàn)較好的隨動性。

伺服系統(tǒng)有三個閉環(huán)控制，由外往里是，位置環(huán)，速度環(huán)，電流環(huán)，

位置控制時三個環(huán)都用到。

速度控制時只用到速度環(huán)和電流環(huán)。