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怎樣選擇與調整旋轉編碼器？
發(fā)布時間：2022/1/6 瀏覽：984
為運動控制系統(tǒng)選擇旋轉編碼器取決于許多因素，其中主要是應用的精度要求，無論是位置和/或速度控制。在決定選擇哪個編碼器之前，請考慮最重要的因素，包括：定位精度；速度穩(wěn)定；可聞的噪音；電力流失；帶寬，決定驅動器命令信號響應定位精度僅取決于應用要求。例如，旋轉變壓器大多數(shù)每轉一個信號周期。因此，位置分辨率非常有限，精度通常在±500“（弧秒）范圍內，假設驅動電子設備中的插補通常導致每轉總共16,384個位置。
另一方面，許多旋轉編碼器中的感應掃描系統(tǒng)將提供明顯更高的分辨率，通常在每轉32個信號周期的范圍內，導致±280“的精度。在這種情況下，插值是編碼器內部的，每轉產(chǎn)生131,072個位置。
光學旋轉編碼器基于非常精細的刻度，通常每轉2048個信號周期，因此內部插值電子設備甚至可以實現(xiàn)更高的分辨率。這里的輸出分辨率為25位，每轉33,554,432絕對位置，精度范圍為±20。
為確保平穩(wěn)的驅動性能，編碼器必須在每次旋轉時提供大量測量步驟作為拼圖的第一部分。但是，工程師還必須注意編碼器信號的質量。為了獲得高分辨率，必須對掃描信號進行插值。掃描不充分，測量標準污染以及信號調節(jié)不足會導致信號偏離理想形狀。在插值期間，可能發(fā)生錯誤，其周期性循環(huán)在一個信號周期內。因此，一個信號周期內的這些位置誤差也稱為“插值誤差”。對于高質量編碼器，這些誤差通常是信號周期的1％到2％。
插值誤差對定位精度產(chǎn)生不利影響，并且還顯著降低了驅動器的速度穩(wěn)定性和可聽噪聲行為。速度控制器根據(jù)誤差曲線計算用于制動或加速驅動器的額定電流。在低進給速率下，進給驅動滯后于插補誤差。在增加的速度下，插值誤差的頻率也增加。由于電機只能跟隨控制帶寬內的誤差，因此其對速度穩(wěn)定性行為的影響會隨著速度的增加而降低。然而，電動機電流的擾動繼續(xù)增加，這導致驅動器在高控制環(huán)路增益時產(chǎn)生噪聲。更高的分辨率和精度還可以減少發(fā)熱和功率損耗方面的電機電流干擾。
帶寬（相對于命令響應和控制可靠性）可以通過電機軸和編碼器軸之間的耦合的剛性以及耦合的固有頻率來限制。編碼器有資格在指定的加速范圍內運行。值通常為55至2,000Hz。但是，如果應用或安裝不良導致長時間的共振，則會限制性能并可能損壞編碼器。
固有頻率取決于定子耦合設計。該頻率需要盡可能高以獲得最佳性能。關鍵是要確保編碼器的軸承和電機軸承盡可能接近完美對齊。電機軸和編碼器的匹配錐度確保了與中心線的完美對齊。
這種機械配置將使得保持扭矩比標準空心軸編碼器大約高4倍，該編碼器具有2個安裝的凸片定子聯(lián)軸器。這將延長編碼器的軸承壽命，并提供出色的固有頻率/加速性能。此外，此配置實際上將消除對驅動器帶寬的任何限制。
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