Енкодери за електродвигатели

Инкрементални и абсолютни енкодери, резолвъри и тахогенератори - KUBLER и ELTRA

СЪДЪРЖАНИЕ:

  1. Какво е резолвер?
  2. Какво е енкодер?
  3. Разлика между резолвер и енкодер
  4. Заключение

 Резолверът и енкодерът изпълняват една и съща функция - предават обратна връзка за ъгъла на въртене и скоростта на въртене на техния вал (ротор). В тази статия разглеждаме разликите им според следните характеристики:

  1. Точност
  2. Надеждност
  3. Цена
  4. Интеграция
  5. Разнообразие

Първо, разглеждаме кратко определение на енкодер и резолвер и след това разглеждаме разликите за всяка характеристика.

Какво е резолвер?

Резолверът е въртящ се трансформатор, който определя ъгъла и скоростта на преместване на своя ротор. Дизайнът му е подобен на малък синхронен двигател.

Ключовите части на структурата на резолвера са:

  • Статор
  • Ротор
  • RDC (или DCP)

Статорът е фиксирана част от резолвъра. Има връзка към източник на променлив ток. Тук са разположени първичната и вторичната намотка. Първичната намотка на статора (изходяща) индуцира ток към първична намотка на ротора (еталонна) под формата на синусоидален сигнал. Нарича се още Input Sin Signal.

Вторичните намотки (SIN и COSINE) получават обратна връзка от намотката на ротора. Те са стационарни бобини, които дават изходни синусовидни и косинусови сигнали. Тези намотки са разположени на 90° една спрямо друга.

Роторът се върти според елемент, прикрепен към него (например вал на двигателя). В зависимост от неговото изместване, сигналът от вторичните намотки се променя в съответствие. Резолверът за всяка позиция дава уникално съотношение на такъв сигнал Sin и Cos. Следователно устройството може да определи действителния ъгъл на преместване и скоростта на въртене на ротора. Следователно, той предава абсолютната позиция с помощта на аналогов сигнал.

RDC (цифров преобразувател на резолвер) или DCP (цифров сигнален процесор) са необходими устройства за свързване на резолвер към контролер или индустриален компютър. Такова оборудване преобразува аналогов сигнал в по-разбираем за индустриални системи цифров.

Благодарение на своята надеждност, резолверите се използват в най-взискателните и опасни индустрии (металургия, военна, космическа индустрия и др.), където се изисква стабилност и здравина.

Какво е енкодер?

Енкодерът (наричан още пулскодер) определя ъгъла на въртене на собствения си вал. Тъй като резолверът е въртящо се устройство, нека разгледаме само въртящите се енкодери. Съществуват много видове енкодери според принципите на работа и засичане. Производителите произвеждат оптични, магнитни, индуктивни, капацитивни, резистивни и дори механични видове. Всеки от тях има свои собствени характеристики. Вече описахме това подробно в следната статия: Видове енкодери .

Принципът на работа и основните части на всички видове обаче са доста сходни. Ето основните основни части на енкодера:

  • Вал (или отвор)
  • диск
  • Източник и приемник
  • Електронен интерфейс

Валът е механично свързан с друго устройство и се върти еквивалентно с него. Към вала е прикрепен диск.

Дискът има специални маркировки на повърхността си, през които лъчът от източник (например в оптични видове) преминава или не преминава в приемник. В тези маркировки е кодиран ъгъл на преместване на вала.

Източникът и приемникът са разположени на противоположните страни на диска. Върти се между тях.

Електронният интерфейс определя информацията и я прехвърля към системата за управление.

Енкодерите също се делят на инкрементални и абсолютни. Инкременталните устройства измерват въртенето от определена референтна точка (така наречената нулева точка). Абсолютните енкодери имат уникален код за всяка позиция (ъгъл). Многооборотните енкодери могат да следят данните по време на няколко оборота. Ето подробна статия за това: Absolute VS Incremental .

Поради своята гъвкавост, енкодерите се използват във всички индустрии и са ограничени само от условията на околната среда.

 Разлика между резолвер и енкодер

Добре, ето частта, която чакате! Разбрахме принципа на работа и дизайна на двете устройства. Нека разгледаме по-подробно основните им плюсове и минуси.

точност

Точността на енкодера варира главно според модела на диска. Разделителната способност на някои устройства може да достигне 10 000 ppr и дори повече. Най-добрите оптични модели могат да произведат стойност от 27 бита. Вижте също: Значение на PPR и CPR на енкодер

Точността на резолвера зависи главно от броя на полюсите му (на sin/cos вторичните намотки). Колкото повече полюси са разположени на неговия статор, толкова по-точен може да бъде неговият сигнал. Това обаче най-често е по-малко, отколкото при еквивалентния енкодер.

Надеждност

Най-точните енкодери (оптични) са много зависими от замърсяването и температурата. Магнитните, например, имат по-голяма здравина, но имат и собствена крайна сметка. Като цяло, след температурно ниво над 120 °C (248 °F), използването на енкодери е много трудно. Механичните удари и вибрациите оказват значително влияние върху неговите резултати.

Резолверите нямат нито електроника, нито чувствителни елементи в структурата си. Следователно те са много по-надеждни. Такова оборудване може да работи оптимално в изключително тежки условия. Устойчив е на вибрации, замърсяване, много високи температури и дори радиация.

цена

Енкодерите имат по-сложни детайли за производство, така че са по-скъпи. Колкото повече изисквания към частите (по-висока разделителна способност, взривозащитеност, ниво на защита и т.н.), съответно по-висока цена.

Резолверът има по-прост дизайн, така че е по-евтин. Ремонтът и поддръжката му също ще струват по-малко. Въпреки това си струва да се спомене, че за да го свържете, ще трябва да закупите допълнително оборудване.

Интеграция

Енкодерите най-често работят с квадратурен цифров сигнал . Ще бъде достатъчно да ги свържете към контролер и те ще предават стойности към него (ppr, lpr, rpm и т.н.). За да направят това, те не изискват допълнително оборудване.

Резолверите работят с аналогов сигнал. За интегрирането им в някои индустриални системи с цифров сигнал са необходими допълнителни RPC или DSP конвертори. За да го свържете директно към управляващото устройство, е необходимо да проверите дали такова устройство директно получава синусовидни и косинусови сигнали и има подходящ софтуер.

Разнообразие

Енкодерите имат десетки различни видове с уникални технологии за измерване и стотици модификации. Многооборотните абсолютни устройства могат да броят допълнителни обороти.

Резолвърите имат само няколко типа. Според броя на полюсите биват двуполюсни или многополюсни. Съгласно принципа на работа има също две основни категории: приемник и диференциал.

 Заключение

Така че изборът на необходимото устройство зависи от два ключови фактора:

  1. Тип управляваща електроника
  2. Влияние върху околната среда

Тъй като резолверите имат аналогов сигнал, те могат да заменят енкодерите само когато управляващото устройство може да получава синусоидални/косинусови сигнали и има подобен хардуер. От друга страна, те трябва да се използват в условия на високо ниво на вибрации, температури над 120 градуса по Целзий (248 по Фаренхайт), замърсяване и механични удари.

Енкодерите могат да заменят резолверите в почти всички случаи поради техните цифрови сигнали. Ако не планирате да купувате допълнително оборудване, тогава е по-добре да платите допълнително за енкодери. Те дават по-прецизни резултати. Благодарение на многобройните видове можете да изберете най-оптималната серия за вашите специфични условия.

Енкодери, резолвъри и тахогенератори са електро-механични устройства, които контролират позицията и ъгловата скорост на въртящи се оси.

Името на Инкременталните енкодери идва от това, че те следят нарастването (разликата) в отношение от референтна позиция, независимо от посоката на въртене на електродвигателя.

Инкременталният енкодер може да следи посоката, скоростта и ускорението, чрез броя импулиси създадени от въртенето на електродвигателя. Нулевата (неутралната) точка трябва да бъде настроена при всеки старт.

Елин Инженеринг ООД предлагаме енкодерите Kubler и Eltra за българския пазар, но можем да доставим енкодер на всеки производител или да намерим заместител със същите параметри.

Предлагаме енкодери с плътен или кух вал (проходен отвор), магнитни и оптични енкодери.

Може да разчитате на Елин Инженеринг за присъеднияването на всички типове енкодери, към Вашите електродвигателите .

Enkoder-Eltrahengstler encoderhengstler enkoder

Eltra Encoder