为运动控制系统选择旋转编码器取决于许多因素,其中主要是应用的精度要求,无论是位置和/或速度控制。在决定选择哪个编码器之前,请考虑重要的因素,包括:定位精度;速度稳定;可闻的噪音;电力流失;带宽,决定驱动器命令信号响应定位精度仅取决于应用要求。例如,旋转变压器大多数每转一个信号周期。因此,位置分辨率非常有限,精度通常在±500“(弧秒)范围内,假设驱动电子设备中的插补通常导致每转总共16,384个位置。
另一方面,许多旋转编码器中的感应扫描系统将提供明显更高的分辨率,通常在每转32个信号周期的范围内,导致±280“的精度。在这种情况下,插值是编码器内部的,每转产生131,072个位置。
光学旋转编码器基于非常精细的刻度,通常每转2048个信号周期,因此内部插值电子设备甚至可以实现更高的分辨率。这里的输出分辨率为25位,每转33,554,432绝 对位置,精度范围为±20。
为确保平稳的驱动性能,编码器须在每次旋转时提供大量测量步骤作为拼图的第 一部分。但是,工程师还须注意编码器信号的质量。为了获得高分辨率,须对扫描信号进行插值。扫描不充分,测量标准污染以及信号调节不足会导致信号偏离理想形状。在插值期间,可能发生错误,其周期性循环在一个信号周期内。因此,一个信号周期内的这些位置误差也称为“插值误差”。对于高质量编码器,这些误差通常是信号周期的1%到2%。
插值误差对定位精度产生不利影响,并且还显着降低了驱动器的速度稳定性和可听噪声行为。速度控制器根据误差曲线计算用于制动或加速驱动器的额定电流。在低进给速率下,进给驱动滞后于插补误差。在增加的速度下,插值误差的频率也增加。由于电机只能跟随控制带宽内的误差,因此其对速度稳定性行为的影响会随着速度的增加而降低。然而,电动机电流的扰动继续增加,这导致驱动器在高控制环路增益时产生噪声。更高的分辨率和精度还可以减少发热和功率损耗方面的电机电流干扰。
带宽(相对于命令响应和控制可靠性)可以通过电机轴和编码器轴之间的耦合的刚性以及耦合的固有频率来限制。编码器有资格在指定的加速范围内运行。值通常为55至2,000Hz。但是,如果应用或安装不良导致长时间的共振,则会限制性能并可能损坏编码器。
固有频率取决于定子耦合设计。该频率需要尽可能高以获得佳性能。关键是要确保编码器的轴承和电机轴承尽可能接近完 美对齐。电机轴和编码器的匹配锥度确保了与中 心线的完 美对齐。
这种机械配置将使得保持扭矩比标准空心轴编码器大约高4倍,该编码器具有2个安装的凸片定子联轴器。这将延长编码器的轴承寿命,并提供出 色的固有频率/加速性能。此外,此配置实际上将消除对驱动器带宽的任何限制。
怎样维护与保养旋转编码器
旋转编码器有相对型和绝 对型两大类,都可测速、计数、测角位移和直线位移等。主要用于速度和位移反馈的传感器,主要应用于伺服电机、异步电机、步进电机、电梯曳引机、电梯门机乃至机械轴等需要对运动速度和位移信息反馈的自动化控制场合,以保证机械的高精度稳定运转,进而提高生产效率和保障安 全运营。旋转编码器产品的维护与保养工作对于其是否能够正常工作起到重要的作用。
旋转编码器需要经常保持清洁,每次作业后,应擦净驾驶室各玻璃的泥土。对外漏的加工表面应涂上黄油,防止生锈;各润滑点需按润滑表要求进行黄油的加注;并保持钢丝绳的润滑和清洁。
旋转编码器在运行前需要检查的的内容如下
1.经常检查结构联接螺栓,焊接部分及结构件是否有损坏、变形或松动的现象。
2.液压系统油路有无渗漏现象,各油管连接是否松动;油泵连接部分是否紧固可靠。
3.钢丝绳是否损坏严重;
对于旋转编码器的维护与保养工作需做好相应的记录工作,以便更好的了解旋转编码器的工作情况。