HENGSTLER電機(jī)反饋編碼器的應(yīng)用與安裝。

什么是電機(jī)編碼器？

HENGSTLER電機(jī)編碼器是旋轉(zhuǎn)編碼器，適用于提供有關(guān)電機(jī)軸速度和/或位置的信息。與一般的旋轉(zhuǎn)編碼器一樣，電機(jī)編碼器最常見的是磁性或光學(xué)編碼器，并產(chǎn)生增量或絕對(duì)信號(hào)。電機(jī)編碼器的機(jī)械封裝可以是軸、通孔或盲空心孔，或模塊化解決方案。軸式電機(jī)編碼器使用柔性聯(lián)軸器將編碼器軸連接到電機(jī)軸。通孔或盲空心孔外殼通過軸環(huán)直接連接到電機(jī)軸。然后可以將編碼器外殼直接安裝到電機(jī)外殼上，或者使用柔性系繩臂或安裝支架。

如何選擇電機(jī)編碼器

有幾個(gè)因素會(huì)影響為給定應(yīng)用選擇HENGSTLER電機(jī)編碼器，包括 (1) 涉及的電機(jī)類型，(2) 所需的安裝配置，以及 (3) 控制系統(tǒng)所需的信息類型。

與所有旋轉(zhuǎn)編碼器一樣，電機(jī)編碼器以兩種方式之一指示軸運(yùn)動(dòng)：增量或絕對(duì)。選擇其中一個(gè)選項(xiàng)通常是選擇正確電機(jī)編碼器的第一步。

增量電機(jī)編碼器通常用于通過標(biāo)記為 A 和 B 的兩個(gè)時(shí)鐘通道提供有關(guān)電機(jī)軸速度和方向的信息。脈沖率表示速度，而通道 A 或 B 的超前或滯后表示方向。對(duì)于伺服電機(jī)，增量編碼器還可以提供換向通道，通常稱為 U、V、W 通道。這些 U、V、W 通道的分辨率與電機(jī)上的磁極數(shù)直接相關(guān)。換向通道用于正確對(duì)齊轉(zhuǎn)子和定子的繞組和磁鐵，并且控制系統(tǒng)如何知道何時(shí)為某些繞組通電以實(shí)現(xiàn)最佳功率和扭矩。

絕對(duì)電機(jī)編碼器指示軸的角位置及其運(yùn)動(dòng)的方向和速度。在伺服電機(jī)的情況下，使用絕對(duì)編碼器消除了對(duì) U、V、W 通道的需要。用于位置、方向和速度的相同絕對(duì)數(shù)據(jù)也用于正確的換向?qū)?zhǔn)。HENGSTLER絕對(duì)式電機(jī)編碼器的兩種基本類型是單圈和多圈。

單圈編碼器只允許控制系統(tǒng)知道電機(jī)軸在單圈內(nèi)的角位置。電機(jī)軸當(dāng)然可以旋轉(zhuǎn)超過一圈，但使用單圈編碼器時(shí)，軸的完整旋轉(zhuǎn)圈數(shù)是未知的。

多圈編碼器提供的數(shù)據(jù)包括完整的軸轉(zhuǎn)數(shù)。這允許控制系統(tǒng)知道電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)了多少完整的轉(zhuǎn)數(shù)以及軸在其當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)的角位置。

當(dāng)速度控制是編碼器的唯一功能時(shí)，由于編碼器和必要的控制系統(tǒng)成本較高，絕對(duì)反饋可能是不必要的開支。在速度控制的情況下，增量反饋滿足應(yīng)用的需要，是最具成本效益的解決方案。

當(dāng)電機(jī)軸在任何給定時(shí)間的實(shí)際位置對(duì)應(yīng)用很重要時(shí)，絕對(duì)編碼器就至關(guān)重要。對(duì)于由于功能要求或斷電后需要保留多圈位置信息的應(yīng)用，需要HENGSTLER多圈絕對(duì)編碼器。

電機(jī)編碼器的類型

每種類型的電動(dòng)機(jī)都對(duì)隨附的電動(dòng)機(jī)編碼器提出了自己的一套要求。在大多數(shù)情況下，這反映了每個(gè)電機(jī)的典型使用范圍。

交流電機(jī)編碼器

交流感應(yīng)電機(jī)具有成本效益、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)。這些品質(zhì)使它們?cè)诟鞣N自動(dòng)化機(jī)器控制系統(tǒng)中特別常見。電機(jī)編碼器為交流電機(jī)提供了比其他方式更大程度的速度控制。由于交流電機(jī)的使用如此廣泛，因此大多數(shù)應(yīng)用都非常重視抗沖擊和抗振性。帶有工業(yè)連接器選項(xiàng)（如接線盒、閉鎖或軍用規(guī)格）的編碼器通常是首選。

直流電機(jī)編碼器

如果沒有閉環(huán)反饋，直流電機(jī)的精確速度尤其難以控制。與系統(tǒng)的其余部分隔離開來，在定子磁場(chǎng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的繞線軸可以進(jìn)行一定程度的精確測(cè)量；在實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)編碼器通常是告知系統(tǒng)直流電機(jī)準(zhǔn)確速度的唯一方式。

伺服電機(jī)編碼器

永磁電機(jī)或伺服電機(jī)往往用于精度比功率更重要的情況。伺服電機(jī)編碼器緊隨其后，通常設(shè)計(jì)為用于閉環(huán)系統(tǒng)的高分辨率絕對(duì)編碼器。增量編碼器反饋與適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)相結(jié)合，可以成為伺服電機(jī)的低成本反饋替代方案。

步進(jìn)電機(jī)編碼器

步進(jìn)電機(jī)憑借其設(shè)計(jì)提供位置信息，使其成為開環(huán)系統(tǒng)中流行且具有成本效益的組件。此功能還阻止它們提供精確的速度控制，尤其是當(dāng)負(fù)載頻繁和突然變化時(shí)。步進(jìn)電機(jī)編碼器提供閉環(huán)反饋以實(shí)現(xiàn)更精確的控制，并且通常是增量式的以增強(qiáng)步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)中固有的位置控制。許多步進(jìn)電機(jī)尺寸緊湊，適用于不使用軸承的模塊化編碼器。

電機(jī)編碼器的安裝方法

選擇電機(jī)編碼器時(shí)，編碼器如何安裝到電機(jī)是最后的主要考慮因素。最常見的設(shè)計(jì)如下。

軸電機(jī)編碼器

傳統(tǒng)上，電機(jī)反饋是通過直接耦合到電機(jī)軸的軸編碼器實(shí)現(xiàn)的。這為軸式電機(jī)編碼器提供了其他設(shè)計(jì)所沒有的一定程度的電氣和機(jī)械隔離。然而，將軸式編碼器耦合到電機(jī)需要足夠長(zhǎng)的電機(jī)軸才能牢固安裝。連接不良的聯(lián)軸器會(huì)改變軸的角度，從而對(duì)電機(jī)的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。在許多設(shè)計(jì)中，在電機(jī)和HENGSTLER編碼器之間使用鐘罩或支座。這些考慮因素通常會(huì)增加軸式電機(jī)編碼器的成本。

通孔、盲空心孔/空心軸和輪轂電機(jī)編碼器

通孔和盲空心孔/空心軸編碼器比軸包更容易安裝：它們通過通軸軸環(huán)直接安裝到電機(jī)軸上，通常使用柔性鋼制系繩臂連接到電機(jī)外殼。一些通孔外殼通過與電機(jī)兼容的外殼連接，例如 C 面設(shè)計(jì)。這種方法不需要單獨(dú)的聯(lián)軸器或隨后的軸對(duì)齊。通孔電機(jī)編碼器本身不提供電氣隔離，除非配備不導(dǎo)電的孔插入件和安裝套管。大多數(shù)通孔和盲空心孔/空心軸電機(jī)編碼器通常具有更輕的軸承和外殼結(jié)構(gòu)，因此通常比軸型編碼器成本更低。

模塊化電機(jī)編碼器

模塊化編碼器具有直接安裝在軸上的編碼器盤，無需軸承組件。一個(gè)單獨(dú)的傳感器模塊由一個(gè)輕型外殼支撐。由于減少了機(jī)械部件，這種設(shè)計(jì)的好處是尺寸緊湊且成本較低。此外，由于沒有軸承，編碼器能夠以非常高的速度運(yùn)行——30,000 RPM 或更高——并且沒有阻力或啟動(dòng)扭矩。由于沒有軸承或穩(wěn)定的外殼結(jié)構(gòu)，模塊化編碼器容易受到?jīng)_擊和振動(dòng)的影響。另一個(gè)缺點(diǎn)是大多數(shù)設(shè)計(jì)需要額外的安裝工作以確保磁盤和傳感器正確對(duì)齊和間隙。

環(huán)形安裝電機(jī)編碼器

與模塊化編碼器類似但規(guī)模更大，環(huán)裝式電機(jī)編碼器包含一個(gè)安裝在電機(jī)外殼上的傳感器組件，以及一個(gè)安裝在電機(jī)軸上的磁輪。結(jié)果通常比HENGSTLER光學(xué)編碼器更能抵抗沖擊、振動(dòng)和污染，但磁輪可能對(duì)電機(jī)本身提出額外的機(jī)械要求。因此，環(huán)形安裝編碼器在涉及具有更堅(jiān)固框架的更強(qiáng)大電機(jī)的重型應(yīng)用中特別有用。與光學(xué)編碼器相比，環(huán)形安裝編碼器使用相對(duì)粗糙的分辨率，并且僅適用于速度和方向反饋。

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