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HENGSTLER电机反馈编码器的应用与安装。

编辑:Hengstler(亨士乐)编码器    发布时间:2022-11-30 09:16:01

摘要:有几个因素会影响为给定应用选择HENGSTLER电机编码器,包括 (1) 涉及的电机类型,(2) 所需的安装配置,以及 (3) 控制系统所需的信息类型。与所有旋转编码器一样,电机编码器以两种方式之一指示轴运动:增量或绝对。选择其中一个选项通常是选择正确电机编码器的第一步。
HENGSTLER电机反馈编码器的应用与安装。

什么是电机编码器?


HENGSTLER电机编码器是旋转编码器,适用于提供有关电机轴速度和/或位置的信息。与一般的旋转编码器一样,电机编码器最常见的是磁性或光学编码器,并产生增量或绝对信号。电机编码器的机械封装可以是轴、通孔或盲空心孔,或模块化解决方案。轴式电机编码器使用柔性联轴器将编码器轴连接到电机轴。通孔或盲空心孔外壳通过轴环直接连接到电机轴。然后可以将编码器外壳直接安装到电机外壳上,或者使用柔性系绳臂或安装支架。

HENGSTLER电机反馈编码器的应用与安装

如何选择电机编码器


有几个因素会影响为给定应用选择HENGSTLER电机编码器,包括 (1) 涉及的电机类型,(2) 所需的安装配置,以及 (3) 控制系统所需的信息类型。

与所有旋转编码器一样,电机编码器以两种方式之一指示轴运动:增量或绝对。选择其中一个选项通常是选择正确电机编码器的第一步。

增量电机编码器通常用于通过标记为 A 和 B 的两个时钟通道提供有关电机轴速度和方向的信息。脉冲率表示速度,而通道 A 或 B 的超前或滞后表示方向。对于伺服电机,增量编码器还可以提供换向通道,通常称为 U、V、W 通道。这些 U、V、W 通道的分辨率与电机上的磁极数直接相关。换向通道用于正确对齐转子和定子的绕组和磁铁,并且控制系统如何知道何时为某些绕组通电以实现最佳功率和扭矩。

绝对电机编码器指示轴的角位置及其运动的方向和速度。在伺服电机的情况下,使用绝对编码器消除了对 U、V、W 通道的需要。用于位置、方向和速度的相同绝对数据也用于正确的换向对准。HENGSTLER绝对式电机编码器的两种基本类型是单圈和多圈。

单圈编码器只允许控制系统知道电机轴在单圈内的角位置。电机轴当然可以旋转超过一圈,但使用单圈编码器时,轴的完整旋转圈数是未知的。

多圈编码器提供的数据包括完整的轴转数。这允许控制系统知道电机轴转动了多少完整的转数以及轴在其当前转数内的角位置。

当速度控制是编码器的唯一功能时,由于编码器和必要的控制系统成本较高,绝对反馈可能是不必要的开支。在速度控制的情况下,增量反馈满足应用的需要,是最具成本效益的解决方案。

当电机轴在任何给定时间的实际位置对应用很重要时,绝对编码器就至关重要。对于由于功能要求或断电后需要保留多圈位置信息的应用,需要HENGSTLER多圈绝对编码器。

电机编码器的类型

每种类型的电动机都对随附的电动机编码器提出了自己的一套要求。在大多数情况下,这反映了每个电机的典型使用范围。

交流电机编码器

交流感应电机具有成本效益、坚固耐用的特点。这些品质使它们在各种自动化机器控制系统中特别常见。电机编码器为交流电机提供了比其他方式更大程度的速度控制。由于交流电机的使用如此广泛,因此大多数应用都非常重视抗冲击和抗振性。带有工业连接器选项(如接线盒、闭锁或军用规格)的编码器通常是首选。

直流电机编码器

如果没有闭环反馈,直流电机的精确速度尤其难以控制。与系统的其余部分隔离开来,在定子磁场内旋转的绕线轴可以进行一定程度的精确测量;在实际应用中,电机编码器通常是告知系统直流电机准确速度的唯一方式。

伺服电机编码器

永磁电机或伺服电机往往用于精度比功率更重要的情况。伺服电机编码器紧随其后,通常设计为用于闭环系统的高分辨率绝对编码器。增量编码器反馈与适当的控制系统相结合,可以成为伺服电机的低成本反馈替代方案。

步进电机编码器

步进电机凭借其设计提供位置信息,使其成为开环系统中流行且具有成本效益的组件。此功能还阻止它们提供精确的速度控制,尤其是当负载频繁和突然变化时。步进电机编码器提供闭环反馈以实现更精确的控制,并且通常是增量式的以增强步进电机设计中固有的位置控制。许多步进电机尺寸紧凑,适用于不使用轴承的模块化编码器。

电机编码器的安装方法

选择电机编码器时,编码器如何安装到电机是最后的主要考虑因素。最常见的设计如下。

轴电机编码器

传统上,电机反馈是通过直接耦合到电机轴的轴编码器实现的。这为轴式电机编码器提供了其他设计所没有的一定程度的电气和机械隔离。然而,将轴式编码器耦合到电机需要足够长的电机轴才能牢固安装。连接不良的联轴器会改变轴的角度,从而对电机的性能产生负面影响。在许多设计中,在电机和HENGSTLER编码器之间使用钟罩或支座。这些考虑因素通常会增加轴式电机编码器的成本。

通孔、盲空心孔/空心轴和轮毂电机编码器

通孔和盲空心孔/空心轴编码器比轴包更容易安装:它们通过通轴轴环直接安装到电机轴上,通常使用柔性钢制系绳臂连接到电机外壳。一些通孔外壳通过与电机兼容的外壳连接,例如 C 面设计。这种方法不需要单独的联轴器或随后的轴对齐。通孔电机编码器本身不提供电气隔离,除非配备不导电的孔插入件和安装套管。大多数通孔和盲空心孔/空心轴电机编码器通常具有更轻的轴承和外壳结构,因此通常比轴型编码器成本更低。

模块化电机编码器

模块化编码器具有直接安装在轴上的编码器盘,无需轴承组件。一个单独的传感器模块由一个轻型外壳支撑。由于减少了机械部件,这种设计的好处是尺寸紧凑且成本较低。此外,由于没有轴承,编码器能够以非常高的速度运行——30,000 RPM 或更高——并且没有阻力或启动扭矩。由于没有轴承或稳定的外壳结构,模块化编码器容易受到冲击和振动的影响。另一个缺点是大多数设计需要额外的安装工作以确保磁盘和传感器正确对齐和间隙。

环形安装电机编码器

与模块化编码器类似但规模更大,环装式电机编码器包含一个安装在电机外壳上的传感器组件,以及一个安装在电机轴上的磁轮。结果通常比HENGSTLER光学编码器更能抵抗冲击、振动和污染,但磁轮可能对电机本身提出额外的机械要求。因此,环形安装编码器在涉及具有更坚固框架的更强大电机的重型应用中特别有用。与光学编码器相比,环形安装编码器使用相对粗糙的分辨率,并且仅适用于速度和方向反馈。

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