如何选择合适的旋转编码器

2020-10-16 00:51 YWYF

这种机械配置将产生比标准空心轴编码器多四倍的保持力矩,标准空心轴编码器安装有两个联轴器。这将增加编码器的轴承寿命,并提供特殊的固有频率/加速度特性。此外,此配置实际上消除了对驱动器带宽的任何限制。

带宽,决定驾驶员的指令信号响应

带宽(相对于命令响应和控制可靠性)可能受到电机轴和编码轴之间联轴器的刚度以及联轴器的固有频率的限制。编码器可以在指定的加速度范围内工作,通常在55至2000赫兹之间。但是,如果使用或安装不当导致长时间共振振动,可能会限制其性能,并可能损坏编码器。

另一方面,感应扫描系统中有许多旋转编码器。为了提供更高的分辨率,通常使用精度为±280角分的32位编码器。为了满足插补运动,编码器的输出脉冲为131072。

更高的分辨率和精度还可以减少加热时电机电流的干扰和绕组中的功率损耗。

插补误差不仅会对定位精度产生不利影响,而且会大大降低驾驶员的速度稳定性和可听噪声性能。速度控制器根据误差曲线计算制动或加速驱动的额定电流。在较低频率下,从动进给滞后于内插误差。在提高速度的同时,插补误差的频率也在增加。由于电机只能在控制带宽内跟踪误差,其对速度稳定性的影响随着转速的提高而减小。然而,电机电流的扰动仍然在增加,这导致了高速控制回路增益驱动的噪声。

功率损耗

为了保证运动控制的稳定性,编码器必须提供高分辨率。不过,工程师也必须注意编码器信号的质量。为了获得高分辨率,必须对扫描信号进行内插。扫描不充分、测量标准错误、信号幅度不足都会导致信号偏离理想形状。在插值过程中,信号周期内可能会出现周期性误差。因此,信号周期内的这些位置误差也称为“内插误差”。对于高质量编码器,这些误差通常是信号周期的1%到2%。

光电旋转编码器有一个很好的校准光栅盘,通常一个分辨率周期可以输出2048个脉冲。如果采用内部倍频技术,可以获得更高的分辨率。如果输出分辨率为25位,编码器将有33554432个绝对位置,精度为±20“。

速度稳定性

定位精度完全取决于实际应用的需要。例如,每个分辨率都有一个信号周期。因此,位置分辨率极其有限,精度通常在±500“(角秒)范围内。假设驱动电子设备中的插补运动要达到此精度,则所需的分辨率为每圈16384个脉冲。

固有频率随定子联轴器设计的不同而不同。此频率需要尽可能高才能获得最佳性能。关键是要保证编码器和电机的轴承尽可能接近完美同轴度。电机轴和编码器的匹配确保了完美的同轴性。

可听噪声

运动控制系统中旋转编码器的选择取决于许多因素,其中最主要的是对应用精度的要求,无论是位置控制还是速度控制。在决定选择哪个编码器之前,请考虑以下最重要的因素: