晟昌電機編碼器的信號輸出
更新時間：2016-08-21 瀏覽次數：6091
晟昌電機編碼器安裝于電機軸上，電機旋轉時，編碼器會輸出隨轉速而變化的信號，傳送給變頻器的控制單元。編碼器的精度，直接影響了控制的精度。對于高精度定位的場合，使用分辨率低的編碼器是不能滿足控制要求的。
晟昌電機編碼器一般使用5VDC或24VDC電源供電，輸出脈沖、正余弦或數據信號。
1.脈沖信號
脈沖信號是速度控制場合常用的類型，有集電極開路NPN或PNP形式的，也有推挽式HTL電平和TTL電平的。對于集電極開路的脈沖編碼器，其抗干擾能力差，通訊距離短，一般是為歐系廠商所唾棄的，但價格便宜，這正好符合日系產品的特點。脈沖編碼器有個關鍵參數是每轉脈沖數，比如每轉輸出2048個脈沖。脈沖信號是平頂的，有個很小的死區，正因為這個死區的存在，也限制了脈沖信號編碼器的精度。這種脈沖信號的編碼器一般有兩個脈沖通道，正向旋轉時，A通道信號B通道90度相位，反向時，A落后于B。這樣可以通過編碼器的信號知道電機的旋轉方向。另外，有些編碼器還有零脈沖，是用于信號校準的，電機每旋轉一圈就會輸出一個窄脈沖，也可能是別的脈沖形式。編碼器信號是高速脈沖信號，如果信號接收裝置在計數時有偏差，比如一圈編碼器發出2048個脈沖，而信號接收裝置只采集到了2047個，時間長了會有累積誤差。有了零脈沖，每一轉都會糾正計數值，當然如果接收裝置采集到3000個脈沖時，仍然沒收到零脈沖，就應該有相應的故障信息報出來。總之，帶零脈沖以后，編碼器信號的監視功能會增加很多，提高了系統可用性。
電機在3000rpm旋轉時，分辨率2048的編碼器每分鐘有3000*2048=6144000個脈沖輸出，這個脈沖頻率是很高的，所以編碼器信號需要有專門的高速計數通道來讀取，向外輸出速度值或位置值，如果想直接讀取脈沖信號是不可能的，要捕捉編碼器的零脈沖也是很困難的，這個脈沖出現的太快了，一般不會把這個信號引入上游控制系統。
2.正余弦信號
輸出正余弦信號的晟昌電機編碼器與脈沖信號的類似，電機每轉一圈就輸出比如2048個正弦波。A相為正弦信號，B相為余弦信號，零脈沖是脈沖信號。每個周期的HTL/TTL脈沖信號只有兩個電平，或高或低，這就是前面講到的死區，而正弦波信號在整個周期內是各不相同的，通過接收裝置對這個正弦信號進行細分，可以得到更高的精度，正弦波的峰峰值一般在1V~1.2V之間，比如在編碼器上會有1Vpp的標記。比如一個脈沖數為2048的正余弦編碼器，每個正弦波細分2048份，那么電機每轉一圈可以有2048*2048=4194304個脈沖，比HTL/TTL編碼器的精度高得多，所以常用于高精度定位的場合。
說到定位，即位置控制，伺服控制，運動控制場合，zui常用的電機類型是三相永磁同步電機，與異步電機不同的是，同步電機在運行前需要知道轉子的磁極位置，而通過編碼器就能直接得到轉子的磁極位置，不然就要加霍爾元件來識別磁極位置。磁極位置的識別是另一個話題了。
當將正余弦編碼器與同步電機配合使用時，還需要一路信號為記錄磁極位置。有一種稱為帶C/D Track的正余弦編碼器，這個C/D Track每轉一圈輸出一個正弦波信號，在識別出電機磁極位置時，系統會記錄C/D Track和磁極位置的相位差并*保存，這樣根據C/D Track的電壓就可以得到電機轉子的磁極位置。
正余弦信號也有的帶有零脈沖，這與HTL/TTL脈沖編碼器的零脈沖功能是類似的。
4.數據信號
以上講到的晟昌電機編碼器都是使用物理信號來反映轉速的，是增量型編碼器。如果要在斷電時也記錄電機轉子的位置，就需要使用值編碼器。值編碼器發出的是數據信號，常用的接口有SSI、EnDAT、HyperFace等，傳輸的信號是有實際意義的數據。由于值編碼器在斷電時仍然能記錄電機位置，所以常用于定位的場合，當它配合永磁同步電機使用時，也不需要C/D Track了。
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