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编码器是如何工作的,不同类型的编码器电机及其原理?

发布时间:2023-05-11 17:49:03人气:

  说到精确控制,我们首先想到的是步进电机,但有时需要精确控制,但并不是那么极端。我们可以以自动门锁系统为例。或者,您可能希望像洗衣机一样来回旋转电机轴360度。在这种情况下,步进电机的选择不仅效率低,而且成本高。解决这个问题的方法是使用一种简单的编码电机,它比传统的步进电机便宜得多,并且可以产生比步进电机大得多的转矩。因此,在本文中,我们决定讨论所有不同类型的编码器电机及其工作原理。我们还将讨论如何使用Arduino这样的简单微控制器读取它。

编码器电机

  什么是编码器电机?


  编码器电机是一种电机,其中旋转编码器安装在其背面,通过跟踪电机轴的速度或位置向系统提供反馈。市场上有各种编码器电机。其中一些是光学的或磁性的,而另一些是增量的或绝对的。编码器的类型取决于应用的形状、大小和类型。


  编码器是如何工作的?


  任何旋转编码器都有两个输出,分别标记为a和B,或者根据产品的不同,它们可以类似。然而,基本概念仍然非常相似。为简单起见,我们可以将旋转编码器想象为编码器内的两个开关,它们与VCC或GND共享(取决于制造商)。现在,当它旋转公共端、触摸端子a或端子B时,端子的位置是,如果编码器顺时针旋转,触点a变高,下一个触点B变高,这意味着根据方向(顺时针或逆时针)始终存在90度相移。我们可以在微控制器的帮助下简单地检测这个相移,以确定旋转方向。一旦我们这样做,我们可以增加或减少计数器,告诉我们转速或旋转度(如果齿轮驱动)编码器电机)。以下图片将使您更好地了解该过程。

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  带编码器的不同类型电机


  根据应用的不同,有许多不同类型的基于编码器的电机可供选择。下面列出了最常见的方法。


  1.带编码器的交流电机:


  市场上不仅有直流电机,还有带编码的交流电机。交流感应由于其成本低、寿命长,可成为通用应用和控制系统的常见选择。这些类型的电机用于需要精确速度控制的车床


  2.带编码器的步进电机:


  当我们听到带编码器的步进电机时,我们首先想到的是为什么我们甚至需要带编码器的步进电机。它的精确控制不正是步进机最擅长的吗?这个问题的答案是是和否。Galil发布的关于闭环步进电机的文件另有说明。他们表示,编码器提供的引导将对步进电机的工作精度产生重大影响。通过并列比较开环和闭环步进电机系统,他们发现附加编码器可以在一定程度上提高系统的稳定性。通过这项技术,它们可以获得更大的转矩,并显著提高电机的稳定性。


  3.直流电机编码器:


  带编码器的直流电机是市场上最常见的类型。在大多数情况下,它是一个通用直流电机,前后连接一个磁性编码器。可能有也可能没有齿轮总成来降低转速和增加扭矩。编码器为系统提供闭环反馈,通过该反馈可以精确调整电机的转速。


  编码器技术类型


  1.光学编码器:


  光学编码器是最常用的编码器之一,它由光源旋转盘和光学探测器电路组成。当它打开光源或LED电源时,在极端相反的情况下,光源是一个光电探测器,在它们之间放置一个编码盘。编码器盘由一个黑色盘组成,盘之间有仔细切割的孔。光通过孔被光电探测器接收。当没有孔时,它将被中断。这允许微控制器处理光脉冲,然后确定其旋转方向。鼠标就是这种编码器的一个很好的例子。


  2.线性编码器:


  线性编码器是一种编码器,主要用于工业自动化和控制。它是一种具有线性刻度以确定其位置的装置。电子秤上有一个传感器,可以读取电子秤并确定其位置。数字游标卡尺是线性编码器的一个很好的例子。线性编码器可能是也可能不是绝对的或增量的。该编码器用于车床和工业自动化工具等高精度仪器中。


  3.绝对编码器:


  您可以了解的最有趣的编码器之一是绝对编码器。与在旋转期间提供连续比特流的增量编码器不同,绝对编码器是为空间中的每个位置输出唯一字比特的编码器。这提供了比其他增量编码器类型更高的分辨率,并且可以适应不同类型的微控制器以获得更好的性能。


  4.增量编码器:


  增量编码器是另一种最常见的编码器类型,通常用于不同类型的应用。它是根据编码器类型将角运动转换为数字/模拟信号的编码器。增量编码器可用于确定电机轴的位置,主要用于伺服电机。


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