編碼器的結構與工作原理-tft每日頭條

編碼器的結構與工作原理（編碼器原理霍爾應用原理）1

電機中若具備電子銘牌功能，在應用中就可以直接使用，不需要需要調整編碼器；如雷賽交流伺服電機具有電子銘牌功能，能自動識别電機型号，參數并對應匹配參數就能發揮伺服優異性能。若不具備電子銘牌功能的電機，則需要調整編碼器和電角度。那麼，這類伺服電機如何選擇及調整編碼器以适配高低壓交流伺服驅動呢？

下面我們以雷賽LD5系列伺服為例，通過編碼器原理、霍爾應用原理、調整步驟三個方面進行解讀：

一、編碼器原理

編碼器的種類有很多種，輸出的信号形式也有很多種，目前主要使用的為光電編碼器，輸出信号形式為脈沖方式，其原理如下圖1

圖1

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光電碼盤安裝在電機軸上，其上有環形通、暗的刻線。通過LED發射光源，多組光耦器件矩陣排列提升信号穩定性，并通過接受光源的強弱，内部進行比較輸出A、B兩路信号。A、B信号相差90度相位差。另外每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。

由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判别編碼器的正轉與反轉。

為增加編碼器信号長線傳輸的穩定性，A、B、Z信号輸出時經差分輸出以增加信号穩定性。

光電編碼器的霍爾信号U、V、W其産生原理與A、B信号基本一緻。無刷或低壓伺服也有通過磁環及霍爾元件來産生霍爾信号。

二、霍爾應用原理

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2、運行演示（為方便理解，用一對極電機作圖）

第一：判斷轉子位置

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圖2

如圖2，編碼器讀數頭獲得的霍爾U、V、W信号将轉子位置劃分為6個區域，霍爾信号如下表

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如圖3所示，轉子位于0-60°位置，則定子給出一與30°位置垂直的磁場使之旋轉，如下圖：

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圖3

此磁場方向初始一直保持不變，直至遇到第一個霍爾上升下降沿，便進行改變，如圖4：

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圖4

從此以後便根據A、B信号判斷轉子位置，使定子磁場一直保持與轉子磁場垂直。

三、調試步驟

1、定義電機繞組U、V、W

電機繞組U、V、W反電動勢需滿足U超前V超前W。用示波器測量電機三相繞組的反電動勢波形，得到如下波形圖5：

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圖5

則可定義黃色波形所對應繞組為U，藍色波形所對應繞組為V，紅色波形所對應繞組為W。

2、檢測編碼器定義旋轉正方向是否與電機旋轉正方向一緻。

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1、按雷賽定義的旋轉方向（逆時針）運轉電機帶動編碼器運轉，測試其定義的A、B信号波形，如圖6：

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圖6

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2、按雷賽定義的旋轉方向（逆時針）運轉電機帶動編碼器運轉，測試其定義的霍爾U、V、W信号波形，

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圖7

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3、霍爾信号與反電動勢相位關系

如圖8中的對相位關系

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圖8

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