编码器在轧钢直流电机上的应用
2012-02-24 14:48:28   来源:www.simotd.com   评论:0 点击:

编者摘要:本文分析了增量型实心轴编码器工作原理,结合增量型实心轴编码器原理和抗干扰性能,设计、制定了采用增量型编码器与速度控制装置配合应用方案,最后简述了数字调速系统采用编码器为测速反馈元件形成闭环的应用效果。

一、概述

φ300棒材轧钢机组,轧刚直流电机主传动系统采用的是全数字调速系统。全数字调速系统的核心设备为GE DV300装置,整流桥和控制器成套使用。速度控制器内含有电压环、电流环、速度环,速度环反馈元件采用的是编码器。经过多方比较和现场实际应用,实践证明PEPPERL+FUCHS(倍加福)30-3641-R-1024Z增量型编码器与GE DV300速度控制装置配合应用效果较好,速度控制稳定,速度响应快,调速精度高。

二、增量型编码器的工作原理

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小,是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相。如图1:增量型编码器工作原理示意图,它是由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形透、暗的刻线,光电发射元件发射光源,通过码盘,接收元件得到光的明暗信息,读取数据,获得四组脉冲方波信号,输出成A相、B相、 相、 相,每个方波相差90度相位差。将 、 信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定输出信号。编码器每转一周,输出一个Z相脉冲,以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前,还是B相在前,判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。增量型编码器通过内部两个光敏接受管,转化其角度码盘的时序和相位关系,得到其角度码盘角度位移量增加(正方向)或减少(负方向)。

三、主传动系统采用增量型编码器原因

在轧机主传动系统采用全数字调速系统后,为了提高直流控制系统的静态精度,轧机直流电机电控系统最初选用了美国Northstar公司轴套型编码器。应用这种编码器后,轧机电控系统静态精度得到提高,提高了0.01%。但是,在生产过程中,这种编码器逐渐暴露出不适合高速运行状态。存在的原因有:

结构上来说,轴套型编码器内部结构复杂,易振动,维修难度大。该编码器采用磁栅控制原理,由于现场工作环境恶劣,内部灰尘较多时经常出现脉冲丢失。

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