0 / 0.00
06.05.2020
СОДЕРЖАНИЕ:
Резольвер и энкодер выполняют одну и ту же функцию и передают обратную связь о угле поворота и скорости вращения своего вала (ротора). В этой статье мы рассмотрим их различия по следующим характеристикам:
Сначала мы рассмотрим короткое определение энкодера и резольвера, а затем посмотрим на различия по каждой характеристике.
Резольвер — это ротационный трансформатор, который определяет угол и скорость смещения своего ротора. Его конструкция похожа на небольшую синхронную машину.
Ключевые части конструкции резольвера:
Статор — это фиксированная часть конструкции. Он подключается к источнику переменного тока. Здесь расположены первичные и вторичные обмотки. Первичная обмотка статора (выходная) индуцирует ток в первичной обмотке ротора (опорной) в виде синусоидального сигнала. Его также называют входным синусоидальным сигналом.
Вторичные обмотки (SIN и COSINE) получают обратную связь от обмотки ротора. Это стационарные катушки, которые выдают выходные синусоидальные и косинусоидальные сигналы. Эти катушки расположены под углом 90° относительно друг друга.
Ротор вращается в соответствии с элементом, прикрепленным к нему (например, валом двигателя). В зависимости от его смещения сигнал от вторичных обмоток изменяется соответственно. Резольвер для каждой позиции дает уникальное соотношение таких синусоидальных и косинусоидальных сигналов. Поэтому устройство может определить фактический угол смещения и скорость вращения ротора. Таким образом, он передает абсолютное положение с помощью аналогового сигнала.
RDC (цифровой преобразователь резольвера) или DCP (цифровой сигнальный процессор) — это необходимые устройства для подключения резольвера к контроллеру или промышленному ПК. Такое оборудование преобразует аналоговый сигнал в более понятный для промышленных систем цифровой.
Благодаря своей надежности резольверы используются в самых требовательных и опасных отраслях (металлургия, военная, космическая промышленность и т.д.), где требуется стабильность и прочность.
Энкодер определяет угол поворота своего вала. Поскольку резольвер является ротационным устройством, давайте рассмотрим только ротационные энкодеры. Существует множество типов энкодеров в зависимости от принципов работы и обнаружения. Производители выпускают оптические, магнитные, индуктивные, емкостные, резистивные и даже механические типы. Каждый из них имеет свои особенности. Мы уже подробно описали это в следующей статье: Типы энкодеров.
Тем не менее, принцип работы и основные части всех типов довольно схожи. Вот общие основные части энкодера:
Вал механически соединен с другим устройством и вращается эквивалентно с ним. Диск прикреплен к валу.
Диск имеет специальные метки на своей поверхности, через которые луч от источника (например, в оптических типах) проходит или не проходит в приемник. В этих метках закодирован угол смещения вала.
Источник и приемник расположены по противоположные стороны диска. Он вращается между ними.
Электронный интерфейс определяет информацию и передает ее далее в систему управления.
Энкодеры также делятся на инкрементные и абсолютные. Инкрементные устройства измеряют вращение от определенной опорной точки (так называемой нулевой точки). Абсолютные энкодеры имеют уникальный код для каждой позиции (угла). Многооборотные энкодеры могут отслеживать данные в течение нескольких оборотов. Вот подробная статья об этом: Абсолютный VS Инкрементный.
Благодаря своей универсальности, энкодеры используются во всех отраслях и ограничены только условиями окружающей среды.
Итак, вот часть, которую все вы ждали! Мы разобрались в принципе работы и конструкции обоих устройств. Давайте глубже рассмотрим ключевые плюсы и минусы.
Точность
Точность энкодера варьируется в основном в зависимости от модели диска. Разрешение некоторых устройств может достигать 10 000 ppr и даже больше. Лучшие оптические модели могут выдавать значение 27 бит.
Точность резольвера зависит в основном от числа его полюсов (по вторичным обмоткам синуса/косинуса). Чем больше полюсов расположено на его статоре, тем более точным может быть его сигнал. Однако это чаще всего все равно меньше, чем у эквивалентного энкодера.
Надежность
Самые точные энкодеры (оптические) очень зависят от загрязнения и температуры. Магнитные, например, имеют большую прочность, но также имеют свои ограничения. В общем, после температуры выше 120 °C (248°F) использование энкодеров становится очень затруднительным. Механические удары и вибрация значительно влияют на их результаты.
Резольверы не имеют ни электроники, ни чувствительных элементов в своей конструкции. Поэтому они гораздо более надежны. Такое оборудование может работать оптимально в крайне жестких условиях. Оно устойчиво к вибрации, загрязнению, очень высоким температурам и даже радиации.
Стоимость
Энкодеры имеют более сложные детали для производства, поэтому они дороже. Чем больше требований к деталям (большее разрешение, взрывозащита, уровень защиты и т.д.), тем выше цена, соответственно.
Резольвер имеет более простую конструкцию, поэтому он дешевле. Ремонт и обслуживание его также будут стоить меньше. Однако стоит отметить, что для его подключения вам потребуется купить дополнительное оборудование.
Интеграция
Энкодеры чаще всего работают с квадратурным цифровым сигналом. Достаточно подключить их к контроллеру, и они будут передавать значения ему (ppr, lpr, rpm и т.д.). Для этого им не требуется дополнительное оборудование.
Резольверы работают с аналоговым сигналом. Для их интеграции в некоторые промышленные системы с цифровым сигналом необходимы дополнительные преобразователи RPC или DSP. Для прямого подключения к управляющему устройству необходимо проверить, что такое устройство непосредственно принимает синусоидальные и косинусоидальные сигналы и имеет подходящее программное обеспечение.
Разнообразие
Энкодеры имеют десятки различных типов с уникальными технологиями измерения и сотни модификаций. Многооборотные абсолютные устройства могут дополнительно учитывать количество оборотов.
Резольверы имеют всего несколько типов. В зависимости от числа полюсов существуют двухполюсные или многополюсные типы. В зависимости от принципа работы также выделяют две основные категории: приемник и дифференциальный.
Итак, выбор необходимого устройства зависит от двух ключевых факторов:
Поскольку резольверы имеют аналоговый сигнал, они могут заменить энкодеры только в том случае, если управляющее устройство может принимать синусоидальные / косинусоидальные сигналы и имеет аналогичное оборудование. С другой стороны, их необходимо использовать в условиях высокого уровня вибрации, температур выше 120 градусов Цельсия (248 Фаренгейта), загрязнения и механических ударов.
Энкодеры могут заменить резольверы практически во всех случаях благодаря своим цифровым сигналам. Если вы не планируете покупать дополнительное оборудование, то лучше заплатить больше за энкодеры. Они дают более точные результаты. Благодаря большому количеству различных типов, вы можете выбрать наиболее оптимальную серию для ваших конкретных условий.
На нашем сайте Eltra-encoder.eu вы можете найти энкодеры различных типов от Eltra.