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作為現代運動控制領域的核心單元，伺服系統可以實現高精度的傳動定位，使物體的位置、方位、狀態等輸出能夠跟隨輸入量的任意變化而變化。一套伺服系統性能好不好，主要看四項指標：編碼器精度、電機過載能力、最高轉速和速度頻率響應能力。尤其是編碼器的分辨率和精度與運動控制性能有著密切的聯系。 在極端環境下，伺服驅動器反饋元件的穩定性、耐用度顯得格外重要。旋變編碼器因自身優勢能應對特殊環境下高精度、高可靠性的運控要求，可以很好解決這類問題。 什么是旋變編碼器？ 旋變編碼器簡稱“旋變”，是一種輸出電壓與轉子轉角保持一定函數關系的感應式微電機，是一種將角位移轉換為電信號的位移傳感器，是可以檢測機械速度和位置的元器件。 旋變編碼器的工作原理是什么？ 旋變編碼器利用變壓器原理來解角，由定子和轉子組成。其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，轉子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電壓。定子繞組內分別有勵磁線圈（如圖所示R1-R2）、正弦繞組（如圖所示S1-S2）和余弦繞組（如圖所示S3-S4）。 當人們使用旋變時，給勵磁線圈兩端施加勵磁電壓，得到的波形是正弦波（如下圖所示），頻率一般是10-20k。 正弦繞組和余弦繞組的兩個相位相差90度。當旋變旋轉的時候，在S1、S3兩端可以得到一個正弦包絡線的波形，如下圖所示： 在S2、S4兩端可以得到一個余弦包絡線的波形，如下圖所示： 正弦繞組和余弦繞組幅值的比值反正切就是轉子的轉角，可以計算出相對應的位置，再通過波形還可計算出轉子的轉速。 旋變編碼器如何選型？ 在選型或采購旋變編碼器時，需要從多方面進行評估才能達到完美結果。威科達建議大家在選型時注意以下三點： ①旋變編碼器的尺寸、安裝要求 根據電機尺寸大小選擇與之相對應的旋變編碼器。如果是空心軸電機則需要選擇特殊尺寸的旋變編碼器。 ②極對數 因為同步馬達需要換向，所以電機的極對數必須是旋變編碼器的整數倍。異步馬達則不需要考慮極對數。 ③磁組式or繞線式 繞線式旋變應用到的工業場合最高極限速度一般是10000 r/min，如常見的工業設備。如果需要更高細分度則選磁組式旋變，它可以達到30000 r/min，電動汽車一般采用該類旋變編碼器。 如果我們做好了旋變編碼器的選型，接下來就是安裝了。旋變編碼器安裝有哪些注意事項呢？主要是以下5點： 旋變編碼器安裝注意事項 ①轉子和定子要同心。旋變編碼器在安裝的時候轉子和定子需要同心，如果不同心，檢測精度會有誤差； ②遠離磁場干擾的環境。旋變編碼器靠磁場耦合，有磁場干擾會影響信號精度； ③使用雙絞屏蔽線，屏蔽層要接地，防止信號干擾； ④差分線及旋變內部阻等阻抗。旋變內阻等阻抗在選旋變編碼器的時候就需要提前選擇； ⑤正弦和余弦信號的接受端盡量高阻。因為在實際使用中，旋變正弦和余弦的繞組沒有辦法完全等阻抗，所以在信號接收端盡量選擇高阻抗的接收端。 為什么選擇旋變編碼器作為伺服驅動的反饋元件？據威科達冀總工介紹，旋變編碼器在低速運行時的精度比光電編碼器要更好。編碼器的精度由細分度決定，編碼器的細分度分為高速細分度和低速細分度。 這里以增量式2500光編和旋變編碼器做比較，增量式2500光編在低速狀態下小于一個脈沖時，沒辦法繼續做細分，只能用T法來計算時間且只能預估，信號精度自然會比較差。旋變編碼器的波形是正弦波，它的細分度由反正切表決定，反正切表做得越細就能實現無限細分。所以，低速狀態下旋變編碼器的細分度要更好，噪音和抖動比較小，另外定位速度也更快。 此外，旋變編碼器還有以下的優缺點。 旋變編碼器的優點 ①環境耐受度好 旋變編碼器耐震動、耐油污、耐高溫、耐腐蝕、防灰塵。具有適應惡劣工作環境的能力，可靠性更好，使用壽命更長。 ②低速性能好 旋變編碼器采用鎖相環，在低速時可以無限細分，比同樣位數光電式編碼器擁有更好的細分度。 旋變編碼器的缺點 ①必須使用專用解角芯片，如常見的AU6802N1、AD2S1205。 ②旋轉編碼器細分度依賴A/D芯片的位數，一般會使用12位，細分度會差一些。超過12位的A/D造價較高。 威科達旋轉編碼器在解角芯片上做了自己的設計，精度可以達到14位，可以廣泛應用于電動汽車、軍工和注塑機等。 早期的旋變編碼器，由于信號處理電路比較復雜、價格比較貴的原因，其應用受到了限制。隨著電子工業的發展，電子元器件集成化程度的提高，元器件成本大大降低；另外，信號處理技術的進步，使得旋變編碼器的信號處理電路變得簡單可靠。威科達自主研發的VEC-VC系列伺服系統支持Modbus、CANopen、EtherCA、Profinet等多種通信協議，信號處理采用軟件解碼，更加靈活、方便，為旋轉變壓器提供了更加廣闊的施展空間，放大了旋變編碼器的性能優勢，成為工業運動控制領域的重要選項之一。 威科達實現了旋變編碼器研發和應用的獨立自主，解決了工業運動控制領域的諸多難點和痛點，為國產旋變編碼器的發展做出了重要貢獻。旋變編碼器對技術的高要求，使得其成為了衡量一家工業運控企業研發、生產和應用實力的重要指標。毫無疑問，威科達屬于其中的佼佼者！ |
