電機閉環控制中的編碼器二三事_廈門控匠自動化科技有限公司

在談論電機的時候控制是繞不開的話題，大致上對控制來進行分類有開環控制和閉環控制兩種。開環控制的特點是係統的輸出量不會對係統的控制作用發生影響。閉環控制是將輸出量直接或間接反饋到輸入端形成閉環進而參與控制的控制方式。

以往將變頻電壓施加於逆變器採用脈衝寬度調制的電機，可以很輕松地實現對電機的開環速度控制。在很多較低性能應用中，許多電機驅動器都採用開環速度控制，這不需要編碼器。隨著電機向更率、更低能耗、更控制演變，編碼器與電機越來越深地捆綁在一起。

閉環電機控制與位置編碼器

不使用編碼器的開環控制，有幾個明顯的弱點。由於沒有反饋，電機能達到的速度精度很有限;由於不能優化電流控制，電機效率很難做得很高;嚴格限制瞬態響應，否則電機會丟步。因此很多電機應用都不再使用開環控制。比如以前大量使用開環控制的步進電機，現在也能做閉環控制。

閉環的電機控制通過提高電機和終端設備的使用效率，不僅實現了提高了電機運轉性能可以改善要求嚴苛應用的質量和同步功能，還能節省大量能源。整個閉環電機控制反饋係統上功率級的功率逆變器、位置檢測以及電流/電壓閉環反饋相互配合，電機性能和效率得以提高。

作為伺服係統中關鍵的零部件之一，編碼器一直以來扮演著能夠決定伺服係統上限的重要角色。編碼器通過跟蹤旋轉軸的速度和位置來提供閉環反饋信號，其中光學和磁編碼器技術使用都非常廣泛。在通用伺服驅動器中，編碼器用於測量軸位置，根據編碼器提供的數據從中可推導出驅動器轉速。

光學編碼器由帶有光刻槽的碼道和碼盤組成。當光穿過圓盤或從圓盤反射時，光電二極管傳感器檢測光的變化。光電二極管的模擬輸出經過放大和數字化處理後反饋給控制器。磁編碼器則是由安裝在電機軸上的磁傳感器，傳感器提供正弦和餘弦模擬輸出，輸出經過放大和數字化處理用於控制。