步進電機是怎樣工作的？它有哪些特點？步進電機工作原理 www.fpxing.com/jichu/servo/9902.html

認識步進驅動器,DM542是雷賽步進電機驅動器，步進驅動器的接線及設置,42係列www.fpxing.com/jichu/servo/9411.html

前麵兩(liang) 篇文章我們(men) 介紹了步進電機和步進驅動器。我們(men) 知道，步進電機本身沒有反饋裝置，在一些需要精確控製的場合，還需要配合編碼器等反饋裝置來使用。為(wei) 了使本教程更貼近實際工程應用，我們(men) 的實驗裝置安裝了增量型編碼器。這篇文章，我們(men) 就來認識下增量型編碼器。

本節課程包括如下一些內(nei) 容：

1、什麽(me) 編碼器？

2、編碼器的分類；

3、增量型編碼器的結構及工作原理；

4、增量型編碼器與(yu) PLC的連接；

編碼器的英文名稱為(wei) “encoder”，它是一種能把距離（直線位移）和角度（角位移）轉換成電信號並輸出的傳(chuan) 感器。編碼器通常用於(yu) 工業(ye) 運動控製中需要準確控製位置的場合。比如，機床係統中，用步進電機控製刀具的位置，用編碼器對實際位置進行檢測並反饋。有了編碼器，控製係統就能形成閉環。

下麵這張圖是歐姆龍增量型編碼器E6B2-CWZ6C的實物圖：

根據工作原理的不同，編碼器可分為(wei) 光電編碼器（optical encoder）、磁性編碼器（magnetic encoder）、電感式編碼器（inductive encoder）和電容式編碼（capacitive encoder）等等，使用最多的是光電編碼器。

光電編碼器（optical encoder）的組成包括：連接軸（Shaft）、碼盤（Code disk）、光源（Light Source）、輸出電路（Output circuit）及外殼和連接法蘭(lan) 等，如下圖：

根據碼盤結構的不同，編碼器又可以分為(wei) 增量型編碼器和絕對值型編碼器。

絕對值型編碼器，英文名稱"Absolute encoder"，輸出的是一組二進製數的編碼。它的碼盤被分成很多同心的通道，每一個(ge) 通道，稱為(wei) 一個(ge) “碼道”。每一個(ge) 碼道都有一個(ge) 單獨的輸出電路，用來表示一個(ge) 二進製的位。通過二進製位的組合，就能唯一確定一個(ge) 數值。絕對值型編碼器的碼盤如下圖所示：

增量型編碼器，英文名稱“Incremental encoder”，它的碼盤被分成大小相等的明暗相間的光柵，隨著碼盤的轉動，接收端會(hui) 檢測到光的0和1的變化，並轉換成電脈衝(chong) 信號向外輸出。脈衝(chong) 信號連接到高速計數器模塊上，通過對脈衝(chong) 個(ge) 數的計數，就能確定位移的大小（因為(wei) 編碼器每轉一周發出的脈衝(chong) 數是固定的）。

增量型編碼器的碼盤如下圖：

上述碼盤結構隻有1圈光柵，在使用一路光源的情況下隻有1路電脈衝(chong) 信號輸出，這往往不能滿足實際要求，因為(wei) 在實際應用中我們(men) 往往需要檢測電機是正轉還是反轉，有時候還需要進行零點檢測。

要檢測正反轉，可以有兩(liang) 種方法。

方法一：使用具有1圈光柵的碼盤和兩(liang) 個(ge) 光源。

通過調整碼盤光柵的間隔距離及兩(liang) 個(ge) 光源的位置，使A相信號和B相信號相差1/4周期（相位角差90度），這樣就可以通過判斷A相信號和B相信號的發生順序來判斷正轉還是反轉。該方法的示意圖如下：

方法二：使用具有2圈光柵的碼盤和1個(ge) 光源。

該方法使用具有2圈光柵的碼盤，外圈為(wei) A相光柵，內(nei) 圈為(wei) B相光柵，兩(liang) 圈光柵之間間隔1/4寬度，如下圖所示：

除了A/B相，在實際應用中，有的編碼器還提供零點脈衝(chong) 信號。零點脈衝(chong) 信號是在碼盤上增加一個(ge) 同心的光柵孔，每轉一圈發出一個(ge) 脈衝(chong) ，其輸出信號稱為(wei) Z相（Zero），如下圖：

這樣，增量型編碼器A相/B相/Z相的輸出信號如下圖所示：

增量型編碼器輸出的脈衝(chong) 信號需要連接到PLC的高速計數器中。有些PLC的CPU模塊本身集成了高速計數器（比如，S7-200 SMART、S7-1200係列），可以將編碼器的輸出信號直接連接到CPU模塊集成的高速計數通道中；有的CPU本身沒有集成高速計數器（比如S7-300/1500係列），這種情況下需要使用專(zhuan) 門的高速計數模塊。