伺服電機(jī)為何需額外配置編碼器

伺服電機(jī)內(nèi)置的編碼器，作為一種精密傳感器，主要負(fù)責(zé)監(jiān)測磁極位置、電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速，是伺服系統(tǒng)中不可或缺的部分。根據(jù)物理介質(zhì)的不同，Hengstler編碼器可分為光電編碼器、磁電編碼器及旋轉(zhuǎn)變壓器等類型，其中亨士樂光電編碼器因其廣泛應(yīng)用而知名，而磁電編碼器則憑借其高可靠性、低成本及抗污染能力展現(xiàn)出強(qiáng)勁的市場潛力。


圖為伺服電機(jī)內(nèi)置編碼器的實(shí)物照片

伺服電機(jī)額外配置編碼器的原因

半閉環(huán)控制模式：在簡單的應(yīng)用中，伺服電機(jī)內(nèi)置的編碼器已足夠提供速度和位置反饋，實(shí)現(xiàn)基本的半閉環(huán)控制。此時(shí)，無需額外編碼器。
半閉環(huán)與全閉環(huán)之間的過渡控制：為了提升控制精度，特別是在對(duì)位置精度有更高要求的場景下，會(huì)采用在伺服電機(jī)外部再安裝一個(gè)編碼器的方式。這樣，內(nèi)置編碼器主要負(fù)責(zé)速度反饋，而外部亨士樂編碼器則專門用于位置反饋，形成一種介于半閉環(huán)與全閉環(huán)之間的控制策略。
全閉環(huán)控制模式：在需要最高精度控制的場合，如數(shù)控機(jī)床等，通常采用全閉環(huán)控制。此時(shí)，伺服電機(jī)內(nèi)置編碼器仍負(fù)責(zé)速度反饋，而位置反饋則交由更為精確的光柵尺來承擔(dān)，以確保系統(tǒng)的高精度和高穩(wěn)定性。

伺服電機(jī)與編碼器的關(guān)系

伺服系統(tǒng)的核心組件：伺服驅(qū)動(dòng)器和編碼器共同構(gòu)成了伺服系統(tǒng)的兩大支柱。通過讀取編碼器的數(shù)據(jù)，伺服驅(qū)動(dòng)器能夠精確掌握轉(zhuǎn)子的速度、位置以及機(jī)械位置，從而實(shí)現(xiàn)速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、多傳動(dòng)點(diǎn)的機(jī)械位置同步跟蹤及定點(diǎn)停車等功能。
Hengstler編碼器類型的選擇：編碼器的種類繁多，包括絕對(duì)值編碼器、增量編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器及高級(jí)通訊編碼器等。選擇合適的編碼器需考慮系統(tǒng)性能需求、成本預(yù)算及工作環(huán)境。例如，為追求高精度，應(yīng)選用高分辨率的編碼器，但需注意其價(jià)格隨線數(shù)增加而上升；在機(jī)械振動(dòng)較大的環(huán)境中，旋轉(zhuǎn)變壓器可能更為適用。
增量編碼器的局限與替代：增量編碼器雖應(yīng)用廣泛，但存在掉電位置丟失的問題。為解決此問題，可采用絕對(duì)值編碼器。同時(shí)，針對(duì)特定工作環(huán)境，如高振動(dòng)環(huán)境，旋轉(zhuǎn)變壓器因其抗振性能而成為優(yōu)選。

綜上所述，伺服電機(jī)是否需要額外配置編碼器，取決于具體的應(yīng)用場景和控制需求。通過合理配置編碼器，可以顯著提升伺服系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。

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