交流伺服电机驱动器编码器知识 交流伺服电机的结构

交流伺服电机主要分成定子、转子、编码器三部分。定子由铁芯和线圈构成。转子一般是一个永磁体。其它还包括端盖、风扇等辅助部件。

我们来看交流伺服电机定子的结构，如下图，伺服电机的定子由铁芯和绕组构成。我们这里讲的是三相交流伺服电机，所以它的定子分成三相绕组结构。定子的功能是通过三相交流电产生一个旋转磁场，其工作原理和普通三相电动机是一样的。

交流伺服电机转子的结构。交流伺服电机的转子是一个永磁体，伺服电机转动的原理就是在定子产生的旋转磁场作用下，转子和磁场同步旋转，因此伺服电机也可以说成是一个同步电机。

交流伺服电机编码器的结构。编码器是套在交流伺服电机转子的转轴上，当转子转动的时候，编码器的码盘也跟着转动。伺服电机的编码器是一个光电编码器，三菱伺服电机的编码器的分辨率是131072脉冲/转，也就是说当电机旋转一周，编码能够输出131072个脉冲。伺服电机的编码器是测定伺服电机的运行状况，当电机旋转时，编码器输出的脉冲反馈到伺服驱动器上，构成一个闭环控制。编码器由码盘、发光管、光电接收管、放大整形电路等几个部分构成。

下图中是编码器的码盘，码盘通常由一块玻璃构成，在玻璃的表面上镀了一层金属铬，然后采用激光技术把这个玻璃盘刻成一个个明暗相间的条纹。从图中也可以看出，在这个码盘当中外围刻了一圈条纹，假设为编码器输出的A相脉冲，向内还有一圈条纹相当于编码器输出的B相脉冲，最里面一环只刻了一条条纹，这就是编码器输出的Z相脉冲。如果编码器的分辨率越高，那么码盘上刻的条纹就越多。Z相脉冲一般只有一个条纹，也就是说编码器旋转一周，Z相只输出一个脉冲。

编码器的工作原理。如下图，发光管发光通过玻璃码盘的条纹由光电接收管接收，当电机旋转时码盘跟着转动，由于码盘上是一些明暗相间的条纹，所以光电接收管接收到的就是一些光脉冲，光电接收管把光信号转换成电信号，电信号再通过放大整形电路转换成我们需要的矩形脉冲。由于码盘上A相和B相所刻的条纹是相间隔的，因此放大整形电路输出的A相和B相脉冲存在一个相位差，这里我们要求A相和B相脉冲的相位差为90度。由于码盘上Z相只刻有一个条纹，所以电机旋转一周只产生一个Z相脉冲。我们这里所讲的编码器为相对式编码器，编码器除了相对式编码器还有一种为绝对式编码器，有些伺服电机也会采用绝对式编码器。

编码器的作用。在伺服电机上编码器是作为伺服系统的速度反馈和位置反馈的元件。