當(dāng)VFD和電機(jī)安裝得相距很遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題。由于驅(qū)動(dòng)器PWM開(kāi)關(guān)的dV / dt，之前的帖子超過(guò)了電壓尖峰。該問(wèn)題的答案是dV / dt扼流圈或正弦波濾波器。

對(duì)于閉環(huán)應(yīng)用，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)遠(yuǎn)離時(shí)可能出現(xiàn)的另一個(gè)問(wèn)題與編碼器信號(hào)有關(guān)。具體而言，編碼器信號(hào)經(jīng)歷電壓降。

這篇文章將概述長(zhǎng)反饋電纜運(yùn)行的問(wèn)題以及如何解決這些問(wèn)題。

編碼器信號(hào)的電壓降

編碼器電纜基本上是傳輸線(xiàn)，其將編碼器信號(hào)從編碼器設(shè)備傳送到VFD上的編碼器卡。編碼器電纜具有一些阻抗，這是電纜設(shè)計(jì)的特征。

電纜電阻應(yīng)列在制造商的電纜數(shù)據(jù)表中。電阻通常列為每長(zhǎng)度的某個(gè)值 - （例如歐姆/米或歐姆/英尺）。電纜越長(zhǎng)，電阻就越大。電纜電阻越大，信號(hào)的電壓降就越大。

我們來(lái)看一個(gè)例子。假設(shè)最壞情況下200mA電流消耗。使用上述數(shù)據(jù)進(jìn)行75米應(yīng)用，由于電壓下降，TTL信號(hào)將損失1.05V。

長(zhǎng)編碼器電纜運(yùn)行將導(dǎo)致信號(hào)電壓電平下降

最常用的增量編碼器是TTL型，目標(biāo)“開(kāi)”電壓為5V。但是，驅(qū)動(dòng)器的編碼器卡在驅(qū)動(dòng)器或編碼器輸入將接受的電壓電平上具有可接受的范圍。例如，KEB的編碼器卡建議“高”TTL信號(hào)至少為4.75V。

如果TTL發(fā)出過(guò)大的電壓降信號(hào)，您將會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的操作和誤操作 - 最糟糕的一種情況，以及排除故障的痛苦。常見(jiàn)錯(cuò)誤是A或B通道補(bǔ)碼與相應(yīng)通道不匹配。使用KEB Combivert F5變頻器，這將導(dǎo)致E.EnC1故障。

因此，如果您遇到隨機(jī)編碼器故障并懷疑壓降太大，可以采取以下7項(xiàng)措施來(lái)解決問(wèn)題。

1.使用較短的電纜

這個(gè)很簡(jiǎn)單但值得一提，因?yàn)樗赡苁亲钊菀讓?shí)現(xiàn)的 - 如果可能的話(huà)，使用更短的反饋電纜。我見(jiàn)過(guò)許多應(yīng)用程序，他們使用“標(biāo)準(zhǔn)”電纜或貨架上的東西。結(jié)果是他們使用比他們真正需要的更長(zhǎng)的編碼器電纜。

過(guò)長(zhǎng)的反饋電纜也會(huì)耦合不需要的噪聲并引入其他問(wèn)題。因此，請(qǐng)使用最適合應(yīng)用的編碼器電纜。

2.如果由VFD供電 - 增加電源電壓

某些編碼器從驅(qū)動(dòng)器控制/編碼器卡接收電源。推挽型TTL編碼器將輸出與其電源電壓成比例的信號(hào)幅度（即，板上沒(méi)有穩(wěn)壓電源）。對(duì)于這些類(lèi)型的編碼器，實(shí)際上存在兩個(gè)導(dǎo)體電壓降 - 電源和返回。

當(dāng)編碼器由VFD編碼器卡供電時(shí)，電壓降最高。

KEB的F5驅(qū)動(dòng)器使用固定的5.2V電源為編碼器供電。這個(gè)想法是額外的.2V補(bǔ)償了一些電壓降。一些其他編碼器卡具有增加電源電壓的裝置。

如果可能，您可以調(diào)高編碼器卡電源電壓。請(qǐng)務(wù)必使用電壓表測(cè)量電源電壓并檢查編碼器規(guī)格，以確保允許更高的電壓。

3.在編碼器上接通電源

另一個(gè)選項(xiàng)（如果編碼器支持）是將電源直接應(yīng)用于編碼器。由于電源直接應(yīng)用于編碼器，因此反饋信號(hào)僅允許一個(gè)電壓降 - 與初始示例相比，有效地將總電壓降減半。

在編碼器上施加功率有助于降低電壓降

檢查編碼器數(shù)據(jù)表，了解編碼器的供電方式。某些編碼器只能通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的編碼器卡供電。但是，其他編碼器設(shè)計(jì)為允許直接電源。有些甚至可能允許更高的輸入電壓，如24V，然后相應(yīng)地調(diào)節(jié)輸出電壓（例如5V）。

因此，請(qǐng)檢查編碼器數(shù)據(jù)表并查看輸入電源選項(xiàng)。

4.考慮使用HTL邏輯

HTL邏輯的“高”或“開(kāi)”電平定義在15V和30V之間，目標(biāo)為24V。KEB F5 HTL編碼器卡具有24V穩(wěn)壓電源，可用于為編碼器供電。由于HTL信號(hào)較高，因此在達(dá)到較低的“開(kāi)啟”閾值之前，它可以支持更多的電壓降。

HTL為電壓降提供了更多空間 - 從穩(wěn)壓電源到下限閾值（24V-15V = 9V）為9V。相比之下，TTL的電源電壓范圍僅為3V，低于“高”閾值（5V-2V）。

與TTL相比，HTL邏輯提供更高的電壓只需確保驅(qū)動(dòng)器的編碼器卡支持HTL輸入或卡可能已損壞。

5.使用電阻較低的編碼器電纜

KEB 為長(zhǎng)距離運(yùn)行提供特殊的編碼器電纜。電纜使用較大的導(dǎo)體，因此電阻較小。較小的歐姆/米將導(dǎo)致反饋信號(hào)上的電壓降較少。

KEB為長(zhǎng)編碼器運(yùn)行提供反饋電纜

6.使用信號(hào)中繼器

另一種選擇是使用信號(hào)中繼器。信號(hào)中繼器通常在像EtherCAT這樣的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)可用之前使用。它們通過(guò)分離，放大和調(diào)節(jié)編碼器信號(hào)來(lái)起作用。

KEB提供這樣的信號(hào)中繼器（00F4072-2008），可用于長(zhǎng)期和多次跟隨應(yīng)用。

7.使用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)I / O - 類(lèi)似于KEB的計(jì)數(shù)器模塊

另一種選擇是使用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)編碼器模塊來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。

KEB的編碼器模塊允許輸入最多2個(gè)TTL編碼器信號(hào)。編碼器信號(hào)連接到模塊，通過(guò)EtherCAT總線(xiàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳輸。

可以通過(guò)EtherCAT總線(xiàn)傳輸編碼器反饋

該解決方案的一大優(yōu)勢(shì)是CAT5 / 6電纜的低成本。布線(xiàn)成本遠(yuǎn)低于長(zhǎng)編碼器電纜。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該位置現(xiàn)在位于總線(xiàn)上，并且可供控制器使用而無(wú)需任何其他處理。

這種實(shí)現(xiàn)的一個(gè)考慮因素是輸入延遲。列出的KEB模塊輸入延遲值為1ms。這適用于大多數(shù)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用，但您需要使用個(gè)人應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證。