मोटरों पर एनकोडर लगाने की ज़रूरत क्यों होती है? एनकोडर कैसे काम करते हैं?

1， एनकोडर क्या है?

एक के संचालन के दौरानवर्म गियरबॉक्स N20 डीसी मोटर, मोटर बॉडी और खींचे जा रहे उपकरणों की स्थिति निर्धारित करने के लिए घूर्णन शाफ्ट की परिधि दिशा की धारा, गति और सापेक्ष स्थिति जैसे मापदंडों की वास्तविक समय में निगरानी की जाती है, और इसके अलावा मोटर और उपकरणों की परिचालन स्थितियों को वास्तविक समय में नियंत्रित किया जाता है, इस प्रकार सर्वो और गति विनियमन जैसे कई विशिष्ट कार्यों को साकार किया जाता है। यहां, फ्रंट-एंड मापक तत्व के रूप में एनकोडर का अनुप्रयोग न केवल माप प्रणाली को बहुत सरल बनाता है, बल्कि सटीक, विश्वसनीय और शक्तिशाली भी है। एनकोडर एक रोटरी सेंसर है जो घूमते हुए हिस्सों की स्थिति और विस्थापन की भौतिक मात्राओं को डिजिटल पल्स संकेतों की एक श्रृंखला में परिवर्तित करता है, जिन्हें नियंत्रण प्रणाली द्वारा एकत्र और संसाधित किया जाता है ताकि उपकरणों की परिचालन स्थिति को समायोजित करने और बदलने के लिए आदेशों की एक श्रृंखला जारी की जा सके

2, एनकोडर वर्गीकरण

एनकोडर मूल वर्गीकरण:

एनकोडर एक यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक सटीक माप उपकरण का घनिष्ठ संयोजन है, जिसका उपयोग सिग्नल या डेटा को एनकोड करने, परिवर्तित करने, सिग्नल डेटा के संचार, संचरण और भंडारण के लिए किया जाता है। विभिन्न विशेषताओं के अनुसार, एनकोडर को निम्न प्रकार वर्गीकृत किया जाता है:

● कोड डिस्क और कोड स्केल। वह एनकोडर जो रैखिक विस्थापन को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है उसे कोड स्केल कहते हैं, और वह जो कोणीय विस्थापन को दूरसंचार में परिवर्तित करता है उसे कोड डिस्क कहते हैं।

● वृद्धिशील एनकोडर। स्थिति, कोण और घुमावों की संख्या जैसी जानकारी प्रदान करता है, और प्रति घुमाव पल्स की संख्या द्वारा संबंधित दर को परिभाषित करता है।

● निरपेक्ष एनकोडर। कोणीय वृद्धि में स्थिति, कोण और घुमावों की संख्या जैसी जानकारी प्रदान करता है, और प्रत्येक कोणीय वृद्धि को एक अद्वितीय कोड दिया जाता है।

● हाइब्रिड निरपेक्ष एनकोडर। हाइब्रिड निरपेक्ष एनकोडर सूचना के दो सेट आउटपुट करता है: सूचना का एक सेट निरपेक्ष सूचना फ़ंक्शन के साथ ध्रुव स्थिति का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है, और दूसरा सेट वृद्धिशील एनकोडर की आउटपुट सूचना के समान ही होता है।

मोटरों में सामान्यतः प्रयुक्त एनकोडर:

●वृद्धिशील एनकोडर

प्रकाश-विद्युत रूपांतरण सिद्धांत का प्रत्यक्ष उपयोग करके वर्ग तरंग स्पंदों A, B और Z के तीन सेटों का आउटपुट प्राप्त किया जा सकता है। स्पंदों A और B के दो सेटों के बीच कलांतर 90° है, जिससे घूर्णन की दिशा का आसानी से अनुमान लगाया जा सकता है; Z चरण प्रति चक्कर एक स्पंद है और इसका उपयोग संदर्भ बिंदु स्थिति निर्धारण के लिए किया जाता है। लाभ: सरल सिद्धांत निर्माण, औसत यांत्रिक जीवन हजारों घंटों से अधिक हो सकता है, मजबूत हस्तक्षेप-रोधी क्षमता, उच्च विश्वसनीयता, और लंबी दूरी के संचरण के लिए उपयुक्त। नुकसान: शाफ्ट घूर्णन की पूर्ण स्थिति जानकारी आउटपुट करने में असमर्थ।

● पूर्ण एनकोडर

सेंसर की गोलाकार कोड प्लेट पर रेडियल दिशा में कई संकेंद्रित कोड चैनल होते हैं, और प्रत्येक चैनल प्रकाश-संचारण और गैर-प्रकाश-संचारण सेक्टरों से बना होता है, और आसन्न कोड चैनलों के सेक्टरों की संख्या दोगुनी होती है, और कोड प्लेट पर कोड चैनलों की संख्या बाइनरी अंकों की संख्या होती है। जब कोड प्लेट अलग-अलग स्थिति में होती है, तो प्रत्येक प्रकाश-संवेदी तत्व प्रकाश के अनुसार संबंधित स्तर के सिग्नल में परिवर्तित हो जाता है या नहीं, जिससे बाइनरी संख्या बनती है।

इस प्रकार के एनकोडर की विशेषता यह है कि इसमें किसी काउंटर की आवश्यकता नहीं होती है और घूर्णन अक्ष की किसी भी स्थिति पर स्थिति के अनुरूप एक निश्चित डिजिटल कोड पढ़ा जा सकता है। ज़ाहिर है, जितने ज़्यादा कोड चैनल होंगे, रिज़ॉल्यूशन उतना ही ज़्यादा होगा, और N-बिट बाइनरी रिज़ॉल्यूशन वाले एनकोडर के लिए, कोड डिस्क में N कोड चैनल होने चाहिए। वर्तमान में, चीन में 16-बिट एब्सोल्यूट एनकोडर उत्पाद उपलब्ध हैं।

3, एनकोडर का कार्य सिद्धांत

केंद्र में अक्ष के साथ एक फोटोइलेक्ट्रिक कोड डिस्क द्वारा, उस पर गोलाकार पास और गहरे शिलालेख रेखाएं होती हैं, और इसे पढ़ने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक संचारण और प्राप्त करने वाले उपकरण होते हैं, और साइन वेव सिग्नल के चार समूह ए, बी, सी और डी में संयुक्त होते हैं। प्रत्येक साइन वेव 90 डिग्री चरण अंतर (एक परिधीय तरंग के सापेक्ष 360 डिग्री) से भिन्न होती है, और सी और डी सिग्नल उलट जाते हैं और ए और बी चरणों पर आरोपित होते हैं, जो स्थिर सिग्नल को बढ़ा सकते हैं; और शून्य स्थिति संदर्भ स्थिति का प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रत्येक क्रांति के लिए एक और जेड चरण पल्स आउटपुट होता है।

चूंकि दो चरण ए और बी 90 डिग्री से अलग हैं, इसलिए यह तुलना की जा सकती है कि चरण ए सामने है या चरण बी एनकोडर के आगे और पीछे घूमने को समझने के लिए सामने है, और एनकोडर का शून्य संदर्भ बिट शून्य पल्स के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। एनकोडर कोड प्लेट सामग्री कांच, धातु, प्लास्टिक हैं, ग्लास कोड प्लेट कांच पर बहुत पतली उत्कीर्ण रेखा जमा की जाती है, इसकी थर्मल स्थिरता अच्छी होती है, उच्च परिशुद्धता, धातु कोड प्लेट सीधे गुजरने के लिए और उत्कीर्ण रेखा नहीं होती है, नाजुक नहीं होती है, लेकिन क्योंकि धातु की एक निश्चित मोटाई होती है, सटीकता सीमित होती है, इसकी थर्मल स्थिरता कांच की तुलना में परिमाण का एक क्रम खराब होती है, प्लास्टिक कोड प्लेट आर्थिक है, इसकी लागत कम है, लेकिन सटीकता, थर्मल स्थिरता, जीवन कुछ खराब हैं।

रिज़ॉल्यूशन - एनकोडर द्वारा 360 डिग्री घूर्णन के दौरान कितनी आर-पार या गहरी उत्कीर्ण रेखाएं प्रदान करने को रिज़ॉल्यूशन कहा जाता है, जिसे रिज़ॉल्यूशन इंडेक्सिंग के रूप में भी जाना जाता है, या सीधे तौर पर कितनी रेखाएं, आम तौर पर 5 ~ 10000 रेखाएं प्रति क्रांति इंडेक्सिंग में।

4， स्थिति माप और प्रतिक्रिया नियंत्रण सिद्धांत

एनकोडर लिफ्ट, मशीन टूल्स, सामग्री प्रसंस्करण, मोटर फीडबैक सिस्टम, साथ ही मापन और नियंत्रण उपकरणों में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एनकोडर एक ग्रेटिंग और एक इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत का उपयोग करके ऑप्टिकल सिग्नल को एक रिसीवर के माध्यम से टीटीएल (HTL) के विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करता है। टीटीएल स्तर की आवृत्ति और उच्च स्तरों की संख्या का विश्लेषण करके, मोटर के घूर्णन कोण और घूर्णन स्थिति को दृष्टिगत रूप से दर्शाया जाता है।

चूंकि कोण और स्थिति को सटीक रूप से मापा जा सकता है, इसलिए एनकोडर और इन्वर्टर को एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली में बनाया जा सकता है ताकि नियंत्रण को अधिक सटीक बनाया जा सके, यही कारण है कि लिफ्ट, मशीन टूल्स आदि का उपयोग इतनी सटीकता से किया जा सकता है।

5，सारांश 

संक्षेप में, हम समझते हैं कि एनकोडर अपनी संरचना के अनुसार वृद्धिशील और निरपेक्ष में विभाजित होते हैं, और ये दोनों अन्य संकेतों, जैसे प्रकाशीय संकेतों, को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं जिनका विश्लेषण और नियंत्रण किया जा सकता है। हमारे जीवन में आम लिफ्ट और मशीन टूल्स मोटर के सटीक समायोजन पर आधारित होते हैं, और विद्युत संकेतों के फीडबैक क्लोज्ड-लूप नियंत्रण के माध्यम से, इन्वर्टर के साथ एनकोडर भी सटीक नियंत्रण प्राप्त करने का एक स्वाभाविक तरीका है।