मोटरों पर एनकोडर लगाना क्यों आवश्यक है? एनकोडर कैसे काम करते हैं?

1. एनकोडर क्या है?

किसी के संचालन के दौरानवर्म गियरबॉक्स N20 डीसी मोटरइस प्रक्रिया में, मोटर बॉडी और खींचे जा रहे उपकरण की स्थिति का निर्धारण करने के लिए करंट, गति और घूर्णनशील शाफ्ट की परिधि दिशा में सापेक्ष स्थिति जैसे मापदंडों की वास्तविक समय में निगरानी की जाती है, और इसके अलावा मोटर और उपकरण की परिचालन स्थितियों को वास्तविक समय में नियंत्रित किया जाता है, जिससे सर्वो और गति विनियमन जैसे कई विशिष्ट कार्य संभव हो पाते हैं। यहां, फ्रंट-एंड मापन तत्व के रूप में एनकोडर का उपयोग न केवल मापन प्रणाली को बहुत सरल बनाता है, बल्कि इसे सटीक, विश्वसनीय और शक्तिशाली भी बनाता है। एनकोडर एक घूर्णी सेंसर है जो घूर्णनशील भागों 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 उपकरण की परिचालन स्थिति को समायोजित और परिवर्तित करने के लिए आदेशों की एक श्रृंखला जारी की जा सके। यदि एनकोडर को गियर बार या स्क्रू के साथ जोड़ा जाता है, तो इसका उपयोग रैखिक गतिमान भागों की स्थिति और विस्थापन को मापने के लिए भी किया जा सकता है।

2. एनकोडर वर्गीकरण

एनकोडर का मूल वर्गीकरण:

एनकोडर एक सटीक माप उपकरण है जो यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक दोनों का सटीक संयोजन है। यह सिग्नल या डेटा को एनकोड करता है, परिवर्तित करता है और संचार, संचरण और भंडारण के लिए उपयोग किया जाता है। विभिन्न विशेषताओं के आधार पर, एनकोडर्स को निम्न प्रकार से वर्गीकृत किया जाता है:

● कोड डिस्क और कोड स्केल। रैखिक विस्थापन को विद्युत संकेत में परिवर्तित करने वाले एनकोडर को कोड स्केल कहा जाता है, और कोणीय विस्थापन को दूरसंचार में परिवर्तित करने वाले एनकोडर को कोड डिस्क कहा जाता है।

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

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

● हाइब्रिड एब्सोल्यूट एनकोडर। हाइब्रिड एब्सोल्यूट एनकोडर दो प्रकार की जानकारी आउटपुट करता है: एक प्रकार की जानकारी का उपयोग एब्सोल्यूट सूचना फ़ंक्शन के साथ ध्रुव स्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है, और दूसरा प्रकार बिल्कुल इंक्रीमेंटल एनकोडर की आउटपुट जानकारी के समान होता है।

मोटरों में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एनकोडर:

●इंक्रीमेंटल एनकोडर

फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण सिद्धांत का सीधे उपयोग करके तीन सेट वर्ग तरंग पल्स A, B और Z उत्पन्न किए जाते हैं। पल्स A और B के बीच कला अंतर 90° है, जिससे घूर्णन की दिशा का आसानी से पता लगाया जा सकता है; Z कला पल्स प्रति परिक्रमण एक होती है और इसका उपयोग संदर्भ बिंदु स्थिति निर्धारण के लिए किया जाता है। लाभ: सरल संरचना सिद्धांत, औसत यांत्रिक जीवन दसियों हज़ार घंटों से अधिक, मजबूत व्यतिकरण रोधी क्षमता, उच्च विश्वसनीयता और लंबी दूरी के संचरण के लिए उपयुक्त। हानियाँ: शाफ्ट घूर्णन की सटीक स्थिति की जानकारी उत्पन्न करने में असमर्थ।

● निरपेक्ष एनकोडर

सेंसर की वृत्ताकार कोड प्लेट पर त्रिज्या दिशा में कई संकेंद्रित कोड चैनल होते हैं, और प्रत्येक चैनल प्रकाश-संचारी और गैर-प्रकाश-संचारी क्षेत्रों से बना होता है। आसन्न कोड चैनलों के क्षेत्रों की संख्या दोगुनी होती है, और कोड प्लेट पर कोड चैनलों की संख्या बाइनरी अंकों की संख्या के बराबर होती है। जब कोड प्लेट अलग-अलग स्थितियों में होती है, तो प्रत्येक प्रकाश-संवेदनशील तत्व प्रकाश के संपर्क में आने या न आने के अनुसार संबंधित स्तर के संकेत में परिवर्तित हो जाता है, जिससे बाइनरी संख्या बनती है।

इस प्रकार के एनकोडर की विशेषता यह है कि इसमें काउंटर की आवश्यकता नहीं होती और घूर्णन अक्ष की किसी भी स्थिति में स्थिति के अनुरूप एक निश्चित डिजिटल कोड पढ़ा जा सकता है। स्पष्ट है कि जितने अधिक कोड चैनल होंगे, रिज़ॉल्यूशन उतना ही अधिक 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 वाले एक फोटोइलेक्ट्रिक कोड डिस्क पर गोलाकार पास और गहरे रंग की उत्कीर्ण रेखाएं होती हैं, और इसे पढ़ने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक संचारण और प्राप्त करने वाले उपकरण होते हैं, और साइन तरंग संकेतों के चार समूहों को A, B, C और D में संयोजित किया जाता है। प्रत्येक साइन तरंग में 90 डिग्री का कला अंतर होता है (परिधीय तरंग के सापेक्ष 360 डिग्री), और C और D संकेतों को उलट कर A और B कलाओं पर अध्यारोपित किया जाता है, जिससे स्थिर संकेत को बढ़ाया जा सकता है; और शून्य स्थिति संदर्भ स्थिति को दर्शाने के लिए प्रत्येक परिक्रमण के लिए एक और Z कला पल्स आउटपुट किया जाता है।

चूंकि दो फेज़ A और B 90 डिग्री के अंतर पर हैं, इसलिए यह तुलना करके पता लगाया जा सकता है कि फेज़ A आगे है या फेज़ B, जिससे एनकोडर के आगे और पीछे के घूर्णन का पता चलता है। ज़ीरो पल्स के माध्यम से एनकोडर का ज़ीरो रेफरेंस बिट प्राप्त किया जा सकता है। एनकोडर कोड प्लेट कांच, धातु और प्लास्टिक से बनी होती हैं। कांच की कोड प्लेट पर बहुत पतली उत्कीर्ण रेखाएं जमा की जाती हैं, जिससे इसकी तापीय स्थिरता अच्छी और परिशुद्धता उच्च होती है। धातु की कोड प्लेट पर रेखाएं नहीं उकेरी जातीं, इसलिए यह भंगुर नहीं होती, लेकिन धातु की एक निश्चित मोटाई के कारण इसकी सटीकता सीमित होती है और इसकी तापीय स्थिरता कांच की तुलना में काफी कम होती है। प्लास्टिक की कोड प्लेट किफायती होती है, इसकी लागत कम होती है, लेकिन इसकी सटीकता, तापीय स्थिरता और जीवनकाल कुछ हद तक कम होता है।

रिज़ॉल्यूशन - 360 डिग्री रोटेशन में कितनी सीधी या धुंधली उत्कीर्ण रेखाएं होती हैं, यह बताने वाले एनकोडर को रिज़ॉल्यूशन कहा जाता है, जिसे रिज़ॉल्यूशन इंडेक्सिंग या सीधे तौर पर कितनी रेखाएं होती हैं, आमतौर पर प्रति क्रांति 5 से 10000 रेखाओं की इंडेक्सिंग के रूप में जाना जाता है।

4. स्थिति मापन और प्रतिक्रिया नियंत्रण सिद्धांत

लिफ्ट, मशीन टूल्स, मटेरियल प्रोसेसिंग, मोटर फीडबैक सिस्टम, साथ ही माप और नियंत्रण उपकरणों में एनकोडर का महत्वपूर्ण स्थान है। एनकोडर एक ग्रेटिंग और इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत का उपयोग करके ऑप्टिकल सिग्नल को रिसीवर के माध्यम से TTL (HTL) इलेक्ट्रिकल सिग्नल में परिवर्तित करता है। TTL स्तर की आवृत्ति और उच्च स्तरों की संख्या का विश्लेषण करके, मोटर के घूर्णन कोण और घूर्णन स्थिति को दृश्य रूप से दर्शाया जाता है।

क्योंकि कोण और स्थिति को सटीक रूप से मापा जा सकता है, इसलिए एनकोडर और इन्वर्टर को एक क्लोज्ड-लूप नियंत्रण प्रणाली में बनाया जा सकता है जिससे नियंत्रण अधिक सटीक हो जाता है, 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 को उनकी संरचना के आधार पर वृद्धिशील और निरपेक्ष में विभाजित किया जाता है, और ये दोनों ही ऑप्टिकल संकेतों जैसे अन्य संकेतों को विश्लेषण और नियंत्रण योग्य विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं। हमारे जीवन में आम तौर पर उपयोग होने वाली लिफ्ट और मशीन टूल्स मोटर के सटीक समायोजन पर आधारित होते हैं, और विद्युत संकेत के फीडबैक क्लोज्ड-लूप नियंत्रण के माध्यम से, इनवर्टर के साथ एनकोडर सटीक नियंत्रण प्राप्त करने का एक स्वाभाविक तरीका है।