エンコーダの精度と長寿のための電源安定性の重要性

産業用オートメーション、モーションコントロール、および精密測定システムでは、エンコーダは、機械的動きと電子制御の間の重要な橋として機能します。これらのデバイスは、回転またはリニア位置を、コントローラが速度、方向、距離を決定するために使用する電気信号に変換します。エンコーダの解像度、精度、および環境保護に多くの注意が払われますが、 1つの基礎側面は、多くの場合、電源の安定性です。一貫したクリーンな電力なしで、最高品質のエンコーダは、信頼性の高い結果を提供し、長期間にわたる専門家に耐えられない作業を発揮します。そのため、この技術は、長期間にわたるメンテナンスを追跡します。

エンコーダ基本とパワー感度

エンコーダは、インクリメンタルと絶対の2つの主要なタイプに来ます。インクリメンタルエンコーダは、シャフトが回転するようにパルスを出力します。パルスの数は、角度の変位に対応します。絶対エンコーダは、各位置のユニークなデジタルワードを出力し、電力損失後でも位置データを保持します。これらのデバイス、光学、磁気、または容量性センシング要素の中には、増幅、調整、およびデジタル化される弱いアナログ信号が生成されます。信号チェーン全体が、Vsensの電圧を、Vsens5に、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、Ven、

指定された電圧またはripple、ノイズ、またはトランジェントの導入から任意の偏差は、信号品質に直接影響します。例えば、光学エンコーダは安定したLED光源とフォトセンサー配列に依存しています。供給電圧ディップが低下すると、LEDの強度が低下し、光と暗い状態と誤ったパルスエッジの境界をシフトし、誤ったパルスエッジを引き起こします。同様に、磁気エンコーダでは、供給ノイズはホールフェシスまたは磁気センサーに結合することができます。また、潜在的なセンサーは、出力された速度を計測し、出力されると、または出力される速度を変化します。

電力安定性の特定の結果

1. 信号のゆがみおよび不正確な読書

電圧スパイク、サグ、および高周波ノイズは、エンコーダの出力波形を歪める。増分エンコーダでは、ノイズは、余分なパルス(グリッチ)またはドロップパルスを作成することができ、エラーをカウントする誘導します。絶対エンコーダでは、破損したデータワードは、マシンの不整列や安全危険を引き起こし、誤った位置を示すことができます。からの研究]HEIDENHAIN[FLT]は、電源を5%低減するために、電力を強調する必要がないことを強調します。

2.データの損失と通信エラー

多くの近代エンコーダは、シリアル通信プロトコル(SSI、BiSS、EnDat、CANopen、EtherCAT)を使用します。これらのプロトコルは、トランスシーバの正確なタイミングとクリーン電力に依存しています。電源ノイズは、通信のタイムアウト、ビットエラー、または完全なデータフレームの損失を引き起こす可能性があります。 CNCマシンでサーボドライブのような安全批判システムでは、そのようなエラーは、制御されていない軸の動きや緊急停止で結果を得ることができます。

3. 精密部品劣化

頻繁な電圧過渡および過電圧条件の圧力エンコーダーの電子工学。パワーコンディショニング回路のコンデンサーは、ラッチアップまたは故障を経験できる間、寿命を低下させるかもしれません。さらに、電圧変動は、熱として電力損失の増加を引き起こします。過熱は、光学部品(LEDsは明るさを失います)の老化、密封された軸受けの潤滑剤、およびコネクターはより速く酸化します。結果は、著しく平均的な平均的な平均的な平均的な結果が、ATT1Fの障害(LTF)を増加させます。 [F] それらの電源異常が3つの頻度は[F]を[F]よりよく見る]

4. 機械圧力および騒音

エンコーダ自体は電子機器ですが、不安定な電力は機械的問題を引き起こします。例えば、電力騒音による欠陥のあるエンコーダーのフィードバックを受信するドライブシステムは、トルクのさざ波または振動を導入するかもしれません。この機械的振動は、エンコーダーベアリングとカップリングをダウンし、誤順列とイベントの妨害につながる。パーカーのHannifin]]は、エンコーダーのインストールのガイドで、ノイズとノイズの両面を誘導する、サーボモータのフィードバックを誘導する。

電源の安定性の根本原因

不安定性が原因の発生が緩和戦略の設計に役立ちますを理解する。一般的なソースには、

スイッチング電源:]]安価な無調整スイッチモード供給により、高周波数のripple(kHzの数百にまで)が生成され、簡単にエンコーダ出力にカップルできます。
[] 接ループ:[]]]] エンコーダとコントローラが異なる回路から供給されると、地面の異なる変化が一般的なモード電圧を作成します。これは、エンコーダの共通モード拒絶を超え、異常な動作を引き起こします。
誘導負荷:[]]モーター、ソレノイド、および同じ電力レール上のリレーは、スイッチオフ時に大きなバックEMFスピークを生成します。これらのトランジェントは、抑制されていない場合は、数百ボルトに達することができます。
[]ロングケーブルラン:]高電流需要の細いワイヤーに沿って電圧低下は、特にピーク負荷条件の間に、エンコーダに配信される電圧を低下させます。
[] 電流を突入:]] 複数のデバイスが同時に起動すると、共有供給電圧は、エンコーダ出力を瞬時に、リセットまたは破損させることができます。

安定した電力供給のためのエンジニアリングソリューション

適切な電源の選択

規制されている低さ波電源を工業用電子機器用に特別に評価します。リニアレギュレータは、最も低い騒音を提供しますが、非効率です。多くのエンコーダメーカーは、出力フィルタリングと50 mVピークピークピークピーク未満のさざ波仕様で高品質のスイッチモードの供給をお勧めします。重要なアプリケーションでは、モータードライブから分離されたエンコーダ用の専用の供給を使用します。

保護部品

トランスエント電圧抑制(TVS)ダイオード、フェライトビーズ、およびエンコーダの電源入力で共通モードチョークを組み込む。これらのコンポーネントは、敏感な回路に到達する前に、サージとフィルタ高周波ノイズをクランプし、フィルタリングします。多くの産業エンコーダは、内部保護を含みますが、外部対策は冗長性を追加します。良いプラクティスは、 [LEONIケーブルをねじれ止めるために、シールドのガイドラインに従うことです。

接地および保護

星地トポロジーを実行:エンコーダの地面、コントローラーの地面、および供給の地面は地面のループを防ぐ単一のポイントで会うべきです。エンコーダーケーブルシールドは、電流を循環させることを避けるために、コントローラーの端でのみ地面に接続されるべきです。専用のドレインワイヤとケーブルを使用して、適切に終了したコネクタを閉じます。

無停電電源装置(UPS)

短時間割込みであっても、受容不可能(例えば、停電時の絶対エンコーダ追跡位置)であるシステムでは、UPSは、クリーンで継続的な電力を維持します。UPSは、電圧調整とサージフィルタリングを提供し、グリッド障害に対する緩衝として機能します。

インライン電力調節

ガルバニック絶縁のDC-DCコンバーターのような装置は、ノイズ供給レールからエンコーダをデカップリングできます。これらのコンバーターは、逆極性および過電流保護を含む幅広い入力範囲からクリーンな電圧を再生します。マルチエンコーダシステムの場合、個々のヒューズとポートごとのコンデンサをフィルタリングする集中電力分布ボードを検討してください。

定期的な監視と予防メンテナンス

エンコーダターミナルで電圧、電流、およびrippleをログに出力品質アナライザを使用します。製造元の仕様に基づいて、しきい値を設定します。ケーブル整合性、コネクタの堅さ、および負荷下で電圧の定期的な検査をスケジュールします。劣化する前に、老化電源を交換します。

業界標準とベストプラクティス

複数の規格はエンコーダーのパワー・インタフェースのための指導を提供します。[]]NEMA ICS 18は産業エンコーダーのための電気評価を指定します。IEC 61131-2はPLCおよび関連センサーのための免除レベルを定義します、エンコーダーを含む。これらの標準に従うことは互換性および信頼性を保障します。多くのエンコーダーの製造業者、のような[Autonicsおよび[FLT4]:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4:4

経済・運用への影響

電源安定性に投資すると、投資に対する明確なリターンが得られます。減らされたエンコーダーは、交換コストを削減し、計画されていないダウンタイム、および生産エラーからスクレイクを削減しました。例えば、パッケージラインでは、電力サージによる単一のエンコーダーの故障は、1時間あたりの操作を中止し、出力を失った数千のコストを削減することができます。高品質の電源とフィルタリングコンポーネントのコストは、回避された損失と比較して無視されます。さらに、信頼性の高いエンコーダーは、現在のドライブを駆動するサーボドライブを使用して、最適なドライブを駆動することを可能にするように、全体的なシステム全体を拡張します。

コンテンツ

電源安定性は、単なる二次的要件ではなく、エンコーダの精度と長寿のための基礎要素です。信号の完全性から機械的保護、エンコーダの性能のすべての側面を通して不安定な電力の波及の影響。適切な電源を選択することにより、保護とフィルタリングを実行し、最高の接地慣行を採用し、そして業界の基準を従うことにより、エンジニアは、そのエンコーダが現代のオートメーションによって要求される精度と信頼性を配信することを保証することができます。クリーンな電力の投資は、拡張機器の寿命、高い生産性、および全体的な効率性を低下させる、製造の効率性を低下させます。