一、概述
φ300棒材轧钢机组,轧刚直流电机主传动系统采用的是全数字调速系统。全数字调速系统的核心设备为GE DV300装置,整流桥和控制器成套使用。速度控制器内含有电压环、电流环、速度环,速度环反馈元件采用的是编码器。经过多方比较和现场实际应用,实践证明PEPPERL+FUCHS(倍加福)30-3641-R-1024Z增量型编码器与GE DV300速度控制装置配合应用效果较好,速度控制稳定,速度响应快,调速精度高。
二、增量型编码器的工作原理
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小,是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相。如图1:增量型编码器工作原理示意图,它是由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形透、暗的刻线,光电发射元件发射光源,通过码盘,接收元件得到光的明暗信息,读取数据,获得四组脉冲方波信号,输出成A相、B相、 相、 相,每个方波相差90度相位差。将 、 信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定输出信号。编码器每转一周,输出一个Z相脉冲,以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前,还是B相在前,判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。增量型编码器通过内部两个光敏接受管,转化其角度码盘的时序和相位关系,得到其角度码盘角度位移量增加(正方向)或减少(负方向)。
三、主传动系统采用增量型编码器原因
在轧机主传动系统采用全数字调速系统后,为了提高直流控制系统的静态精度,轧机直流电机电控系统最初选用了美国Northstar公司轴套型编码器。应用这种编码器后,轧机电控系统静态精度得到提高,提高了0.01%。但是,在生产过程中,这种编码器逐渐暴露出不适合高速运行状态。存在的原因有:
结构上来说,轴套型编码器内部结构复杂,易振动,维修难度大。该编码器采用磁栅控制原理,由于现场工作环境恶劣,内部灰尘较多时经常出现脉冲丢失。