關(guān)于增量式光電編碼器過電流保護(hù)的設(shè)想

光電編碼器是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的一種角位移或角速率測(cè)量傳感器，分為絕對(duì)式和增量式兩種類型.增量式光電編碼器以休積小，價(jià)格低，精度高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用更為廣泛.目前我們井隊(duì)自動(dòng)送鉆電機(jī)上使用的就是這種編碼器。

1、增量式光電編碼器的工作原理

增量式光電編碼器是根據(jù)輸出脈沖源和脈沖計(jì)數(shù)來確定碼盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和相對(duì)角位移量的.它是由光柵盤和光電檢測(cè)裝置組成，一般輸出A，B，z三路脈沖信號(hào).光電編碼器每旋轉(zhuǎn)一圈z信號(hào)端輸出僅一個(gè)脈沖，故z信號(hào)主要用于同步或調(diào)零，一般不需做額外處理，而A，B信號(hào)包含了被測(cè)對(duì)象的旋轉(zhuǎn)方向，旋轉(zhuǎn)速率等信息。
轉(zhuǎn)動(dòng)方向的判斷:當(dāng)碼盤正傳時(shí)，A道脈沖波形比B道超前9o 度，而反轉(zhuǎn)時(shí)，A道脈沖波形比B道滯后90度，A道整形波的下沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生正脈沖與B道整形波相”與”，所以碼盤正轉(zhuǎn)時(shí)只有正向脈沖輸出，反轉(zhuǎn)時(shí)，只有逆向脈沖輸出，通過正向還是逆向就可以判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
轉(zhuǎn)速大小的判斷:光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)問速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)與被測(cè)角位移變化量成線性關(guān)系，所以通過計(jì)算每b Ye電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能計(jì)算出當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

2、增量式光電編碼器過電流設(shè)想原因

電子系統(tǒng)采用CMOS 電路越來越多，電子系統(tǒng)的印刷電路板尺寸越來越小，電容藕合的問題日趨嚴(yán)重，且電子系統(tǒng)所用半導(dǎo)體器件的低壓化(目前已降至3.3V甚至更低)，因此電子系統(tǒng)中電路保護(hù)已成為設(shè)計(jì)。
與制造的頭等大事.在各種原因造成的過電壓和過電流中，雷電占了相當(dāng)大的一部分，受雷電破壞的電子系統(tǒng)常常不是直接受到雷擊，而是通過電纜線間接受到影響的.云層放電和云層間放電比雷擊高2O倍，它們電放時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)是垂直幅射到地面上，范圍很寬，這時(shí)地面如同電容器的極板，電磁脈沖通過電容藕合到地下電纜，再傳到電子系統(tǒng)的輸入或輸出端.本隊(duì)編碼器就曾經(jīng)受到過雷電影響，導(dǎo)致電路燒毀，編碼器l通道A丟失，這也是影響我有此設(shè)想的一個(gè)原因。

3、增量式光電編碼器過電流保護(hù)設(shè)計(jì)要求

對(duì)于電路保護(hù)一般可以采取接地，介質(zhì)隔離，屏蔽，在關(guān)鍵部位采用電路保護(hù)用元器件等.大多昂貴的電路都采用電路保護(hù)用元器件，
已構(gòu)成多級(jí)電路，提高安全畦能，本設(shè)想也采用此方法，這里選用瞬變電壓抑制二極管(TVs).在規(guī)定的反向應(yīng)用條件下，當(dāng)承受過電流和過電壓時(shí)，其工作阻抗降至很低的導(dǎo)通值，允許大電流通過，以保護(hù)電(上接第16頁)分量法及其它選線手段均有使用.但是，由于裝置要使用的諧波分量在信號(hào)中所占比例較小，難于分離和提取，及負(fù)荷的諧波干擾，使基于諧波原理的裝置在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)誤判.首半波原理的前提假設(shè)是發(fā)生故障時(shí)相電壓在最大值附近，但實(shí)際運(yùn)行中，故障時(shí)的相電壓有可能出現(xiàn)在零附近，這使該方法的應(yīng)用受到很大限制.其余多數(shù)選線方法都是基于故障后的穩(wěn)態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析，但穩(wěn)態(tài)時(shí)的接地電流很小，使基于幅值比較的保護(hù)選線精度降低.然而，單相接地時(shí)接地電容電流的暫態(tài)分量往往要比其穩(wěn)態(tài)值大幾倍到幾十倍，利用這些暫態(tài)信息進(jìn)行分析要更有效，準(zhǔn)確。

綜上所述，筆者認(rèn)為利用能對(duì)突變的，微弱的非平穩(wěn)故障信號(hào)進(jìn)行精確處理的小波分析理論或者其他理論，可以很好的從電磁暫態(tài)過程中提取故障特征，構(gòu)成編碼器有效的選線判據(jù)。當(dāng)然，這還需進(jìn)行更深一步的研究與論證。

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