CN108168590B - 一种增量式绝对值型编码器检测装置 - Google Patents
一种增量式绝对值型编码器检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108168590B CN108168590B CN201810033742.2A CN201810033742A CN108168590B CN 108168590 B CN108168590 B CN 108168590B CN 201810033742 A CN201810033742 A CN 201810033742A CN 108168590 B CN108168590 B CN 108168590B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- encoder
- absolute value
- signal
- incremental
- control panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
Abstract
一种增量式绝对值型编码器检测装置，包括编码器安装平台、控制板，旋转拖动装置，所述编码器安装平台是具有内置AC/DC电源，触控屏以及可安装控制板，旋转拖动装置和编码器固定法兰的框架结构。所述控制板安装在所述编码器安装平台内部侧面，用以完成旋转拖动装置的闭环控制，触控屏显示以及编码器检测逻辑。所述旋转拖动装置为带有主编码器的双出轴直流电机，用于拖动被检测编码器与主编码器同步旋转，安装在编码器安装平台的内部中心位置。本发明通过采集被测编码器的增量信号及位置数值与主编码器反馈数值进行实时校验，能够精准地捕捉到编码器反馈数值的状态。
Description
技术领域
本发明属于风电技术领域，具体涉及一种增量式绝对值型编码器检测装置。
背景技术
随着清洁能源的进一步推广，风力发电机组越来越多的投入使用。变桨距控制系统是兆瓦级以上风力发电机组控制和保护的重要装置，是风机停机的主刹车系统。变桨距控制系统是基于位置及速度、转矩的三闭环的运动控制，为完成上述位置及速度的闭环控制，大多数生产商采用变桨电机内部安装增量式绝对值型编码器进行位置及速度信号采集的方式。
总结上述功能，风电变桨系统在变桨电机内部安装增量式绝对值型编码器，该编码器将实时的速度信息和位置信息反馈给变桨控制器，由控制器根据所反馈的实时数值进行闭环控制，当编码器反馈数值出现位置跳变或者速度信号错误时则会引发控制器闭环运算结果出现错误，导致变桨控制系统触发相应的诊断故障。针对编码器选型及出厂之前需要经过抽样检测问题，有编码器厂家设计了检测装置，需要人工手动模拟电机转动编码器，一种方法是依靠人工目视观察数值的变化或者使用示波器观察波形状态。但是现有技术的检测装置存在效率低，测试工况与实际应用工况偏差大，无法实现高速运行的工况及实时数据校验功能。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种增量式绝对值型编码器检测装置。
本发明具体采用以下技术方案：
一种增量式绝对值型编码器检测装置，包括编码器安装平台1、旋转拖动装置2、控制板3；其特征在于：
所述编码器安装平台1为长方体框架结构，内置AC/DC电源7、可安装控制板3，在编码器安装平台1的某一侧壁上嵌设触控屏6；
所述旋转拖动装置2是带有主编码器4的直流电机8，直流电机8为前后双出轴电机，主编码器4通过联轴器与直流电机8后出轴相连；
旋转拖动装置2竖直固定安装于编码器安装平台1内部，安装有主编码器4的后出轴位于下方，前出轴位于上方，通过编码器安装平台1上端面开设的轴孔伸出，被测编码器5安装固定在编码器安装平台1的编码器固定法兰上并通过联轴器与旋转拖动装置2的前出轴相连；
所述控制板3为PCB电路板，固定于编码器安装平台1内部侧面；
控制板3通过电源线与编码器安装平台1内置的AC/DC电源7相连，控制板3通过数据线与编码器安装平台1内置的触控屏6相连；通过触控屏6调节旋转拖动装置2内直流电机8转速，从而控制主编码器4和被测编码器5转速；
控制板3通过电源线与旋转拖动装置2相连，控制板3通过信号线与旋转拖动装置2的主编码器4和被测编码器5相连。
本发明进一步包括以下优选方案：
增量式绝对值型编码器可同时反馈两种信号即增量信号和绝对值信号，其中，增量信号是指编码器的速度反馈信号，绝对值信号是指编码器的位置反馈信号。
通过控制板3实时采集两编码器增量信号和绝对值信号，并将采集到的两个编码器的增量信号换算为直流电机8转速值，单位为转/分钟，同时将采集到的绝对值信号换算为直流电机8角度值，单位为度。
主编码器4和被测编码器5同轴安装，所以正常情况下任意时刻两个编码器速度值相等，位置值相等，如果出现速度值或位置值不相等，则可判定被测编码器5存在故障，控制板3通过数据线将采集到的数值及诊断结果显示在触控屏6上。
本发明具有以下有益的技术效果：
1、测试转速可达到0到3000转每分钟相比提高10倍以上，更加符合高转速的实际应用工况，测试周期缩短，效率大幅提高。
2、具有同轴双编码器校验功能，准确率大幅提高。
3、具有高实时性，通过程序逻辑可实现每5毫秒进行一次数据采集诊断，准确率大幅提高。
4、触控屏6设置测试转速及实时显示数值和故障状态。
附图说明
图1为本发明编码器安装平台结构示意图；
图2为本发明旋转拖动装置结构示意图；
图3为本发明控制板结构示意图；
图4为本发明整体安装效果示意图；
图5为本发明主编码器和被测编码安装关系示意图；
图6为本发明控制板信号采集示意图；
图7为本发明检查逻辑流程图。
其中，各附图标记的含义如下：1为编码器安装平台，2为旋转拖动装置，3为控制板，4为主编码器，5为被测编码器，6为触控屏，7为AC/DC电源，8为直流电机。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细介绍。
应用本发明的增量式绝对值型编码器检测装置，如图1所示编码器安装平台1、图2所示旋转拖动装置2、图3所示控制板3、图4所示整体安装效果；旋转拖动装置2固定安装于编码器安装平台1内部；被测编码器5安装固定于旋转拖动装置2上；控制板3固定于编码器安装平台1内部侧面；控制板3通过电源线与编码器安装平台1内置的AC/DC电源7相连；控制板3通过数据线与编码器安装平台1内置的触控屏6相连；通过触控屏6调节旋转拖动装置2内直流电机8转速，可精确控制主编码器4和被测编码器5转速；控制板3通过电源线与旋转拖动装置2相连，控制板3通过信号线与旋转拖动装置2的主编码器4和被测编码器5相连；通过控制板3实时采集两编码器增量信号及绝对值信号并实时校验，通过数据线将采集到的数值及诊断结果显示在触控屏6上。
如图5所示，主编码器4和被测编码器5是同轴关系，正常情况下控制板3采集到的两个编码器的增量信号和绝对值信号应完全一致，如果在旋转的过程中出现两个编码器数值偏差则可判定编码器存在问题。同时，根据每个编码器反馈的增量信号和绝对值信号进行自身校验，具体方法是控制板3将采集到的主编码器4的绝对值信号求微分再与主编码器4的增量信号比较，如果存在偏差则判断为主编码器4异常。同理，将采集到的被测编码器5的绝对值信号求微分再与被测编码器5的增量信号比较，如果存在偏差则判断为被测编码器5异常。
如图6所示，编码器增量信号和绝对值信号是两种不同类型的信号，其采集机制也不同，绝对值信号是遵循SSI通讯协议的差分信号，增量信号则为24V直流脉冲信号。因此所设计的控制板3具有不同的采集电路。控制板3的核心微控制器是ARM芯片，该芯片每个引脚电压不得超过3.3V，因此需要将编码器反馈的增量信号通过高速光耦芯片和分压电路转换为3.3V的脉冲信号，将转换后的信号接到ARM芯片的增量采集引脚。ARM芯片不能直接采集差分信号，因此编码器反馈的绝对值信号需要经过RS485芯片转换为3.3V的TTL信号后接ARM芯片的SSI信号引脚。
如图7所示，整套系统在上电后会进入等待初始化阶段，等待人工通过触控屏6设置测试速度，设置完成后点击触控屏6开始按钮，旋转拖动装置启动，开始进入测试阶段。
在进入测阶段后，控制板3内逻辑会根据直流电机8的电压和主编码器4的增量信号反馈进行诊断，如果开始测试后5秒内主编码器4速度反馈值未达到设定值，则诊断为电机堵转，系统停止测试，直流电机8停止转动。当未发生电机堵转则控制板3每5ms采集一次编码器信息，100ms更新一次触控屏6显示的编码器信息，5ms诊断一次编码器信息。当主编码器4和被测编码器5中任何一个或多个增量信息和绝对值信息被诊断为编码器故障，则系统停止测试，并将故障信息通过触控屏6显示。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种增量式绝对值型编码器检测装置，包括编码器安装平台(1)、旋转拖动装置(2)、控制板(3)；其特征在于：
所述编码器安装平台(1)为长方体框架结构，内置AC/DC电源、可安装控制板，在编码器安装平台(1)的某一侧壁上嵌设触控屏；
所述旋转拖动装置(2)是带有主编码器的直流电机，直流电机为前后双出轴电机，主编码器通过联轴器与直流电机后出轴相连；
旋转拖动装置(2)竖直固定安装于编码器安装平台(1)内部，安装有主编码器的后出轴位于下方，前出轴位于上方，通过编码器安装平台(1)上端面开设的轴孔伸出，被测编码器(5)安装固定在编码器安装平台(1)的编码器固定法兰上并通过联轴器与旋转拖动装置(2)的前出轴相连；
所述控制板(3)为PCB电路板，固定于编码器安装平台(1)内部侧面；
控制板(3)通过电源线与编码器安装平台(1)内置的AC/DC电源相连，控制板(3)通过数据线与编码器安装平台(1)内置的触控屏相连；通过触控屏调节旋转拖动装置(2)内直流电机转速，从而控制主编码器和被测编码器转速；
控制板(3)通过电源线与旋转拖动装置(2)相连，控制板(3)通过信号线与旋转拖动装置(2)的主编码器和被测编码器相连；
通过控制板实时采集两编码器增量信号和绝对值信号，当在旋转的过程中出现两个编码器数值偏差则判定编码器存在问题；
根据每个编码器反馈的增量信号和绝对值信号进行自身校验，控制板(3)将采集到的主编码器(4)的绝对值信号求微分再与主编码器(4)的增量信号比较，如果存在偏差则判断为主编码器(4)异常；控制板(3)将采集到的被测编码器(5)的绝对值信号求微分再与被测编码器(5)的增量信号比较，如果存在偏差则判断为被测编码器(5)异常；
控制板(3)的核心微控制器是ARM芯片，将编码器反馈的增量信号通过高速光耦芯片和分压电路转换为3.3V的脉冲信号后接到ARM芯片的增量采集引脚；将编码器反馈的绝对值信号经过RS485芯片转换为3.3V的TTL信号后接ARM芯片的SSI信号引脚。
2.根据权利要求1所述的增量式绝对值型编码器检测装置，其特征在于：
增量式绝对值型编码器可同时反馈两种信号即增量信号和绝对值信号，其中，增量信号是指编码器的速度反馈信号，绝对值信号是指编码器的位置反馈信号。
3.根据权利要求2所述的增量式绝对值型编码器检测装置，其特征在于：
通过控制板实时采集两编码器增量信号和绝对值信号，并将采集到的两个编码器的增量信号换算为直流电机转速值，单位为转/分钟，同时将采集到的绝对值信号换算为直流电机角度值，单位为度。
4.根据权利要求3所述的增量式绝对值型编码器检测装置，其特征在于：
当被测编码器存在故障，控制板通过数据线将采集到的数值及诊断结果显示在触控屏上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810033742.2A CN108168590B (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种增量式绝对值型编码器检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810033742.2A CN108168590B (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种增量式绝对值型编码器检测装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108168590A CN108168590A (zh) | 2018-06-15 |
| CN108168590B true CN108168590B (zh) | 2021-10-19 |
Family
ID=62514289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810033742.2A Active CN108168590B (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种增量式绝对值型编码器检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108168590B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109059990A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-21 | 嘉兴市锐鹰传感技术有限公司 | 一种电机自旋转的编码器检测校正设备及方法 |
| CN111693075B (zh) * | 2020-07-09 | 2022-05-06 | 赛卓微电子(深圳)有限公司 | 一种增量式编码器ic中绝对位置输出的方法 |
| CN114060209B (zh) * | 2020-07-31 | 2023-07-25 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 变桨系统的多圈编码器的数据处理方法和数据处理装置 |
| CN114485756A (zh) * | 2020-10-26 | 2022-05-13 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 旋转编码器的检测装置、方法以及计算机可读存储介质 |
| CN112284439A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 常德纺织机械有限公司 | 一种编码器测试装置 |
| CN112964289A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-15 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种氧枪枪位检测编码器校验装置及方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101881637A (zh) * | 2010-06-22 | 2010-11-10 | 上海理工大学 | 一种基于虚拟仪器的编码器测试系统 |
| CN202101682U (zh) * | 2011-05-18 | 2012-01-04 | 上海宝钢工业检测公司 | 一种增量编码器零脉冲同步信号装置 |
| TWI463113B (zh) * | 2011-09-16 | 2014-12-01 | Univ Minghsin Sci & Tech | 適用於具軸編碼器之伺服馬達的校準裝置及其校準方法 |
| CN102879032A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-16 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 测角精度动态测量装置 |
| CN103457536B (zh) * | 2013-09-12 | 2014-10-15 | 南京欧陆电气传动有限公司 | 基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器 |
| CN103528612B (zh) * | 2013-10-26 | 2017-01-11 | 连云港杰瑞电子有限公司 | 一种提高绝对式旋转编码器分辨率的方法 |
| CN104197978B (zh) * | 2014-09-25 | 2016-08-31 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | 一种角度旋转控制设备的数据检测装置 |
| CN105305755A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-02-03 | 中国科学院电工研究所 | 一种永磁同步电动机转子位置的检测方法 |
| CN105424073A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-23 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种增量式光电编码器精度检测系统 |
-
2018
- 2018-01-15 CN CN201810033742.2A patent/CN108168590B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108168590A (zh) | 2018-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108168590B (zh) | 一种增量式绝对值型编码器检测装置 | |
| CN201731895U (zh) | 基于虚拟仪器的编码器测试装置 | |
| CN112710358B (zh) | 一种智能机床状态监测装置及其状态监测方法 | |
| CN102519727A (zh) | 液压调速器通用试验台 | |
| CN107526354B (zh) | 一种用于电动车控制器的自动测试方法及其测试装置 | |
| CN106769007B (zh) | 变速器选换挡机构性能测量试验方法 | |
| CN205120929U (zh) | 一种马达老化测试系统 | |
| CN110132628A (zh) | 一种联合收割机装配质量检测装置及方法 | |
| CN114545904A (zh) | 车门动态仿真测试系统及其控制方法 | |
| CN210720663U (zh) | 一种用于检测飞机风挡雨刷马达性能的测试设备 | |
| CN214173169U (zh) | 螺纹检测设备 | |
| CN211403236U (zh) | 驻车控制器测试装置及驻车控制器测试系统 | |
| CN205538064U (zh) | Pcb在线测试装置 | |
| TWI747689B (zh) | 智慧型振動/溫度感應裝置 | |
| CN204613245U (zh) | 齿盘测速综合校验仪 | |
| CN213600734U (zh) | 一种速度传感器测试装置 | |
| CN203858093U (zh) | 主轴试验台 | |
| CN209446739U (zh) | 一种新型电机测试装置 | |
| CN211348313U (zh) | 一种核电厂转速开关仪表的检修工具 | |
| CN110726932A (zh) | 一种霍尔式反转开关仪表的检修工具 | |
| CN205910216U (zh) | 一种转速传感器测试设备 | |
| CN219122330U (zh) | 机车数模转换盒测试装置及机车测试设备 | |
| CN201600596U (zh) | 伺服驱动器出厂自动检测装置 | |
| CN211741507U (zh) | 一种霍尔式反转开关仪表的检修工具 | |
| CN217060832U (zh) | 便携式风电机组主控系统测试装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 065500 Industrial Park, Gu'an County, Langfang City, Hebei Province Applicant after: Guoneng information technology (Hebei) Co.,Ltd. Address before: 065500 North District of Gu'an Industrial Park, Langfang City, Hebei Province Applicant before: GU'AN HUADIAN TIANREN CONTROL EQUIPMENT Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |