伺服电机为何需额外配置编码器

伺服电机为何需额外配置编码器

伺服电机内置的编码器，作为一种精密传感器，主要负责监测磁极位置、电机转角及转速，是伺服系统中不可或缺的部分。根据物理介质的不同，Hengstler编码器可分为光电编码器、磁电编码器及旋转变压器等类型，其中亨士乐光电编码器因其广泛应用而知名，而磁电编码器则凭借其高可靠性、低成本及抗污染能力展现出强劲的市场潜力。


图为伺服电机内置编码器的实物照片

伺服电机额外配置编码器的原因

半闭环控制模式：在简单的应用中，伺服电机内置的编码器已足够提供速度和位置反馈，实现基本的半闭环控制。此时，无需额外编码器。
半闭环与全闭环之间的过渡控制：为了提升控制精度，特别是在对位置精度有更高要求的场景下，会采用在伺服电机外部再安装一个编码器的方式。这样，内置编码器主要负责速度反馈，而外部亨士乐编码器则专门用于位置反馈，形成一种介于半闭环与全闭环之间的控制策略。
全闭环控制模式：在需要最高精度控制的场合，如数控机床等，通常采用全闭环控制。此时，伺服电机内置编码器仍负责速度反馈，而位置反馈则交由更为精确的光栅尺来承担，以确保系统的高精度和高稳定性。

伺服电机与编码器的关系

伺服系统的核心组件：伺服驱动器和编码器共同构成了伺服系统的两大支柱。通过读取编码器的数据，伺服驱动器能够精确掌握转子的速度、位置以及机械位置，从而实现速度控制、转矩控制、多传动点的机械位置同步跟踪及定点停车等功能。
Hengstler编码器类型的选择：编码器的种类繁多，包括绝对值编码器、增量编码器、旋转变压器及高级通讯编码器等。选择合适的编码器需考虑系统性能需求、成本预算及工作环境。例如，为追求高精度，应选用高分辨率的编码器，但需注意其价格随线数增加而上升；在机械振动较大的环境中，旋转变压器可能更为适用。
增量编码器的局限与替代：增量编码器虽应用广泛，但存在掉电位置丢失的问题。为解决此问题，可采用绝对值编码器。同时，针对特定工作环境，如高振动环境，旋转变压器因其抗振性能而成为优选。

综上所述，伺服电机是否需要额外配置编码器，取决于具体的应用场景和控制需求。通过合理配置编码器，可以显著提升伺服系统的控制精度和稳定性。

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