【摘要】文章介紹了旋轉(zhuǎn)編碼器的原理，利用旋轉(zhuǎn)編碼器將電梯實(shí)時(shí)位置轉(zhuǎn)化成脈沖信號，減化電梯硬件電路，改善電梯運(yùn)行的平穩(wěn)性與舒適性，提高電梯運(yùn)行的安全性與可靠性，從而減輕安裝與維護(hù)工作量。

【關(guān)鍵詞】旋轉(zhuǎn)編碼器 電梯 脈沖

一、前言

電梯現(xiàn)在越來越普及，其控制技術(shù)也得到快速發(fā)展，其中旋轉(zhuǎn)編碼器也得到廣泛的應(yīng)用，技術(shù)也越來越成熟。檢測轎廂在井道中的相對位置，以往都采用在井道中不同的位置設(shè)置機(jī)械開關(guān)、磁性開關(guān)、光電開關(guān)來檢測減速、平層、極限位置，增加了作業(yè)量，也容易出故障。在采用旋轉(zhuǎn)編碼器后可大大減少故障的發(fā)生率。

二、旋轉(zhuǎn)編碼器介紹

旋轉(zhuǎn)編碼器是一種用于運(yùn)動(dòng)控制的傳感器。它利用光電、電磁、電容或電感等感應(yīng)原理，檢測物體的機(jī)械位置及其變化，并將此信息轉(zhuǎn)換為電信號后輸出，作為運(yùn)動(dòng)控制的反饋，傳遞給各種運(yùn)動(dòng)控制裝置。

光電旋轉(zhuǎn)編碼器屬于編碼器中較為常用的一種，它通過將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，將輸出軸的角度、角速度信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電信號，用數(shù)字脈沖方式輸出，用來測量轉(zhuǎn)速、角位移。并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速，是工業(yè)中常用的電機(jī)定位設(shè)備，可以精確的測試電機(jī)的角位移和旋轉(zhuǎn)位置。光電旋轉(zhuǎn)編碼器的結(jié)構(gòu)，如圖1。

旋轉(zhuǎn)編碼器的光柵盤上在一定直徑的圓周上均勻地分布著若干個(gè)長方形通孔，由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)在同一軸上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同時(shí)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號。原理圖如圖2。

通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90度的兩個(gè)通道的光碼輸出，根據(jù)雙通道光碼的狀態(tài)變化確定電機(jī)的轉(zhuǎn)向。

三、旋轉(zhuǎn)編碼器在電梯中的應(yīng)用

本系統(tǒng)采用相對計(jì)數(shù)方式進(jìn)行位置測量。運(yùn)行前通過編程方式將各信號，如換速點(diǎn)位置、平層點(diǎn)位置、制動(dòng)停車點(diǎn)位置等所對應(yīng)的脈沖數(shù)，分別存入相應(yīng)的內(nèi)存單元，在電梯運(yùn)行過程中，通過旋轉(zhuǎn)編碼器檢測、軟件實(shí)時(shí)計(jì)算以下信號：電梯所在層樓位置、換速點(diǎn)位置、平層點(diǎn)位置，從而進(jìn)行樓層計(jì)數(shù)、發(fā)出換速信號和平層信號。

式中：D—曳引輪直徑；ρ—PG卡的分頻比；λ—減速器的減速比；P—旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)對應(yīng)的脈沖數(shù)。

電梯初始化時(shí)將每一層樓層換速點(diǎn)位置、平層點(diǎn)位置的編碼器值記錄下來。運(yùn)行中，通過編碼器當(dāng)前值，確定轎廂當(dāng)前的位置及速度；并用當(dāng)前編碼器值與上面記錄的每一個(gè)樓層值比較，以對電機(jī)進(jìn)行加減速或停層處理。當(dāng)電梯由于某種原因急速下墜，電梯控制系統(tǒng)通過旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轉(zhuǎn)速，測速并配合抱閘裝置來實(shí)現(xiàn)上行超速保護(hù)功能。編碼器隨時(shí)檢測轎廂位置并將位置信息發(fā)給控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯，無加加速啟停。

為了更好地提高電梯運(yùn)行的可靠性，避免在電梯運(yùn)行中鋼絲繩打滑或其他原因引起誤差，在井道中設(shè)置校正點(diǎn)，在電梯到達(dá)校正點(diǎn)時(shí)，將計(jì)數(shù)器清零，以免再運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)誤差。

電梯門機(jī)中采用伺服電機(jī)也越來越廣泛。而伺服電機(jī)內(nèi)也是采用旋轉(zhuǎn)編碼。

四、結(jié)語

在電梯中采用編碼器，不但提高了電梯運(yùn)行的安全性，同時(shí)也給維修帶來很大的方便，并且在電梯的調(diào)試中有很大的靈活性，簡化電梯的硬件電路，提高電梯運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：徐珠勇（1976.09—），男，漢族，浙江臺州人，高級工程師，研究方向：電子電氣研究。