淺論旋轉編碼器在電梯中的應用

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

【關鍵詞】旋轉編碼器 電梯 脈沖

一、前言

電梯現在越來越普及，其控制技術也得到快速發展，其中旋轉編碼器也得到廣泛的應用，技術也越來越成熟。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置機械開關、磁性開關、光電開關來檢測減速、平層、極限位置，增加了作業量，也容易出故障。在采用旋轉編碼器后可大大減少故障的發生率。

二、旋轉編碼器介紹

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

光電旋轉編碼器屬于編碼器中較為常用的一種，它通過將光信號轉換成電信號，將輸出軸的角度、角速度信號轉換成對應的電信號，用數字脈沖方式輸出，用來測量轉速、角位移。并配合PWM技術可以實現快速調速，是工業中常用的電機定位設備，可以精確的測試電機的角位移和旋轉位置。光電旋轉編碼器的結構，如圖1。

旋轉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長方形通孔，由于光電碼盤與電動機在同一軸上，當電動機旋轉時，光柵盤與電動機同時旋轉，經發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。

通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90度的兩個通道的光碼輸出，根據雙通道光碼的狀態變化確定電機的轉向。

三、旋轉編碼器在電梯中的應用

本系統采用相對計數方式進行位置測量。運行前通過編程方式將各信號，如換速點位置、平層點位置、制動停車點位置等所對應的脈沖數，分別存入相應的內存單元，在電梯運行過程中，通過旋轉編碼器檢測、軟件實時計算以下信號：電梯所在層樓位置、換速點位置、平層點位置，從而進行樓層計數、發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—旋轉編碼器每轉對應的脈沖數。

電梯初始化時將每一層樓層換速點位置、平層點位置的編碼器值記錄下來。運行中，通過編碼器當前值，確定轎廂當前的位置及速度；并用當前編碼器值與上面記錄的每一個樓層值比較，以對電機進行加減速或停層處理。當電梯由于某種原因急速下墜，電梯控制系統通過旋轉編碼器檢測轉速，測速并配合抱閘裝置來實現上行超速保護功能。編碼器隨時檢測轎廂位置并將位置信息發給控制系統，實現電梯，無加加速啟停。

為了更好地提高電梯運行的可靠性，避免在電梯運行中鋼絲繩打滑或其他原因引起誤差，在井道中設置校正點，在電梯到達校正點時，將計數器清零，以免再運行時出現誤差。

電梯門機中采用伺服電機也越來越廣泛。而伺服電機內也是采用旋轉編碼。

四、結語

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

參考文獻

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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。