专利名称：编码器信号转接装置及电机控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机控制领域，更具体地说，涉及一种编码器信号转接装置及电机控制系统。
背景技术：
变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电カ控制设备。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。为了实现速度闭环控制，需要通过编码器反馈电机实时状态到变频器。然而，在某些需要进行速度闭环控制的变频器应用中，其电机编码器与变频器的控制器之间存在较长距离，编码器生成的脉冲信号在远距离传输时易产生衰减、失真，从而影响变频器的控制精 度。此外，受现场布线的影响，编码器信号极易受到电机动カ线的电磁干扰而产生误脉沖，导致变频器速度闭环控制失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述编码器信号远距离传输易衰减、失真及易受电磁干扰的问题，提供一种编码器信号转接装置及电机控制系统。本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种编码器信号转接装置，包括通过信号线相连接的发送单元和接收单元，其中所述发送単元包括信号处理模块及信号输入端ロ ；所述接收単元包括信号还原模块及信号输出端ロ ；所述信号处理模块，用于将来自信号输入端ロ的编码器脉冲信号隔离、信号增强后通过信号线传送到接收单元；所述信号还原模块，用于将来自发送単元的信号还原为编码器脉冲信号并通过所述信号输出端ロ传送到变频器。在本发明所述的编码器信号转接装置中，所述发送单元还包括电源模块及电压输出端ロ，所述电源模块用于将接入的交流电转为直流电供信号处理模块使用并通过电压输出端ロ为编码器供电，所述接收単元包括用于连接变频器供电电压的电压输入端ロ。在本发明所述的编码器信号转接装置中，所述信号处理模块包括依次连接的比较整形电路、第一隔离电路及推挽放大电路。在本发明所述的编码器信号转接装置中，所述信号还原模块包括依次连接的単相整流桥及第二隔离电路。本发明还提供ー种电机控制系统，包括旋转编码器及矢量型变频器，该电机控制系统还包括通过信号线相连接的发送单元和接收单元，其中所述发送単元设于旋转编码器侧并包括信号处理模块及信号输入端ロ ；所述接收単元位于矢量型变频器侧并包括信号还原模块及信号输出端ロ ；所述信号处理模块，用于将来自旋转编码器并经由信号输入端ロ输入的编码器脉冲信号隔离、信号增强后通过信号线传送到接收单元；所述信号还原模块，用于将来自发送単元的信号还原为编码器脉冲信号并通过所述信号输出端ロ传送到矢量型变频器。在本发明所述的电机控制系统中，所述矢量型变频器包括PG接ロ卡并通过该PG接ロ卡连接到所述接收単元的信号输出接ロ。在本发明所述的电机控制系统中，所述发送单元还包括电源模块及电压输出端ロ，所述电源模块用于将接入的交流电转为直流电供信号处理模块使用并通过电压输出端ロ为旋转编码器供电，所述接收単元包括用于连接矢量型变频器的PG接ロ卡的供电电压的电压输入端ロ。在本发明所述的电机控制系统中，所述信号处理模块包括依 次连接的比较整形电路、第一隔离电路及推挽放大电路。在本发明所述的电机控制系统中，所述推挽放大电路生成幅值为24V的推挽信号。在本发明所述的电机控制系统中，所述信号还原模块包括依次连接的単相整流桥及第ニ隔离电路。本发明的编码器信号转接装置及电机控制系统，通过连接编码器的发送单元和连接变频器的接收单元，实现了编码器和变频器之间的编码器脉冲信号的无衰减、抗干扰传送，提高了变频器的控制精度。
图I是本发明编码器信号转接装置实施例的示意图。图2是图I中信号还原模块的A相信号处理的电路图。图3是图I中信号处理模块的A相信号还原的电路图。图4是本发明电机控制系统实施例的示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图I所示，是本发明编码器信号转接装置实施例的示意图。在本实施例中，编码器信号转接装置包括发送单元10和接收单元20，且上述发送单元10和接收单元20通过信号线相连接。在实际应用中，发送单元10可装设在编码器附近并连接编码器的信号输出端ロ ；接收单元20可装设在变频器附近并连接到变频器的信号输入端ロ。上述发送单元10将来自编码器的脉冲信号隔离、信号增强后通过信号线传送到接收单元20，接收单元20将接收的信号还原成编码器脉冲信号后传送给变频器，从而变频器可进行相应的矢量控制。发送单元10包括信号处理模块12及信号输入端ロ 11。信号输入端ロ 11连接到编码器的信号输出端ロ，以接收编码器输出的两相或単相脉冲信号。信号处理模块12用于将来自信号输入端ロ 11的编码器脉冲信号隔离、信号增强后通过信号线传送到接收单元20。接收单元20包括信号还原模块21及信号输出端ロ 22。信号还原模块21用于将来自发送単元10的信号还原为编码器脉冲信号并通过信号输出端ロ 22传送到变频器。
如图3所示，是图I中信号处理模块12的A相脉冲信号处理的电路图。在该电路中，包括依次连接的比较整形电路121、第一隔离电路122及推挽放大电路123。首先，比较整形电路将从信号输入端ロ 11输入的编码器脉冲信号比较、整形，然后经过第一隔离电路122的光耦隔离后，送入推挽放大电路123做幅值增大处理，整个过程維持脉冲信号的频率及占空比不变，转化为幅值24V的脉冲信号以推挽形式送出。在实际应用中，信号处理模块12还可包括B相脉冲信号处理电路，以处理B相脉冲信号。如图2所示，是图I中信号还原模块的A相脉冲信号还原的电路图。在该电路中，包括依次连接的単相整流桥及第二隔离电路。単相整流桥位于信号输入接ロ处并由双向串联的ニ极管对D8、D9组成，其可防止来自发送単元的推挽信号反接。经由单相整流桥输入的24V推挽信号经过第二隔离电路隔离后，转换为幅值为15V的集电极开路脉冲信号，通过信号输出端ロ 21供需要编码器脉冲信号的装置使用。在实际应用中，信号还原模块还可包括B相脉冲信号还原电路，以还原B相脉冲信号。在上述的编码器信号转接装置中，发送单元10还可包括电源模块及电压输出端 ロ，其中电源模块连接交流电源并将接入的交流电转为直流电(15V)，供信号处理模块12使用并通过电压输出端ロ为编码器供电。由于发送単元10靠近电机安装，因此可通过电源模块就近为编码器提供隔离的工作电源，降低电源受干扰强度。此外，接收单元20包括电压输入端ロ，以连接变频器供电电压。如图4所示，是本发明电机控制系统实施例的示意图。在本实施例中，电机控制系统包括旋转编码器41、发送单元42、接收单元43及矢量型变频器44，其中旋转编码器安装到电机转轴并在电机旋转过程中产生A、B相脉冲信号并将上述A、B相脉冲信号传送到发送単元42，发送单元42设于旋转编码器侧并通过信号线连接到位于矢量型变频器侧的接收単元43，接收单元43将处理后的信号传送到矢量型变频器44，以供矢量控制使用。在上述电机控制系统中，发送单元42和接收单元43之间的信号线的长度D可达200米，即旋转编码器41和矢量型变频器44之间的距离可以为200米。发送单元42包括信号处理模块及信号输入端ロ。信号输入端ロ连接到编码器的信号输出端ロ，以接收编码器输出的两相或単相脉冲信号。信号处理模块用于将来自信号输入端ロ的编码器脉冲信号隔离、信号增强后通过信号线传送到接收单元。接收单元43包括信号还原模块及信号输出端ロ。信号还原模块用于将来自发送単元42的信号还原为编码器脉冲信号并通过信号输出端ロ传送到变频器。在实际应用中，上述信号还原模块可接受隔离的15V直流电源为其供电，用于将来自发送単元的幅值为24V的推挽信号，隔离后转换为幅值为15V的集电极开路形式的脉冲信号，提供给矢量型变频器使用。在上述的电机控制系统中，发送单元42还可包括电源模块及电压输出端ロ，该电源模块可支持220V交流电源输入，并将接入的交流电转为直流电供信号处理模块使用并通过电压输出端ロ为旋转编码器41提供隔离电源。上述矢量型变频器44可包括PG接ロ卡441并通过该PG接ロ卡441连接到接收单元43的信号输出接ロ。上述PG接ロ卡441还为接收单元43提供15V直流电压，相应地，接收单元43包括用于连接PG接ロ卡的供电电压的电压输入端ロ。在具体实现时，发送単元42的信号处理模块可包括依次连接的比较整形电路、第一隔离电路及推挽放大电路。首先，比较整形电路将来自旋转编码器41的编码器脉冲信号进行比较、整形，然后经过第一隔离电路隔离后，送入推挽放大电路做幅值增大处理，整个过程维持脉冲信号的频率及占空比不变，转化为幅值24V的脉冲信号以推挽形式送出。在实际应用中，可包括两路相同的脉冲信号处理电路，分别处理编码器的A相和B相脉冲信号。接收单元43的信号还原模块依次连接的単相整流桥及第二隔离电路。単相整流桥位于信号输入接ロ处并由双向串联的ニ极管对组成，其可防止来自发送単元的推挽信号反接。经由单相整流桥输入的24V推挽信号经过第二隔离电路隔离后，转换为幅值为15V的集电极开路脉冲信号，通过信号输出端口供需要编码器脉冲信号的装置使用。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种编码器信号转接装置，其特征在于包括通过信号线相连接的发送单元和接收単元，其中所述发送単元包括信号处理模块及信号输入端ロ ；所述接收単元包括信号还原模块及信号输出端ロ ；所述信号处理模块，用于将来自信号输入端ロ的编码器脉冲信号隔离、信号增强后通过信号线传送到接收单元；所述信号还原模块，用于将来自发送単元的信号还原为编码器脉冲信号并通过所述信号输出端ロ传送到变频器。
2.根据权利要求I所述的编码器信号转接装置，其特征在于所述发送单元还包括电源模块及电压输出端ロ，所述电源模块用于将接入的交流电转为直流电供信号处理模块使用并通过电压输出端ロ为编码器供电，所述接收単元包括用于连接变频器供电电压的电压输入端ロ。
3.根据权利要求I所述的编码器信号转接装置，其特征在于所述信号处理模块包括依次连接的比较整形电路、第一隔离电路及推挽放大电路。
4.根据权利要求I所述的编码器信号转接装置，其特征在于所述信号还原模块包括依次连接的単相整流桥及第二隔离电路。
5.ー种电机控制系统，包括旋转编码器及矢量型变频器，其特征在于该电机控制系统还包括通过信号线相连接的发送单元和接收单元，其中所述发送単元设于旋转编码器侧并包括信号处理模块及信号输入端ロ ；所述接收単元位于矢量型变频器侧并包括信号还原模块及信号输出端ロ ；所述信号处理模块，用于将来自旋转编码器并经由信号输入端ロ输入的编码器脉冲信号隔离、信号增强后通过信号线传送到接收单元；所述信号还原模块，用于将来自发送単元的信号还原为编码器脉冲信号并通过所述信号输出端ロ传送到矢量型变频器。
6.根据权利要求5所述的电机控制系统，其特征在于所述矢量型变频器包括PG接ロ卡并通过该PG接ロ卡连接到所述接收単元的信号输出接ロ。
7.根据权利要求6所述的电机控制系统，其特征在于所述发送单元还包括电源模块及电压输出端ロ，所述电源模块用于将接入的交流电转为直流电供信号处理模块使用并通过电压输出端ロ为旋转编码器供电，所述接收単元包括用于连接矢量型变频器的PG接ロ卡的供电电压的电压输入端ロ。
8.根据权利要求5所述的电机控制系统，其特征在于所述信号处理模块包括依次连接的比较整形电路、第一隔离电路及推挽放大电路。
9.根据权利要求8所述的电机控制系统，其特征在于所述推挽放大电路生成幅值为24V的推挽信号。
10.根据权利要求5所述的电机控制系统，其特征在于所述信号还原模块包括依次连接的単相整流桥及第二隔离电路。
全文摘要
本发明提供了一种编码器信号转接装置，包括通过信号线相连接的发送单元和接收单元，其中所述发送单元包括信号处理模块及信号输入端口；所述接收单元包括信号还原模块及信号输出端口；所述信号处理模块，用于将来自信号输入端口的编码器脉冲信号隔离、信号增强后通过信号线传送到接收单元；所述信号还原模块，用于将来自发送单元的信号还原为编码器脉冲信号并通过所述信号输出端口传送到变频器。本发明还提供了一种对应的电机控制系统。本发明通过连接编码器的发送单元和连接变频器的接收单元，实现了编码器和变频器之间的编码器脉冲信号的无衰减、抗干扰传送，提高了变频器的控制精度。
文档编号H02P27/04GK102832804SQ201210320450
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者孙强 申请人:苏州汇川技术有限公司, 深圳市汇川技术股份有限公司, 苏州默纳克控制技术有限公司