서보 드라이브용 인코더 유형 및 구성
인코더란 무엇인가요?
인코더는 로터의 현재 각도 위치와 속도를 서보 드라이브에 전달하는 위치 센서입니다. 이들은 필드 지향 제어(FOC), 위치 및 속도 제어, 기능적 안전성에 필수적입니다. 응용 분야에 따라 다양한 인코더 유형과 통신 프로토콜이 사용됩니다.
인코더 선택이 중요한 이유는 무엇인가요?
인코더 선택은 전체 구동 시스템의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다:
- 해상도 — 더 높은 해상도는 더 부드러운 속도 제어(양자화 노이즈 감소), 더 높은 제어기 이득 및 저속에서의 향상된 토크 품질을 가능하게 합니다.
- 커뮤테이션 — FOC는 전기 각도가 필요합니다. 절대값 인코더는 전원을 켤 때 즉시 이를 제공하지만, 증분 인코더는 오프셋 감지가 필요합니다.
- 정확도 — 분해능과 정확도는 동일하지 않습니다. 20비트 인코더는 회전당 1,048,576개의 위치를 가지지만, 실제 정확도는 제조 공정에 따라 달라집니다.
- 안전성 — SIL 2/3 및 PLd/e를 위해서는 중복 이중 인코더 구성과 교차 검증(Cross Validation)이 필요합니다.
- 비용 — 간단한 홀 센서부터 안전 프로토콜을 갖춘 고해상도 절대값 인코더까지
어떻게 작동하나요?
증분형 인코더 (ABZ):
90°로 위상 차이가 있는 두 개의 직사각형 신호(A와 B)가 직교 펄스를 생성합니다. 위상 관계를 통해 회전 방향이 감지됩니다. 회전당 하나의 인덱스 펄스(Z)가 기준점으로 사용됩니다. 일반적인 분해능: 1024–8192 PPR(직교 디코딩으로 ×4). 전원을 끄면 위치 정보가 손실됩니다.
절대값 인코더 (싱글턴 / 멀티턴):
각각의 각도에 대해 명확한 디지털 위치를 제공합니다 — 전원이 공급되지 않아도 위치는 유지됩니다. 멀티턴 인코더는 추가로 완전한 회전 수를 계산합니다(기어, 위건 효과 또는 배터리를 통해).
BiSS-C (양방향 동기식 직렬):
개방형 양방향 시리얼 프로토콜로, 최대 10 MHz의 클럭 속도, CRC 오류 검사 및 레지스터 액세스를 지원합니다. SSI와 하드웨어 호환됩니다. 고해상도 절대 위치 센서에 적합합니다.
SSI (동기식 직렬 인터페이스):
단방향 직렬 프로토콜(읽기 전용, 쓰기 불가), 최대 1.5MHz. 간단하고 견고하지만 진단 또는 구성 기능이 없습니다.
홀 센서:
120° 간격으로 배치된 세 개의 센서가 대략적인 위치 정보를 제공합니다(전기적 분해능 60°, 전기 주기당 6상태). 비용 효율적이며 블록 커뮤테이션에는 충분하지만, 고정밀 FOC 단독 사용에는 정확도가 부족합니다.
홀 + ABI 조합:
SOMANET은 홀 센서(전원 켜짐 시 즉시 커뮤테이션을 위한)와 인크리멘탈 인코더(작동 중 높은 해상도를 위한)의 결합을 가능하게 합니다. 인덱스 펄스가 감지되는 즉시, 전기적 각도는 보정된 오프셋 값으로 추적됩니다.
SOMANET은 이를 어떻게 구현합니까?
SOMANET 드라이브는 다음 인터페이스를 지원하는 두 개의 독립적인 인코더 포트(0x2110 및 0x2112)를 지원합니다: BiSS-C, SSI, 증분형 ABZ, 홀 센서, SinCos, Nikon 및 REM 16MT (내장형 자기 센서). 각 인코더는 세 가지 기능 중 하나에 할당됩니다: 커뮤테이션, 모션 제어 피드백 또는 모니터링.
SOMANET Circulo는 최대 두 개의 자기식 절대값 인코더 (최대 20비트 분해능)를 구동기 하우징에 직접 통합합니다 — 하나는 모터 측에, 다른 하나는 구동 측에 위치합니다. 이를 통해 외부 인코더 배선 없이 진정한 듀얼 루프 제어가 가능합니다.
커뮤테이션 오프셋 감지(0x2009)는 세 가지 방법을 제공합니다: 전류 주입 스윕, PID 제어 정렬 및 브레이크 작동 시 정적 주입.
추가 링크:
