[实用新型]用于智能开关柜控制系统的光电编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能开关柜控制系统的光电编码器。

背景技术

编码器在高压开关柜(35KV及10kv)自动分合闸系统中的典型应用是在控制上通过编码实现速度控制、位置控制和保护控制。

(1)是通过编码器实现手车的升降速，因为高压开关柜手车本身很重，惯性较大，要求在手车启动时保持低速，中间段加速，快到位时低速，这样使整个过程非常平稳，可靠，防止了过冲或者到位不准确的现象。

(2)通过编码器还可以实现手车的位置控制，如通过计数编码器的输出脉冲，结合滚珠丝杠的导程、试验位置到运行位置的距离，就可以实现试验位置和运行位置的准确定位。这样即使没有到位接点信号，靠编码器本身就可以实现手车从试验位置到运行位置的之间的运动，很方便的实现高压开关柜的分合闸操作，当然配合接点信号，由于系统的冗余控制，确保系统更可靠。

(3)通过编码器还能够实现手车运行过程中的“遇阻回退”，即手车在从试验位置到运行位置过程中，如果发生意外，将会自动退回到试验位置，等待技术人员到现场查明原因，方可操作。其基本原理就是系统检测到编码器没有输出脉冲时，将会记住遇阻前输出的脉冲总数，同时控制电机反转，以当前脉冲个数作为后退距离的依据，实现手车遇阻回退或者遇阻停车的功能。

(4)机械安装：在机械安装上，编码器的位置在滚珠丝杠的一侧，通过齿轮与丝杠配合，丝杠一端通过联轴器与电机相连，这样编码器就可以反映丝杠的速度，即可知道手车的速度、位置、工作状态(是否遇阻等)。编码器与控制器MCU的连接图如下图1：

VCC接直流5V，编码器A口与控制器MCU PT7口相连，A、B、Z信号与控制器MCU地线共地。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种编码器，特别是一种适用于智能开关柜上的光电编码器。

本实用新型的主要结构特点在于：由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件、转换电路构成，光源设置在码盘的正前方，其码盘一端连接一检测光栅，其检测光栅另一端依次连接一光电检测器件、一转换电路。

本实用新型的有益效果为：原理构造简单、易于实现；机械平均寿命长，可达到几万小时以上；分辨率高；抗干扰能力较强，信号传输距离较长，可靠性较高。

附图说明：

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明

图1为本实用新型产品结构示意图

图2本实用新型光电编码器的输出信号波形图

具体实施方式

参见图1所示，用于智能开关柜控制系统的光电编码器，由光源1、码盘2、检测光栅3、光电检测器件4、转换电路5构成，光源1设置在码盘2的正前方，其码盘2一端连接一检测光栅3，其检测光栅3另一端依次连接一光电检测器件4、一转换电路5。

码盘2上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期；检测光栅3上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件4之间的光线。它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得光电检测器件4输出的信号在相位上相差90°电度角。当码盘2随着被测转轴转动时，检测光栅3不动，光线透过码盘2和检测光栅3上的透过缝隙照射到光电检测器4件上，光电检测器件4就输出两组相位相差90°电度角的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路5的信号处理，可以得到被测轴的转角或速度信息。

光电编码器的分辨率是以编码器轴转动一周所产生的输出信号基本周期数来表示的，即脉冲数/转。码盘上的透光缝隙的数目就等于编码器的分辨率，码盘上刻的缝隙越多，编码器的分辨率就越高。

(2)信号输出形式

增量式光电编码器的信号输出形式有：集电极开路输出、电压输出、线驱动输出、互补型输出和推挽式输出。

集电极开路输出：这种输出方式通过使用编码器输出侧的NPN晶体管，将晶体管的发射极引出端子连接至0V，断开集电极与+Vcc的端子并把集电极作为输出端。在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下，建议使用这种类型的输出电路。

电压输出：这种输出方式通过使用编码器输出侧的NPN晶体管，将晶体管的发射极引出端子连接至0V，集电极端子与+Vcc和负载电阻相连，并作为输出端。

线驱动输出：这种输出方式将线驱动专用IC芯片(26LS31)用于编码器输出电路，由于它具高速响应和良好的抗噪声性能，使得线驱动输出适宜长距离、、传输。