誘導型位置センサによる産業用モータ制御の向上手法

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製造業から輸送、エンターテインメントに至るまで、あらゆる分野における絶え間ない進歩は、多くの場合、高精度で機械を制御する能力を改善し、機械性能を向上させることによって達成されています。

多くの新型機械の中心には、少なくとも1つのモータがあります。ロボット、エレベータ、自動車、電動工具などを改良する手段は、モータをより精密に制御することです。モータの性能は精密な制御にかかっており、精密なモータ制御はモータの正確な位置検出で決まります。また、正確な位置検出には、高精度のセンサ技術が重要な役割を果たします。

モータ精度、モータ制御、モータ性能を向上させるために、設計者は新たなレベルの位置決め精度を提供する誘導型位置センサを活用できるようになりました。
エンコーダ

磁気式エンコーダと光学式エンコーダはすべて、モータの位置の変化と速度の関係を利用しています。

磁気式エンコーダにはいくつかの種類がありますが、すべて同じ現象のバリエーションに依存しています。モータには何らかの方法で1個以上の磁石が取り付けられています。これらの磁石が磁気検出器に対して移動すると、その相対的移動に比例して磁場が変化します。

磁気エンコーダの分解能は種類によって異なり、1回転あたり数百パルス(PPR)しか計測できないほど低い場合もあります。精度を高めるには、精密な製造が必要です。サイズと重量は種類によって異なります。また、極端な温度差に悪影響を受けることもあります。

磁気センサの1つの欠点は、電磁干渉(EMI)の影響を受けるアプリケーションでは、使用できたとしても信頼性に欠ける場合があることです。

光学式エンコーダは光のパルスを検出します。基本的な実装方法はモータに円盤状の格子を取り付けることです。フォトダイオードは、回転する格子上かまたは格子を通して光パルスを検出します(一連の光パルスが「コード」を構成するため、「光学式エンコーダ」という用語が使われます)。この技法でモータの回転速度と位置の両方を決定します。

光学式エンコーダは磁場の影響を受けません。高分解能と高精度を達成できますが、性能は取り付け状態に左右されます。光学式エンコーダは、汚れ、煤煙、湿気などの環境汚染物質によって、容易に性能が損なわれる可能性があります。また、極端な気温の変化に悪影響を受けます。これらのどのセンサも、一般的に高速化は精度を犠牲にして実現されるため、高速化には常にコストがかかります。
誘導型センサ