當VFD和電機安裝得相距很遠時，會出現許多問題。由于驅動器PWM開關的dV / dt，之前的帖子超過了電壓尖峰。該問題的答案是dV / dt扼流圈或正弦波濾波器。
對于閉環應用，當驅動器和電機遠離時可能出現的另一個問題與編碼器信號有關。具體而言，編碼器信號經歷電壓降。
這篇文章將概述長反饋電纜運行的問題以及如何解決這些問題。
編碼器信號的電壓降
編碼器電纜基本上是傳輸線，其將編碼器信號從編碼器設備傳送到VFD上的編碼器卡。編碼器電纜具有一些阻抗，這是電纜設計的特征。
電纜電阻應列在制造商的電纜數據表中。電阻通常列為每長度的某個值 - （例如歐姆/米或歐姆/英尺）。電纜越長，電阻就越大。電纜電阻越大，信號的電壓降就越大。
我們來看一個例子。假設最壞情況下200mA電流消耗。使用上述數據進行75米應用，由于電壓下降，TTL信號將損失1.05V。
長編碼器電纜運行將導致信號電壓電平下降
最常用的增量編碼器是TTL型，目標“開”電壓為5V。但是，驅動器的編碼器卡在驅動器或編碼器輸入將接受的電壓電平上具有可接受的范圍。例如，KEB的編碼器卡建議“高”TTL信號至少為4.75V。
如果TTL發出過大的電壓降信號，您將會出現不穩定的操作和誤操作 - 最糟糕的一種情況，以及排除故障的痛苦。常見錯誤是A或B通道補碼與相應通道不匹配。使用KEB Combivert F5變頻器，這將導致E.EnC1故障。
因此，如果您遇到隨機編碼器故障并懷疑壓降太大，可以采取以下7項措施來解決問題。
1.使用較短的電纜
這個很簡單但值得一提，因為它可能是最容易實現的 - 如果可能的話，使用更短的反饋電纜。我見過許多應用程序，他們使用“標準”電纜或貨架上的東西。結果是他們使用比他們真正需要的更長的編碼器電纜。
過長的反饋電纜也會耦合不需要的噪聲并引入其他問題。因此，請使用最適合應用的編碼器電纜。
2.如果由VFD供電 - 增加電源電壓
某些編碼器從驅動器控制/編碼器卡接收電源。推挽型TTL編碼器將輸出與其電源電壓成比例的信號幅度（即，板上沒有穩壓電源）。對于這些類型的編碼器，實際上存在兩個導體電壓降 - 電源和返回。
當編碼器由VFD編碼器卡供電時，電壓降最高。
KEB的F5驅動器使用固定的5.2V電源為編碼器供電。這個想法是額外的.2V補償了一些電壓降。一些其他編碼器卡具有增加電源電壓的裝置。
如果可能，您可以調高編碼器卡電源電壓。請務必使用電壓表測量電源電壓并檢查編碼器規格，以確保允許更高的電壓。
3.在編碼器上接通電源
另一個選項（如果編碼器支持）是將電源直接應用于編碼器。由于電源直接應用于編碼器，因此反饋信號僅允許一個電壓降 - 與初始示例相比，有效地將總電壓降減半。
在編碼器上施加功率有助于降低電壓降
檢查編碼器數據表，了解編碼器的供電方式。某些編碼器只能通過驅動器的編碼器卡供電。但是，其他編碼器設計為允許直接電源。有些甚至可能允許更高的輸入電壓，如24V，然后相應地調節輸出電壓（例如5V）。
因此，請檢查編碼器數據表并查看輸入電源選項。
4.考慮使用HTL邏輯
HTL邏輯的“高”或“開”電平定義在15V和30V之間，目標為24V。KEB F5 HTL編碼器卡具有24V穩壓電源，可用于為編碼器供電。由于HTL信號較高，因此在達到較低的“開啟”閾值之前，它可以支持更多的電壓降。
HTL為電壓降提供了更多空間 - 從穩壓電源到下限閾值（24V-15V = 9V）為9V。相比之下，TTL的電源電壓范圍僅為3V，低于“高”閾值（5V-2V）。
與TTL相比，HTL邏輯提供更高的電壓只需確保驅動器的編碼器卡支持HTL輸入或卡可能已損壞。
5.使用電阻較低的編碼器電纜
KEB 為長距離運行提供特殊的編碼器電纜。電纜使用較大的導體，因此電阻較小。較小的歐姆/米將導致反饋信號上的電壓降較少。
KEB為長編碼器運行提供反饋電纜
6.使用信號中繼器
另一種選擇是使用信號中繼器。信號中繼器通常在像EtherCAT這樣的實時現場總線可用之前使用。它們通過分離，放大和調節編碼器信號來起作用。
KEB提供這樣的信號中繼器（00F4072-2008），可用于長期和多次跟隨應用。
7.使用現場總線I / O - 類似于KEB的計數器模塊
另一種選擇是使用現場總線編碼器模塊來傳輸數據。
KEB的編碼器模塊允許輸入最多2個TTL編碼器信號。編碼器信號連接到模塊，通過EtherCAT總線進行轉換和傳輸。
可以通過EtherCAT總線傳輸編碼器反饋
該解決方案的一大優勢是CAT5 / 6電纜的低成本。布線成本遠低于長編碼器電纜。第二個優點是該位置現在位于總線上，并且可供控制器使用而無需任何其他處理。
這種實現的一個考慮因素是輸入延遲。列出的KEB模塊輸入延遲值為1ms。這適用于大多數運動應用，但您需要使用個人應用進行驗證。
