如何检测旋变编码器

东莞全芯电路板维修课堂告诉您，如何对旋变编码器进行故障检测

了解旋转变压器的电气特性以及如何正确进行不同的故障排除测试以确保它们以最高性能运行。

旋转变压器是电磁传感器，可提供模拟输出以测量旋转变压器所连接的电机的旋转角度。它们由两组绕组组成：初级绕组和次级绕组。

初级绕组放置在转子上并随着励磁机中的负载移动。次级绕组中的两个线圈保持 90°，彼此偏移。在商业用途的大多数方面，编码器已经取代了解析器。然而，旋转变压器目前仍在恶劣环境中使用，其中组件必须承受极端温度或辐射

旋转变压器的关键电气特性

为了正确对旋转变压器进行故障排除，了解其关键电气属性非常重要。这些包括：

输入激励电压：施加在初级绕组上的输入交流电压和频率。电压范围从 1 到 26 VAC，频率可以在 400 Hz 到 1000 Hz 范围内。

变压比：旋转变压器的输出电压与输入电压的比值。旋转变压器本质上是一个旋转变压器——绕组设计决定了变压比。在大多数情况下，电压在旋转变压器中逐步降低。

最大输入电流：施加给初级绕组通电的最大允许电流。电流是电压和电阻的函数 (I=V/r)。制造商指定了最大允许输入电流。

输出电压：旋转变压器次级线圈的输出电压。

测试解析器的安装

在设计或实施新的解析器时，确定组件的操作限制很有用。这些模拟测试可以在封闭的测试环境中进行，以最大限度地减少进行测试时的任何潜在不利因素。旋转变压器的励磁器连接到信号（波形）发生器。正弦线圈和余弦线圈的输出可以通过双通道示波器观察。

信号发生器可用于测试旋转变压器的极限。

图 1. 信号发生器可用于测试旋转变压器的极限。

已知错误会添加到输入信号中，以检查旋转变压器是否能够承受这些错误。如果旋转变压器出现故障，则需要更改设计或使用具有合适规格的其他旋转变压器。除了增加误差之外，还可以改变频率/幅度/波形形状以观察系统何时出现故障。

应验证输出波形是否符合被测旋转变压器的规格。根据操作方向，正弦线圈输出必须超前或滞后于余弦线圈输出。

由于旋转变压器产生模拟输出，它们几乎总是与旋转变压器接口卡一起使用。接口卡为旋转变压器完成两个功能：提供驱动旋转变压器所需的必要电源，以及接收和分析旋转变压器的输出信号。由于这些卡是电子元件，因此应将它们与恶劣的工作条件（例如极端温度、电压和辐射水平）分开。

必须根据解析器接口卡的最大功率能力和其他参数来选择解析器。可以使用的软件控制取决于接口卡和安装所在的更大的 SCADA。

安装旋转变压器时必须考虑潜在的布线损失。电缆损耗会导致测量的输出电压出现干扰。当旋转变压器接口卡与旋转变压器运行的恶劣环境分开时，就会发生这种情况。在这种情况下可以使用低电容、屏蔽双绞线电缆，以避免电缆损耗。

编码器故障排除

通常，旋转变压器的电缆采用颜色编码以便于识别：励磁线圈为白色，正弦电缆为黄色和蓝色，余弦电缆为红色和黑色。它可能因制造商而异。建议查阅特定设备的手册以获得更清晰的信息。

电阻测量

可以使用万用表来完成需要进行的最简单的消除旋转变压器损坏的测试。将万用表设置为以欧姆为单位测量电阻并测量三个线圈中每个线圈的电阻：

穿过白色电缆测量初级绕组的电阻

跨黄色和蓝色电缆测量正弦线圈绕组的电阻

跨越红色和黑色电缆测量余弦绕组的电阻

正弦和余弦线圈应显示相同的电阻值。励磁线圈的电阻值会有所不同。如果任何线圈显示无穷大读数，则旋转变压器已损坏，需要更换。可以根据制造商的规格检查读数，以确定是否与工厂规格有任何偏差。

输入电压

如果旋转变压器似乎根据规格显示正确的电阻测量值，请检查提供给旋转变压器的输入电压。如果输入电压低，则检测到的输出将很小，因为旋转变压器本质上是一个降压变压器。如果输入电压低，问题出在旋转变压器接口卡上。解决方案将取决于接口卡。如果接口卡的功率输出可以调整，请与旋转变压器的输入要求相匹配。如果没有调节电压的选项，则需要更换接口卡。

布线损耗

旋转变压器中出现的一个常见问题是输出电压。如果在旋转变压器的输出电缆上没有电压降，但在读取读数的旋转变压器接口卡上有电压降，这是由于电缆损耗造成的。当旋转变压器接口卡安装在远离旋转变压器的地方以将其与恶劣的工作条件分开时，这种损失很常见。使用低电容、屏蔽、双绞线电缆以避免电缆损耗。

轴向和径向偏移

要检查轴向和径向偏移，需要使用双通道示波器。除此之外，信号发生器在故障排除时也很有用。旋转变压器的输出电缆连接到示波器。如果示波器能够进行三道跟踪，则输入电压也可以跟踪到示波器。如果输出电压发生变化、电气误差或相移，则可能是由于轴向或径向移位。这些变化可能是由于旋转变压器安装不当、系统容差增加或硬件缺陷造成的。

输出电压降低、电气误差略有增加、相移增加以及输入功率和电流增加表明轴向偏移。电气误差的成比例增加、最小的相移、输出电压的最小变化或输入电流和功率的小幅减少都表示径向位移。根据显示的症状，可以手动复位解析器或需要更换解析器。

解析器出现问题的原因可能不止一个。在排除故障时，即使发现了一个问题，也需要进行一整套检查。

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