风电用真多圈绝对式光电编码器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风电用真多圈绝对式光电编码器，包括：编码器主轴、密封件、主体、轴承、绝缘结构、密封圈、高精度绝对式光电编码器模块组件、多圈编码器模块、绝缘齿轮、小模数齿轮及线路板、机壳、连接件插座和销钉；编码器主轴经联轴节与被测电机输出轴相连；绝缘结构设置在轴承和主体之间；高精度绝对式光电编码器模块组件中的码盘同心地固定在主轴上，高精度绝对式光电编码器模块组件经模块间的内置连接器与多圈编码器模块连接，小模数齿轮由销钉精密地固连在主轴上，与多圈编码器模块中的绝缘齿轮啮合。其有益效果在于：具有真多圈、智能化、精度高、密封性好、在恶劣环境下能可靠地工作和优秀的轴电流防护能力。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风电用真多圈绝对式光电编码器，具体地说适用于风电控制系统或大功率电机中的角位移和角速度的检测及反馈，属于一种新型角位移传感器。
技术介绍
目前市面上的常规多圈绝对式光电编码器大多采用单圈绝对式光电编码器模块组件和多圈编码器模块组合构成，结构单薄、抗冲击、震动和密封性能欠佳；无防轴电流绝缘措施；智能化程度不高。而风力发电机组使用地域宽广，无人值守，可靠性要求极高；发电机组因感生电势，易造成编码器主轴与主体间的轴承油膜击穿，形成轴电流，损坏昂贵设备；发电机组品种繁多，为适应不同要求，对智能化程度有较高要求。·
技术实现思路
为了有效地解决上述不足，本技术的目的在于提供一种具有分辨率最高可提供30位真多圈绝对式光电编码器能力，其中单圈16位，多圈14位，抗冲击、耐振动、良好的防尘、防水密封结构、优异的轴电流防护能力和智能化的操作系统，可满足发电机组在恶劣环境下可靠地工作的要求的风电用真多圈绝对式光电编码器。本技术的技术方案如下一种风电用真多圈绝对式光电编码器，包括编码器主轴、密封件、主体、轴承、绝缘结构、密封圈、高精度绝对式光电编码器模块组件、多圈编码器模块、绝缘齿轮、小模数齿轮及线路板、机壳、连接件插座和销钉；编码器主轴经联轴节与被测电机输出轴相连；绝缘结构设置在轴承和主体之间；高精度绝对式光电编码器模块组件中的码盘同心地固定在主轴上，高精度绝对式光电编码器模块组件经模块间的内置连接器与多圈编码器模块连接，小模数齿轮由销钉精密地固连在主轴上，与多圈编码器模块中的绝缘齿轮啮合。所述的高精度绝对式光电编码器模块组件中包括码盘和光机电一体化模块。所述的多圈编码器模块中有6-7组带计圈数编码码道的齿轮组、绝缘齿轮和内置微处理器。所述的线路板中包含了 DC/DC变换器、微处理器、接口电路，可对多圈编码器模块输出的角度信息进行采集，转换成用户所需要的代码形式，可在宽输入电压范围内工作，设定角度代码的增量方向和任意位置清零。所述的绝缘结构，设置在轴承和主体之间，从而将轴承的外环与主体绝缘，使具有轴电流防护能力。所述的小模数齿轮与主轴分体由销钉与主轴精密地固连，使高精度绝对式光电编码器模块组件与多圈编码器模块位置对准方便。所述的风电用真多圈绝对式光电编码器选用坚固性好的整体机械加工结构和采取高等级的防尘、防水、防腐蚀密封措施。与现有技术相比较，本技术的优点在于在利用高精度绝对式光电编码器模块组件和多圈编码器模块组合构建多圈绝对式光电编码器的同时，特别注重选用坚固性好的整体机械加工结构和采取高等级的防尘、防水、防腐蚀密封措施，使编码器可在-40°C _+85°C，振动10g、冲击100g，防护等级IP66的环境下可靠地工作，从而满足风电机组的在恶劣条件下的使用要求；采用绝缘结构轴电流防护措施，击穿电压> 2. 5KV。附图说明图I为风电用真多圈绝对式光电编码器的结构示意图；图中各部件对应的名称为1、主轴；2、密封件；3、主体；4、轴承；5、绝缘结构；6、密封圈；7、高精度绝对式光电编码器模块组件；8、多圈编码器模块；9、绝缘齿轮；10、小模数齿轮；11、电路板；12、机壳；13、连接件插座；14、销钉。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进ー步说明。參照图I所示，一种风电用真多圈绝对式光电编码器，包括编码器主轴I、密封件2、主体3、轴承4、绝缘结构5、密封圈6、高精度绝对式光电编码器模块组件7、多圈编码器模块8、绝缘齿轮9、小模数齿轮10及线路板11、机壳12、连接件插座13和销钉14 ;其特征在于编码器主轴I经联轴节与被测电机输出轴相连；绝缘结构5设置在轴承4和主体3之间；高精度绝对式光电编码器模块组件7中的码盘同心地固定在主轴I上，高精度绝对式光电编码器模块组件7经模块间的内置连接器与多圈编码器模块8在电气上连接，小模数齿轮10由销钉14精密地固连在主轴上，与多圈编码器模块8中的绝缘齿轮9啮合，传递主轴的转动。编码器主轴I经联轴节与被测电机输出轴相固连，随电机轴旋转，同心地固定在主轴I上的高精度绝对式光电编码器模块组件7中的码盘随主轴I同步旋转，高精度绝对式光电编码器模块组件7中的光机电一体化模块产生平行光照射码盘，经码盘图案调制，阵列光敏元件接收和电路处理，输出13位(8192)或16位￠5536)的ニ进制格雷码的单圈角度代码并由模块间的内置连接器加至多圈编码器模块8，由销钉14精密地固定在主轴I上的小模数齿轮10与多圈编码器模块8中的绝缘齿轮9啮合，多圈编码器模块8中6-7组带计圈数编码码道的齿轮组，经内置微处理器，实现212 (4096)或214(16384)旋转圈数的计数，最后，由多圈编码器模块统ー输出单圈13位-16位、多圈12位-14位的真多圈绝对式光电编码器角度代码，电路板11中的微处理器采集多圈编码器8输出的角度代码，根据用户需要转换成不同的输出形式，可以是自然ニ进制、格雷码、并行、同步串行SSI、异步串行等，设定角度代码的增量方向和任意位置清零，编码器角度代码最终经连接件插座13输出。绝缘结构5将轴承4的外环与主体3经绝缘材料层绝缘(或采用绝缘轴承，此时，不用加绝缘结构，但绝缘轴承价格昂贵)，因此编码器主轴I与编码器主体、机壳12完全绝缘，传递至编码器主轴I的风电机组电机输出轴上的感生电势被绝缘，从而保护了轴承4油膜不被击穿，轴电流防护能力的击穿电压> 2. 5KVDC ;机械机构设计及相关零件选择考虑坚固性的要求和采取高等级的防尘、防水、防腐蚀密封措施，编码器可在-40°C _+85°C，振动10g、冲击100g，防护等级IP66的环境下可靠的工作，满足风电机组的使用要求。根据上述说明书的揭示和教导，本技术所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本技术并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本技术的一些修改和变更也应当落入本技术的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本技术构成任何限制。·本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电用真多圈绝对式光电编码器，包括：编码器主轴(1)、密封件(2)、主体(3)、轴承(4)、绝缘结构(5)、密封圈(6)、高精度绝对式光电编码器模块组件(7)、多圈编码器模块(8)、绝缘齿轮(9)、小模数齿轮(10)及线路板(11)、机壳(12)、连接件插座(13)和销钉(14)；其特征在于：编码器主轴(1)经联轴节与被测电机输出轴相连；绝缘结构(5)设置在轴承(4)和主体(3)之间；高精度绝对式光电编码器模块组件(7)中的码盘同心地固定在主轴(1)上，高精度绝对式光电编码器模块组件(7)经模块间的内置连接器与多圈编码器模块(8)连接，小模数齿轮(10)由销钉(14)精密地固连在主轴上，与多圈编码器模块(8)中的绝缘齿轮(9)啮合。

【技术特征摘要】
1.一种风电用真多圈绝对式光电编码器，包括编码器主轴(I)、密封件(2)、主体(3)、轴承(4)、绝缘结构(5)、密封圈￠)、高精度绝对式光电编码器模块组件(7)、多圈编码器模块(8)、绝缘齿轮(9)、小模数齿轮(10)及线路板(11)、机壳(12)、连接件插座(13)和销钉(14);其特征在于编码器主轴(I)经联轴节与被测电机输出轴相连；绝缘结构(5)设置在轴承(4)和主体(3)之间；高精度绝对式光电编码器模块组件(7)中的码盘同心地固定在主轴(I)上，高精度绝对式光电编码器模块组件(7)经模块间的内置连接器与多圈编码器模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊文凯，卢动，阮强，熊文硕，
申请(专利权)人：深圳市英科达光电技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：