Per què necessito un encoder al meu motor? Com ​​funcionen els encoders?

Què és un codificador?

Durant el funcionament del motor, la monitorització en temps real de paràmetres com el corrent, la velocitat de rotació i la posició relativa de la direcció circumferencial de l'eix giratori determina l'estat delmotorla carrosseria i l'equip que es remolca, i a més, el control en temps real del motor i de les condicions de funcionament de l'equip, permetent així la servomotorització, la regulació de la velocitat i moltes altres funcions específiques.

Aquí, l'aplicació de l'encoder com a element de mesura frontal no només simplifica enormement el sistema de mesura, sinó que també el fa precís, fiable i potent.

Un codificador és un sensor rotatiu que converteix la posició i el desplaçament de les peces giratòries en una sèrie de senyals de pols digitals, que són recollits i processats pel sistema de control per emetre una sèrie d'ordres per ajustar i canviar l'estat de funcionament de l'equip. Si l'codificador es combina amb una barra d'engranatges o un cargol, també es pot utilitzar per mesurar les quantitats físiques de posició i desplaçament de les peces mòbils lineals.

Classificació bàsica dels codificadors

Un codificador és una combinació estreta, mecànica i electrònica, de dispositius de mesura de precisió que serveixen per codificar, convertir, comunicar, transmetre i emmagatzemar dades de senyals.
L'encoder és un dispositiu de mesura de precisió que combina components mecànics i electrònics per codificar, convertir, comunicar, transmetre i emmagatzemar senyals i dades. Segons les diferents característiques, la classificació dels encoder és la següent: disc de codi i escala de codi: desplaçament lineal en senyals elèctrics anomenat encoder d'escala de codi, desplaçament angular en telecomunicacions per al disc de codi, - encoder incremental: per proporcionar la posició, l'angle i el nombre de voltes, etc., al nombre de polsos per volta per definir la velocitat de separació. - encoder absolut: proporciona informació com ara la posició, l'angle i el nombre de revolucions en increments angulars, a cada increment angular se li assigna un codi únic.
-Encoders absoluts híbrids: els encoders absoluts híbrids generen dos conjunts d'informació: un conjunt d'informació s'utilitza per detectar la posició dels pols magnètics, amb la funció d'informació absoluta; l'altre conjunt és exactament la mateixa que la informació de sortida dels encoders incrementals.

Codificadors habituals per amotors

Codificador incremental

Utilitzant directament el principi de conversió fotoelèctrica per generar tres conjunts d'impulsos d'ona quadrada A, B i Z. Dos conjunts d'impulsos A i B tenen una diferència de fase de 90°, cosa que permet determinar fàcilment la direcció de rotació; la fase Z genera un impuls a cada volta, cosa que s'utilitza per al posicionament de punts de referència. Avantatges: principi de construcció simple, vida útil mecànica mitjana de desenes de milers d'hores o més, forta capacitat antiinterferències, alta fiabilitat, adequada per a la transmissió a llarga distància. Desavantatges: no es pot generar la informació de posició absoluta de la rotació de l'eix.

Encoders absoluts

Sensor digital de sortida directa, disc de codi circular del sensor al llarg de la direcció radial d'un nombre de canals de codi concèntrics, cada canal pels sectors transparents a la llum i impermeables a la llum entre la composició del nombre de sectors de canal de codi adjacents és una doble relació entre el nombre de canals de codi al disc de codi és el nombre de dígits binaris al nombre de canals de codi és el nombre de bits del seu disc de codi, al disc de codi del costat de la font de llum, l'altre costat del corresponent a cada canal de codi hi ha un element fotosensible; quan el disc de codi es troba en una posició diferent, l'element fotosensible segons la llum converteix o no el senyal de nivell corresponent per formar un nombre binari. Quan el disc de codi es troba en diferents posicions, cada element fotosensible converteix el senyal de nivell corresponent segons si està il·luminat o no per formar un nombre binari.

Aquest tipus d'encoder es caracteritza pel fet que no requereix un comptador i es pot llegir un codi digital fix corresponent a la posició en qualsevol posició de l'eix giratori. Òbviament, com més gran sigui el canal de codi, més alta serà la resolució; per a un encoder amb resolució binària de N bits, el disc de codi ha de tenir N canals de codi de barres. Actualment, hi ha productes d'encoder absolut de 16 bits.

Principi de funcionament del codificador

Mitjançant un centre amb l'eix de la placa de codificació fotoelèctrica, que té un anell a través de les línies fosques, hi ha dispositius transmissors i receptors fotoelèctrics per llegir, per obtenir quatre conjunts de senyals d'ona sinusoidal combinats en A, B, C, D, cada ona sinusoidal amb una diferència de fase de 90 graus (respecte a una ona circumferencial per als 360 graus), la inversió del senyal C, D, superposada a les dues fases A, B, que es poden millorar per estabilitzar el senyal; i l'altre cada gir per emetre un pols de fase Z en nom de la posició de referència de la posició zero.
Com que la diferència de dues fases A i B és de 90 graus, es pot comparar amb la fase A frontal o la fase B frontal, per tal de discernir la rotació positiva i inversa de l'encoder, mitjançant el pols zero, es pot obtenir la posició de referència zero de l'encoder.

El disc codificador té vidre, metall i plàstic. El disc de vidre es diposita sobre una línia gravada molt fina al vidre, la seva estabilitat tèrmica és bona i d'alta precisió. El disc metàl·lic passa directament i no passa per la línia gravada, no és fràgil, però a causa d'un cert gruix del metall, la precisió és limitada i la seva estabilitat tèrmica serà pitjor que la del vidre d'un ordre de magnitud. El disc de plàstic és econòmic, el seu cost és baix, però la precisió, l'estabilitat tèrmica i la vida útil són pitjors. Els discs de plàstic són econòmics, però la precisió, l'estabilitat tèrmica i la vida útil són pitjors.

Resolució: el codificador que proporciona quantes línies passants o fosques per cada 360 graus de rotació s'anomena resolució, també coneguda com a resolució de l'índex o directament anomenada quantes línies, generalment de 5 a 10.000 línies per revolució d'índex.

Principis de mesura de posició i control de retroalimentació

Els encoders ocupen una posició extremadament important en ascensors, màquines-eina, processament de materials, sistemes de retroalimentació de motors i equips de mesura i control. Els encoders utilitzen xarxes òptiques i fonts de llum infraroja per convertir els senyals òptics en senyals elèctrics TTL (HTL) a través d'un receptor, que reflecteix visualment l'angle de rotació i la posició del motor analitzant la freqüència del nivell TTL i el nombre de nivells alts.

Com que l'angle i la posició es poden mesurar amb precisió, és possible formar un sistema de control de bucle tancat amb l'encoder i l'inversor per fer que el control sigui encara més precís, motiu pel qual els ascensors, les màquines-eina, etc. es poden utilitzar amb tanta precisió.

Resum

En resum, entenem que l'encoder es divideix en incremental i absolut de dos tipus segons l'estructura, també hi ha altres senyals, com ara senyals òptics, en senyals elèctrics que es poden analitzar i controlar. I vivim en l'ascensor comú, les màquines-eina es basen simplement en la regulació precisa del motor, mitjançant la retroalimentació del senyal elèctric control en bucle tancat, l'encoder amb convertidor de freqüència també és una qüestió natural per aconseguir un control precís.