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Por que um codificador está instalado no motor? Como funciona um codificador?

2023-08-23 09:32:28

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  1. O que é um codificador?

Durante a operação do motor, o monitoramento em tempo real de parâmetros como corrente, velocidade de rotação e a posição relativa do eixo giratório na direção circunferencial pode determinar o status do corpo do motor e do dispositivo que está sendo arrastado, e controlar ainda mais o status operacional do motor e do equipamento em tempo real, realizando assim muitas funções específicas, como servo e regulação de velocidade. Aqui, usar o codificador como componente de medição inicial não apenas simplifica muito o sistema de medição, mas também é preciso, confiável e poderoso. O codificador é um sensor rotativo que converte a posição e o deslocamento da peça rotativa em uma série de sinais de pulso digitais. Esses sinais de pulso são coletados e processados ​​pelo sistema de controle, e uma série de instruções são emitidas para ajustar e alterar o status operacional do equipamento. Se o encoder for combinado com uma cremalheira ou parafuso, ele também pode ser usado para medir a posição e o deslocamento dos componentes do movimento linear.

  1. Classificação do codificador

Um codificador é um dispositivo de medição de precisão que combina máquinas e eletrônicos e codifica e converte sinais ou dados para comunicação, transmissão e armazenamento de dados de sinal. De acordo com diferentes características, a classificação dos codificadores é a seguinte:

  • Roda de código e critério. O codificador que converte o deslocamento linear em um sinal elétrico é chamado de régua, e aquele que converte o deslocamento angular em um sinal de telecomunicações é um disco de código.
  • Codificador incremental. Fornece informações como posição, ângulo e número de voltas, e define a resolução no número de pulsos por volta.
  • Codificador absoluto. Informações como posição, ângulo e número de voltas são fornecidas em incrementos de ângulo, e cada incremento de ângulo recebe um código exclusivo.
  • Codificador absoluto híbrido. O codificador absoluto híbrido emite dois conjuntos de informações: um conjunto de informações é usado para detectar a posição do pólo magnético, com função de informação absoluta; o outro conjunto é exatamente igual às informações de saída do codificador incremental.

Encoders comumente usados ​​para motores

  • Codificador incremental

Use diretamente o princípio da conversão fotoelétrica para gerar três grupos de fases A, B e Z de pulso de onda quadrada. A diferença de fase entre os dois grupos de pulsos A e B é de 90°, o que pode facilmente determinar o sentido de rotação; a fase Z possui um pulso por revolução, que é utilizado para posicionamento do ponto de referência. Suas vantagens: princípio e estrutura simples, vida mecânica média de mais de dezenas de milhares de horas, forte capacidade anti-interferência, alta confiabilidade, adequada para transmissão de longa distância. Desvantagem: É impossível gerar informações de posição absoluta da rotação do eixo.

  • Codificador absoluto

Um sensor que produz diretamente quantidades digitais. Existem diversas trilhas de código concêntricas na direção radial no disco de código circular do sensor. Cada trilha é composta alternadamente por setores transmissores de luz e opacos. O número de setores em faixas de código adjacentes é o dobro. , o número de canais de código no disco de código é o número de seus dígitos binários. De um lado do disco de código está uma fonte de luz e do outro lado há um elemento fotossensível correspondente a cada canal de código; quando o disco de código está em posições diferentes, cada elemento fotossensível, esteja iluminado ou não, o sinal de nível correspondente é convertido para formar um número binário.

A característica deste encoder é que ele não necessita de contador, e um código digital fixo correspondente à posição pode ser lido em qualquer posição do eixo giratório. Obviamente, quanto mais trilhas de código, maior será a resolução. Para um codificador com resolução binária de N bits, seu disco de código deve ter N trilhas de código. Atualmente, existem produtos codificadores absolutos de 16 bits na China.

  1. O princípio de funcionamento do codificador

Consiste em um disco de código fotoelétrico com um eixo no centro, no qual existem linhas em forma de anel e gravadas escuras, que são lidas por dispositivos emissores e receptores fotoelétricos, e quatro grupos de sinais de onda senoidal são obtidos e combinados em A, B, C, D. Cada onda senoidal Com uma diferença de fase de 90 graus (360 graus em relação a um ciclo), os sinais C e D são invertidos e sobrepostos nas fases A e B para melhorar o sinal estável; além disso, um pulso de fase Z é emitido por revolução para representar o bit de referência zero.

  1. Princípio de medição de posição e controle de feedback

Os codificadores desempenham um papel extremamente importante em elevadores, máquinas-ferramentas, processamento de materiais, sistemas de feedback de motores e equipamentos de medição e controle. O codificador usa uma grade e uma fonte de luz infravermelha para converter o sinal óptico em um sinal elétrico TTL (HTL) através do receptor e reflete intuitivamente o ângulo de rotação e a posição de rotação do motor através da análise da frequência do nível TTL e do número de níveis altos.

Como o ângulo e a posição podem ser medidos com precisão, o codificador e o conversor de frequência podem ser usados ​​para formar um sistema de controle de malha fechada para tornar o controle mais preciso. É por isso que elevadores e máquinas-ferramentas podem ser usados ​​com tanta precisão.

5. Resumo

Resumindo, entendemos que os codificadores são divididos em tipos incrementais e absolutos de acordo com sua estrutura. Eles também convertem outros sinais, como sinais ópticos, em sinais elétricos que podem ser analisados ​​e controlados. Os elevadores e máquinas-ferramentas comuns em nossa vida baseiam-se apenas no ajuste preciso do motor. Através do controle de circuito fechado de feedback do sinal elétrico, o codificador coopera com o conversor de frequência para obter um controle preciso como algo natural.

Estrutura do codificador

Como a diferença entre as fases A e B é de 90 graus, a rotação direta e reversa do codificador pode ser avaliada comparando se a fase A está na frente ou a fase B está na frente, e a posição de referência zero do codificador pode ser obtido através do pulso zero. Os discos de código codificador são feitos de vidro, metal e plástico. Os discos de código de vidro possuem finas linhas gravadas depositadas no vidro. Possuem boa estabilidade térmica e alta precisão. Os discos de código de metal são gravados diretamente com aprovação e sem aprovação e não são fáceis de quebrar. Porém, como o metal tem uma certa espessura, a precisão é limitada e sua estabilidade térmica é uma ordem de grandeza pior que a do vidro. Os discos de código de plástico são econômicos e seu custo é baixo, mas sua precisão, estabilidade térmica e vida útil são piores.

Resolução—O número de linhas abertas ou gravadas escuras fornecidas pelo codificador por rotação de 360 ​​graus é chamado de resolução, também conhecida como divisão de resolução, ou quantas linhas são pesadas diretamente, geralmente de 5 a 10,000 linhas por revolução.

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