¿Por qué necesito un codificador en mi motor? ¿Cómo funcionan los codificadores?

¿Qué es un codificador?

Durante el funcionamiento del motor, el monitoreo en tiempo real de parámetros como la corriente, la velocidad de rotación y la posición relativa de la dirección circunferencial del eje giratorio determina el estado del motor.motorcarrocería y del equipo remolcado, y además, control en tiempo real de las condiciones de funcionamiento del motor y del equipo, realizando así servomando, regulación de velocidad y muchas otras funciones específicas.

Aquí, la aplicación del codificador como elemento de medición frontal no solo simplifica enormemente el sistema de medición, sino que también es preciso, confiable y potente.

Un codificador es un sensor rotatorio que convierte la posición y el desplazamiento de las piezas giratorias en una serie de señales de pulso digitales, que el sistema de control recopila y procesa para emitir comandos que ajustan y modifican el estado operativo del equipo. Si el codificador se combina con una barra de engranajes o un tornillo sin fin, también puede utilizarse para medir las magnitudes físicas de posición y desplazamiento de piezas móviles lineales.

Clasificación básica del codificador

Un codificador es un conjunto cerrado, mecánico y electrónico de dispositivos de medición de precisión que procesan señales o datos para su codificación, conversión, comunicación, transmisión y almacenamiento.
El codificador es un dispositivo de medición de precisión que combina componentes mecánicos y electrónicos para codificar, convertir, comunicar, transmitir y almacenar señales y datos. Según sus características, se clasifica como sigue: disco de código y escala de código: desplazamiento lineal en señales eléctricas (codificador de escala de código); desplazamiento angular en telecomunicaciones (codificador de disco de código). - Codificador incremental: proporciona la posición, el ángulo y el número de vueltas, etc., y el número de pulsos por vuelta define la velocidad de separación. - Codificador absoluto: proporciona información como la posición, el ángulo y el número de revoluciones en incrementos angulares; cada incremento angular recibe un código único.
-Codificadores absolutos híbridos: Los codificadores absolutos híbridos emiten dos conjuntos de información: un conjunto de información se utiliza para detectar la posición de los polos magnéticos, con la función de información absoluta; el otro conjunto es exactamente el mismo que la información de salida de los codificadores incrementales.

Codificadores de uso común paramotores

Codificador incremental

Utiliza directamente el principio de conversión fotoeléctrica para generar tres conjuntos de pulsos de onda cuadrada A, B y Z. Los dos conjuntos de pulsos A y B presentan una diferencia de fase de 90°, lo que permite determinar fácilmente la dirección de rotación; la fase Z genera un pulso por cada vuelta, utilizado para el posicionamiento del punto de referencia. Ventajas: principio de construcción simple, vida útil mecánica promedio de decenas de miles de horas o más, alta capacidad antiinterferencias, alta confiabilidad, adecuado para transmisiones de larga distancia. Desventajas: no puede generar la información de posición absoluta de la rotación del eje.

Codificadores absolutos

Sensor digital de salida directa, sensor de disco de código circular a lo largo de la dirección radial de una serie de canales de código concéntricos, cada canal por los sectores transparentes e impermeables a la luz entre la composición del número de sectores de canal de código adyacentes es una doble relación entre el número de canales de código en el disco de código es el número de dígitos binarios en el número de canales de código es el número de bits de su disco de código, en el disco de código del lado de la fuente de luz, el otro lado del correspondiente a cada canal de código hay un elemento fotosensible; cuando el disco de código está en una posición diferente, el elemento fotosensible de acuerdo con la luz o no convierte la señal de nivel correspondiente para formar un número binario. Cuando el disco de código está en diferentes posiciones, cada elemento fotosensible convierte la señal de nivel correspondiente según esté iluminado o no para formar un número binario.

Este tipo de codificador se caracteriza por no requerir contador y poder leer un código digital fijo correspondiente a la posición en cualquier posición del eje giratorio. Obviamente, cuanto mayor sea el canal de código, mayor será la resolución. Para un codificador con una resolución binaria de N bits, el disco de código debe tener N canales de código de barras. Actualmente, existen codificadores absolutos de 16 bits.

Principio de funcionamiento del codificador

Mediante un centro con el eje de la placa de código fotoeléctrico, que tiene un anillo a través de las líneas oscuras, hay dispositivos transmisores y receptores fotoeléctricos para leer, para obtener cuatro conjuntos de señales de onda sinusoidal combinadas en A, B, C, D, cada onda sinusoidal con una diferencia de fase de 90 grados (en relación con una onda circunferencial para los 360 grados), la inversión de la señal C, D, superpuesta a la bifásica A, B, que se puede mejorar para estabilizar la señal; y la otra cada vuelta para emitir un pulso de fase Z en nombre de la posición de referencia de posición cero.
Como la diferencia de fase A, B de 90 grados se puede comparar con la fase A en el frente o la fase B en el frente, para discernir la rotación positiva e inversa del codificador, a través del pulso cero, puede obtener la posición de referencia cero del codificador.

Los discos codificadores están hechos de vidrio, metal y plástico. El disco de vidrio se deposita sobre el vidrio sobre una línea grabada muy fina. Su estabilidad térmica es buena y su precisión es alta. El disco de metal pasa directamente sobre la línea grabada, pero no es frágil. Sin embargo, debido al grosor del metal, la precisión es limitada y su estabilidad térmica es mucho menor que la del vidrio. Los discos de plástico son económicos y de bajo costo, pero su precisión, estabilidad térmica y vida útil son menores.

Resolución: el codificador que proporciona la cantidad de líneas oscuras o pasantes por cada 360 grados de rotación se denomina resolución, también conocida como resolución del índice o directamente llamada cantidad de líneas, generalmente de 5 a 10 000 líneas por índice de revolución.

Principios de medición de posición y control de retroalimentación

Los codificadores ocupan un lugar fundamental en ascensores, máquinas herramienta, procesamiento de materiales, sistemas de retroalimentación de motores y equipos de medición y control. Utilizan rejillas ópticas y fuentes de luz infrarroja para convertir señales ópticas en señales eléctricas TTL (HTL) a través de un receptor, que refleja visualmente el ángulo de rotación y la posición del motor analizando la frecuencia del nivel TTL y el número de niveles altos.

Como el ángulo y la posición se pueden medir con precisión, es posible formar un sistema de control de circuito cerrado con el codificador y el inversor para hacer que el control sea aún más preciso, por lo que se pueden utilizar ascensores, máquinas herramienta, etc. con tanta precisión.

Resumen

En resumen, el codificador se divide en incremental y absoluto según su estructura. Además, otras señales, como las ópticas, se convierten en señales eléctricas que pueden analizarse y controlarse. En el mundo actual, las máquinas herramienta se basan en la regulación precisa del motor mediante la retroalimentación de la señal eléctrica en lazo cerrado. El codificador con convertidor de frecuencia también es fundamental para lograr un control preciso.