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

¿Qué es un codificador?

Durante el funcionamiento del motor, la monitorización 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 mismo.motorcontrol del vehículo y del equipo remolcado, y además, control en tiempo real del motor y de las condiciones de funcionamiento del equipo, lo que permite el servocontrol, la regulación de la velocidad y muchas otras funciones específicas.

En este caso, la aplicación del codificador como elemento de medición frontal no solo simplifica enormemente el sistema de medición, sino que también lo hace preciso, fiable y potente.

El codificador es un sensor rotativo que convierte la posición y el desplazamiento de las piezas giratorias en una serie de señales de pulso digitales. Estas señales son captadas y procesadas por el sistema de control para emitir comandos que permiten ajustar y modificar el estado operativo del equipo. Si el codificador se combina con una barra dentada o un tornillo sin fin, también puede utilizarse para medir la posición y el desplazamiento de piezas móviles lineales.

Clasificación básica de los codificadores

Un codificador es una combinación mecánica y electrónica de dispositivos de medición de precisión, que codifica, convierte, comunica, transmite y almacena señales o datos.
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 diferentes características, la clasificación de los codificadores es la siguiente: - Codificador de escala de código: el desplazamiento lineal se convierte en señales eléctricas, mientras que el desplazamiento angular se convierte en señales de telecomunicaciones. - Codificador incremental: proporciona posición, ángulo y número de vueltas, etc., y define la frecuencia de pulsos por vuelta. - Codificador absoluto: proporciona información como posición, ángulo y número de revoluciones en incrementos angulares, y a cada incremento angular se le asigna un código único.
-Codificadores absolutos híbridos: Los codificadores absolutos híbridos generan dos conjuntos de información: un conjunto se utiliza para detectar la posición de los polos magnéticos, con la función de información absoluta; el otro conjunto es exactamente igual a 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. La diferencia de fase de los dos conjuntos de pulsos A y B, de 90°, permite determinar fácilmente la dirección de rotación; el pulso Z se genera en cada giro y se utiliza para el posicionamiento de puntos de referencia. Ventajas: principio de construcción sencillo, vida útil promedio de decenas de miles de horas o más, gran resistencia a las interferencias, alta fiabilidad y apto para transmisiones a larga distancia. Desventajas: no permite obtener información sobre la posición absoluta de la rotación del eje.

Codificadores absolutos

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

Este tipo de codificador se caracteriza por no requerir un contador y por permitir la lectura de un código digital fijo correspondiente a la posición en cualquier punto del eje giratorio. Obviamente, cuantos más canales de código tenga, mayor será la resolución; para un codificador con 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 fotoeléctrica, 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 a una onda circunferencial de 360 ​​grados), la inversión de la señal C, D, superpuesta a la bifase A, B, que puede mejorarse para estabilizar la señal; y el otro en cada giro para emitir un pulso de fase Z en nombre de la posición de referencia de posición cero.
Como A y B tienen una diferencia de fase de 90 grados, se puede comparar la fase A con la fase B, para discernir la rotación positiva y negativa del codificador. Mediante el pulso cero, se puede obtener la posición de referencia cero del codificador.

El material del disco codificador puede ser vidrio, metal o plástico. El disco de vidrio deposita una línea grabada muy fina en el vidrio, lo que le confiere una buena estabilidad térmica y alta precisión. El disco de metal pasa directamente o no sobrepasa la línea grabada, por lo que no es frágil. Sin embargo, debido a su grosor, la precisión es limitada y su estabilidad térmica es considerablemente menor que la del vidrio. El disco de plástico es económico, con un coste bajo, pero su precisión, estabilidad térmica y vida útil son inferiores.

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

Principios de medición de posición y control de retroalimentación

Los codificadores ocupan una posición de suma importancia en ascensores, máquinas herramienta, procesamiento de materiales, sistemas de retroalimentación de motores y equipos de medición y control. Los codificadores 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.

Dado que el ángulo y la posición se pueden medir con precisión, es posible formar un sistema de control de bucle cerrado con el codificador y el inversor para lograr un control aún más preciso, razón por la cual se pueden utilizar elevadores, máquinas herramienta, etc., con tanta exactitud.

Resumen

En resumen, entendemos que el codificador se divide en dos tipos según su estructura: incremental y absoluto. También puede procesar otras señales, como señales ópticas, convirtiéndolas en señales eléctricas que se pueden analizar y controlar. En el caso de los ascensores y las máquinas herramienta, que se basan en la regulación precisa del motor mediante la retroalimentación de la señal eléctrica, el control de bucle cerrado con codificador y convertidor de frecuencia permite lograr un control preciso.