¿Por qué se instala un codificador en el motor? ¿Cómo funciona un codificador?

1. ¿Qué es un codificador?

Durante el funcionamiento del motor, el control en tiempo real de parámetros como la corriente, la velocidad de rotación y la posición relativa del eje giratorio en la dirección circunferencial puede determinar el estado del cuerpo del motor y el dispositivo que se arrastra, y controlar aún más el estado operativo del motor y el equipo en tiempo real, realizando así muchas funciones específicas como servo y regulación de velocidad. En este caso, utilizar el codificador como componente de medición inicial no solo simplifica enormemente el sistema de medición, sino que también es preciso, confiable y potente. El codificador es un sensor giratorio que convierte la posición y el desplazamiento de la pieza giratoria en una serie de señales de pulsos digitales. Estas señales de pulso son recopiladas y procesadas por el sistema de control, y se emite una serie de instrucciones para ajustar y cambiar el estado operativo del equipo. Si el codificador se combina con una cremallera o un tornillo, también se puede usar para medir la posición y el desplazamiento de los componentes de movimiento lineal.

2. Clasificación del codificador

Un codificador es un dispositivo de medición de precisión que combina estrechamente maquinaria y electrónica y codifica y convierte señales o datos para la comunicación, transmisión y almacenamiento de datos de señales. Según diferentes características, la clasificación de los codificadores es la siguiente:
● Rueda de códigos y criterio. El codificador que convierte el desplazamiento lineal en una señal eléctrica se llama criterio, y el que convierte el desplazamiento angular en una señal de telecomunicaciones es un disco codificado.
● Codificador incremental. Proporciona información como posición, ángulo y número de vueltas, y define la resolución en número de pulsos por vuelta.
● Codificador absoluto. La información como la posición, el ángulo y el número de giros se proporciona en incrementos de ángulo y cada incremento de ángulo recibe un código único.
●Codificador absoluto híbrido. El codificador absoluto híbrido genera dos conjuntos de información: un conjunto de información se utiliza para detectar la posición del polo magnético, con función de información absoluta; el otro conjunto es exactamente igual a la información de salida del codificador incremental.

Codificadores de uso común para motores.

●Codificador incremental
Utilice directamente el principio de conversión fotoeléctrica para generar tres grupos de fases A, B y Z de pulso de onda cuadrada. La diferencia de fase entre A y B dos grupos de pulsos es de 90 °, lo que puede determinar fácilmente la dirección de rotación; La fase Z tiene un pulso por revolución, que se utiliza para el posicionamiento del punto de referencia. Sus ventajas: principio y estructura simples, vida mecánica promedio de más de decenas de miles de horas, fuerte capacidad antiinterferente, alta confiabilidad, adecuado para transmisión a larga distancia. Desventaja: es imposible emitir la información de posición absoluta de la rotación del eje.

●Codificador absoluto
Un sensor que emite directamente cantidades digitales. En el disco codificador circular del sensor se encuentran varias pistas de código concéntricas en dirección radial. Cada pista se compone alternativamente de sectores transmisores de luz y opacos. El número de sectores en pistas de código adyacentes es el doble. , el número de canales de código en el disco de código es el número de sus dígitos binarios. En un lado del disco de código hay una fuente de luz y en el otro lado hay un elemento fotosensible correspondiente a cada canal de código; cuando el disco de código está en diferentes posiciones, cada elemento fotosensible, esté iluminado o no, la señal de nivel correspondiente se convierte para formar un número binario.

La característica de este codificador es que no necesita contador, y se puede leer un código digital fijo correspondiente a la posición en cualquier posición del eje giratorio. Obviamente, cuantas más pistas de código, mayor será la resolución. Para un codificador con resolución binaria de N bits, su disco de código debe tener N pistas de código. En la actualidad, existen productos de codificador absoluto de 16 bits en China.

3. El principio de funcionamiento del codificador.
Consiste en un disco de código fotoeléctrico con un eje en el centro, en el que hay líneas grabadas oscuras y en forma de anillo, que son leídas por dispositivos emisores y receptores fotoeléctricos, y se obtienen cuatro grupos de señales de onda sinusoidal y se combinan en A, B, C, D. Cada onda sinusoidal Con una diferencia de fase de 90 grados (360 grados en relación con un ciclo), las señales C y D se invierten y se superponen a las fases A y B para mejorar la señal estable; además, se emite un pulso de fase Z por revolución para representar el bit de referencia cero.

Dado que la diferencia entre las fases A y B es de 90 grados, la rotación hacia adelante y hacia atrás del codificador se puede juzgar comparando si la fase A está al frente o la fase B está al frente, y la posición de referencia cero del codificador puede ser obtenido a través del pulso cero. Los discos de código codificador están hechos de vidrio, metal y plástico. Los discos de código de vidrio tienen finas líneas grabadas depositadas sobre el vidrio. Tienen buena estabilidad térmica y alta precisión. Los discos de código de metal están grabados directamente con pase y sin pase, y no son fáciles de romper. Sin embargo, dado que el metal tiene un cierto espesor, la precisión es limitada y su estabilidad térmica es un orden de magnitud peor que la del vidrio. Los discos codificados de plástico son económicos y su costo es bajo, pero su precisión, estabilidad térmica y vida útil son peores.

Resolución: la cantidad de líneas grabadas abiertas u oscuras proporcionadas por el codificador por rotación de 360 grados se denomina resolución, también conocida como división de resolución, o cuántas líneas se pesan directamente, generalmente de 5 a 10 000 líneas por revolución.

4. Principio de control de retroalimentación y medición de posición

Los codificadores juegan un papel extremadamente importante en ascensores, máquinas herramienta, procesamiento de materiales, sistemas de retroalimentación de motores y equipos de medición y control. El codificador utiliza una rejilla y una fuente de luz infrarroja para convertir la señal óptica en una señal eléctrica TTL (HTL) a través del receptor, e intuitivamente refleja el ángulo de rotación y la posición de rotación del motor a través del análisis de la frecuencia del nivel TTL y el número de niveles altos.
Dado que el ángulo y la posición se pueden medir con precisión, el codificador y el convertidor de frecuencia se pueden usar para formar un sistema de control de circuito cerrado para que el control sea más preciso. Esta es la razón por la que los ascensores y las máquinas herramienta se pueden utilizar con tanta precisión.

5. Resumen

En resumen, entendemos que los codificadores se dividen en tipos incrementales y absolutos según su estructura. También convierten otras señales, como las señales ópticas, en señales eléctricas que pueden analizarse y controlarse. Los ascensores y las máquinas herramienta que son comunes en nuestra vida se basan únicamente en el ajuste preciso del motor. A través del control de retroalimentación de la señal eléctrica, el codificador coopera con el convertidor de frecuencia para lograr un control preciso de forma natural.