La posición y el movimiento de los ejes de los motores eléctricos se controlan mediante encoder rotativos, pero ¿Cómo funciona un motor con encoder ?
¿Qué es un encoder?
Un encoder es un dispositivo que se utiliza para proporcionar retroalimentación a un sistema de control al detectar un cambio de posición.
Los encoder rotatorios funcionan con motores eléctricos para detectar el movimiento de rotación relacionado con el eje del motor.
Según el tipo de encoder utilizado, pueden proporcionar información sobre el cambio de posición, la posición absoluta e incluso la velocidad del eje.
Los encoder son invaluables para los pequeños servomotores que funcionan con gran precisión y exactitud, por ejemplo en una impresora 3D.
Son igualmente fundamentales para los enormes motores que se utilizan con las grúas para levantar objetos pesados y voluminosos.
De hecho, los encoder se encuentran en casi todas las industrias, desde la petroquímica hasta la fabricación de papel y pulpa.
¿Cómo funciona un motor con encoder?
Ya hemos hablado sobre el hecho de que un encoder rotatorio rastrea la posición y la velocidad del eje de un motor.
Basado en esos datos, genera una señal de retroalimentación de circuito cerrado.
Más tarde, esa señal es utilizada por un sistema de control para tomar decisiones sobre los parámetros de operación del motor.
Hay varias tecnologías diferentes que puede utilizar un encoder para generar las señales de retroalimentación.
Estos incluyen resistivo, magnético, mecánico y óptico. De estos, el óptico es el más fácil de entender: el encoder proporciona información de velocidad y posición basada en la interrupción de la luz.
Para entender cómo funcionan los encoder, podemos mirar un encoder óptico básico. Un sistema de encoder óptico consta de los siguientes componentes:
- Disco de código , que tiene un patrón que representa diferentes posiciones del eje.
- Fuente de luz , que ilumina el disco de código.
- Conjunto de fotodetector , que genera una señal basada en el patrón detectado desde el disco de código.
- Placa electrónica , que interpreta la señal generada por el conjunto del fotodetector y la reenvía a un sistema de control de movimiento.
- Sistema de control de movimiento , que ajusta los parámetros del motor en función de la retroalimentación recibida del encoder rotatorio.
Como otro ejemplo más avanzado, considere un encoder magnético rotativo
Encoder magnético rotativo
En un encoder de motor de imán permanente, esta señal de realimentación asegura que las posiciones del rotor y el estator del motor estén sincronizadas con la corriente suministrada por el variador.
La corriente se aplica a los devanados con los imanes del rotor dentro de un rango de posición adecuado para maximizar el par motor.
Opciones de montaje del encoder
Hay tres opciones de montaje básicas para un encoder rotatorio: cubo / eje hueco, con eje y sin rodamientos. Los encoder de eje hueco como la serie H20 de Dynapar se montan directamente en el eje mediante una simple correa de resorte.
Esto los hace fáciles de instalar, pero es importante asegurarse de que el encoder permanezca aislado eléctricamente del motor.
En un montaje de encoder con eje, un acoplamiento conecta el eje del motor y el eje del encoder.
Uno de los beneficios de este enfoque es que permite que el encoder esté aislado tanto eléctrica como mecánicamente del motor. Por otro lado, el acoplamiento y el eje más largo aumentarán el costo.
Tipos de señales del encoder y sus aplicaciones
Hay dos tipos de señales que puede producir un encoder de motor: incrementales y absolutas.
Señales en motor con encoder incrementales
Las señales incrementales indican que la posición ha cambiado, pero no proporcionan ninguna información sobre la posición específica.
Los encoder incrementales se utilizan a menudo en aplicaciones industriales con un motor de inducción AC .
Se eligen cuando las limitaciones presupuestarias hacen que el costo sea un problema o cuando solo se necesita información relativa a la posición.
Señales en motor con encoder absolutos
Sin embargo, las señales absolutas indican que la posición ha cambiado y cuál es la posición absoluta actualmente.
Esto se logra generando una salida binaria diferente (a veces llamada «palabra») para cada posición.
Los encoder absolutos se utilizan cuando se necesita un alto grado de exactitud y precisión, pero no serán tan robustos como sus contrapartes incrementales.
Además, los encoder absolutos se verán a menudo en aplicaciones de servo con motores sin escobillas de imán permanente y se utilizan cuando la precisión y la exactitud son críticas.
Conclusión
Los encoder son una herramienta poderosa para motores eléctricos, pero con tantas opciones con respecto a la tecnología de detección, la posición absoluta o relativa y las opciones de montaje, puede convertirse rápidamente en un desafío encontrar un encoder apropiado para nuestros proyectos.
