encoders para motores acionamentospdb-media.leinelinde.se/media/file/5352/802982-05...mente no eixo...

ENCODERS paRa

MOTORES & ACIONAMENTOS

3

O melhor dos dois mundosUm encoder opera no limite entre mecânica e eletrônica, e esses dois mundos exigem quali-

dades completamente diferentes do encoder. Do ponto de vista elétrico, um encoder deve

oferecer o mais alto nível de confiabilidade, minúcia e precisão. Do ponto de vista mecânico,

ele deve suportar trabalho pesado, vibrações e temperaturas extremas.

Em um sistema de acionamento, o encoder oferece a ligação entre o motor e o conversor

de frequência. Este catálogo destaca os critérios a serem considerados na definição de uma

solução otimizada para os dois mundos.

A função de um encoder

O encoder traduz o movimento mecânico em movimento elétrico.

4 5

O princípio por trás de um sistema de acionamento

1

2 3

4

5

Motor

EncoderConversor de frequência

Precisão em altas velocidades

Em uma fábrica de papel, o papel avança em alta

velocidade no processo de fabricação, sendo

transportado por muitos rolos movidos por diversos

motores. a velocidade de cada motor deve ser

controlada e sincronizada com os outros motores

da linha de produção.

É essencial conseguir ajustar a velocidade do motor

com grande precisão, principalmente na partida

e na troca de velocidade de operação. Durante a

operação, a velocidade dos diversos motores deve

ser capaz de compensar fatores como elasticidade

do papel. Caso contrário, há um risco de o papel se

rasgar, resultando em paradas dispendiosas.

Com essa função de feedback preciso de velocidade,

o encoder desempenha uma função essencial nesse

sistema.

Principais recursos de um sistema de acionamento

� O ajuste imediato de desvios ajuda a manter uma

velocidade constante.

� Informações precisas de velocidade, mesmo em

eixos com velocidades muito baixas (por exemplo,

start-up).

� ajuste de velocidade controlada em caso de

aceleração.

� as velocidades são ajustadas de acordo com as

atuais demandas de produção.

� a otimização do torque e da velocidade ajuda a

reduzir o consumo de energia do motor.

1. O eixo do motor aciona uma carga com determi-

nado torque. ajustes intencionais de velocidade

podem ser necessários durante a operação. No

entanto, mudanças não intencionais também

podem ocorrer à medida em que a velocidade é

afetada por uma série de fatores, por exemplo,

uma variação na carga e por deslizamento.

2. O encoder é montado diretamente no rotor e

mede a velocidade real do eixo do motor.

3. O encoder envia um fluxo constante de feedback

da velocidade para o conversor de frequência.

4. O conversor de frequência interpreta os sinais

do encoder e calcula a compensação necessária

para a velocidade.

5. O conversor de frequência regula frequência e

tensão, que controlam a velocidade do campo

magnético giratório do estator.

Dentro de um encoder

a estrutura interna de um encoder é baseada em um disco giratório com um grande número de pontos de medi-ção ao redor de sua circunferência. Com taxa de pulso de 1.024 ppr, uma revolução fornecerá 4.096 pon-tos de medição. Isso significa que o encoder pode detectar um movimento de 0,1 graus mecânicos e que uma velocidade atualizada pode ser calculada 4.096 vezes durante cada revolução. Isso permite a compensação imediata de desvios, de forma que a velocidade ajustada seja mantida.

Estator – campo magnético giratório

Rotor – eixo do motor giratório

Motor elétrico

6 7

Ambientes desafiadores

a Leine & Linde se especializa em encoders para motores utilizados em ambientes expostos,

onde calor, frio, chuva, sujeira, forças mecânicas e vibrações são a regra. O melhor de

todos os testes é a operação real no campo, onde os produtos possuem longo histórico de

operação de sucesso em aplicações críticas em ambientes extremamente agressivos.

Temperatura

Os encoders são utilizados em uma ampla variedade

de ambientes. alguns devem suportar frio intenso

durante o inverno, enquanto outros são expostos ao

calor extremo, por exemplo, na siderurgia. Existem

modelos de encoders projetados para utilização em

diversas faixas de temperatura entre -50 ºC e +100 ºC.

Proteção contra explosão

Os encoders Leine & Linde são aprovados para apli-

cações em ambientes potencialmente explosivos. Os

produtos padrão estão de acordo com os requisitos

para as zonas 2/22, mas também existem modelos

específicos para uso em zonas mais perigosas.

� II 3 G Ex na IIB 120°C

� II 3 D Ex tD a22 Ip6X T120°C

� II 2 GD Ex d IIC T6 Ex tD a21 Ip65 T71°C



Encapsulamento

Todos os encoders Leine & Linde são inspecionados

e testados quanto ao uso em aplicações nas quais

há presença de umidade e sujeira. Os invólucros

possuem grau de proteção Ip66 ou Ip67. a super-

fície normalmente é construída em alumínio anodi-

zado, tornando-o resistente a salinidade. Soluções

especiais em aço inoxidável também podem ser

produzidas para a maioria dos modelos.

Forças mecânicas, vibrações e choque

Os encoders Leine & Linde são construídos com

rolamentos robustos e eletrônica resistente à

vibração. Cada aplicação determina características

próprias de robustez, e o encoder deve ser espe-

cificado para atender estas características. Dados

detalhados são fornecidos na folha de dados de

cada modelo.

8 9

GU

IA D

E P

RO

JETO

O encoder certo no lugar certo

1000Extreme

800Heavy Duty

700Compact

600Industrial

500Robust

Descrição Encapsulamento bastante robusto e extremamente resistente a forças mecânicas.

para aplicações em ambientes indus-triais agressivos e trabalho pesado com demandas intensas de forças mecânicas e alta confiabilidade.

aplicações compactas, porém robus-tas, com forças mecânicas médias.

Série de encoders absolutos para aplicações com forças mecânicas limitadas.

Séries versáteis e que proporcionam redução de espaço para aplicações com forças mecânicas limitadas.

Dimensões 115 mm de diâmetro ~ 250 mm de comprimento

100 mm de diâmetro ~ 70 mm de comprimento




Dimensões do eixo

_ 20 mm de eixo sólido _ 25,4 mm de eixo oco _ 11 mm de eixo sólido

_ 25,4 mm de eixo oco _ 12 mm de eixo oco _ 10 mm de eixo sólido

_ 15 mm de eixo oco _ 10 mm de eixo sólido

Funcionalidade Incremental, absoluto, duplo Incremental, aDS™, Ex, Optolink, duplo Incremental absoluto, interface de comunicação Incremental, absoluto, duplo

< < < <

LOCALIZADOR DE PRODUTO

a Leine & Linde produz diversas séries diferentes de encoders, que diferem entre sim em

tamanho, robustez e funcionalidade. Cada série oferece uma ampla variedade de opções

mecânicas e elétricas, todas projetadas para se adequarem à aplicação em questão. O guia

de projeto nas páginas seguintes descreve soluções na linha da Leine & Linde e oferece

diretrizes para os critérios de projeto do encoder com base no sistema onde o mesmo é

utilizado.

<<<<

acesse www.leinelinde.com.br para encontrar o produto que você está procurando. Com o Localizador de produto, você pode

� combinar opções e criar seu próprio encoder

� gerar uma ficha de dados detalhada para sua exata variante.

10 11

GU

IA D

E P

RO

JETO

Eixos e flanges– soluções mecânicas para fácil montagem

Flange e eixo sólidoUm encoder com um eixo sólido é fixado ao motor com o auxílio de um flange de montagem. a montagem é bas-tante estável e evita o movimentação do encoder.

a rotação do eixo é transferida ao encoder por um acopla-mento flexível do eixo do motor que compensa o movi-mento axial e radial do mesmo. Isso reduz o desgaste nos rolamentos do encoder, maximizando sua vida útil.

a Leine & Linde oferece uma grande variedade de flanges industriais, por exemplo, flange de aperto, flange sincroni-zada e euroflange, bem como diversas versões personali-zadas.

� Característica principal: Montagem estável

� Fixação: acoplamento do eixo

� Disponível nas séries 1000, 800, 600 e 500

Eixo oco passanteEssa montagem é a mais eficiente no que diz respeito a espaço axial. O eixo oco do encoder é montado direta-mente no eixo do motor, o que significa que não há eixos salientes nem acoplamentos intermediários ocupando espaço valioso. Um anel retentor é usado para fixar o encoder ao eixo do motor.

a série 700 da Leine & Linde, apesar de seu projeto robusto, é construída para ser o mais curta possível axial-mente, tornando-a ideal para aplicações em que o espaço é essencial.

� Característica principal: Comprimento curto de construção

� Fixação: anel de fixação


Eixo oco cegoSe o espaço for limitado radialmente, uma boa solução é escolher um encoder com um eixo oco cego. Esse recurso possibilita uma saída axial, o que evita aumento do raio. para evitar que o encoder gire com o eixo, ele é equipado com um acoplamento flexível do estator, que também foi projetado para aumentar o mínimo possível ao raio.

� Característica principal: Espaço radial mínimo

� Fixação: anel de fixação

� Disponível nas séries 600 e 500

Eixo oco com parafuso de montagem axialUma solução comum de fixação é fixar o eixo oco do encoder ao eixo do motor usando um parafuso axial. Com um eixo conjugado preparado, a montagem pode ser realizada de forma rápida e fácil, durante a fabricação ou manutenção do motor. Essa solução também facilita o processo de centralizar o encoder no eixo conjugado.

� Característica principal: Montagem facilmente acessível

� Fixação: parafuso axial


Fixação flexívelUm encoder de eixo oco deve possuir um ponto de fixação que evite seu movimento enquanto o eixo gira. É importante que a montagem seja flexível, de forma que o encoder possua liberdade para se movimentar caso o eixo do motor se mova radial ou axialmente. Se a montagem for rigorosa, há um risco de que o movimento do eixo do motor desgaste os rolamentos do encoder prematura-mente. a Leine & Linde oferece uma série de soluções para instalações otimizadas.

� Braços de torque – em diferentes comprimentos, isolados

� Suporte de braços de torque – diversos tipos diferentes

� Acoplamentos do estator – diversos tipos diferentes

12 13

GU

IA D

E P

RO

JETO

Resolução– função desenvolvida para cada motor

Motores assíncronos

Os motores assíncronos geralmente utilizam encoders incrementais para oferecer feedback de velocidade direta e para permitir ajustes necessários de velocidade.

a Leine & Linde oferece uma grande variedade de taxas de pulso de 1 a 10.000 ppr. ao decidir sobre uma taxa de pulso, é necessário considerar a velocidade com que se espera que o motor opere, bem como a frequência que pode ser suportada pela unidade de controle responsável pela recepção de sinal. a seguinte fórmula pode ser utili-zada como referência:

taxa de pulso [ppr] < • 60

Se o motor for projetado para operar em baixas velocida-des, uma alta taxa de pulso é geralmente selecionada para assegurar que os pulsos sejam produzidos em intervalos suficientemente próximos para garantir precisão. No entanto, se o motor for projetado para operar em altas velocidades, uma baixa taxa de pulso é selecionada para evitar que a frequência exceda o valor limite da pela uni-dade de controle responsável pela recepção de sinal.

Motores síncronos

Os motores síncronos geralmente exigem feedback absoluto sobre a posição do eixo. Cada marcação no disco de código de um encoder de posição absoluta gera um código único, permitindo que a posição exata do eixo seja lida diretamente na partida do motor.

a resolução normalmente é de 25 bits. Isso equivale a 8.192 posições únicas em cada revolução individual, multiplicadas por 4.096 revoluções distinguíveis. Outras revoluções podem ser disponibilizadas sob consulta.

frequênciamáx [Hz]

velocidademáx eixo [rpm]

Soluções expandidas para requisitos especiais

Eixo oco cônico com parafuso de montagem axiala série 800 da Leine & Linde inclui uma opção com um eixo oco cônico. Quando o parafuso de montagem passa pelo eixo oco do encoder para o eixo do motor, o cone é pressionado contra o eixo do motor ao longo de toda a sua superfície. Isso garante atrito máximo entre os eixos e certifica que o encoder esteja centrado.

� Característica principal: atrito máximo e centralização

� Fixação: parafuso axial

� Disponível na série 800

Chaveta e rasgo de chavetaEm aplicações críticas para a segurança, às vezes existem demandas de eixos conjugados conectados por um rasgo de chaveta, o que garante neutralizar o deslizamento. Os encoders de eixo da Leine & Linde podem ser fornecidos com uma chaveta, enquanto os encoders de eixo oco podem ser fornecidos com um rasgo de chaveta.

� Característica principal: Neutraliza o deslizamento

� Fixação: acoplamento do eixo/parafuso axial


Eixos isoladosUm motor acionado por um conversor de frequência pode ser afetado por tensões que passam pelo seu eixo. Isso pode levar à passagem de correntes pelos rolamentos do motor ou do encoder, o que reduz consideravelmente a vida útil dos rolamentos. a Leine & Linde desenvolveu diversos tipos diferentes de isolamento do eixo para ajudar a evitar esse problema.

� Inserção peek – isola o eixo oco do encoder do eixo do motor. Disponível nas séries 800, 700 e 500.

� Rolamentos híbridos – isolam o eixo oco do encoder do eixo do motor. Disponível na série 800.

� Acoplamento isolado do eixo – solução para encoders com eixo sólido. Disponível nas séries 1000, 800 e 500.

� Anel de aterramento do eixo – permite que o fluxo de corrente proveninte do eixo do motor seja aterrado pela tampa do encoder. Disponível na série 800.

14 15

GU

IA D

E P

RO

JETO

Eletrônica– feedback através de muitas interfaces

Ondas quadradasas ondas quadradas são o tipo de sinal mais comum para um encoder incremental. Os produtos da Leine & Linde são fornecidos, por padrão, com 6 canais. O sinal S00 é seguido do sinal S90, que é deslocado 90 graus elétricos. Os dois sinais invertidos S00\ e S90\ permitem a transmissão diferencial, que reduz a sensibilidade dos sinais à interferência elétrica. para verificar a posição do eixo, um pulso de referência é produzido uma vez por revolução, Sref com seu inverso Sref\.

Há diversas variações de interfaces elétricas com diferentes tensões de alimentação e níveis de sinal. ao escolher uma interface, é necessário considerar fatores no ambiente operacional do motor. as propriedades exatas da interface são afetadas por frequência, comprimento do cabo e temperatura.

Interface TTL RS-422 HTL HC-HTL

Alimentação 5 Vdc 9 a 30 Vdc 9 a 30 Vdc 9 a 30 Vdc

Sinal de saída 5 Vdc 5 Vdc 9 a 30 Vdc 9 a 30 Vdc

Adequado para Frequências baixas em cabos curtos

Frequências altas em cabos longos

Frequências altas em cabos de comprimento médio

Frequências médias em cabos longos

Frequência máx. 200 kHz 200 kHz 200 kHz 200 kHz

Comprimento máx. do cabo

50 m a 50 kHz 1000 m a 200 kHz 100 m a 100 kHz 350 m a 100 kHz

Temperatura -40 a +100 °C -40 a +100 °C -40 a +100 °C -40 a +80 °C

Disponível em 1000, 800, 700, 500 1000, 800, 700, 500 1000, 800, 700, 500 1000, 800, 700, 500

Ondas senoidaisas ondas senoidais são outra forma de sinal de saída. O sinal analógico produz uma amplitude única para cada posição na onda, permitindo a interpolação e resoluções muito altas. a interface 1 Vpp geralmente é utilizada em aplicações críticas de segu-rança nas quais é necessário a detecção de movimentos extremamente pequenos.


Transmissão ópticaa transmissção por fibra óptica produz sinais que não são afetados pela interfe-rência elétrica no ambiente. Ela também permite a transmissão por quilômetros, e a utilização de fibras ópticas reduz o peso do sistema em comparação aos cabos normais. O Optolink está disponível integrado na série 800 ou como acessório gateways em outras séries.


Encoders de posição absolutaOs encoders de posição absoluta são fornecidos com interfaces seriais, como SSI e EnDat, ou com comunicação integrada com vários tipos de protocolos de comuni-cação, pronta para instalação em sistemas de controle existente.

� Disponível nas séries 1000, 600 e 500

Função elevada e segurançaSoluções duplas

Dois encoders separados podem ser integrados em um e na mesma tampa. Essa solução oferece maior segurança na forma de redundância verdadeira, algo neces-sário em aplicações críticas em que se deve evitar o risco de falhas nos compo-nentes. as duas saídas também podem ser conectadas a dois sistemas separados com diferentes funções, e há soluções para combinar uma saída incremental e uma absoluta em uma só no mesmo produto.


ADS OnlineaDS Online é um sistema de diagnóstico avançado que monitora continuamente as funções do encoder. Se o encoder estiver se aproximando do fim da vida útil, é transmitido um aviso, permitindo que ações preventivas sejam tomadas com ante-cedência, antes que surjam problemas críticos. Esse sistema é integrado no encoder e utilizado em aplicações com altas demandas de confiabilidade, por exemplo, em motores para operação contínua em uma indústria de papel.


16 17

GU

IA D

E P

RO

JETO

Cabo com conector para montagem no painelUm cabo com um conector integral simplifica o processo de instalação durante a montagem do motor. O comprimento do cabo é especificado quando o pedido é feito para se ajustar exatamente à instalação na qual a conexão será feita a um painel ou caixa terminal. Nesta instalação, o conector é ros-cado com pressão, formando uma vedação apertada com a superfície para evitar a penetração de umidade ou poeira.

� Disponível nas séries 1000, 800, 700, 600 e 500

Saída axial ou radiala direção da conexão de saída do encoder pode ser selecio-nada para adequar-se melhor à instalação. Uma saída radial significa um encoder mais curto, enquanto uma saída axial é mais adequada no caso de o espaço em torno do encoder ser limitado.

Conectores conjugadosConectores conjugados podem ser solicitados como acessó-rios, com ou sem um cabo integral (pré-instalado).

CaboO encoder pode ser fornecido com um cabo integral (pré-instalado). O comprimento exato do cabo pode ser definido quando o pedido é feito para assegurar um ajuste perfeito para cada instalação.

� Disponível nas séries 1000, 800, 700, 600 e 500

Terminal roscadoSendo necessário cabos com comprimentos longos durante a instalação, recomenda-se escolher um encoder com terminais que permitam que o usuário conecte seu próprio cabo. Isso facilita o ajuste do comprimento do cabo no local e a substituição do cabo, se necessário.


ConectorHá uma série de diferentes conectores disponíveis, por exemplo, M23 e M12. Com um conector, a conexão pode ser preparada na fábrica para facilitar a instalação no local. Ele também ajuda a evitar a conexão incorreta. Os conectores também simplificam a substituição de enco-ders durante a manutenção.


Conexão – um processo rápido e fácil

18

Entre em contato

através da presença local, oferece-

mos suporte a nossos clientes onde

quer eles estejam, com um alto nível

de disponibilidade e serviço.

Ligue para 011-2137-4416.

SUÉCIA / MATRIZ

Endereço Leine & Linde aB Box 8 SE-645 21 Strängnäs

Endereço para visitantes Olivehällsvägen 8

Endereço para recebimento Västerportsvägen 20 SE-645 42 Strängnäs

Telefone +46-(0)152-265 00

Fax +46-(0)152-265 05

E-mail [email protected]

Website www.leinelinde.com

FiliaisDistribuidores

ALEMANHAT +49-(0)7361-78093-0F +49-(0)[email protected]

BRASILT +55-19-3367-5657F +55-19-3367-5658 [email protected]

CHINAT +86-(021)-52 58 35 66F +86-(021)-52 58 35 [email protected]

COREIA DO SULT +82-(0)51-746 5420F +82-(0)51-746 [email protected]

DINAMARCAT +45-862-308 34F +45-862-306 [email protected]

FINLÂNDIAT +358-(0)9-561 72 00F +358-(0)9-561 72 [email protected]

ÍNDIAT +91-11-2617 2504F +91-11-4058 [email protected]

ITÁLIAT +39-039-596 01 08F +39-039-971 22 [email protected]

Presença mundial da Leine & Linde. acesse www.leinelinde.com.br para obter mais informações.

peça

núm

. 80

2982

-05,

ver

. 02

Os melhores encoders são aqueles os quais você nunca se preocupa. aqueles que simplesmente exe-cutam sua função – ano após ano. a Leine & Linde desenvolve e fabrica soluções personalizadas de encoders para ambientes exigentes e sistemas avançados de medição para feedback preciso de velocidade e posição.

011-2137-4416 www.leinelinde.com.br

encoders para motores acionamentospdb-media.leinelinde.se/media/file/5352/802982-05...mente no eixo...

Documents