teoria 19 encoders

TEORIA 19 ENCODERS (Codificadores) TEORIA 19 ENCODERS (Codificadores) 19.1 Princípio de Funcionamento de um Encoder Óptico:

Um encoder é um dispositivo eletromecânico que pode medir movimento ou posição. A maioria dos encoder usa sensores ópticos para prover sinais elétricos na a forma de trens de pulso, os quais, por sua vez, podem ser traduzidos em informação de movimento, de direção, ou de posição.

Encoders rotativos são usados para medir o movimento rotacional de um eixo. A figura ao lado mostra os componentes fundamentais de um encoder rotativo que consiste em um diodo emissor de luz (LED), um disco, e um detector de luz (fototransistor) no lado oposto do disco. O disco que está montado no eixo giratório tem uma série de perfurações regulares que são repetidas continuamente formando segmentos opacos e transparentes codificados no disco. A medida que o disco gira, os segmentos opacos bloqueiam a luz e as janelas transparentes permitem a passagem da luz. Isto gera pulsos de onda quadrada que podem ser interpretados então em informação de movimento ou posição. 19.2 Encoder Incremental:

Encoders Incrementais são dedicados à medição precisa de:

• Posição angular; • Velocidade; • Direção, de um movimento rotacional.

Sempre que movimentos mecânicos rotativos têm que ser monitorados, o encoder (ou

codificador) é a interface mais importante entre o mecanismo e a unidade de controle. Os encoders transformam movimento rotativo em uma seqüência de pulsos elétricos.

No caso de encoders óticos, o principio de funcionamento baseia-se em que um certo

número de segmentos de luz intercalados com sombra, obtidos por janelas transparentes contidas na periferia de um disco opaco, são esquadrinhados por processo fotoelétrico. A cada segmento o feixe de luz é interrompido, transformando pulsos luminosos em pulsos elétricos.

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O número de segmentos determina

a resolução do movimento e conseqüentemente a precisão da posição. Como apenas incrementos de rotação poderiam ser detectados com apenas um único sinal, então um segundo sinal, defasado em 90 graus, é adicionalmente gerado, com a inserção de um diafragma de grade. A defasagem de 90 graus entre os sinais possibilita determinar não apenas os incrementos, mas ainda o sentido da rotação. Em adição, a cada revolução completa um sinal de referência (sinal zero) pode também ser gerado.

O número de segmentos determina a resolução do movimento e conseqüentemente a precisão da posição. Como apenas incrementos de rotação poderiam ser detectados com apenas um único sinal, então um segundo sinal, defasado em 90 graus, é adicionalmente gerado, com a inserção de um diafragma de grade. A defasagem de 90 graus entre os sinais possibilita determinar não apenas os incrementos, mas ainda o sentido da rotação. Em adição, a cada revolução completa um sinal de referência (sinal zero) pode também ser gerado.





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SINAL ZERO

É possível se multiplicar os pulsos, de modo que com isso a resolução de um encoder

incremental de dois canais seja multiplicada por dois ou por quatro. Basta que se utilize algum circuito detector de bordas adequado. Assim, um encoder com fisicamente 5000 pulsos por revolução pode gerar 20000 pulsos por revolução usando esta técnica.

É possível se multiplicar os pulsos, de modo que com isso a resolução de um encoder incremental de dois canais seja multiplicada por dois ou por quatro. Basta que se utilize algum circuito detector de bordas adequado. Assim, um encoder com fisicamente 5000 pulsos por revolução pode gerar 20000 pulsos por revolução usando esta técnica.

A fim de se fazer a necessária determinação do ponto zero de um sistemas que usa encoder incremental, estes sistemas devem ser referenciados, ou seja, deve ser realizada uma rotina de procedimentos adequada que realize movimentos entre os pontos de comutação de sensores de fim de curso, que assim deste modo permita determinar um ponto zero (zero máquina ou home). Emprega-se nestes sistemas chaves fim de curso especiais que podem garantir precisão do ponto de acionamento de ate 1 μm.

A fim de se fazer a necessária determinação do ponto zero de um sistemas que usa encoder incremental, estes sistemas devem ser referenciados, ou seja, deve ser realizada uma rotina de procedimentos adequada que realize movimentos entre os pontos de comutação de sensores de fim de curso, que assim deste modo permita determinar um ponto zero (zero máquina ou home). Emprega-se nestes sistemas chaves fim de curso especiais que podem garantir precisão do ponto de acionamento de ate 1 μm.

Aplicações típicas são: Aplicações típicas são:

• Medida de ângulo precisa; • Medida de ângulo precisa;

• Medida de velocidade (rpm) ou de direção da rotação; • Medida de velocidade (rpm) ou de direção da rotação; • Posicionamento de mesas X/Y; • Posicionamento de mesas X/Y; • Posicionamento em sistemas de manipulação. • Posicionamento em sistemas de manipulação.

19.3 Encoders Absolutos Óticos: 19.3 Encoders Absolutos Óticos:

Já nos Encoders Absolutos, cada posição angular está devidamente atribuída a um valor de posição definido, tendo-se assim um código único para cada posição do seu curso. Conseqüentemente os encoders absolutos não perdem a real posição no caso de uma eventual queda da tensão de alimentação (até mesmo se deslocados), esta posição absoluta esta disponível imediatamente após o sistema ser energizado, assim, procedimentos de referenciamento (Home ou Zero Máquina) não são necessários.

Já nos Encoders Absolutos, cada posição angular está devidamente atribuída a um valor de posição definido, tendo-se assim um código único para cada posição do seu curso. Conseqüentemente os encoders absolutos não perdem a real posição no caso de uma eventual queda da tensão de alimentação (até mesmo se deslocados), esta posição absoluta esta disponível imediatamente após o sistema ser energizado, assim, procedimentos de referenciamento (Home ou Zero Máquina) não são necessários. 19.4 Encoders Absolutos Óticos de Única-Volta: 19.4 Encoders Absolutos Óticos de Única-Volta:

O sinal elétrico de um encoder absoluto é relacionado diretamente ao ângulo do eixo. A posição angular mecânica é sentida através de elementos ópticos. A emissão de um diodo infravermelho é transmitida por através de um disco de código transparente e um diafragma. O padrão de claro / escuro é convertido em um sinal elétrico por um matriz de fotodiodos. Um mesmo código só ocorre uma vez a cada revolução. Este encoder é definido como um encoder de "volta única".

O sinal elétrico de um encoder absoluto é relacionado diretamente ao ângulo do eixo. A posição angular mecânica é sentida através de elementos ópticos. A emissão de um diodo infravermelho é transmitida por através de um disco de código transparente e um diafragma. O padrão de claro / escuro é convertido em um sinal elétrico por um matriz de fotodiodos. Um mesmo código só ocorre uma vez a cada revolução. Este encoder é definido como um encoder de "volta única".

ASIC - APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUIT

19.4.1 Vantagens:

• Um único sinal para cada posição angular; • Nenhuma necessidade para inicialização (zero referência); • Imediatamente depois de energizar ou depois de uma interrupção de

energia a posição é mantida; • Não é necessário um contador para processar o sinal;





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19.4.2 Aplicações:

Diferentemente dos encoders incrementais, o encoder absoluto produz um sinal em relação a um ponto fixo absolutamente definido. Cada ângulo corresponde a uma combinação específica de bits, assim a posição do objeto monitorado pode ser se informada imediatamente depois energizar ou depois de uma interrupção de energia. 19.5 Encoders Absolutos Multi-Voltas:

Encoders absolutos multi-voltas - para posicionamento absoluto mesmo com várias revoluções.





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A - conta o número de revoluções (12 bits para 4096); B - Conta o número de passos por revolução (13 bits para 8192).

Na o caso de encoders multi-voltas ópticos, o ângulo de rotação é detectado por meio de um encoder absoluto de 13 bits e o número de revoluções com um contador de 12 bits. A transmissão de dados é efetuada por uma interface serial síncrona (SSI) padrão. Os dados

podem ser exibidos no código Gray ou no código binário. Na confecção dos discos dos encoders absolutos, pode ser empregado tanto o código

binário como o código Gray. O código binário é facilmente manipulado por um circuito relativamente simples e,

com isso, não se faz necessário nenhum tipo de conversão para se obter a posição real do encoder. O código é extraído diretamente do disco (que está em rotação). Um problema que temos aqui é que o sincronismo e a aquisição do código da posição no exato momento da variação entre dois códigos (variação entre dois passos) podem tornar-se muito difíceis.

Como exemplo se pegarmos dois

códigos binários consecutivos, como 7 (01112) e 8 (10002), notaremos que a variação de zero para um e um para zero ocorre em todos os bits, e uma leitura feita no momento da transição pode resultar em um valor completamente errado.

O Código Gray é utilizado para solucionar esse problema e por isso é utilizado na maioria dos encoders absolutos. Ele tem a particularidade de que, na comutação de um determinado código para outro, somente um bit é alterado. Isso vale em ambos os sentidos (crescente dou decrescente), como podemos verificar na tabela ao lado.





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O código Gray pode ser convertido facilmente

em código binário por um circuito de lógica combinacional bastante simples.

No caso dos encoders absolutos programáveis,

podem ser emparelhados os parâmetros de única-volta e de multi-volta das várias aplicações. Estes parâmetros são determinados pelo usuário e podem vir a serem mudados novamente a qualquer tempo. Além da interface serial (SSI), em um encoder programável, uma interface paralela pode também estar disponível para transmissão de dados. 19.5.1 Vantagem:

Um encoder absoluto de multi-voltas permite controlar com precisão o movimento rotativo em uma gama extensiva de aplicações que realizam várias revoluções do eixo. 19.5.2 Aplicações:

Encoders multi-volta são usados na tecnologia de transportadores, em robótica e em estantes de empilhamento altas. No controle de posicionamento de antenas parabólicas de satélite. Um movimento de referenciamento não é necessário nestes casos.

19.6 Outros Aspectos dos Encoders:

Uma característica importante dos encoders é absolutos multi-voltas é o “Code switching speed” que representa a velocidade limite (em rpm) com a qual o encoder atinge o número máximo de passos por segundo especificado que ele suporta, sem comprometer a qualidade com que o código de cada passo é informado na saída (Data valid). Está característica pode ser expressa em termos de freqüência (Hz) ou ainda em termos da taxa de pulsos (pps – pulsos por segundo), referindo-se aos pulsos obtidos do sensor ótico do disco de um encoder incremental.

Por exemplo, para um encoders com resolução de 13 bits e 400 kHz de “code switching frequency”, a rotação máxima é de 3000 rpm.





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Note que, assim como ocorre com as máquinas elétricas em geral, a máxima rotação mecânica (rpm), de fato, é limitada dependente do rolamento; Já do ponto elétrico ela é definida pela máxima freqüência da eletrônica interna e também da interface do usuário.

Outra característica é o tempo de passo (measuring step), no caso de encoders incrementais é o tempo entre as bordas de subida dos sinais do canal A e do canal B. Deste modo, é possível alcançar resoluções measuring step quatro vezes maiores que a taxa de pulso usada, por meio de emprego de eletrônica de seqüência externa.

Característica importante é também a resolução, que corresponde à menor mudança de distância possível detectável, ou seja, a qual seja capaz de causar uma mudança no sinal de saída. Para encoders de única-volta, a resolução é indicada pelo número de passos por revolução. Para encoders multi-volta, indica o número de passos por revolução e o número de revoluções.

Uma questão interessante é o escalonamento (scaling): Ajuste do usuário da resolução do encoder. O sensor calcula a resolução de usuário desejada a partir da resolução básica e o fator de escala.

Ajuste do ponto zero (Set zero point): Entrada de Controle que tem a função de fixar um "ponto zero" para qualquer ponto dentro da faixa de resolução de um encoder absoluto, sem necessidade de ajuste mecânico. Na o caso de encoders absolutos programáveis, um valor compensação (off-set) pode ser fixado também usando "set zero point".

Outra questão interessante, no caso dos encoders absolutos é ter que escolher uma entre duas situações possíveis:

1- Se os códigos na saída irão incrementar de valor girando-se o eixo no

sentido horário e conseqüentemente os códigos irão decrementar girando-se o eixo no sentido anti-horário, ou;

2- Se os códigos na saída irão decrementar de valor girando-se o eixo no sentido horário e conseqüentemente os códigos irão incrementar girando-se o eixo no sentido anti-horário.

Pode ser que uma destas duas situações seja exclusivamente a única possível num dado

encoder, mas os encoders costumam possuir uma entrada digital (F/R*), cujo estado lógico permite definir uma entre estas duas situações.

19.7 Carga do Eixo e dos Rolamentos:

Durante a operação, os encoders estão expostos a várias influências. Até mesmo se a carga e o número de revoluções não são conhecidas, outras influências como temperatura, umidade, vibração e lubrificação devem ser consideradas. A vida útil esperada pode apenas ser predita. Devido a muitas influências e dependendo do ambiente operacional, a vida útil pode variar de menos de 106 revoluções, isto sob condições de carga pesadas, para até mais de 109 revoluções, debaixo de ótimas condições.

O eixo dos encoders e, por conseguinte, seus rolamentos estão sujeitos a cargas por

uma variedade de razões: O eixo dos encoders e, por conseguinte, seus rolamentos estão sujeitos a cargas por

uma variedade de razões:

• Tolerâncias mecânicas na montagem dos encoders no sistema (deslocamento radial e angular);

• Tolerâncias mecânicas na montagem dos encoders no sistema (deslocamento radial e angular);

• Mudanças térmicas, por exemplo, expansão linear do eixo de acionamento; • Mudanças térmicas, por exemplo, expansão linear do eixo de acionamento; • Efeitos de desgaste, por exemplo, desvio radial do eixo de acionamento ou

vibrações. • Efeitos de desgaste, por exemplo, desvio radial do eixo de acionamento ou

vibrações.

Estes fatores de carga têm um efeito direto no tempo de vida útil dos rolamentos de eixo e na qualidade do sinal. Na montagem do encoder então deve se utilizar componentes adequados para compensar para estas forças.

Estes fatores de carga têm um efeito direto no tempo de vida útil dos rolamentos de eixo e na qualidade do sinal. Na montagem do encoder então deve se utilizar componentes adequados para compensar para estas forças.

Para encoders que têm eixo sólido, este eixo é

geralmente terminado usando-se acoplamento de eixo entre o eixo de acionamento e o eixo do encoder. A solução com um encoder de eixo oco é o uso um acoplamento de estator, fixando suportes ou retentores entre a flange do encoder e a base de montagem.

Para encoders que têm eixo sólido, este eixo é geralmente terminado usando-se acoplamento de eixo entre o eixo de acionamento e o eixo do encoder. A solução com um encoder de eixo oco é o uso um acoplamento de estator, fixando suportes ou retentores entre a flange do encoder e a base de montagem.





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ão fazer uso de um acoplamento, mas ao invés disto montar rigidamente o eixo e a carcaça

s tipos de acoplamentos mais comuns para encoders de eixo sólido são:

• Rolo helicoidal;

;

Exemplos de Acoplamentos Tipo Rolo Helicoidal:

ão fazer uso de um acoplamento, mas ao invés disto montar rigidamente o eixo e a carcaça

s tipos de acoplamentos mais comuns para encoders de eixo sólido são:

• Rolo helicoidal;

;

Exemplos de Acoplamentos Tipo Rolo Helicoidal:

NN do encoder geralmente conduz a cargas inaceitavelmente altas nos rolamentos; o

desgaste resultante conduzirá o encoder a falhar prematuramente.

do encoder geralmente conduz a cargas inaceitavelmente altas nos rolamentos; o desgaste resultante conduzirá o encoder a falhar prematuramente.

OO

• Mola de Aço; • Mola de Aço; • Mola de discos• Mola de discos• Fole Metálico. • Fole Metálico.

Compensações de desalinhamentos radial e angular provido por acoplamento flexível





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Eixos de diâmetro principais e secundários podem entrar em área de flexão durante operação.

alívio dentro do interior de junção.

ão deveriam ser excedidas certas cargas de rolamento, a fim de evitar dano permanente ao encode

s axiais e diais máximas permitidas devem ser respeitadas.

Acoplamentos flexíveis de alumínio, do tieixo-a-eixo dos encoders. Estes red

sponsável por um grande número de corrência de falhas, nas aplicações com encoders. Isto pode fazer com que se pense em

aplicar

tálico em um ncoder?

plamentos flexíveis para encoders precisam exibir uma força de restauração

especialmente baixa sob

de acoplamentos miniatura do tipo fole.

Eixos de diâmetro principais e secundários podem entrar em área de flexão durante operação.

alívio dentro do interior de junção.

ão deveriam ser excedidas certas cargas de rolamento, a fim de evitar dano permanente ao encode

s axiais e diais máximas permitidas devem ser respeitadas.

Acoplamentos flexíveis de alumínio, do tieixo-a-eixo dos encoders. Estes red

sponsável por um grande número de corrência de falhas, nas aplicações com encoders. Isto pode fazer com que se pense em

aplicar

tálico em um ncoder?

plamentos flexíveis para encoders precisam exibir uma força de restauração

especialmente baixa sob

de acoplamentos miniatura do tipo fole.

Áreas escuras indicam a quantia deÁreas escuras indicam a quantia de

Em princípio n Em princípio n

r. Se encoders de eixo oco são corretamente instalados e os retentores e acoplamentos de estator são usados, então tais problemas são minimizados.

Para encoders de eixo sólidos as carga

r. Se encoders de eixo oco são corretamente instalados e os retentores e acoplamentos de estator são usados, então tais problemas são minimizados.

Para encoders de eixo sólidos as cargarara

po rolo helicoidal estão disponíveis para conexões uzem significativamente o desgaste do rolamento causado

por desalinhamento axial e angular dos eixos da junção.

A qualidade do acoplamento flexível pode ser re

po rolo helicoidal estão disponíveis para conexões uzem significativamente o desgaste do rolamento causado

por desalinhamento axial e angular dos eixos da junção.

A qualidade do acoplamento flexível pode ser reoo

um novo tipo de acoplamento para substituir os acoplamentos do tipo a rolo helicoidal padrão, por alguma das alternativas aceitáveis já se encontram disponíveis hoje.

Quais são as vantagens de um acoplamento miniatura do tipo fole me

um novo tipo de acoplamento para substituir os acoplamentos do tipo a rolo helicoidal padrão, por alguma das alternativas aceitáveis já se encontram disponíveis hoje.

Quais são as vantagens de um acoplamento miniatura do tipo fole meee

AcoAco

Acoplamento Miniatura tipo Fole Metálico Jogo morto zero e rigidez torsional

desalinhamento do eixo, assim como qualquer carga radial deve ser minimizada na maioria dos casos. No caso de encoders rotativos de alta resolução, a dureza torsional do acoplamento do encoder precisa ser alta, uma vez que até mesmo o torque de arraste dos rolamentos do encoder pode fazer com que acoplamentos menos rígidos se torçam ligeiramente.

Uma alternativa é o emprego

desalinhamento do eixo, assim como qualquer carga radial deve ser minimizada na maioria dos casos. No caso de encoders rotativos de alta resolução, a dureza torsional do acoplamento do encoder precisa ser alta, uma vez que até mesmo o torque de arraste dos rolamentos do encoder pode fazer com que acoplamentos menos rígidos se torçam ligeiramente.

Uma alternativa é o emprego

Estes tipicamente têm um número mais alto de corrugações nos

Estes tipicamente têm um número mais alto de corrugações nos

foles, aumentando a habilidade do acoplamento em flexionar facilmente com muito pouco comprometimento da dureza torsional. 19.8 Outros Tipos e Aspectos dos Encoders:

Além dos encoders óticos, os quais tem se tornado mais comuns, encontramos também encoders magnéticos e encoders por interruptor de came.

O sensor magnético para aplicações rotativas em encoders magnéticos consiste em um rotor de ímã e um sensor magneto-resistivo. Pode ser usado tanto em encoders incrementais como e encoders absolutos. As vantagens são: fácil instalação, alternativa de baixo de custo, reconhecimento de progressivo / regressivo possível.

No que diz respeito à transmissão dos dados, além de interfaces seriais e paralelas, encontramos também encoders dotados de via de comunicação de protocolo CANopen, DeviceNet, Profibus-DP, Ethernet CAT, além de encoders magnéticos que fornecem sinais senoidais. 19.8.1 Encoders Lineares:

Encoders podem ser ainda lineares, sendo que estes consistem de réguas (escalas) de aço inoxidável, de variados tamanhos com exatidão de 5 μm e 1 μm, montadas em um perfil de alumínio com borrachas de vedação para proteger as cabeças sensoras.

Encoders lineares são: • Hermeticamente selados; • Resistentes a choque e

vibração; • Suportam altas taxas de

deslocamento;

O encoder linear mais comum é do tipo magnético.

Um sensor magnético é guiado através de uma fita magnética sem entrar em contato com esta. Conta-se então os transientes de polaridade na faixa magnética e interpola-se com valores intermediários.

O sistema não é afetado por pó, cavacos ou

umidade e é resistente a muitos líquidos e lubrificantes. A





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montagem é fácil - a faixa magnética apenas tem que ser colada em lugar. Não há nenhuma necessidade de calibração.

A distância entre o sensor e a faixa magnética pode ser de até 2 mm. Resoluções até

0.005 mm são possíveis, a precisão da repetibilidade é muito alta. Quais são as vantagens do emprego de encoders lineares? • Reduz-se a quebra e o tempo de sistema parado: A régua de aço inoxidável e o rolamento interno de esferas de níquel-cromo fazem o encoder linear inacreditavelmente resistente e durável. As tradicionais escalas de vidro são suscetíveis à quebra por choque, vibração, e temperatura. A régua do encoder linear é 30 vezes mais resistente a choque e é 50% mais tolerante a vibrações do que a escala de vidro e tem uma gama de temperatura operacional larga de 0º a 70º C. • Elimina custo de manutenção:

O encoder linear é projetado como um sistema de medida que atua sem fazer contato (entre a cabeça leitora e a superfície da escala). Não há nenhuma parte que seja usada fora e que precise ser substituída. • Provê maior produtividade:

O encoder linear pode operar a taxas de deslocamento de até 20 metros por segundo, duas vezes a velocidade disponível da régua de vidro típica encoders lineares. O invólucro da cabeça leitora minimiza a possibilidade de aberturas críticas que variam com velocidades de deslocamento e o processador de sinais digitais (DSP) permite altas taxas de amostragem. • Nenhuma fonte de ar limpo é exigida:

O encoder linear tem um grau de proteção ambiental IP67. A cabeça leitora (que atua sem fazer contato) está completamente cheia com uma resina de epóxi, tornando-a resistente contra contaminação ambiental. Pó, líquidos, e escombros geralmente encontrados nos ambientes industriais não afetarão o desempenho do encoder linear. 19.8.2 Classes de proteção: IP 65 - Proteção contra pó e spray de água limpa que venha de qualquer direção. A

maioria dos compartimentos de conexão e dos conectores de encaixe esta relacionada ao lP 65.

IP 67 - Semelhante à IP 65, mas com proteção adicional contra penetração de água

quando o objeto é imerso na água limpa sob condições de pressão e de tempo

definidas. A maioria dos sensores com cabo ou conectores roscáveis está relacionada ao IP 67.

• Integra-se facilmente em sistemas existentes:

O encoder linear provê normas industriais de saída diferencial em quadratura que são compatíveis com a maioria dos contadores padrões, CLPs e interfaces de computador. Opera entre 5 e 28 VDC e é equipado com saída a line driver ou a coletor aberto. 19.9 Uso do encoder em sistema de acionamento de motor de indução trifásico com

conversor de freqüência:

Nas aplicações que necessitam de maior performance em termos de precisão na regulação da velocidade, é necessária a realimentação da informação da velocidade através de um encoder incremental, conectado a um cartão de expansão de funções do conversor de freqüência, que normalmente possui um conector do tipo DB-9 macho para a conexão do encoder.

O encoder exigido normalmente apresenta as seguintes características:

• Tensão de alimentação de 12V com consumo inferior a 200 mA; • Dois canais em quadratura (90º), mais pulso de zero, todos os sinais com saídas

complementares (diferenciais), ou seja, sinais: ZeZBBAA ,,,, ; • Circuito de saída do tipo “Linedriver” ou “Push-Pull”; • Circuito eletrônico isolado da carcaça do encoder; • Número de pulsos por rotação: 1024 ppr (recomendado);

Na montagem do encoder ao motor seguir as seguintes recomendações:

• Acoplar o encoder diretamente ao eixo do motor, usando um acoplamento flexível (sem flexibilidade torsional);

O acoplamento deve evitar oscilações mecânicas ou “backlash”.

• Tanto o eixo quanto a carcaça metálica do encoder devem estar eletricamente

isolados do motor (espaçamento mínimo 3mm);

Para conexão elétrica utilizar cabo blindado, que deve ser mantido distante das demais fiações de potência e de comando, preferivelmente acondicionado em eletroduto metálico.





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19.10 Exemplo de conexão entre encoder e conversor de freqüência:

O uso ou não do encoder em um sistema de acionamento de motor de indução trifásico com conversor de freqüência afeta principalmente atributos de performance do sistema:

Controle de Velocidade / Torque Modo Vetorial

Modo Escalar U/F Sensorless Com Encoder

Precisão na Regulação de Velocidade

+/- 1 % da velocidade nominal c/ compensação de escorregamento

+/- 0,5 % da velocidade nominal

+/- 0,1 % da velocidade nominal p/ ref. Analógica de 10 bits;

+/- 0,01 % da velocidade nominal p/ ref. Digital (Ex.: Teclado, FieldBus);

+/- 0,01 % da velocidade nominal p/ ref. Analógica de 14 bits





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Resolução da Velocidade Resolução da Velocidade

1 rpm (referência via teclado) 1 rpm (referência via teclado)

1 rpm (referência via teclado) 1 rpm (referência via teclado)

Faixa de Regulação de Velocidade

1 : 20 (de 3Hz a 60Hz)

1 : 100 (de 0,6 a 60Hz), (de 1 a 100 Hz)

Até zero Hz (zero rpm)

Precisão na Regulação (controle) de Torque

+/- 10 % do torque nominal

Faixa de Regulação de Torque

0 ... 150 % do torque nominal

O controle vetorial pode ser configurado, por meio de um parâmetro do conversor de

freqüência, para ser do tipo como “sensorless” (o que significa motores padrão sem necessidade de encoder) ou como controle vetorial com encoder. O parâmetro envolvido aqui é o que define o Modo de Controle: Vetorial com encoder.

Exemplo de configuração de parâmetro:

Para ligar um encoder a um conversor de freqüência normalmente exige que o conversor

seja dotado de módulo de controle com CPU de no mínimo 32 bits. Como os conversores de freqüência padrão normalmente não dispõem de entrada para ligação do encoder, é comumente exigível ainda que um módulo de expansão opcional de E/S seja agregado ao conversor.

É necessário fazer-se o casamento do sentido

de giro do motor com o sentido de giro do encoder. Na ligação do encoder é preciso se tomar cuidado de não inverter fiações, caso contrário o conversor de freqüência indicará falha do encoder.

É necessário se informar ao conversor sobre

a resolução do encoder. O parâmetro envolvido aqui é o “Dados do encoder” (número de pulsos por volta): 250 – 9999

[email protected]





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