En el ámbito de la automatización industrial moderna, los servoaccionamientos eléctricos desempeñan un papel fundamental a la hora de garantizar un control preciso y un funcionamiento eficiente de diversas maquinarias. En el corazón de estos sofisticados sistemas se encuentran los dispositivos de retroalimentación, que son esenciales para proporcionar información en tiempo real sobre la posición, la velocidad y el par del motor. Como proveedor establecido de servoaccionamientos eléctricos, conozco bien los diferentes tipos de dispositivos de retroalimentación utilizados en estos sistemas y estoy entusiasmado de compartir este conocimiento con usted.
Codificadores
Los codificadores se encuentran entre los dispositivos de retroalimentación más utilizados en los servoaccionamientos eléctricos. Son capaces de medir la posición mecánica, la velocidad y la dirección de un eje giratorio. Hay dos tipos principales de codificadores: codificadores incrementales y codificadores absolutos.
Codificadores incrementales
Los codificadores incrementales generan una serie de pulsos a medida que gira el eje. El número de pulsos es proporcional al desplazamiento angular del eje. Estos pulsos se pueden contar para determinar la velocidad del eje y, al monitorear la dirección de la secuencia de pulsos, también se puede identificar la dirección de rotación. Los codificadores incrementales son relativamente simples y rentables, lo que los convierte en una opción popular para muchas aplicaciones. Por ejemplo, en un sistema de cinta transportadora, se puede usar un codificador incremental para monitorear la velocidad de la cinta, asegurando que funcione a un ritmo constante. Puede obtener más información sobre los sistemas de servoaccionamiento comoControlador de servomotor de CAque a menudo utilizan codificadores incrementales para el control de velocidad.
Sin embargo, los codificadores incrementales tienen una limitación. No proporcionan información de posición absoluta. Cuando se apaga y se vuelve a encender la alimentación, el codificador pierde su referencia de posición y se requiere una rutina de referencia para determinar la posición inicial.
Codificadores absolutos
Por el contrario, los codificadores absolutos proporcionan un código digital único para cada posición del eje. Esto significa que pueden informar inmediatamente de la posición absoluta del eje, incluso después de una pérdida de potencia. Los codificadores absolutos son más complejos y costosos que los codificadores incrementales, pero ofrecen mayor precisión y confiabilidad, especialmente en aplicaciones donde el posicionamiento preciso es crucial. Por ejemplo, en unServoaccionamiento de máquina CNC, un codificador absoluto puede garantizar que la herramienta de corte se coloque con extrema precisión, lo que da como resultado operaciones de mecanizado de alta calidad.
Resolutores
Los resolutores son otro tipo de dispositivo de retroalimentación utilizado en servoaccionamientos eléctricos. Son dispositivos electromagnéticos que utilizan dos o más devanados para generar señales eléctricas proporcionales a la posición angular del eje. Los solucionadores existen desde hace mucho tiempo y son conocidos por su robustez y confiabilidad.
Una de las principales ventajas de los resolutores es su capacidad para operar en entornos hostiles. Son resistentes al polvo, la humedad y las vibraciones, lo que los hace adecuados para aplicaciones en industrias como la minería, la construcción y la aeroespacial. Por ejemplo, en el sistema de servoaccionamiento de un equipo de minería, un resolutor puede monitorear de manera continua y precisa la posición de la broca, incluso en presencia de polvo y fuertes vibraciones.
Sin embargo, los resolutores también tienen algunos inconvenientes. Generalmente tienen menor precisión en comparación con los codificadores y el procesamiento de señales necesario para extraer la información de posición es más complejo.
Tacómetros
Los tacómetros se utilizan para medir la velocidad de rotación de un eje. En los servoaccionamientos eléctricos, proporcionan retroalimentación al controlador sobre la velocidad del motor, lo que le permite ajustar la salida del variador para mantener la velocidad deseada.
Existen diferentes tipos de tacómetros, incluidos los tacómetros de CC y los tacómetros de CA. Los tacómetros de CC generan un voltaje de CC proporcional a la velocidad del eje. Son relativamente simples y tienen una salida lineal, lo que los hace fáciles de usar en sistemas de control. Los tacómetros de CA, por otro lado, generan un voltaje de CA cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del eje. Suelen ser más precisos que los tacómetros de CC, especialmente a altas velocidades.
En un sistema de servoaccionamiento para un husillo de alta velocidad en un proceso de fabricación, se puede utilizar un tacómetro para garantizar que el husillo gire a la velocidad correcta, lo cual es fundamental para la calidad del producto terminado. Puede encontrar más información sobre los sistemas de servoaccionamiento que utilizan tacómetros para regular la velocidad en nuestraServoaccionamiento trifásicosección.
Sensores de efecto Hall
Los sensores de efecto Hall se basan en el efecto Hall, que establece que cuando se aplica un campo magnético perpendicular al flujo de corriente en un conductor, se genera un voltaje perpendicular tanto a la corriente como al campo magnético. En los servoaccionamientos eléctricos, se utilizan sensores de efecto Hall para detectar la posición del rotor en un motor de CC sin escobillas.
Estos sensores son pequeños, económicos y tienen un tiempo de respuesta rápido. Pueden proporcionar información de posición básica al controlador del servoaccionamiento, permitiéndole conmutar los devanados del motor en el momento correcto. Los sensores de efecto Hall se utilizan comúnmente en aplicaciones de bajo costo y baja precisión, como pequeños ventiladores y bombas.
Medidores de tensión
En algunos servoaccionamientos eléctricos de alto rendimiento, se utilizan galgas extensométricas para medir el par aplicado al eje. Las galgas extensométricas funcionan cambiando su resistencia eléctrica cuando se deforman. Al colocar galgas extensométricas en el eje, se puede medir la deformación causada por el par y calcular el valor del par.
La retroalimentación del par es importante en aplicaciones donde se requiere un control preciso de la fuerza ejercida por el motor. Por ejemplo, en el sistema de servoaccionamiento de un brazo robótico, se pueden utilizar galgas extensométricas para garantizar que el brazo aplique la cantidad correcta de fuerza al agarrar un objeto, evitando daños al objeto.
Elegir el dispositivo de retroalimentación adecuado
Al seleccionar un dispositivo de retroalimentación para un servoaccionamiento eléctrico, se deben considerar varios factores. Estos incluyen la precisión requerida, el entorno operativo, el costo y los requisitos de aplicación específicos.
Para aplicaciones que requieren un posicionamiento de alta precisión, como la fabricación de semiconductores y el mecanizado de precisión, los codificadores absolutos o los resolutores de alta precisión pueden ser la mejor opción. En entornos hostiles, los resolutores son más adecuados debido a su robustez. Para aplicaciones donde el control de la velocidad es la principal preocupación, los tacómetros pueden proporcionar información eficaz. Y para aplicaciones sensibles a los costos y de baja precisión, los sensores de efecto Hall o los codificadores incrementales pueden ser suficientes.
Como proveedor líder de servoaccionamientos eléctricos, tenemos un conocimiento profundo de estos dispositivos de retroalimentación y podemos ayudarlo a elegir el más adecuado para sus necesidades específicas. Nuestro equipo de expertos conoce bien los detalles técnicos de diferentes dispositivos de retroalimentación y puede brindarle asesoramiento profesional sobre la configuración óptima de su sistema de servoaccionamiento.
Conclusión
Los dispositivos de retroalimentación son una parte integral de los servoaccionamientos eléctricos y permiten un control preciso de la posición, la velocidad y el par del motor. La elección del dispositivo de retroalimentación depende de una variedad de factores, y comprender las características de los diferentes dispositivos es crucial para garantizar el rendimiento óptimo del sistema de servoaccionamiento.
Si está en el mercado de servoaccionamientos eléctricos y necesita ayuda para elegir el dispositivo de retroalimentación adecuado o tiene alguna otra pregunta relacionada con nuestros productos, le recomendamos que se comunique con nosotros. Nuestro dedicado equipo de ventas está listo para participar en discusiones en profundidad sobre sus requisitos y brindar soluciones personalizadas. Esperamos iniciar una conversación productiva con usted y ayudarlo a encontrar la solución de servoaccionamiento ideal para su negocio.
Referencias
- Elbuluk, ME, et al. "Servomotores y teoría del control industrial". Prensa CRC, 2019.
- Dorf, RC y Bishop, RH "Sistemas de control modernos". Pearson, 2017.