O codificador é um componente importante de um sistema de controle de motor que fornece a capacidade de detectar velocidade, posição e direção para o controle de um motor. A instalação precisa do codificador e a capacidade de interpretar os sinais do codificador com precisão permitirão uma operação estável, controle preciso e desempenho confiável do sistema de controle do motor. Os engenheiros muitas vezes têm problemas com relação à direção de rotação, sequência de fase e interpretação de sinal quando estão comissionando ou integrando seu sistema de controle de motor à aplicação.
Neste artigo, discutiremos os fundamentos da fiação do codificador, como alterar o sentido de rotação de um motor usando um codificador e como o sinal do codificador pode impactar a maneira como a troca de fase do motor afetará o controlador do motor.
Os princípios básicos da fiação do encoder fornecerão informações importantes sobre vários aspectos característicos do sinal a serem considerados ao instalar um encoder em um motor.
A maioria dos sistemas de motores industriais são equipados com encoders incrementais que produzem sinais de saída em quadratura em dois canais, chamados de Canal A e Canal B. Cada canal em um encoder possui uma conexão de alimentação, uma conexão de aterramento e uma conexão de sinal que é fornecida ao motor.
A instalação correta dos codificadores irá:
Fornece uma transmissão de sinal limpa e estável
Certifique-se de que o Canal A e o Canal B mantenham uma relação de fase precisa entre si.
Fornece feedback confiável do encoder quando sujeito a ruído elétrico.
A integridade do sinal é importante para motores de alta potência, pois a interferência eletromagnética criada pelo motor pode impactar negativamente o desempenho do codificador. Os codificadores devem ser devidamente blindados, aterrados e instalados o mais longe possível de outros dispositivos elétricos.
A detecção do sentido de rotação do codificador é baseada na relação de fase entre o Canal A e o Canal B, ou seja, quando o motor está girando em uma direção, o Canal A lidera o Canal B. Em contraste, quando a rotação é invertida, o Canal B liderará o Canal A.
Os controladores de motor utilizam a relação de fase dos sinais do codificador para estabelecer a direção de rotação do motor. Se o controlador do motor receber sinais dos Encoder A e B que estão conectados aos canais A e B na ordem inversa, o controlador poderá ver o movimento para frente como movimento reverso e produzir uma operação de controle errática ou imprecisa.
As duas maneiras de alterar o sentido de rotação de um motor são:
1. Troca de fases do motor:
Normalmente para motores trifásicos, o sentido de rotação é alterado trocando quaisquer conexões de alimentação de duas fases do motor. Ao alterar a fase do motor, o campo magnético do motor muda de direção e o motor gira na direção oposta à do campo magnético rotativo.
Entretanto, ao alterar o sentido de rotação do motor trocando as fases do motor, o sentido de feedback do encoder ainda deve manter o sentido esperado conforme definido pelo controlador. Se os sinais do codificador não forem alterados quando as fases do motor forem alteradas, o controlador detectará que o movimento do motor está se movendo em uma direção inversa daquela esperada pelo controlador.
2. Troca de canais do codificador:
Outro método de inverter a direção de um motor através de uma conexão de encoder é trocar os canais A e B do encoder na conexão do encoder. Alterar a conexão do fio do canal do encoder reverterá a direção da detecção sem a necessidade de alterar a configuração da fiação da fonte de alimentação do motor.
Você usará esse método mais comumente quando estiver comissionando ou quando não puder alterar fisicamente a fase do motor ou quando precisar inverter o sentido de rotação no nível de feedback.
Em muitos casos, o moderno controlador do motor e o software associado permitem inverter o sentido de rotação do motor através das configurações dos parâmetros do software. Nestes casos não é necessário alterar nem as conexões de alimentação do motor nem os canais do encoder, mas o controlador inverte internamente a interpretação da realimentação do encoder.
Embora as mudanças de direção do método de software sejam muito fáceis, é sempre importante garantir que o codificador esteja conectado corretamente para evitar conflitos de sinal, falhas não intencionais ou posição imprecisa usando operação em alta velocidade.Problemas comumente encontrados ao comissionar um codificador com um motor elétrico
Os problemas comuns encontrados com os fios do codificador e a direção do codificador incluem:
Um motor oscilará durante a inicialização
A velocidade e/ou posição do motor são informadas incorretamente
Há uma incompatibilidade na direção do codificador entre o controlador do motor e o movimento real do codificador
Recomendações de melhores práticas:
Utilize equipamento de diagnóstico para verificar a fase do sinal do codificador.
Execute rotações de baixa velocidade para testar o motor em baixas velocidades durante o comissionamento.
Confirme se o motor funcionará corretamente testando a direção do codificador antes de colocar o motor em serviço com carga total.
Compare a fiação do motor com as configurações do controlador do motor para garantir consistência.
Os pensamentos finais
A fiação do encoder, a detecção da direção do encoder e a troca do sinal do encoder de um sistema de controle de motor estão todas inter-relacionadas. Um encoder configurado corretamente com um sinal de encoder orientado corretamente fornece consistência na interpretação da saída de potência do motor e do feedback, independentemente da orientação física do encoder.
Uma boa compreensão e aplicação correta da lógica de fiação do codificador simplifica o comissionamento de um codificador e permite uma operação precisa e confiável do motor em uma ampla variedade de aplicações e ambientes associados a veículos elétricos e motores industriais.
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