TACOGERADOR DESCRIÇÃO
Aplicações O tacogerador WEG foi projetado para ser aplicado no servocontrole de máquinas operatrizes de controle numérico, de acionamento de máquinas têxteis, aceleradores, aceleradores, freio de elevadores, comando e regulagem para ajustes fi nos que dependem da variação da velocidade e outras aplicações que requerem velocidade contínua e extremamente controlada. O tacogerador fornece um sinal de tensão contínua correspondente ao valor real da velocidade da máquina elétrica a qual ele está acoplado.
Construção O tacogerador possui ímãs permanentes no estator, com a função de produzir um campo magnético. No rotor bobinado é gerada uma tensão contínua de amplitude proporcional à rotação e de polaridade que depende do sentido de giro. a) Tacogerador tipo 1R(C)/2RC(P) Este tacogerador possui fl ange e eixo com chaveta, sendo o seu acoplamento realizado com uso de acoplamento fl exível. Os modelos 1RC/2RC(P) têm caixa de ligação. Os sufi xos “C” e “P” representam que os Tacogeradores possuem caixa de ligação ou pés. Devido a característica dos ímãs permanentes utilizados, este tacogerador não deve ser desmontado, pois ao retirarse o rotor de dentro do estator os ímãs se desmagnetizam parcialmente e o tacogerador não mais fornecerá valor nominal de tensão. Este tacogerador é de eixo oco, sendo seu rotor instaladosobre um prolongamento cônico do eixo da máquina a qual é acoplado. A sua carcaça possui um encaixe para fi xação na tampa traseira da máqui máquina na onde onde é acopl acoplado ado.. O materi material al magné magnéti tico co dos ímãs é AlNiCo AlNiCo esta estabil biliz izado ado,, que não se desmagnetiza desmagnetiza ao se desmontar/montar o tacogerador.
MONTAGEM Transporte, recebimento e armazenagem Os tacogeradores WEG são embalados em caixas de isopor para para o transp transport orte. e. Se o tacog tacogera erador dor não for for insta instala lado do imedi imediata atamen mente, te, convém convém conser conservá vá-lo -lo na embalage embalagem, m, proporcio proporcionand nandoo ambiente ambiente seco, seco, isento isento de pó, com temperat temperatura ura uniforme uniforme.. Qualquer Qualquer anormalidade anormalidade deve ser informada imediatamente imediatamente a empresa transportadora e a WEG Máquinas. O tacogerador nada mais é do que um gerador DC de ímã permanente acoplado mecanicamente no eixo em que se deseja medir a velocidade. velocidade. Embora seja mais utilizado para medir a velocidade velocidade angular em máqui máquinas nas rotat rotativ ivas, as, pode-s pode-see uti utili lizá zá-lo -lo para para medir medir a veloc velocida idade de li linea nearr de máqui máquinas nas como como automóveis, locomotivas entre outras, sendo que para esse tipo de aplicação é necessário saber o diâmetro da roda em questão.Este gerador DC gera uma tensão de saída que é proporcional a velocidade do seu eixo, e é dada por:
Onde: E = F.e.m. gerada na armadura (Volts) p = Número de pólos Ø = Fluxo magnético por pólo (Maxwell) Z = Número de condutores na armadura m = Número de percursos na armadura entre os terminais N = Velocidade (RPM) Observa-se na expressão acima, que mantendo todas as outras variáveis (p, Ø, Z, m) fixas, se consegue estabelecer uma relação linear entre velocidade e tensão. É importante lembrar que para altas velocidades esta linearidade é distorcida devido ao efeito de saturação. A figura 1 apresenta o gráfico tensão x velocidade em um tacogerador.
Figura 1 – Gráfico Tensão X Velocidade em um tacogerador
Algumas exigências são necessárias para que um motor DC funcione como um tacogerador. São elas: Tensão de saída deve ser estabilizada na faixa operacional e a saída deve ser estável a variações de temperatura. Os tacogeradores industriais geralmente incorporam compensação de temperatura através de termistores e fazem uso de comutador e escovas de prata para melhorar confiabilidade de comutação a baixas velocidades e a baixas correntes que são típicos desta aplicação. Para combinar alto desempenho e baixo custo, alguns motores são freqüentemente desenvolvidos para incorporar um tacogerador montado no eixo do motor e dentro de uma única carcaça (figura 2).
Figura 2 – Motor e tacogerador em uma mesma carcaça
Encoder Absoluto e Incremental
Introdução: O encoder é um dispositivo usado na automação industrial que transforma o movimento rotatório em um trem de impulsos elétricos servindo para determinar o deslocamento de movimentos circulares ou lineares. Existem dois tipos de encoderds: Encoder Absoluto e Encoder Incremental. O encoder incremental gera um pulso para cada unidade de deslocamento. O encoder absoluto gera um código binário para cada unidade de deslocamento. Os dois sistemas usam a detecção fotoelétrica onde o trem de pulsos é gerado pela passagem da luz através de um disco codificado firmemente encaixado ao eixo de um motor ou em dispositivos mecânicos que transformem o deslocamento linear em deslocamento circular. Este sistema pode ser usado para detectar a posição de distâncias superior a 0,01mm. A conexão do encoder com o eixo do motor deve ser feita através de um sistema de amortecimento que consiste em uma espécie de mola que amortecem as acelerações e desacelerações do sistema evitando danificar o disco codificado do encoder, este componente é chamado de acoplamento flexível.
Diagrama De um encoder incremental.
Encoder Incremental: Encoder incremental gera um certo número de impulsos por revolução. O número de um impulso representa medida da distância básica movida (angular ou linear), um circuito eletrônico deverá contar o número de pulsos para determinar a distância total percorrida. Este tipo de encoder por gerar somente uma seqüência de pulsos ele por si só não informa a posição, este sinal precisa ser tratado por um controle eletrônico para a determinação da posição. Este controle deverá ter uma rotina inicial que desloque o sistema mecânico para uma posição de referência zero, esta rotina deverá ser acionada sempre que a máquina for ligada, pois a contagem é perdida quando a ma´quina é desligada. A posição do sistema deve ser calculada pelo sistema através da soma ou subtração dos pulsos recebidos pelo encoder para a determinação da distância percorrida, para facilitar esta função o encoder absoluto pode possuir saídas auxiliares para permitir ao sistema de controle detectar se o encoder esta girando no sentido horário ou anti-horário, além disto alguns tipos de encoders possuem uma saída auxiliar que indica a posição zero graus do encoder. Estas saídas auxiliares são chamadas de: Index 0 para indicar a posição zero, “A” para gerar o pulso em quadradura e “B” para gerar o pulso complementar de 90 graus em relação ao sinal “A”.
Ao determinar ou trocar o encoder o técnico deverá levar em conta a tensão de saída, abaixo estão relacionadas os principais níveis de tensão usados na indústria : · 5V DC TTL para conexão à circuitos do tipo TTL usando microcontroladores ou computadores. · 10-30V DC para aplicação em circuitos com controle usando CLP. Outro ponto importante é a freqüência máxima de acionamento acima da qual o sinal de saída já não apresenta um forma de onda que possa ser processada corretamente, em geral esta freqüência fica em torno de 300 KHz.
Encoder de eixo oco:
Este encoder é usado quando não há espaço suficiente para a montagem de um encoder com eixo, ou quando o encoder está sujeito a altas acelerações. O encoder de eixo oco (RO) é caracterizado por um junção que está no estator e que compensa os erros de alinhamento e deslocamento entre os eixos, isto permite que o eixo principal esteja conectado diretamente ao eixo oco do encoder. O disco codificado é firmemente fixado ao eixo oco do encoder e a detecção é igual a do encoder de eixo sólido.
Encoder Absoluto:
O encoder absoluto fornece um valor numérico específico (codificado) para cada posição angular. Este código de valores está disponível imediatamente após o aparelho ser ligado. O disco codificado é firmemente montado no eixo e dividido em segmentos separados que são alternadamente transparente ou opaco gerando um código. A fonte de luz emite um feixe de luz orientado paralelamente que ilumina todos os segmentos do disco codificado, foto sensores recebem a luz modulada e convertem esta luz em sinais que são tratados e digitalizados fornecendo uma saída na forma de onda quadrada via driver e cabo. O encoder absoluto pode ser dividido em dois tipos: · Giro simples (single-turn) onde o sinal de saída gera uma seqüência de sinais por giro. · Giro múltiplo (multi-turn) onde o sinal de saída gera múltiplas seqüências em um giro do eixo, estes múltiplos giros são gerados por um sistema mecânico.
Diagrama de um encoder incremental.
Princípio do giro-simples: Este tipo de encoder divide uma revolução mecânica de (0º a 360º) em certo número de passos mesuráveis. Os valores são repetidos após cada revolução. A resolução máxima de um encoder normal é de 4096, isto é 360 graus são divididos em 4096 sinais.
Princípio do encoder de giro múltiplo:
O encoder de giro múltiplo não detecta somente posições angulares, mas também distingue as revoluções. A posição dentro de uma revolução é determinada conforme o princípio do encoder de giro simples. A fim de distinguir entre o número de revoluções sensores magnéticos do tipo Hall são montados no sistema mecânico. A resolução máxima de um encoder múltipla pode chegar a 8192 passos de 4096 revoluções.
Código Gerado pelo encoder incremental:
O código mais utilizado é o chamado código “GRAY”, neste tipo de código entre um passo e outro somente um bit muda de estado. No código GRAY o sina de saída não corresponde a um valor numérico decimal desta forma o comando eletrônico deverá decodificar este sinal para determinar a posição exata. A código gray gerado depende do número de bits utilizados pelo sinal de saída, abaixo está representada a tabela com este código: DECIMAL
Montagem do encoder:
0 1 2 O encoder pode 3 ser montado 4 em um suporte 5 angular com 6 furos, estando 7 montados em 8 frente ao 9 encoder. O 10 encoder 11 também pode 12 ser fixado 13 através de 14 presilhas de 15 fixação.
BINÁRIO 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
CÓDIGO GRAY EXCESO DE 3
0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010
CÓDIGO GRAY 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
