Nel campo della moderna automazione industriale, i servoazionamenti elettrici svolgono un ruolo fondamentale nel garantire un controllo preciso e un funzionamento efficiente di vari macchinari. Al centro di questi sofisticati sistemi ci sono dispositivi di feedback, essenziali per fornire informazioni in tempo reale sulla posizione, velocità e coppia del motore. In qualità di fornitore affermato di servoazionamenti elettrici, sono esperto dei diversi tipi di dispositivi di feedback utilizzati in questi sistemi e sono entusiasta di condividere questa conoscenza con voi.
Codificatori
Gli encoder sono tra i dispositivi di feedback più comunemente utilizzati nei servoazionamenti elettrici. Sono in grado di misurare la posizione meccanica, la velocità e la direzione di un albero rotante. Esistono due tipi principali di encoder: encoder incrementali ed encoder assoluti.
Encoder incrementali
Gli encoder incrementali generano una serie di impulsi mentre l'albero ruota. Il numero di impulsi è proporzionale allo spostamento angolare dell'albero. Questi impulsi possono essere contati per determinare la velocità dell'albero e, monitorando la direzione della sequenza degli impulsi, è possibile identificare anche la direzione di rotazione. Gli encoder incrementali sono relativamente semplici ed economici, il che li rende una scelta popolare per molte applicazioni. Ad esempio, in un sistema di nastri trasportatori, è possibile utilizzare un encoder incrementale per monitorare la velocità del nastro, garantendo che funzioni a una velocità costante. Puoi saperne di più sui sistemi di servoazionamento comeController servomotore CAche spesso utilizzano encoder incrementali per il controllo della velocità.
Tuttavia, gli encoder incrementali presentano una limitazione. Non forniscono informazioni sulla posizione assoluta. Quando l'alimentazione viene spenta e poi riaccesa, l'encoder perde il riferimento di posizione ed è necessaria una routine di homing per determinare la posizione iniziale.
Encoder assoluti
Al contrario, gli encoder assoluti forniscono un codice digitale univoco per ciascuna posizione dell'albero. Ciò significa che possono segnalare immediatamente la posizione assoluta dell'albero, anche dopo una perdita di potenza. Gli encoder assoluti sono più complessi e costosi degli encoder incrementali, ma offrono maggiore precisione e affidabilità, soprattutto nelle applicazioni in cui il posizionamento preciso è fondamentale. Ad esempio, in aServoazionamento per macchine CNC, un encoder assoluto può garantire che l'utensile da taglio sia posizionato con estrema precisione, garantendo operazioni di lavorazione di alta qualità.
Risolutori
I risolutori sono un altro tipo di dispositivo di feedback utilizzato nei servoazionamenti elettrici. Sono dispositivi elettromagnetici che utilizzano due o più avvolgimenti per generare segnali elettrici proporzionali alla posizione angolare dell'albero. I risolutori esistono da molto tempo e sono noti per la loro robustezza e affidabilità.
Uno dei principali vantaggi dei risolutori è la loro capacità di operare in ambienti difficili. Sono resistenti alla polvere, all'umidità e alle vibrazioni, il che li rende adatti per applicazioni in settori quali quello minerario, edile e aerospaziale. Ad esempio, nel sistema di servoazionamento di un'attrezzatura mineraria, un risolutore può monitorare in modo continuo e accurato la posizione della punta del trapano, anche in presenza di polvere e forti vibrazioni.
Tuttavia, i risolutori presentano anche alcuni inconvenienti. Generalmente hanno una precisione inferiore rispetto agli encoder e l'elaborazione del segnale richiesta per estrarre le informazioni sulla posizione è più complessa.
Tachimetri
I tachimetri vengono utilizzati per misurare la velocità di rotazione di un albero. Nei servoazionamenti elettrici, forniscono un feedback al controller sulla velocità del motore, consentendogli di regolare l'uscita dell'azionamento per mantenere la velocità desiderata.
Esistono diversi tipi di tachimetri, inclusi tachimetri CC e tachimetri CA. I tachimetri CC generano una tensione CC proporzionale alla velocità dell'albero. Sono relativamente semplici e hanno un'uscita lineare, che li rende facili da usare nei sistemi di controllo. I tachimetri CA, invece, generano una tensione CA la cui frequenza è proporzionale alla velocità dell'albero. Spesso sono più precisi dei tachimetri CC, soprattutto alle alte velocità.
In un sistema di servoazionamento per un mandrino ad alta velocità in un processo di produzione, è possibile utilizzare un tachimetro per garantire che il mandrino ruoti alla velocità corretta, che è fondamentale per la qualità del prodotto finito. Puoi trovare ulteriori informazioni sui sistemi di servoazionamento che utilizzano tachimetri per la regolazione della velocità nel nostroServoazionamento trifasesezione.
Sensori ad effetto Hall
I sensori ad effetto Hall si basano sull'effetto Hall, secondo il quale quando un campo magnetico viene applicato perpendicolarmente al flusso di corrente in un conduttore, viene generata una tensione perpendicolare sia alla corrente che al campo magnetico. Nei servoazionamenti elettrici, i sensori ad effetto Hall vengono utilizzati per rilevare la posizione del rotore in un motore CC senza spazzole.
Questi sensori sono piccoli, economici e hanno tempi di risposta rapidi. Possono fornire informazioni di base sulla posizione al controller del servoazionamento, consentendogli di commutare gli avvolgimenti del motore al momento giusto. I sensori a effetto Hall sono comunemente utilizzati in applicazioni a basso costo e a bassa precisione, come piccoli ventilatori e pompe.
Estensimetri
In alcuni servoazionamenti elettrici ad alte prestazioni, gli estensimetri vengono utilizzati per misurare la coppia applicata all'albero. Gli estensimetri funzionano modificando la loro resistenza elettrica quando sono deformati. Collegando gli estensimetri all'albero, è possibile misurare la deformazione causata dalla coppia e calcolare il valore della coppia.
Il feedback di coppia è importante nelle applicazioni in cui è richiesto un controllo preciso della forza esercitata dal motore. Ad esempio, nel sistema di servoazionamento di un braccio robotico, è possibile utilizzare estensimetri per garantire che il braccio applichi la corretta quantità di forza quando si afferra un oggetto, prevenendo danni all'oggetto.
Scegliere il giusto dispositivo di feedback
Quando si seleziona un dispositivo di feedback per un servoazionamento elettrico, è necessario considerare diversi fattori. Questi includono la precisione richiesta, l'ambiente operativo, il costo e i requisiti applicativi specifici.
Per le applicazioni che richiedono un posizionamento ad alta precisione, come la produzione di semiconduttori e la lavorazione meccanica di precisione, gli encoder assoluti o i risolutori ad alta precisione possono essere la scelta migliore. In ambienti difficili, i risolutori sono più adatti grazie alla loro robustezza. Per le applicazioni in cui il controllo della velocità è la preoccupazione principale, i tachimetri possono fornire un feedback efficace. E per applicazioni sensibili ai costi e a bassa precisione, i sensori ad effetto Hall o gli encoder incrementali possono essere sufficienti.
In qualità di fornitore leader di servoazionamenti elettrici, abbiamo una conoscenza approfondita di questi dispositivi di feedback e possiamo aiutarvi a scegliere quello più appropriato per le vostre esigenze specifiche. Il nostro team di esperti conosce bene i dettagli tecnici dei diversi dispositivi di feedback e può fornirvi una consulenza professionale sulla configurazione ottimale del vostro sistema di servoazionamento.
Conclusione
I dispositivi di feedback sono parte integrante dei servoazionamenti elettrici e consentono il controllo preciso della posizione, della velocità e della coppia del motore. La scelta del dispositivo di feedback dipende da una varietà di fattori e comprendere le caratteristiche dei diversi dispositivi è fondamentale per garantire le prestazioni ottimali del sistema di servoazionamento.
Se operi nel mercato dei servoazionamenti elettrici e hai bisogno di assistenza nella scelta del giusto dispositivo di feedback o hai altre domande relative ai nostri prodotti, ti invitiamo a contattarci. Il nostro team di vendita dedicato è pronto a impegnarsi in discussioni approfondite sulle vostre esigenze e a fornire soluzioni personalizzate. Non vediamo l'ora di iniziare una conversazione produttiva con te e di aiutarti a trovare la soluzione di servoazionamento ideale per la tua azienda.
Riferimenti
- Elbuluk, ME, et al. "Servomotori e teoria del controllo industriale." CRC Press, 2019.
- Dorf, RC e Bishop, RH "Sistemi di controllo moderni". Pearson, 2017.