Trandutores: encoders, resolver e tacogerador

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  • Publicado : 16 de junho de 2011
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Resumo—Este trabalho tem como objetivo demonstrar a utilização do Tacogerador, do Encoder e do Resolver. Será abordada desde a forma do funcionamento até a aplicação destes transdutores em servocontrole de motores. Neste sentido deve-se explicar suas particularidades, vantagens e desvantagens.

Palavras Chave — Conversão, Motor, Energia, Medição.

INTRODUÇÃO

Transdutores numa definiçãomais geral são dispositivos que recebem um sinal e retransmitem independente de conversão de energia. Porém, em uma definição mais restrita (e bastante utilizada) é de que transdutor é um dispositivo que transforma um tipo de energia em outro, utilizando para isso um elemento sensor.
O Tacogerador é um transdutor que gera uma tensão de saída proporcional a velocidade aplicada em seu eixo, ou seja,transforma velocidade angular em tensão. O Encoder por sua vez, gera um pulso de tensão para um determinado incremento em seu eixo.
Neste trabalho serão apresentados o funcionamento destes dois transdutores, bem como sua utilização em Eletrônica de Potência, atuando na medição e controle de motores elétricos.

Transdutores

Os Transdutores tem um papel muito importante no controle, medição eobtenção de dados em processos tecnológicos em geral. O transdutor transforma um tipo de energia em outro, de forma que se possa estabelecer uma relação entre a entrada e saída de dados a fim de se obter informações sobre o processo em qual ele está sendo utilizado. Por exemplo, o sensor pode traduzir informação não elétrica (velocidade, posição, temperatura) em informação elétrica (corrente,tensão, resistência). Os transdutores podem ser ativos, ou passivos dependendo de sua saída.

1 Transdutores Passivos

São aqueles cuja energia de saída é proveniente unicamente (ou quase unicamente) da energia de entrada. Não geram energia elétrica, necessitam de fonte auxiliar para extrai o sinal. Baseiam-se sempre na variação de uma grandeza elétrica. Podem ser classificados em resistivos,capacitivos e indutivos. O termistor é um exemplo de transdutor passivo.

2 Tansdutores Ativos

Transutores ativos não necessitam de fontes de energia exteriores. Quando são atuados por uma certa forma de energia, geram uma tensão ou uma corrente. Os termopares são um exemplo de transdutor ativo.

Encoder

O encoder gera um pulso para um determinado incremento de rotação do eixo (encoderrotativo), ou um pulso para uma determinada distância linear percorrida (encoder linear). Embora seja mais utilizado no controle de posição, o encoder também é utilizado para medir velocidade, uma vez que medindo a distância total percorrida (através da contagem dos pulsos de saída do encoder) e o tempo necessário para esta distância percorrida, consegue-se calcular a velocidade. Há vários tipos em uso:magnetico, de contato, resistivo e óptico.

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Fig. 1 Encoder

O sistema mais preciso dentre os citados é o encoder óptico. Os encoders ópticos operam por meio de um disco com ranhuras ou aberturas transparentes, que se move entre uma fonte de luz (visível ou infravermelha) e um detector. Este disco é acoplado mecânicamente a um eixo. À medida que o eixo começa a girar, o disco passaentre a fonte e o detector, fazendo com que o feixe de luz seja interrompido quando encontra uma parte fechada e seja novamente liberado quando passar por uma abertura transparente, gerando assim uma onda pulsante.
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Fig. 2 Disco Encoder Óptico

A fonte de luz pode ser um diodo emissor de luz (LED), um diodo infravermelho ou uma pequena lampada incandescente. Já o detector normalmente é umfototransistor ou mais comunmente um diodo foto voltaico. Esse sistema simples composto por apenas um LED provê um único sinal de saída, o que é indesejável, uma vez que o sinal de saída, tem um offset DC que é dependente da temperatura fazendo com que o sinal fique difícil de ser usado.Na prática, dois fotodiodos são usados, organizados para produzir sinais com 180° de diferença de fase para cada...
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