¿Cómo funciona un resolutor en un motor?

A El solucionador le ayuda a encontrar dónde está el eje en un motor. Comprueba cómo gira el eje observando los cambios del campo magnético. Este dispositivo le indica exactamente dónde está el eje y a qué velocidad se mueve. Los ingenieros lo utilizan porque funciona bien en sistemas difíciles.

Conclusiones clave

• Los solucionadores ayudan a encontrar la posición y la velocidad del eje de un motor. Son importantes para controlar muy bien los motores. Pueden trabajar en lugares con polvo, suciedad o calor. Esto los hace buenos para trabajos duros. Los solucionadores utilizan un acoplamiento inductivo para convertir el giro en señales eléctricas. Dan retroalimentación constante y no tienen partes móviles. Los resolutores son más precisos y duran más que otros sensores. Pero pueden ser más difíciles de configurar y cuidar. El uso de un resolutor puede hacer que los sistemas de motor funcionen mejor y duren más. Esto es útil en trabajos difíciles como el aeroespacial y el militar.

Conceptos básicos del solucionador

¿Qué es un solucionador?

Un solucionador es una especie de Transformador eléctrico rotativo . La gente lo usa para medir cuánto gira algo. Funciona enviando señales eléctricas a través de bobinas en su interior. Estas bobinas están en dos partes principales llamadas estator y rotor. El estator tiene tres devanados. Uno es un devanado excitador. Dos son devanados de dos fases colocados en ángulo recto. El rotor tiene su propia bobina y gira dentro del estator. Cuando envía una señal al devanado primario, se crea un campo magnético cambiante. Este campo pasa por el rotor. Crea señales de retroalimentación. Estas señales le ayudan a encontrar el ángulo exacto del eje.

Aquí hay una tabla que muestra las partes principales de un solucionador:

Papel en el control de motores

Los solucionadores se utilizan en sistemas de control de motores. Te ayudan a conocer la posición y velocidad de un eje de motor. Esto es importante para los servomotores que necesitan un control preciso. Muchas industrias utilizan resolutores porque funcionan bien en lugares difíciles. Puede encontrarlos en plantas siderúrgicas, fábricas de papel, producción de petróleo y gas, motores a reacción y aviones. También ayudan a controlar los sistemas en vehículos militares. Si necesita comentarios confiables en lugares difíciles, un solucionador es una buena opción.

Comparación con otros sensores

Los resolutores son diferentes de otros sensores como codificadores o sensores de efecto Hall. Los solucionadores brindan alta precisión y funcionan bien incluso con polvo, suciedad o humedad. Pueden soportar temperaturas muy altas, a veces superiores a 200°C. Los codificadores pueden ofrecer una precisión aún mayor y una resolución más alta. Pero los codificadores son más sensibles a la suciedad y necesitan lugares más limpios. Los sensores de efecto Hall cuestan menos y son más fáciles de cuidar. Pero no ofrecen la misma precisión ni duran tanto como un solucionador. Aquí te dejamos una tabla para ayudarte a comparar:

Tipo de sensor	Exactitud	Fiabilidad	Durabilidad en entornos hostiles	Tolerancia de temperatura	Costo	Mantenimiento
Resolutores	±30 segundos de arco	Alto y consistente	Excelente	Más de 200°C	Más alto	Bajo
Codificadores	muy bien	Alto pero sensible	Moderado	Limitado	Varía	Moderado
Sensores de efecto Hall	Bueno, menos preciso.	Generalmente confiable	N / A	N / A	Más bajo	Moderado

Cómo funciona un solucionador

Principio de acoplamiento inductivo

Un resolutor funciona mediante acoplamiento inductivo. Esto significa que utiliza inducción electromagnética para medir la rotación. Cuando envía una señal de CA al devanado primario, se crea un campo magnético. El rotor gira dentro del estator. Este giro cambia la cantidad de energía que llega a los devanados secundarios. La cantidad de energía depende de dónde esté el rotor. El resolutor utiliza este cambio para encontrar el ángulo del eje.

El solucionador no utiliza pinceles. Esto hace que dure más y necesite menos arreglos. Puedes usarlo en lugares calientes o polvorientos. No tiene partes electrónicas débiles.

Aquí hay una tabla que muestra cómo el acoplamiento inductivo ayuda a encontrar la posición del eje:

• El cable primario recibe la señal de CA.

• Los devanados secundarios captan la señal.

• El punto del rotor cambia la cantidad de energía que llega a los secundarios.

Modulación seno y coseno

El resolutor emite dos señales: formas de onda sinusoidal y coseno. Estas señales cambian a medida que gira el eje. El resolutor crea estas formas de onda cambiando la salida con el ángulo del rotor. Cuando verifica estas señales, puede encontrar la dirección y posición del eje. La señal seno muestra una parte del ángulo. La señal del coseno muestra otra parte. Usando ambos, puedes encontrar muy bien la posición del eje.

El resolutor utiliza matemáticas para vincular las señales al ángulo del rotor. Cuando envía una señal sinusoidal al devanado primario, los devanados secundarios generan señales que cambian 90 grados. Estas señales cambian según el seno y el coseno del ángulo del rotor. Un convertidor de resolución a digital lee estas señales. Calcula la posición y la velocidad del eje.

Componentes principales

Un solucionador tiene varias partes importantes. Cada parte hace un trabajo especial:

Los solucionadores funcionan bien para trabajos difíciles. Su diseño resistente y su ausencia de piezas móviles los hacen adecuados para lugares hostiles. Los verás trabajar en lugares con calor, polvo y humedad. El solucionador puede funcionar rápido y aun así brindar comentarios precisos. Esto lo hace ideal para trabajos aeroespaciales, militares y otros trabajos duros.

Procesamiento de señales de resolución

Excitación de CA

Comienza enviando una señal de CA al resolutor. Esta señal alimenta el resolutor. Ayuda a medir dónde está el eje. La mayoría de los sistemas utilizan excitación programable de hasta 28 Vrms. La frecuencia puede llegar hasta 10kHz. Puede ver los rangos comunes de voltaje y frecuencia en la siguiente tabla:

La señal de CA genera un campo magnético cambiante en su interior. Este campo permite al resolutor detectar cómo se mueve el eje.

Señales de salida

Cuando el eje gira, el resolutor emite dos señales de salida. Estas señales son formas de onda sinusoidales y coseno. Cada señal cambia a medida que el eje se mueve. Puede utilizar un multímetro configurado en modo de voltaje CA para comprobarlos. Coloque las sondas en los cables seno y coseno. Verá que el voltaje cambia cuando el eje gira.

• La señal sinusoidal muestra una parte del ángulo del eje.

• La señal del coseno muestra otra parte.

• Ambas señales te ayudan a encontrar la posición exacta.

Los solucionadores utilizan estas señales porque resisten el ruido. El ángulo proviene de la relación entre los voltajes seno y coseno. Este método ayuda a bloquear la interferencia externa. Es posible que reciba interferencias de rutas eléctricas o ruido de RF. El diseño del resolutor mantiene estable la salida.

Cálculo de posición

Debe procesar las señales analógicas para obtener datos de posición digitales. El procesamiento de señales utiliza varios pasos y partes:

Estas piezas se utilizan para convertir las señales analógicas de seno y coseno en datos digitales. Este proceso permite conocer muy bien la posición y la velocidad del eje.

Ventajas y desafíos

Beneficios en aplicaciones de motores

Los resolutores aportan muchas cosas buenas para el control motor. Funcionan bien en lugares con calor, polvo o vibraciones. Puede confiar en que seguirán trabajando en situaciones difíciles. A continuación se muestra una tabla que enumera los principales beneficios:

También obtienes otros beneficios. El diseño robusto bloquea el ruido EMI. Puede soportar vibraciones y golpes. Algunos modelos funcionan a temperaturas muy altas, hasta 230°C. Los tipos sin escobillas duran más y necesitan menos reparación. Dedica menos tiempo a las reparaciones, por lo que su sistema funciona mejor.

Los resolutores son muy estables y fuertes. Siguen trabajando incluso cuando las cosas cambian rápidamente. No necesita preocuparse por ruidos o averías repentinas.

Limitaciones

Los solucionadores también pueden tener algunos problemas. Las señales analógicas complican las cosas. Necesita herramientas especiales para trabajar con estas señales. Esto puede hacer que el sistema cueste más y tarde más en finalizar. Aquí hay una tabla que muestra algunos problemas comunes:

También es posible que tengas problemas con los alambres y cables. Diferentes marcas utilizan diferentes pines y conectores. Esto puede dificultar la conexión. Es necesario estar atento a los problemas en la cadena de suministro y seguir las normas de seguridad, especialmente en lugares como la UE.

• El cableado puede ser difícil de combinar.

• Los cables no estándar pueden causar problemas.

• Las diferencias de pines pueden ralentizar las cosas.

Debe planificar estos problemas antes de comenzar. Un diseño y pruebas cuidadosos le ayudarán a evitar retrasos y costes adicionales.

Puedes ver cómo un resolutor convierte el movimiento en señales. Este dispositivo te ayuda a saber dónde está el eje del motor. También te dice qué tan rápido se mueve.

• Obtienes buenos comentarios en lugares difíciles.

• Los convertidores de resolución a digital hacen que los resultados sean más exactos.

• Los resolutores se utilizan en robots, servos y grandes motores.

Si desea una respuesta sólida y exacta, utilice un resolutor para trabajos de motor difíciles.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el trabajo principal de un resolutor en un motor?

Un resolutor le indica la posición exacta y la velocidad del eje del motor. Esta información se utiliza para controlar el motor con gran precisión. Esto ayuda a que las máquinas funcionen sin problemas y de forma segura.

¿Se puede utilizar un resolutor en lugares sucios o calientes?

¡Sí! Puede utilizar un resolutor en lugares con polvo, aceite o altas temperaturas. El sólido diseño lo mantiene funcionando cuando otros sensores pueden fallar.

¿Cómo se obtienen datos digitales de un resolutor?

Utiliza un convertidor de resolución a digital (RDC). Este dispositivo toma las señales analógicas de seno y coseno y las convierte en números digitales. Luego podrá utilizar estos números en su sistema de control.

¿Los resolutores necesitan mucho mantenimiento?

No, no necesitas mucho mantenimiento. Los solucionadores no tienen cepillos ni partes frágiles. Puede confiar en que durarán mucho tiempo, incluso en trabajos difíciles.