Енкодери за асансьорна техника

Основна задача при експлоатацията на асансьорна техника е гарантирането на надеждно и безопасно функциониране на системата. За това се грижат специални енкодери, които осигуряват прецизно управление на вертикалното издигане и измерване на скоростта, с която асансьорът се движи. Те намират приложение както при пътническите, така и при товарните асансьорни системи с електрическо задвижване.

Основните функции на тези сензорни устройства с цел обезпечаване на сигурната и ефективна работа на системата са: комутация на двигателя на асансьора; управление на скоростта; управление на отварянето и затварянето на вратата; вертикално позициониране и управление на ограничителните механизми, предпазващи от прекалено ускоряване.

Стандартите за безопасност в областта са изключително стриктни, особено при пътническите системи. При тях допълнителни изисквания са плавното ускоряване и спиране, бързото придвижване между отделните етажи и безупречната, прецизна работа на спирачния механизъм. В такива системи специално проектирани ротационни енкодери изпълняват широк набор от функции, включително определяне на позицията на асансьорната кабина, получаване на обратна връзка от задвижващия механизъм и проверки на скоростта, както и мониторинг на скоростните ограничители.

Особености

Енкодерите за асансьорна техника осигуряват надеждно и точно изчисляване на позицията и скоростта на движение на асансьора, като същевременно изпращат данни от тези измервания към компютърна система, която управлява и регулира скоростта на двигателя. Енкодерите са критичен компонент от всяка система за управление на асансьорна техника, позволяващ на кабината да спира точно на нивото на етажа, вратите да се отварят и затварят безпроблемно и напълно, а тръгването, движението и спирането да са достатъчно плавни и комфортни за пътниците.

Изискванията в асансьорната индустрия са строги, като е необходимо едновременното гарантиране на оптимално удобство при пътуване, минимални разходи и безпроблемна, безопасна експлоатация. Максималният комфорт за пътуващите се гарантира чрез прецизно управление на системата, което, от своя страна, се обезпечава от високоточните сигнали за работата на двигателя, изпращани от енкодера. Дори и най-малкото несъответствие с фабричните толеранси обаче значително може да влоши качеството на сигнала.

Обикновено за точно изчисляване на скоростта на асансьорните двигатели се използват инкрементални енкодери със SinCos и правоъгълни импулси. В зависимост от типа и механизма на двигателя системата за управление се нуждае и от информация за абсолютната позиция на ротора. Енкодерите с висока резолюция излъчват сигнали с постоянно високо качество, които гарантират постоянно удобство при експлоатация с плавно ускоряване и забавяне на кабината. Ниската честота на въртене на двигателя в комбинация със синхронизиращите задвижвания налага високи изисквания към сензорните технологии, интегрирани в системата за управление.

Всяка грешка в радиалното и аксиално изместване на кабината по инерция, всяка сензорна интерполация, неправилно поляризиране на магнитния ротор или недостатъчно изравняване на сигнала по време във фазата на производство биха компрометирали възможностите за регулиране на скоростта и следователно - удобството при пътуване. В най-лошия случай възникналият резонанс може да предизвика вибрации или нежелан шум в кабината на асансьора.

Съвременни технологии

Високите стандарти за качество и безопасност в асансьорната индустрия водят до прилагането на най-ефективните практики и технологии при проектирането и производството и изискват гаранция за висока надеждност и сигурност при непрекъсната работа, дори при температурни колебания или при необходимост от компенсиране на високи материални толеранси. В сравнение с други решения магнитните сензорни технологии дават отлични показатели при работа благодарение на възможностите за образуване на голяма въздушна междина между сензорната глава и магнитния ротор. Асансьорната система е необходимо да бъде управлявана посредством сигнали с постоянно високо качество по време на целия сервизен цикъл, включително при екстремни експлоатационни условия. Иновативни решения като интегрирана обработка на сигнала и непрекъснат контрол на отместването, фазата и амплитудата осигуряват постоянно удобство при пътуване в рамките на полезния живот на енкодера.

Комутация на двигателя

Безредукторните тягови електродвигатели за асансьорни системи използват моторни енкодери за мониторинг на скоростта и позицията, както и за комутиране на двигателя. Макар обикновено за комутация да се избират абсолютни енкодери, на пазара се предлагат специално разработени за асансьорни приложения инкрементални варианти. Когато те осъществяват комутиращата функция, е необходимо да разполагат с отделни U,V и W канали на кодовия диск, които да позволят на задвижването да управлява съответните канали на безчетковия двигател.

Управление на скоростта

Обратната връзка за скоростта се използва за затваряне на цикъла на движение на асансьорната кабина. Използваният за целта енкодер обикновено е с кух корпус, монтиран на глухия край на моторния вал (незадвижващия край). Тъй като в такива приложения се изисква изчисляване на скорост, а не на позиция, инкременталните енкодери са се доказали в практиката като по-рентабилно решение за управление на скоростта на асансьорни системи.

Основният фактор, определящ избора на енкодер, е качеството на сигнала. Експлоатационната среда на асансьора включва голямо количество мощни кабели, които генерират високи индуктивни товари. За да се минимизира шумът, е добре да се спазват някои правила при свързването на енкодера като например отделяне на сигналните проводници от захранващите кабели и използване на екранирани кабели с усукана двойка.

Правилната инсталация също е ключова. Глухият край на вала на двигателя, където е монтиран енкодерът, има съответните допустими стойности на отклонение (в идеалния случай до 0,002 mm). Превишаването може да натовари неравномерно лагера, което да доведе до износване и потенциално преждевременно повреждане. Така може също да се измени линейността, въпреки че това няма да окаже значително въздействие върху ефективността на системата, освен ако отклонението не е в по-големи мащаби.

Управление движението на вратата

Енкодерите изпращат сигнали за мониторинг и управление на действието на автоматичните врати на асансьорната кабина. Вратите се движат благодарение на механизъм, задвижван от малък AC или DC мотор, обикновено монтиран върху кабината. Енкодерът осъществява мониторинг на мотора, за да гарантира, че вратите се отварят и затварят изцяло. За такива приложения отново се използват енкодери с кухи корпуси, които са достатъчно компактни, за да се поберат в наличното пространство. Тъй като при повечето системи вратите се движат бавно по време на отваряне и затваряне, е препоръчително използването на енкодери с висока резолюция.

Позициониране на кабината

Енкодерите от типа "измервателно колело" (follower-wheel) се използват, за да се гарантира, че кабината пристига на правилното място на всеки етаж. Този тип енкодери представляват сензорни устройства за изчисляване на разстояние, които се състоят от измервателно колело и енкодер, монтиран към главината. Обикновено те се разполагат на тавана или под пода на кабината, като колелото се притиска към конструктивен елемент на повдигача. Контролерът преобразува данните за движението в информация за позиция или разстояние на отместване.

Енкодерите с измервателно колело са механични устройства, което ги прави в потенциални източници на грешка, тъй като са чувствителни към неправилно подравняване. Колелото трябва да бъде притиснато силно, за да е сигурно, че се движи, но това създава условия за претоварване. В същото време прекомерното натоварване носи риск и от преждевременно износване или повреда на лагера.

Управление на скоростните ограничители

Енкодерите играят важна роля и в друг аспект от експлоатацията на асансьорните системи – предотвратяване на прекаленото ускоряване на кабината. Тази функция изисква отделен от двигателя механизъм, познат като скоростен ограничител. Неговото функциониране се наблюдава от специален енкодер, който изпраща сигнали към контролния блок, когато кабината доближи или надвиши допустимите максимални скорости и ускорения, за да се задейства осигурителният механизъм.

Енкодерите за скоростни ограничители изчисляват скоростта, като тук позицията не е релевантен параметър. Ето защо за такива приложения обикновено се използват инкрементални енкодери със средна резолюция. Необходимо е обаче те да са в съответствие с конктретните стандарти за безопасност и комуникационни протоколи, особено ако енкодерът е част от по-голяма мрежа свързани сензорни устройства.