Цифровые энкодеры для лифтовых двигателей

Безредукторные системы: новый стандарт лифтостроения

В настоящий момент в лифтовой отрасли преобладающее значение имеют безредукторные системы. Для новых проектов, а также для модернизации предпочтение отдается системам с прямым приводом. Тенденция очевидна: рынок делает выбор в пользу современных решений.

Такие аргументы как компактная конструкция, значительная мощность, простота эксплуатации и высокая энергоэффективность являются основополагающими для покупателей, выбирающими между различными типами лифтовых систем. Кроме того, в некоторых сегментах рынка решение принимается на основании таких факторов, как комфорт и плавность движения.

Для полноценного удовлетворения всех указанных требований к лифтам необходима высокопроизводительная система, состоящая из устройства управления и двигателя. Одно без другого не работает — это факт.

Рис. 1. Современная безредукторная система с прямым приводом

Роль энкодера в системе управления лифтом

Составной частью данной системы является соответствующий энкодер (устройство обеспечения обратной связи), предоставляющий данные о положении. С использованием этих данных устройство управления может оценить фактическую скорость вращения вала двигателя, а в двигателях с постоянными магнитами — выполнять коммутацию обмотки в нужной фазе.

Энкодеры с коммутацией и абсолютные энкодеры от компании HEIDENHAIN играют в данном вопросе ключевую роль. Без точной обратной связи вся система теряет эффективность.

Рис. 2. Энкодер как элемент системы обратной связи

ECN 425: 25 бит точности на каждый оборот

В частности, это касается выбора абсолютного энкодера модели ECN 425. Энкодер ECN 425 обладает внушительным разрешением в 25 бит на оборот, а также впечатляющей точностью, что позволяет достигать разрешения, требуемого для высококлассного привода с обратной связью.

Как достигается разрешение 33 миллиона положений

Указанные 33 554 432 уникальных положения на один оборот достигаются в результате оптимального сканирования шкалы с 2 048 штрихами, далее следует 14-битная интерполяция сигналов специальной электроникой. Всё это позволяет контроллеру получать полную информацию о положении с тактовой частотой 8 МГц, достаточной для обеспечения динамического управления двигателем.

При этом пассажиры практически не замечают движения кабины, что в свою очередь позволяет производителям лифтового оборудования расширить возможности ускорения и замедления, например, быстрые старты. Комфорт на первом месте!

Рис. 3. Характеристики точности энкодера ECN 425

Интерфейс EnDat 2.2: двусторонняя связь с контроллером

Энкодер ECN 425 от компании HEIDENHAIN обладает и другими впечатляющими функциями. Задание необходимого положения (например, обнуление) с использованием двунаправленного последовательного интерфейса EnDat 2.2 позволяет системе управления просто и эффективно обеспечивать коммутацию при необходимой фазе относительно магнитного поля двигателя для обеспечения оптимального крутящего момента.

Благодаря высокому разрешению энкодера возможно его использование практически с любым числом пар полюсов двигателя. Это означает, что для применения в различных конструкциях двигателя требуется всего один энкодер. Универсальность — серьезное преимущество!

Автоматическая передача параметров и коммутация

Двунаправленный интерфейс также обеспечивает коммутационную связь между двигателем и системой управления.

Во-первых, становится возможной передача параметров энкодера и предварительно заданных характеристик двигателя. Во время загрузки системы управления эти данные могут быть переданы в нее из ЭСППЗУ энкодера. Это позволяет сократить время пусконаладочных работ и избежать ошибок ручного ввода при параметризации системы.

Во-вторых, интерфейс поддерживает функции мониторинга, позволяющие обеспечить высокую степень готовности лифта. Новейшая электроника, применяемая в энкодере, делает возможным обмен данными с температурным сенсором. Для дальнейшей обработки данные о температуре могут быть переданы с использованием интерфейса EnDat 2.2 в последующую электронику.

Система мониторинга: предотвращение простоев

Кроме того, значения параметров диагностики, полученные в электронике энкодера, могут быть использованы для оценки состояния и резерва работоспособности энкодера. В случае получения критических значений выполняются предупредительные меры, позволяющие избежать незапланированных простоев лифта.

Задумайтесь: вместо того чтобы ждать поломки, система заранее предупреждает о возможных проблемах. Это превентивное обслуживание в действии!

Совместно со стандартными действиями по обеспечению высокой надежности передачи данных, основанной на циклическом контроле с избыточностью (CRC) и заданных источниках сигналов предупреждений и тревог, энкодер модели ECN 425 обеспечивает высокий уровень самоконтроля и диагностики.

Технические характеристики для сложных условий

Высокие скорости вращения вала (до 15 000 об/мин) и максимальная рабочая температура в +100°C указывают на возможность применения данной модели энкодера в сложных задачах из области электроприводной техники.

Это серьезные показатели! Не каждый энкодер выдержит такие условия работы.

Цифровая передача данных: защита от помех

Новая система полностью цифровой последовательной передачи данных для энкодеров зарекомендовала себя как чрезвычайно устойчивая к электромагнитным помехам, так как надежность бита передаваемой информации в двухтактном режиме (RS 485) очень высока.

Так как интерполяция сигналов происходит непосредственно в энкодере, то для его использования требуется кабель с одним экраном и с 6–8 жилами. Напряжение питания энкодера модели ECN 425 лежит в диапазоне от +3,6 до +14 В, что исключает необходимость использования оборудования для контроля падения напряжения на больших длинах кабеля.

Получается, что система не только точная, но и простая в установке. Меньше кабелей, меньше оборудования — меньше проблем.

Варианты монтажа и степень защиты

Механическое крепление энкодера может быть адаптировано для конкретного лифтового двигателя. Существует два базовых исполнения с коническим валом.

Возможен вариант жесткого крепления — оптимизированный для динамической обратной связи — с использованием статорной муфты в виде разжимного кольца, или статорной муфты для плоских поверхностей, не предъявляющих жестких требований к допускам на установку и радиальному биению вала.

Энкодер поставляется в сборе с соединительным кабелем и обладает степенью защиты IP 64 по EN 60529. Это значит, что пыль ему не страшна, и брызги воды с любого направления он выдержит.

Заключение

Энкодеры с внутренней интерполяцией и двунаправленным последовательным интерфейсом обладают широким функционалом, который полностью удовлетворяет требованиям систем управления лифтами. Возможность передачи абсолютного цифрового положения с высоким разрешением в кратчайшие промежутки времени, а также универсальная технология подключения и установки обеспечивают оптимизацию системы привода.

Система мониторинга с использованием внутренней диагностики позволяет воспользоваться преимуществами предупредительного обслуживания. Различные механические исполнения также обеспечивают широкие установочные допуски и позволяют подбирать энкодер под конкретную задачу.

Скажу прямо: ECN 425 — это не просто энкодер, это комплексное решение для современных лифтовых систем. Точность, надежность, диагностика — всё в одном устройстве.

Ознакомиться с полным ассортиментом продукции компании HEIDENHAIN и проконсультироваться по вопросам ее применения и использования Вы сможете на выставке «Металлообработка-2014» (16–20 июня 2014, г. Москва, ЦВК «Экспоцентр») — наш стенд 21E65 в павильоне 2.1.

ООО «ХАЙДЕНХАЙН

+7 (495) 931 9646

www.heidenhain.ru

info@heidenhain.ru