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Un étage plus haut : encodeurs rotatifs numériques pour moteurs d'ascenseur

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Figure 1

Cet article examine divers éléments de la technologie d'entraînement d'ascenseur.

Les exigences techniques imposées à la technologie des ascenseurs n'ont cessé de croître ces dernières années. Par exemple, la technologie d'entraînement électrique conventionnelle avec moteurs à engrenages est de plus en plus remplacée par des systèmes d'entraînement à couple, généralement sur la base de moteurs synchrones à aimants permanents. Pour les nouveaux projets de construction et de modernisation, les acheteurs ont privilégié les conceptions de moteurs d'ascenseurs sans engrenage.

Des conceptions compactes et sans entretien, une densité de puissance élevée et une efficacité énergétique élevée jouent un rôle important pour les acheteurs lors du choix entre les systèmes d'ascenseur. Le désir d'offrir aux passagers un confort et une qualité améliorée s'accompagne d'une demande d'approches innovantes dans un ensemble de conduite efficace composé d'un moteur et d'un dispositif de commande. Un composant de base du package est un système de rétroaction pour fournir des valeurs de position avec lesquelles la vitesse réelle de l'arbre du moteur peut être déterminée dans l'unité de commande et la commutation de la bobine du moteur peut suivre la phase correcte. Les contrôleurs rotatifs Heidenhain y contribuent, en étant utilisés dans le contrôle électronique des entraînements en tant que codeurs rotatifs à commutation ou codeurs rotatifs absolus. Dans cette application, les codeurs rotatifs absolus offrent des avantages distincts, en particulier pour l'utilisation de codeurs rotatifs à haute résolution et protocole de transmission série (sans signaux incrémentaux supplémentaires), tels que l'ECN 1325 de Heidenhain (Figure 1).

L'ECN 1325, avec 25 bits par tour et des valeurs de haute précision, fournit la résolution requise pour un contrôle d'entraînement réactif. Ces 33,554,432 2,048 2 positions distinctes par tour sont générées par balayage, une graduation avec 14 8 lignes (figure XNUMX) et une interpolation subséquente de XNUMX bits des signaux de balayage dans un circuit intégré spécifique à l'application développé pour la tâche. Cela fournit au contrôleur d'entraînement suffisamment de données de position et, à une fréquence de XNUMX MHz, suffisamment pour permettre un contrôle dynamique du moteur et offrir aux passagers une conduite de qualité.

Les affectations de valeurs de position souhaitées (par exemple, mise à zéro) sur l'interface série bidirectionnelle EnDat 2.2 permettent à l'unité de commande de fournir simplement et efficacement une commutation à la phase correcte au champ magnétique du moteur pour un couple optimal. Grâce à la haute résolution du codeur rotatif, il est possible d'adapter cette affectation de phase à presque n'importe quel nombre de paires de pôles du moteur. Cela permet de combiner de nombreuses conceptions de moteurs différentes avec une seule version de codeur rotatif.

L'interface bidirectionnelle offre d'autres avantages en tant que lien de communication entre le moteur et l'unité de commande. En plus de permettre la transmission de la valeur de position, il permet également la transmission de paramètres spécifiques au codeur et spécifiques au moteur qui peuvent être chargés à partir de la zone de mémoire morte programmable effaçable électriquement de l'électronique du codeur rotatif dans l'unité de commande pendant la phase de démarrage du système, ainsi que pour la configuration du système. L'utilisation de cette capacité pour le préchargement en usine des données pertinentes réduit l'entretien initial et empêche les erreurs de saisie lors de la saisie manuelle des paramètres dans le système d'entraînement.

L'interface prend en charge les fonctions de surveillance pour atteindre un taux de disponibilité élevé des ascenseurs. L'électronique du codeur rotatif permet également des routines d'évaluation pour les capteurs de température. Outre le capteur de température qu'il contient, le codeur dispose également d'une technologie de connexion permettant d'évaluer la carte de circuit imprimé du codeur d'un capteur de température sur la bobine du moteur et de transmettre les données d'évaluation via le protocole de transmission EnDat 2.2 à l'électronique de niveau supérieur. De plus, les valeurs de diagnostic générées dans l'électronique du codeur sous forme de numéros d'évaluation peuvent être transférées via l'interface pour l'évaluation de la réserve fonctionnelle du codeur. Si les moitiés de valeur deviennent critiques, des mesures préventives peuvent être prises pour éviter les temps d'arrêt de maintenance imprévus.

Avec des routines pour assurer une fiabilité élevée de transmission de données basée sur un contrôle de redondance cyclique et une variété de sources d'avertissement et d'alarme, l'ECN 1325 offre un niveau élevé d'autosurveillance et de diagnostic. Des vitesses d'arbre allant jusqu'à 15,000 115 tr/min et une température de fonctionnement maximale de XNUMX °C soulignent son aptitude aux tâches de commande d'entraînement électrique exigeantes.

La nouvelle conception du codeur rotatif avec transmission de données en série a fait ses preuves contre le bruit électromagnétique, la résistance au bruit des informations binaires transmises en mode push-pull (RS 485) étant classée comme solide. Étant donné que les signaux de balayage sont interpolés dans le codeur rotatif, un seul câble blindé avec seulement six à huit fils est suffisant. La plage d'alimentation de l'ECN 1325 de 3.6 à 4 V élimine le besoin de lignes de télédétection, qui suivent l'atténuation de tension sur de longues longueurs de câble.

Contrairement aux améliorations technologiques des fonctionnalités et des caractéristiques électriques de l'ECN 1325, telles que la génération, le traitement et la transmission de signaux sur des codeurs rotatifs avec signaux logiques sinus/cosinus ou transistor-transistor sur les codeurs de commutation, des dimensions mécaniques identiques assurent la compatibilité de montage avec d'autres variantes de codeurs rotatifs. Conçu avec une connexion à arbre conique éprouvée et un accouplement à bague expansible, l'ECN 1325 est mécaniquement compatible pour le montage avec les modèles plus connus ERN 1387, ERN 1326 et ECN 1313. Cela permet aux fabricants de moteurs et d'ascenseurs de conserver des conceptions de moteurs uniformes, quel que soit le exigences d'interface spécifiques de l'unité de contrôle. Cela garantit la flexibilité de l'application du moteur. Les versions modulaires mentionnées précédemment (ExN 13xx) sont également disponibles en versions montables (ExN 4xx) avec un niveau de protection IP64 (EN 60529) et un câble attaché pour offrir une protection accrue contre la poussière et l'eau.

L'ECN 1325 peut optimiser les boucles de contrôle et, avec des capacités de diagnostic dérivées de la surveillance, peut réguler les intervalles d'entretien préventif et de maintenance. La compatibilité mécanique avec d'autres variantes d'interfaces électriques de Heidenhain permet aux fabricants de moteurs d'ascenseur de passer facilement à une nouvelle génération d'encodeurs rotatifs.

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