إقلاع خالي من الهزات مع برنامج محرك نبضي مسبق لعزم الدوران

طريقة ونظام جديدان لتقليل حواس التراجع يحتاجان إلى عزم مسبق قبل تحرير الفرامل الميكانيكية ، مما ينتج عنه بداية سلسة.

بقلم بيتر ستيبان وجاري أندرسون وجون باكمان

قبلت Magnetek التحدي المتمثل في إنشاء أسلس ركوب مصعد ممكن ، على الرغم من حقيقة أن كل شوط في سيارة المصعد له حمولة فريدة. في طريقة التحكم الجديدة لدينا ، يحدد محرك المصعد ذو المغناطيس الدائم AC (PMAC) عزم الدوران قبل التشغيل (عزم الدوران المسبق) اللازم لمحرك المصعد قبل فتح الفرامل.

في تشرين الثاني (نوفمبر) 2016 ، زارت Magnetek مركزًا طبيًا في المملكة المتحدة حيث حدد استشاري تسارعًا وتباطؤًا شديدًا لسرعة السفر من الأرض إلى الأرض. بينما استوفى محرك Magnetek هذه الأوقات المطلوبة ، كانت جودة الركوب أقل من مثالية ، لذلك تم إبطاء وقت السفر بمقدار 2 ثانية. باستخدام تقنية Magnetek القياسية المضادة للانعكاس (ARB) ، في وقت السفر المنخفض (ولكن ما زال عدوانيًا) ، لم يكن هناك تراجع (عندما يتراجع المصعد في بداية التشغيل) ؛ ومع ذلك ، كان هناك عثرة طفيفة في عزم الدوران (ارتعاش ملحوظ إما عند البدء أو التوقف). كان نتوء عزم الدوران هذا أكثر وضوحًا في الجزء العلوي من العمود (عند تحرير الفرامل). شعرنا أننا بحاجة إلى فهم هذه الحالة وتطوير وسيلة للقضاء على عثرة عزم الدوران غير المرغوب فيها في أوقات السفر الأسرع ، مع التخلص من التراجع. علاوة على ذلك ، أردنا التأكد من أن أي حل قمنا بتطويره لا يتطلب جهازًا خارجيًا لعزم الدوران المسبق ، مثل نظام وزن الحمولة.

نبذة عامة

في آلة الجر بدون تروس ، يتم تثبيت خمسة إلى ثمانية أطوال من الحبال السلكية في الجزء العلوي من كابينة المصعد وملفوفة على حزم محرك في أخاديد خاصة. يتم تثبيت ناقل الحركة مباشرة على عمود آلة المصعد بدون تروس (المحرك). يتم توصيل الأطراف الأخرى من الكابلات بثقل موازن يتحرك في الرافعة على قضبان التوجيه الخاصة به. يضغط الوزن المجمع لعربة المصعد وثقل الموازنة على الكابلات في الأخاديد الموجودة على محرك الأقراص ، مما يوفر الجر اللازم أثناء دوران الحزم.

لتقليل الحمل على المحرك ، يتم حساب ثقل الموازنة عادةً بحيث يتناسب مع وزن السيارة ونصف حمولة الركاب. مع ارتفاع السيارة ، ينخفض ​​ثقل الموازنة ، مما يوازن الحمولة. هذا يقلل من استهلاك الطاقة ، لأن المحرك مطلوب بشكل عام لرفع ما لا يزيد عن نصف وزن حمولة السيارة في أي وقت. يجب أن يكون المحرك الكهربائي الذي يدير المصعد قويًا بما يكفي لتدوير محرك الأقراص هذا عند 50-200 دورة في الدقيقة لتحريك المصعد بسرعات مناسبة من الأرض إلى الأرض.

يتم استخدام الفرامل جنبًا إلى جنب مع المحرك لتوفير مزيد من الأمان في النظام وتقليل الضغط على المحرك. في مثل هذه الأنظمة ، تكون الفرامل قادرة على تثبيت الحزم والكابلات والكابينة وثقل الموازنة. عندما يتم توفير دعوة للمصعد للانتقال إلى طابق آخر من وحدة التحكم في السيارة ، يتم تمكين محرك التيار المتردد للتشغيل. يُطلب من الفرامل تحريرها قبل بدء الحركة. أثناء هذا الانتقال من عربة المصعد الثابتة إلى المصعد المتحرك ، يجب توفير مستوى مناسب من عزم الدوران بواسطة المحرك حيث يتم فك تعشيق الفرامل (أو "انتقاؤها"). ثم يستمر المحرك في تحريك الكابينة وفقًا لمكالمة الأرضية من وحدة التحكم في السيارة.

في ظروف معينة ، والتي قد تعتمد على تكوينات النظام والأوزان المعنية ، قد تتسبب الفترة بين فك تعشيق الفرامل وتنشيط المحرك في ارتداد قصير لكابينة المصعد. قد تتسبب فترة التقاطع هذه أيضًا في حدوث ضوضاء سمعية و / أو اهتزازات ملحوظة عندما يتعين على المحرك الإمساك بالسيارة لإبقائها ثابتة. تتغير ديناميكيات هذا الموقف مع كل مكالمة أرضية ، حيث يتغير حمل المصعد مع كل محطة. قد تتسبب حالة التراجع إلى عدم الارتياح لركاب السيارة و / أو إزعاج لشاغلي المبنى القريبين ، وبالتالي فهي غير مرغوب فيها. نظام موازنة محسّن يمكن فيه تقليل عيوب أو أكثر في مثل هذه الظروف.

عندما يتم تعشيق جهاز الرفع للحركة ، يمكن تحديد مقدار ثابت من الوزن للتشغيل الفردي أو ملف تعريف الحركة. في هذه المرحلة ، قد يكون محرك الأقراص جاهزًا للعمل (أو "ممكّنًا"). يمكن تحديد اتجاه وحجم ما قبل عزم الدوران بين الوقت الذي يتم فيه توجيه إشارة التمكين بواسطة وحدة التحكم في سيارة المصعد ويتم تحرير الفرامل لبدء الحركة. يمكن القيام بذلك بحيث يمكن نقل الحمولة التي تحتجزها الفرامل إلى المحرك قبل تحرير الفرامل ، مما يؤدي إلى انتقال سلس.

في تحليل Magnetek لهذه الفترة الانتقالية ، يمكن تطبيق نبضة من عزم الدوران على المحرك ، ويمكن إعادة أي حركة مقابلة إلى المحرك قبل التقاط الفرامل. يمكن تطبيق مستوى متزايد من نبضات عزم الدوران على المحرك في الاتجاه الموجب ، ثم الاتجاه السلبي ، أثناء مراقبة الحركة. إذا كان هناك رد فعل عكسي بين عمود المحرك والفرامل ، بحيث يتم رفع رد الفعل العكسي ويتم استشعار الحركة بما يتجاوز مستوى عزم الدوران ، يتم تحديد مستوى العزم المطلوب للحفاظ على حمل الإزاحة عند تحرير الفرامل لاحقًا. يمكن القيام بذلك في كلا الاتجاهين ، لأن تعويض الحمل يعتمد على كل تشغيل. 

قد يؤدي تطبيق عزم الدوران قبل تحرير الفرامل إلى إزاحة الحمل وتجنب الصوت العابر و / أو الاهتزازي ، والذي قد يحدث عادةً. بمعنى آخر ، قد يتم سحب الحزم والمحرك في اتجاه واحد بواسطة الحمولة ، ويمكن الشعور بحركة صغيرة. سيحدث انتقال سلس من الوضع الثابت إلى التشغيل إذا كان المحرك ينتج عزم دوران يساوي أو أعلى من (ولكن في الاتجاه المعاكس) للحمل تمامًا كما يتم انتقاء الفرامل.

علاوة على ذلك ، فإن تغيير حجم نبضة ما قبل عزم الدوران قد يسمح بتحديد حجم لأمر ما قبل عزم الدوران ، بالإضافة إلى الاتجاه ، بغض النظر عن تحميل سيارة المصعد في بداية الجري. مع تحديد اتجاه وحجم عزم الدوران ، يمكن أن يبدأ تشغيل نظام الموازنة ، مع توفير بداية سلسة.

الحلول

من تفاصيل براءة الاختراع ، "طريقة وجهاز للتحكم في الحركة في نظام موازنة" ، اخترعها اثنان من مؤلفيك ، غاري أندرسون وجون باكمان ؛ و Mark Kobiske و Ed Butte ، يحدد Magnetek اتجاه عزم الدوران السابق والحجم أثناء تعشيق الفرامل قبل كل تشغيل للمصعد. تطبق وظيفة عزم الدوران المسبق النبضي (PPT ™) هذا العزم المسبق المقاس في اتجاه الدوران المطلوب قبل فك تعشيق الفرامل.

في هذه التقنية ، تستخدم محركات Magnetek PMAC كميات صغيرة من التغذية المرتدة ، كما يتضح من جهاز تشفير مثبت على عمود محرف إلى نبضات أعلى بكثير لكل ثورة. من خلال هذه الملاحظات ، يمكن استخدام الحركات الإضافية (الحركات الأصغر من التي يمكن أن يكتشفها الراكب في السيارة) لتوفير ملاحظات ما قبل عزم الدوران بشكل صحيح لمحرك PMAC. تعمل وظيفة PPT في بداية تشغيل المصعد قبل التقاط المكابح وتولد عزم دوران تعويض يقدر حمولة المصعد. تمشيا مع هدفنا المعلن ، تعمل وظيفة التحكم دون استخدام نظام وزن الحمولة. يجب أن يتم دمج المزامنة مع الفرامل في النظام بحيث يمكن تطبيق قيمة عزم الدوران المسبق هذه قبل فتح الفرامل (الشكل 1).

 التحقق

عدنا إلى عميل المركز الطبي في مارس 2017 لنجد أن الضبطين المحليين قد وضعوا ملف تعريف تسارع / تباطؤ أكثر شدة مما هو محدد في الأصل. تم إجراء تعديلات محرك المصعد بعد زيارتنا الأولى ، وكما كان متوقعًا ، بينما كانت الرحلة مقبولة ، لم تكن مثالية. ثم قدمنا ​​برنامجنا الثابت الجديد باستخدام وظيفة PPT. أدى هذا إلى تحسين أداء ARB بشكل ملحوظ (الشكلان 2 و 3). تُظهر مخططات قياس جودة الركوب هذه تحليل اهتزاز المصعد قبل وبعد تنفيذ وظيفة PPT.

خاتمة

تعد بساطة استخدام وظيفة PPT مفيدة تقريبًا مثل التحسين الناتج في جودة الركوب. لاستخدام وظيفة PPT ، يقوم Magnetek بتعطيل وظيفة ARB التقليدية ، أثناء تعيين معلمة PPT على "تمكين". هذه ميزة كبيرة على وظائف ARB التقليدية ، حيث يلزم وجود سلسلة من أوامر التشغيل والإيقاف لضبط مستويات ARB. علاوة على ذلك ، تعمل وظيفة PPT على التخلص من تكلفة أجهزة قياس الوزن الخارجية وإعدادها وصيانتها. لا توجد إعدادات لتكوينها ؛ تحتاج فقط إلى تمكين وظيفة PPT. الأهم من ذلك ، أن حساب عزم الدوران المسبق لوظيفة PPT لم يترجم إلى اهتزاز أو إحساس بالأقدام. عندما يتم تحرير الفرامل ، لا يوجد ارتداد أو نتوء في عزم الدوران أو صوت مسموع لتحرر الفرامل - مجرد انتقال من السيارة الثابتة إلى التسارع السلس.

سواء تم تحديث أو تركيب مصعد جديد مجهز بـ PMAC ، فإن وظيفة PPT تقلل من التراجع في نظام الموازنة عند تحرير الفرامل القابضة. منذ التثبيت الميداني الأول ، استمتع العديد من عملاء محرك Magnetek HPV® 900 Series 2 PMAC بوظيفته البسيطة ، والتي لا تتطلب أي إعداد أو ضبط.