Los primeros controladores de ascensores eléctricos, primera parte

El primero de una serie de dos artículos sobre los boletines del catálogo de Cutler-Hammer de 1913 que ofrecen una visión única del mundo de los primeros controladores de ascensores eléctricos.

Los inventores del ascensor eléctrico se enfrentaron a uno de los problemas fundamentales a los que se habían enfrentado los inventores anteriores en su diseño de sistemas impulsados ​​por vapor e hidráulicos: cómo controlar el motor o motor que accionaba la máquina del ascensor. Un medio eficaz de control necesario para garantizar un arranque suave, una aceleración constante (y rápida) hasta la velocidad de funcionamiento óptima del elevador y una desaceleración y parada igualmente suaves al final del recorrido.

In the beginning, almost all manufacturers of electric elevators built specific controllers for their unique machines; however, advancements in electric motors eventually restricted much of the R&D in controller design to larger elevator companies or to firms that specialized in electric-motor components and accessories. The latter group included Cutler-Hammer Manufacturing Co. of Milwaukee, which became a leader in the development of electric elevator controllers in the early 20th century. These controllers became standard features of machines manufactured by numerous regional elevator companies. In 1913, Cutler-Hammer produced an extensive catalog of its products -- divided into individual bulletins -- that provides a unique glimpse into the world of early electric elevator controllers.

El catálogo de 1913 incluía 25 boletines sobre controladores para motores de CC, 15 boletines sobre controladores para motores de CA y 29 boletines sobre accesorios para sistemas de elevadores eléctricos. Los conjuntos de boletines para controladores de CC y CA presentaban índices que describían las características críticas de cada tipo de controlador. El Boletín 7099, "Índice y descripción general: controladores de elevadores de corriente continua", también incluyó una breve justificación para el uso de elevadores eléctricos, que sirve como recordatorio de que, en ese momento, los elevadores hidráulicos dominaban el mercado y el relativamente nuevo elevador eléctrico. seguía siendo un rival prometedor. Cutler-Hammer promovió el uso de ascensores eléctricos (y sus controladores) destacando las ventajas de los motores eléctricos:

“El desarrollo de motores eléctricos adecuados para el trabajo de operación de ascensores de pasajeros y carga, y de sistemas de control también diseñados con especial referencia a estas clases de servicio, hacen posible emplear el motor de accionamiento hoy en día con todo tipo de ascensores y asegurar resultados totalmente iguales a los mejores resultados de cualquier otro sistema de operación. El accionamiento del motor posee una serie de ventajas inherentes, entre las que se encuentran el bajo costo inicial, la economía de mantenimiento, la simplicidad del equipo y la operación, la compacidad y una gran flexibilidad de control. A esto se suma el hecho de que, debido a la posibilidad de instalar dispositivos de seguridad en todos los puntos, el accionamiento a motor es incomparablemente el sistema más seguro, y no es difícil entender por qué los ascensores eléctricos generalmente se prefieren a todos los demás ”.

Sin embargo, la capacidad de un fabricante para emplear motores eléctricos “con todo tipo de ascensores” no significaba que la aplicación de un motor eléctrico al servicio de ascensores fuera una tarea sencilla.

Cutler-Hammer describió la complejidad de esta tarea en una sección titulada “Información que deberíamos tener”, que se refería a la información que debería acompañar a las órdenes de los controladores. La sección constaba de una lista de 21 preguntas, divididas en dos secciones que abordaban el ascensor y el motor por separado (Tabla 1). Se pidió a los clientes potenciales que "respondieran tantas preguntas como fuera posible" para ayudar en la selección del controlador que mejor se adaptara a sus necesidades.

Cutler-Hammer también proporcionó información detallada sobre las especificaciones de los motores eléctricos, que se asignó a los números de boletín de controladores específicos (Figura 1). Una herramienta adicional proporcionada a los clientes fue un "Cuadro de referencia listo" que fue diseñado "para determinar la potencia requerida en cualquier instalación de ascensor" (Figura 2). El gráfico, que asumía una eficiencia global del sistema del 50%, iba acompañado de las siguientes instrucciones: “Para determinar el tamaño de motor adecuado a utilizar en cualquier caso, siga la línea diagonal correspondiente a la carga desequilibrada hasta el punto en que cruza el línea vertical correspondiente a la velocidad deseada ".

El Boletín 7099 concluyó con tres “Tablas de información útil” que proporcionaban datos (basados ​​en la potencia suministrada) sobre la potencia nominal del motor; carga de corriente completa; tamaño del fusible en el circuito principal; y tamaños de cables de cobre en la línea principal, el inducido, el campo en serie, el campo en derivación (freno en derivación) y el circuito de control (Figura 3).

En 1913, Cutler-Hammer fabricó 24 controladores diferentes para motores de CC, que se dividieron en cuatro categorías: controladores de imán completo (para elevadores de pasajeros de velocidad lenta, moderada y alta y elevadores de carga de velocidad lenta y moderada), semi -controladores magnéticos (para ascensores de pasajeros o de carga de baja velocidad), controladores semimagnéticos (para ascensores de carga o de acera accionados por correa) y controladores de botón (para ascensores de pasajeros y montaplatos). Dentro de cada categoría, los tipos de controladores se diferenciaron por velocidad; tipo de arranque; y características opcionales, como sistemas de freno dinámico e interruptores de marcha atrás. El boletín 7110, “Controladores de imán completo reversibles de corriente continua de dos velocidades para elevadores de pasajeros de alta velocidad”, era el boletín más extenso de este conjunto (12 páginas) e incluía una descripción general completa de los controladores de CC y sus opciones y accesorios relacionados. La portada del boletín presentaba una ilustración del controlador y una lista de precios detallada. Incluía un dibujo lineal de las elevaciones frontal y lateral del controlador que incluían dimensiones aproximadas (Figuras 4 y 5). El controlador constaba de un "marco en ángulo de hierro", que sostenía una serie de paneles de pizarra de color negro mate que llevaban los interruptores de solenoide, fusibles, etc. necesarios. El controlador fue diseñado:

1. “Para desconectar en la posición de apagado ambos lados de la línea del inducido, campo en serie, resistencia e imán de freno
2. Para acelerar el motor automáticamente cortando la resistencia de arranque del inducido paso a paso, y también el campo en serie con el último paso de la resistencia del inducido (esto por medio del control de relé de serie individual), dando una aceleración suave en todas las condiciones de carga.
3. Para controlar la velocidad del elevador cortando la resistencia dentro o fuera del circuito de campo de derivación del motor, proporcionando un control de velocidad positivo bajo cargas muy variables.
4. Para llevar el elevador de manera rápida, pero sin problemas, de alta a baja velocidad, independientemente de la carga, lo que facilita las paradas precisas en los descansos.
5. Para abrir el circuito al motor en caso de que fluya una corriente de sobrecarga
6. Para aplicar el freno dinámico en la posición de apagado
7. Para operar el ascensor a velocidad normal desde el cuadro de distribución con fines de prueba.
8. Para abrir el circuito de campo de derivación en la posición de apagado del controlador "

Como era de esperar, Cutler-Hammer declaró que la seguridad era su "consideración primordial". La compañía afirmó que sus controladores fueron diseñados de tal manera que en el "instante" que ocurriera un problema "en el mecanismo del elevador, el motor o el controlador", este último "desconectaría el motor de la línea, aplicaría el freno y llevaría el automóvil de manera segura y sin problemas". descansar."

Un problema común asociado con el uso de motores eléctricos a principios del siglo XX fue la sobrecarga de corriente debido a fluctuaciones en el suministro de energía. Si bien se emplearon disyuntores para garantizar que los motores no sufrieran daños, un disyuntor disparado en un motor de ascensor y el tiempo asociado necesario para restablecer el disyuntor significaba que un ascensor podría estar fuera de servicio durante un tiempo prolongado. La solución de Cutler-Hammer a este problema potencial fue vincular el “relé del interruptor automático. . . "

La capacidad del operador para restablecer rápidamente el interruptor aseguró que hubiera una interrupción mínima en el servicio y, según Cutler-Hammer, aseguró “la máxima protección, ya que es posible mantener este relé configurado muy cerca de la carga máxima segura del motor." Esta característica también se consideró como la eliminación de un problema asociado con los interruptores automáticos operados manualmente, lo que requería que “el operador dejara su automóvil. . . o para indicarle al ingeniero que reinicie el disyuntor ". La demora en el servicio y la inconveniencia de restablecer el interruptor se percibió como una "molestia suficiente" para tentar al operador o al ingeniero a "reajustar el relé del interruptor para que no se dispare tan fácilmente". Esta afirmación es de interés, porque implica que el operador jugó un papel en el funcionamiento del ascensor más allá de simplemente "conducir" la cabina.

Las responsabilidades del operador también fueron un factor en otra característica del controlador. El controlador 7110 fue diseñado para proporcionar tres velocidades de funcionamiento: “ralentización”, “normal” y “alta”. La primera fue diseñada para facilitar aterrizajes más precisos. En 1913, solo los ascensores con pulsador utilizados en entornos residenciales (casas o pequeños edificios de apartamentos) empleaban dispositivos de nivelación automática del piso. En la mayoría de los edificios, el operador nivelaba manualmente la cabina del ascensor con el aterrizaje, lo que Cutler-Hammer describió como una actividad que requería una habilidad considerable:

“Incluso con las formas más antiguas de controladores de ascensor de imán completo de dos velocidades, la velocidad normal de la cabina es bastante alta, a menudo alcanza 150 pies por minuto, y la velocidad al intentar detenerse desde esta velocidad es considerable, a pesar de la influencia retardadora de los frenos mecánicos y dinámicos. Para realizar un aterrizaje preciso en estas condiciones se requiere un cálculo cuidadoso por parte del operador. Si coloca la palanca del interruptor del automóvil en la posición de apagado un instante demasiado pronto o demasiado tarde, el automóvil pierde el aterrizaje y luego es necesario subir o bajar lentamente, lo que implica una pérdida de tiempo y energía ".

La solución de Cutler-Hammer a este problema fue su velocidad de "desaceleración", que equivalía aproximadamente al 30% de la velocidad de funcionamiento "normal". A esta velocidad más lenta, se percibió que era "muy fácil hacer un aterrizaje preciso", con "la tendencia del automóvil a deslizarse por inercia". . . prácticamente eliminado ". La velocidad de "desaceleración" también se utilizó junto con el "freno mecánico y. . . interruptores de límite para que el automóvil se detenga por completo en el último rellano, en lugar de sobrepasar los límites. . . y golpear los parachoques en la parte superior o inferior de la escotilla ". La segunda parte de este artículo concluirá el examen de los controladores de ascensor de Cutler-Hammer de 1913. La conclusión abordará las características adicionales del controlador, el equipo de la cabina, el papel del operador y la aplicación de estos controladores a las máquinas elevadoras construidas por varias empresas regionales.