Una etapa más alta: codificadores giratorios digitales para motores de ascensores

Este artículo examina varios elementos de la tecnología de accionamiento de ascensores.

Las demandas técnicas impuestas a la tecnología de ascensores han crecido de manera constante en los últimos años. Por ejemplo, la tecnología de accionamiento eléctrico convencional con motorreductores se sustituye cada vez más por sistemas de accionamiento de par, generalmente sobre la base de motores síncronos de imanes permanentes. Para proyectos de nueva construcción y modernización, los compradores han dado preferencia a los diseños de motores de ascensores sin engranajes.

Los diseños compactos y sin mantenimiento, la alta densidad de potencia y la alta eficiencia energética juegan un papel importante para los compradores a la hora de elegir entre los sistemas de ascensores. El deseo de ofrecer comodidad a los pasajeros y una calidad mejorada se combina con la demanda de enfoques innovadores en un paquete de propulsión eficiente que consta de un motor y un dispositivo de control. Un componente básico del paquete es un sistema de retroalimentación para proporcionar valores de posición con los que se puede determinar la velocidad real del eje del motor en la unidad de control y la conmutación de la bobina del motor puede seguir la fase correcta. Los controladores rotativos de Heidenhain contribuyen a esto, y se utilizan en el control de accionamientos electrónicos como codificadores rotativos de conmutación o codificadores rotativos absolutos. En esta aplicación, los codificadores rotativos absolutos ofrecen distintos beneficios, especialmente para el uso de codificadores rotativos con alta resolución y protocolo de transmisión en serie (sin señales incrementales adicionales), como el ECN 1325 de Heidenhain (Figura 1).

ECN 1325, con 25 bits por revolución y valores de alta precisión, proporciona la resolución necesaria para un control de accionamiento reactivo. Estas 33,554,432 posiciones distinguibles por revolución se generan a través del escaneo, una graduación con 2,048 líneas (Figura 2) y la interpolación posterior de 14 bits de señales de escaneo en un circuito integrado específico de la aplicación desarrollado para la tarea. Esto proporciona al controlador de la unidad suficientes datos de posición y, a una velocidad de 8 MHz, suficientes para permitir un control dinámico del motor y proporcionar a los pasajeros una conducción de calidad.

Las asignaciones de valor de posición deseadas (por ejemplo, puesta a cero) a través de la interfaz serial bidireccional EnDat 2.2 permiten que la unidad de control proporcione de manera simple y eficiente la conmutación en la fase correcta al campo magnético del motor para un par óptimo. Gracias a la alta resolución del codificador rotatorio, es posible adaptar esta asignación de fase a casi cualquier número de pares de polos de motor. Esto hace posible combinar muchos diseños de motor diferentes con una sola versión de codificador rotatorio.

La interfaz bidireccional ofrece más ventajas como enlace de comunicaciones entre el motor y la unidad de control. Además de permitir la transmisión del valor de posición, también permite la transmisión de parámetros específicos del codificador y específicos del motor que se pueden cargar desde el área de memoria de solo lectura programable y borrable eléctricamente de la electrónica del codificador rotatorio a la unidad de control durante la fase de arranque del sistema. así como para la configuración del sistema. El uso de esta capacidad para la precarga de fábrica de datos relevantes reduce el servicio inicial y evita errores de entrada durante la entrada manual de parámetros al sistema de transmisión.

La interfaz admite funciones de monitoreo para lograr una alta tasa de disponibilidad de ascensores. La electrónica del codificador rotatorio también posibilita rutinas de evaluación para sensores de temperatura. Además del sensor de temperatura dentro de él, el codificador también cuenta con una tecnología de conexión hecha para permitir la evaluación de la placa de circuito del codificador de un sensor de temperatura en la bobina del motor y transmitir los datos de evaluación a través del protocolo de transmisión EnDat 2.2 a la electrónica de nivel superior. Además, los valores de diagnóstico generados en la electrónica del codificador en forma de números de evaluación se pueden transferir a través de la interfaz para evaluar la reserva funcional del codificador. Si las mitades del valor se vuelven críticas, se pueden tomar medidas preventivas para evitar tiempos de inactividad no planificados por mantenimiento.

Con rutinas para garantizar una alta confiabilidad en la transmisión de datos basada en una verificación de redundancia cíclica y una variedad de fuentes de advertencia y alarma, ECN 1325 ofrece un alto nivel de autocontrol y diagnóstico. Velocidades de eje de hasta 15,000 rpm y una temperatura máxima de funcionamiento de 115 ° C enfatizan su idoneidad para tareas exigentes de control de accionamientos eléctricos.

El nuevo diseño de codificador rotatorio con transmisión de datos en serie ha demostrado su eficacia frente al ruido electromagnético, con la resistencia al ruido de la información de bits transmitida en modo push-pull (RS 485) clasificada como sólida. Debido a que las señales de escaneo se interpolan en el codificador rotatorio, un solo cable blindado con solo seis a ocho alambres es suficiente. El rango de suministro de energía del ECN 1325 de 3.6 a 4 V elimina la necesidad de líneas de detección remota, que rastrean la atenuación de voltaje en cables de gran longitud.

A diferencia de las mejoras tecnológicas en funcionalidad y características eléctricas de ECN 1325, como la generación, procesamiento y transmisión de señales a través de codificadores rotativos con señales lógicas seno / coseno o transistor-transistor en codificadores de conmutación, dimensiones mecánicas idénticas aseguran compatibilidad de montaje con otros variantes de codificador rotatorio. Diseñado con una conexión de eje cónico probado en el campo y un acoplamiento de anillo de expansión, ECN 1325 es mecánicamente compatible para el montaje con los más conocidos ERN 1387, ERN 1326 y ECN 1313. Esto permite a los fabricantes de motores y elevadores mantener diseños de motores uniformes, independientemente de la requisitos de interfaz específicos de la unidad de control. Esto asegura la flexibilidad de la aplicación del motor. Las versiones modulares mencionadas anteriormente (ExN 13xx) también están disponibles como versiones montables (ExN 4xx) con un nivel de protección IP64 (EN 60529) y un cable adjunto para proporcionar una mayor protección contra el polvo y el agua.

ECN 1325 puede optimizar los lazos de control y, con capacidades de diagnóstico derivadas del monitoreo, puede regular el servicio preventivo y los intervalos de mantenimiento. La compatibilidad mecánica con otras variantes de interfaz eléctrica de Heidenhain permite a los fabricantes de motores de ascensor actualizarse fácilmente a una nueva generación de codificadores rotativos.