Tachogeneratory HeavyDuty – bezpiecznie na sam szczyt

Tachogeneratory napędów kolei górskich i wyciągów narciarskich są narażone na ogromne obciążenia. Pomimo tego muszą mierzyć prędkość precyzyjnie i niezawodnie. Dlatego producenci stawiają na rozwiązania HeavyDuty marki Baumer Hübner. Czym musi charakteryzować się tachogenerator, aby sprostać surowym warunkom panującym na zaśnieżonych stokach?

Fot.: Tachogeneratory Baumer Hübner wykonane w technologii LongLife posiadają pasmo srebra, które zostało wtopione w komutator. Tachogeneratory LongLife łączą w sobie doskonałą jakość sygnału dla dynamicznej regulacji, najwyższą wytrzymałość oraz niedoścignioną trwałość.

Od wielu lat kolej linowa łączy tyrolską część Alp z wierzchołkiem Zugspitze, codziennie przywożąc setki ludzi na wysokość 2964 metrów. Przy prędkości 10 metrów na sekundę przejazd trwa ok siedem i pół minuty, a wagoniki są napędzane dwoma silnikami elektrycznymi o mocy 500 kW. Konieczność sterowania różnymi trybami wagoników – powolnym, postojowym, jazdy do przodu, jazdy do tyłu, przyspieszania, dużej prędkości i hamowania – wymaga wysokiej dokładności i niezawodności układu regulacji prędkości obrotowej. W końcu komfort i bezpieczeństwo pasażerów stoją na pierwszym miejscu.

Jakby tego było mało, komponenty kolei górskich są narażone na trudne warunki atmosferyczne: wiatr, deszcz i śnieg oraz temperaturę przechodzącą od dwucyfrowych wartości minusowych zimą do dodatnich latem. W takich okolicznościach doskonale radzą sobie tachogeneratory HeavyDuty Baumer Hübner, a w tym przypadku konkretnie analogowy tachogenerator TDP 0,2 LT – wyjątkowo wytrzymały, a jednocześnie precyzyjny przedstawiciel grupy wirnikowych czujników prędkości obrotowej. Co dokładnie oznacza „HeavyDuty”?

Wykonanie HeavyDuty jako synonim szeroko pojętej jakości

HeavyDuty należy rozumieć jako „przystosowany do pracy przy dużych obciążeniach”. W Baumer Hübner nie kończy się to jednak na grubych ściankach korpusu i zapewnieniu ochrony antykorozyjnej. HeavyDuty to synonim szeroko pojętej jakości, gwarantującej, że enkodery i tachogeneratory niezawodnie wywiązują się ze swoich zadań na przestrzeni długiego okresu eksploatacji, nie zawodząc swoich użytkowników. To jedno z istotnych wymagań zwłaszcza w przypadku zastosowania w kolejkach linowych. Wymaga to spełnienia kilku kryteriów:

Głównym czynnikiem jest oczywiście wytrzymałość mechaniczna. Wał obrotowy tachogeneratorów w napędach kolejek linowych w trakcie wieloletniego okresu swojej eksploatacji są narażone na wstrząsy, drgania i inne siły, co nie może jednak wpływać na ich sprawność. Wymiana mogłaby się wiązać z dużymi kosztami, nie ze względu na cenę samego tachogeneratora, ale z uwagi na zazwyczaj utrudniony dostęp do miejsca jego zainstalowania i konieczność wyłączenia maszyny z eksploatacji na czas prac. Solidny korpus o grubych ściankach stanowi więc dobry punkt wyjścia – w przypadku TDP 0,2 LT jest on wykonany z ciśnieniowego odlewu aluminium, natomiast wał ze stali nierdzewnej. Ale odporność na wstrząsy i drgania musi wykazywać także konstrukcja wewnętrzna. Dzięki dwustronnemu łożyskowaniu twornika w wariancie TDP 0,2 LT uzyskano dużą obciążalność promieniową i osiową wału.

Tachogeneratory HeavyDuty nie nie mogą także bać się pyłu, zabrudzenia i wilgoci, dlatego należy u nich zadbać o odpowiedni poziom szczelności. Dlatego korpus modeli HeavyDuty jest dobrze uszczelniony – zwłaszcza w newralgicznych miejscach: przy wale i przyłączu elektrycznym. Oprócz tego odpowiednio dobrane materiały i powłoki gwarantują dobrą ochronę antykorozyjną, chroniąc przed skutkami oddziaływania wody morskiej czy chemikaliów.

Tachogeneratory nie zawierają elementów elektronicznych, dlatego są niesamowicie odporne na potencjalne uszkodzenia ze strony pól elektromagnetycznych. Nic nie stoi zatem na przeszkodzie, by mogły być stosowane także w pobliżu przewodów nieekranowanych. Czasami różnica potencjałów powoduje, że przez wał przepływa prąd, co prowadzi do wypalenia smaru i zniszczenia łożyska. Tachogeneratory HeavyDuty dzięki wewnętrznej izolacji elektrycznej są jednak chronione przed taką ewentualnością.

W przypadku tych wyrobów HeavyDuty, które są reprezentantami wagi ciężkiej, precyzja jest tak samo ważna, jak w modelach mniejszych. Tachogeneratory przez cały czas swojej pracy muszą dostarczać wiarygodnych sygnałów, będących podstawą do precyzyjnego sterowania i regulacji napędów. To na ich podstawie sterownik jest informowany o odchyleniach prędkości obrotowej w napędzie i może odpowiednio zareagować. Tachogeneratory HeavyDuty montowane w konstrukcjach ciężkich, takich jak koleje linowe, nie mogą być mniej precyzyjne od mniejszych czujników prędkości obrotowej. Nie jest więc zaskakujące, że model TDP 0,2 LT sprawdził się w praktyce, udowadniając swoją wyjątkową niezawodność. Już przy 1000 obr./min dostarcza sygnał wyjściowy o napięciu 60 V; przy maksymalnej roboczej prędkości obrotowej wynoszącej 10 000 obr./min wartość ta sięga nawet 600 V.

Wysoka dokładność napięcia tachogeneratora w całym zakresie prędkości obrotowej

Klasyczne, stosowane w tachogeneratorach połączenie komutatora miedzianego ze szczotkami grafitowymi jest już mocno przestarzałą technologią. Pokrywające komutator warstwy tlenku miedzi są przyczyną nierównomiernych rezystancji przejścia, a tym samym dużej falistości napięcia tachogeneratora, przez co precyzyjne rejestrowanie mniejszych prędkości obrotowych nie jest możliwe. Zarazem dobre właściwości ślizgowe grafitu zapewniają dużą trwałość szczotek. W przypadku rejestrowania mniejszych prędkości obrotowych lepiej spisze się połączenie komutatora miedzianego ze szczotkami wykonanymi z grafitu i srebra, ponieważ szczotki z metali szlachetnych nanoszą na komutator „patynę” o dobrych właściwościach przewodzących. To rozwiązanie jest jednak podatne na wpływ czynników zewnętrznych, takich jak olej, smar czy powietrze zawierające siarkę lub sól. W takich warunkach nie dochodzi do wytworzenia patyny, co prowadzi do utraty dobrych właściwości transmisyjnych w całym zakresie prędkości obrotowych. Dodatkowo wzrasta szybkość zużycia, ponieważ zawierające metal szczotki ocierają się bezpośrednio o miedź.

LongLife® to nazwa opatentowanej przez Baumer Hübner w 1987 roku technologii, znajdującej swoje zastosowanie w tachoeneratorach i łączącej pozytywne strony wymienionych rozwiązań, natomiast eliminującą strony negatywne. Specjalną metodą Baumer Hübner nanosi na powierzchni tachogeneratora w zależności od jego typu jedno lub dwa pasma srebra, które, z uwagi na względnie niewielkie prądy tachogeneratora, mogą być stosunkowo wąskie. TDP 0,2 LT posiada np. dwa takie pasma. Sprawia to, że nawet w trudnych warunkach ciągle zagwarantowana jest niewielka rezystancja przejścia. W przypadku TDP 0,2 LT przy stałej napięciowej 60 mV/min-1 daje to szeroki rejestrowany zakres prędkości obrotowych wynoszący od ≤ 0,08 do 10 000 min-1, przy czym maksymalna prędkość obrotowa jest ograniczona mechanicznie i elektrycznie. Tym samym TDP 0,2 LT udostępnia zakres dynamiczny na poziomie 1 : 125 000. Specjalnie dopasowane szczotki produkcji Baumer Hübner wraz z komutatorem LongLife zapewniają ponadto dużą trwałość, przewyższającą nawet żywotność łożysk kulkowych, a to wszystko bez potrzeby przeprowadzania konserwacji.

LongLife® także dla wyciągów narciarskich

Podobnie wymagające warunki pracy sterowników napędu dotyczą wyciągów narciarskich, które corocznie umożliwiają milionom narciarzy dostanie się na szczyt stoku. Także w tym przypadku producenci, chcąc zapewnić bezpieczeństwo przewożonym osobom, wybierają wielokrotnie sprawdzone tachogeneratory. Są one gwarancją, że zastosowane wyposażenie będzie poprawnie funkcjonować także przy silnym mrozie, dużych opadach śniegu czy lodowatym wietrze. W celu umożliwienia łagodnego rozruchu oraz zmiennej prędkości jazdy obecnie także w wyciągach narciarskich powszechnie używa się napędów o regulowanej prędkości obrotowej. Już od kilku dekad producenci korzystają z analogowych tachogeneratorów Baumer Hübner, takich jak GMP 1,0. Za pomocą przetwornicy step-up oraz napędu koła zębatego jest on połączony bezpośrednio z powoli obracającym się kołem linowym. Dzięki temu ruch jałowy w przekładni silnikowej jest izolowany od obwodu regulacji i nawet w tak trudnych warunkach otoczenia uzyskuje się wystarczający sygnał zadanej prędkości obrotowej. GMP 1,0 również posiada podwójne pasmo srebra, zapewniające niewielką rezystancję przejścia, a tym samym szeroki zakres rejestrowanej prędkości obrotowej i dobrą transmisję wartości pomiarowej. Solidna konstrukcja i seryjna opcja kompensacji temperatury czynią go idealnym komponentem maszyn pracujących na ośnieżonych szczytach.

Ponad pół wieku doświadczenia w tworzeniu odpornych na duże obciążenia tachogeneratorów i czujników prędkości obrotowej umożliwiło firmie Baumer Hübner skompletowanie bogatej oferty niezawodnych, precyzyjnych i trwałych modeli, obejmującej zarówno małe rozmiary korpusów, jak i duże nadajniki. Są one dopasowane do wszystkich najważniejszych typów interfejsów analogowych oraz cyfrowych i posiadają wszystkie cechy, niezbędne do pracy w nieprzychylnych warunkach zewnętrznych. Przykłady zastosowań: kolejki linowe i wyciągi narciarskie są najlepszym dowodem na to, że oryginał klasy HeavyDuty sprosta wysokim wymaganiom użytkowym.

Fot.: Tachogeneratory Baumer Hübner wielokrotnie sprawdziły się w napędach kolejek linowych i wyciągów narciarskich. Dzięki solidnej konstrukcji HeavyDuty z obustronnym łożyskowaniem nie wymagają konserwacji i zachowują sprawność nawet przy wieloletniej pracy pod dużym obciążeniem i w niesprzyjających warunkach.

Ponieważ poprawne działanie napędu zależy od informowania o wartości rzeczywistej, sensor prędkości obrotowej również musi być w stanie sprostać najwyższym wymaganiom. W tak trudnych warunkach doskonale sprawdzi się tachogenerator Baumer HÜBNER LongLife® z komutatorem, w który opatentowaną metodą wtopiono pasmo srebra.

Tachogeneratory HeavyDuty firmy Baumer wyróżniają się trwałą konstrukcją z dwustronnym łożyskowaniem. Ze względu na wyjątkową wytrzymałość na oddziaływanie sił osiowych i promieniowych obustronne łożyskowanie wału zapewnia bardzo duży nadmiar mocy i niedoścignioną długość eksploatacji.

Baumer Group
Baumer Group należy do czołówki światowych producentów sensorów, enkoderów, przyrządów pomiarowych i komponentów do zautomatyzowanego przetwarzania obrazu. Baumer łączy innowacyjną technologię z podejściem zorientowanym na potrzeby klienta, tworząc inteligentne rozwiązania z zakresu automatyzacji zakładów produkcyjnych i procesów oraz oferując szerokie spektrum wyjątkowych produktów i możliwości technologicznych. Wywodząca się z przedsiebiorstwa rodzinnego grupa zatrudnia 2 700 pracowników, a dzięki zakładom, oddziałom sprzedażowym i przedstawicielstwom w 39 filiach na terenie 19 krajów zawsze jest blisko klienta. Stała, wysoka jakość niezależnie od kraju operowania oraz ogromna siła innowacji sprawiają, że Baumer pomaga uzyskać swoim, reprezentującym różne branże klientom korzyści o wymiernej wartości. Dodatkowe informacje dostępne w Internecie pod adresem www.baumer.com.

Baumer MDS GmbH
Schulz Andreas
Phone : +49 7771 64740
anschulz@baumer.com