Encoder rotativo senza cuscinetti e ad alta risoluzione per alberi di grandi dimensioni

Dettagli: Rilasciato: 10.02.2014; Ultimo aggiornamento: 07.02.2024; Hits: 10368

Il codificatore a cinghia "HD mag flex" di Baumer eGrazie al suo nuovo concetto, consente la misurazione diretta e precisa dell'angolo e della velocità su alberi di grandi dimensioni. La bilancia di precisione flessibile e magnetica è prodotta per adattarsi al diametro dell'albero e arrotolata per risparmiare spazio per il trasporto. In uso, può essere fissato come una cintura con il tenditore sulla circonferenza dell'albero.

L'albero rimane montato, eliminando i costi ei tempi necessari per regolazioni meccaniche e complessi assemblaggi. L'elaborazione intelligente del segnale in tempo reale e il design senza cuscinetti e senza contatto predestinano l'encoder rotativo per applicazioni su generatori, azionamenti di grandi dimensioni o in centrali idriche ed eoliche.

Gli encoder a fascia di tensione HDmag flex MIR 3000F e MQR 3000F sono una soluzione rivoluzionaria e particolarmente economica per la misurazione precisa di posizione e velocità su alberi di diametro elevato.

La misurazione precisa della posizione e della velocità è necessaria per un controllo preciso ed efficiente dal punto di vista energetico di azionamenti e generatori. Gli encoder forniscono le informazioni necessarie: maggiore è il diametro dell'albero di un convertitore o di un generatore, più è difficile fabbricare e assemblare gli encoder; Fino ad ora, c'erano solo versioni speciali ad alto costo oltre 1 m di diametro. Ora c'è una nuova soluzione per questo: un codificatore a nastro magnetico senza cuscinetti può essere prodotto per alberi praticamente di qualsiasi dimensione e consente una misurazione precisa e ad alta risoluzione di posizione e velocità. Si basa su una scansione magnetica senza contatto e priva di usura combinata con una sofisticata elaborazione del segnale.

La tecnologia dei sensori protegge le pale del rotore WKA da ghiaccio e danni

La misurazione della posizione e della velocità su alberi di motori o generatori di grandi dimensioni, come quelli che si trovano in laminatoi, macchine per la carta, impianti eolici e idroelettrici, ha finora comportato notevoli sforzi. Da un lato, le condizioni ambientali piuttosto rigide richiedono le soluzioni di encoder più robuste possibili e, dall'altro, non è affatto banale montare un encoder corrispondente sugli alberi spessi.

Le grandi ondate hanno richiesto compromessi

L'assemblaggio di un encoder pesante standard richiede un piccolo perno adattatore sull'estremità dell'albero libero. Ciò può comportare errori di runout significativi sotto forma di oscillazione e l'encoder potrebbe non misurare sul lato del carico che è più interessante dal punto di vista del controllo. Il suo montaggio sul lato B impedisce anche un albero cavo continuo che è utile per molte applicazioni e allo stesso tempo aumenta lo spazio di installazione complessivo richiesto. Di solito è necessaria anche una protezione meccanica del gradino per l'encoder per proteggerlo da eventuali danni.

Un'alternativa migliore sono gli encoder rotativi magnetici senza cuscinetti, che consistono in una ruota polare montata sull'albero e una testa di scansione fissa. Possono essere installati anche sul lato A, in quanto questi encoder sono molto corti. Con grandi diametri dell'albero - attualmente sono possibili circa 1000 mm - questo può essere ancora difficile, perché la ruota fonica, che deve essere spinta su un'estremità dell'albero e fissata, è piuttosto grande e pesante.

Nel frattempo sono disponibili sul mercato ruote a poli divisi per il retrofit su alberi senza estremità direttamente accessibile. Tuttavia, questi sono associati a due gravi svantaggi: ci sono costi elevati e restrizioni per quanto riguarda i diametri degli alberi cavi disponibili, perché si tratta ancora di prodotti su misura che corrispondono al diametro. Inoltre, i due giunti alle estremità dei semianelli comportano una perdita di qualità del segnale.

Teso attorno all'albero con una precisa misura del materiale

In questo contesto, gli utenti delle aree di impianti eolici e idroelettrici, macchine per la carta, macchine edili o grandi trasmissioni stanno spingendo per soluzioni migliori. La necessità di sistemi di encoder senza cuscinetti robusti, facilmente assemblabili e intercambiabili con i quali è possibile misurare velocità e posizione con alta risoluzione è in costante aumento. Lo specialista dei sensori Baumer ha ora reagito di conseguenza: con un nuovo approccio in attesa di brevetto e costantemente ponderato, l'encoder a nastro per tensionamento flessibile HD mag risolve ora compiti di misurazione così impegnativi su alberi con qualsiasi diametro teoricamente illimitato.

Il tenditore si basa su una doppia scansione magnetica di un nastro che viene teso attorno all'albero come una cinghia con un tenditore. Grazie al principio di misurazione senza contatto, l'encoder funziona praticamente senza usura ed è estremamente insensibile a polvere, sporco, liquidi e condensa. La testa del sensore con elettronica completamente incapsulata può essere fissata all'albero in qualsiasi posizione e tollera grandi spostamenti assiali della banda di serraggio di ± 5 mm, ad esempio a causa dell'espansione termica su alberi lunghi. La distanza radiale dalla fascetta di serraggio alla testa del sensore, ovvero il traferro, può essere fino a 3 mm, il che significa che le tolleranze tipiche di alberi di grandi dimensioni e dei loro cuscinetti possono essere facilmente gestite.

Installazione semplice e veloce

La cinghia di tensionamento può essere fissata rapidamente e facilmente a qualsiasi posizione assiale sull'albero. La superficie dell'albero rimane priva di fori, scanalature e forature. Invece, la cinghia di tensionamento, che è adattata in fabbrica alla circonferenza dell'albero, può essere semplicemente posizionata attorno all'albero e collegata al tenditore attaccato alle sue estremità. Gli encoder sono quindi molto adatti per il retrofit.

Il tenditore è progettato in modo da poter compensare tolleranze del diametro dell'albero di circa 2 mm. Il successivo montaggio della testa del sensore richiede solo due viti di fissaggio. Il traferro può essere facilmente regolato con un manometro. Una persona può farlo in pochi minuti. Il monitoraggio della funzione elettronica integrato nella testina di scansione può essere utilizzato come ausilio alla regolazione. Anche una versione con sensore progettata per un diametro dell'albero di 2 m pesa meno di 2 kg e si inserisce in un imballaggio di dimensioni scatola di scarpe. I costi di assemblaggio e trasporto sono quindi notevolmente ridotti rispetto alle soluzioni precedentemente disponibili.

Elaborazione rapida del segnale per misurazioni di alta precisione

Grazie all'elaborazione intelligente del segnale in tempo reale, l'encoder della banda di tensione fornisce segnali di posizione incrementali e quasi assoluti con una qualità costantemente elevata, indipendentemente dalla larghezza del blocco di tensione. Per ogni diametro dell'albero sono possibili fino a 131.072 impulsi per giro. I due sensori nella testina di scansione sono impostati in fabbrica in modo che almeno un sensore magnetico esegua sempre la scansione del nastro magnetizzato. Ciò consente un calcolo continuo della posizione e della velocità nonostante lo spazio causato dal tenditore. L'albero può spostarsi avanti e indietro assialmente fino a 10 mm e radialmente fino a 2 mm.

L'accuratezza del segnale di posizione, che ha una risoluzione fino a 20 bit, è di ± 1000 gradi su un albero da 0,02 mm. Ciò consente, ad esempio, il blocco del rotore telecomandato dell'albero della turbina sulle turbine eoliche. L'encoder della fascia di tensione offre una posizione valida non appena lo spazio della fascia di tensione ha superato la testina di scansione due volte nella stessa direzione di rotazione dopo l'accensione del dispositivo.

Giunti, freni e monitoraggio per la turbina eolica

Allo stesso tempo, l'encoder a banda di tensione fornisce segnali di velocità digitali precisi in tempo reale fino a 18 bit con filtri selezionabili liberamente. Registra movimenti striscianti di soli 0,003 min^-1, Ciò corrisponde a un giro in 6 ore. I segnali di uscita richiesti dall'applicazione sono configurati in fabbrica. SinCos SSI, HTL, TTL e loro combinazioni sono disponibili come interfacce elettriche.