Takogeneratorer til at drive bjergbaner og skilifte er udsatte for enorme belastninger. Ikke desto mindre skal de kunne måle hastigheden præcist og pålideligt. Derfor satser producenter på HeavyDuty-løsninger fra Bauer Hübner. Hvad skal en takogenerator kunne for at klare de barske betingelser på sneklædte bjerge?
Gennem mange år har en tovbane forbundet Tyrol-siden af Alperne med Zugspitze-toppen, og den bringer dagligt hundredvis af mennesker op i 2.964 meters højde. Med en hastighed på 10 meter i sekundet varer en tur cirka syv et halvt minut. To stærke, elektriske 500 kW-motorer står for drevet. Styringen af de forskellige køretilstande for kabinerne – langsom, stationær, fremad, baglæns, acceleration, høj hastighed og bremse – kræver en høj nøjagtighed og pålidelighed i omdrejningstallets styresystem. I sidste ende er passagernes komfort og sikkerhed det vigtigste.
I den forbindelse er tovbanens komponenter dog udsat for vanskelige betingelser: Vind, regn og sne kendetegner betingelserne, og temperaturerne går fra tocifrede minusgrader om vinteren til plusgrader om sommeren. Et mønstereksempel på anvendelsen af HeavyDuty-takogeneratorer fra Baumer Hübner, i dette tilfælde den analoge takogenerator TDP 0,2 LT, en ekstra robust og samtidigt præcis repræsentant for rotariske omdrejningstalgivere. Hvad betyder “HeavyDuty” helt præcist?
HeavyDuty som omfattende ydelsesløfte
HeavyDuty er lig med “kan klare hårde belastninger”. For Baumer Hübner betyder det dog mere end bare tykke kabinetvægge og beskyttelse mod rust. HeavyDuty er et omfattende ydelsesløfte om, at drejegiverne og takogeneratorerne gør deres arbejde pålideligt gennem mange år og aldrig svigter brugeren. Især ved anvendelser i bjergbaner er det en vigtig forudsætning. Det betyder, at visse kriterier skal være opfyldt:
En central faktor her er naturligvis den mekaniske robusthed. Takogeneratorer til at drive tovbaner skal kunne modstå slag, vibrationer og andre kræfter på drejeakslen gennem mange år uden derved at miste funktionsduelighed. En udskiftning kan blive dyr, ikke fordi takogeneratoren koster mange penge, men fordi den ofte er monteret på svært tilgængelige steder, og fordi anlægget står stille under udskiftningen. En robust kabine med solide vægge er en god begyndelse, og derfor består kabinen på TDP 0,2 LT af aluminium-trykstøbning og akslen af rustfrit stål. Men også de indre dele skal være lavet, så de modstår slag og vibration. Et tosidet leje til ankeret resulterer i en høj radial og aksial robusthed på akslen ved TDP 0,2 LT.
Heller ikke støv, smuds og fugt må kunne slå HeavyDuty-takogeneratoren ud, og derfor skal tætheden være tilstrækkelig. Især på de følsomme steder – akslen og den elektriske tilslutning – er HeavyDuty-kabinettet derfor tætnet godt. Desuden sikres korrosionsbeskyttelsen med egnede materialer og lakeringer mod påvirkninger fra saltvand og kemikalier.
Takogeneratorer indeholder ingen elektroniske dele og er derfor ekstremt robuste over for eventuelle beskadigelser via elektromagnetiske felter. Dermed står intet i vejen for brug i nærheden af uskærmede strømførende ledninger. Via spændingsdifferencer kan strøm desuden strømme gennem akslen, hvorved smøringen i lejet brænder og bliver ødelagt. En elektrisk isolering af de indvendige dele i en HeavyDuty-takogenerator beskytter derfor mod sådanne påvirkninger.
Og sidst men ikke mindst er også præcision en vigtig kvalitet ved HeavyDuty-sværvægterne. Takogeneratorer skal altid levere pålidelige signaler, så en præcis styring og regulering af drevene er mulig. På basis af disse informationer registrerer styringen afvigelser i omdrejningstallet i drevet og kan gribe ind. HeavyDuty-takogeneratorer i tunge anlæg som en bjergbane må ikke være mindre præcise end mindre omdrejningstalgivere. Det er ikke uden grund, at TDP 0,2 LT er grundigt testet og ekstremt pålidelig. Dermed leverer den allerede ved 1000 rpm et 60 V udgangssignal; ved et maksimalt driftsomdrejningstal på 10.000 rpm er det endda helt op til 600 V, der står til rådighed for omdrejningstalregulatoren.
Høj præcision i takospændingen i hele omdrejningstalområdet
Den klassiske kombination af kobber-kommutator og grafitbørster i takogeneratorer er for længst blevet overhalet. Kobberoxidlagene på kommutatoren forårsager uensartede overgangsmodstande og dermed en høj ujævnhed på takospændingen. Dermed kan lave omdrejningstal ikke registreres præcist. Samtidig sørger grafittens gode glideegenskaber dog for, at børsterne holder længe. Til registrering af lave omdrejningstal egner kombinationen af kobber-kommutator og sølv-grafitbørster sig bedre, eftersom børster i rustfrit stål påfører en “patina” med en god ledeevne på kommutatoren. Denne løsning er dog sårbar over for hårde omgivelser såsom olie, fedt eller svovl- og saltholdig luft. Under den slags betingelser dannes ingen patina, og dermed mistes de gode overførselsegenskaber på tværs af omdrejningstalområdet. Desuden øges slitagen, eftersom de metalholdige børster kører direkte på kobberet.
LongLife® kalder Baumer Hübner sin teknologi til takogeneratorer, som blev patenteret i 1987 og kombinerer de positive egenskaber ved de omtalte procedurer med hinanden og eliminerer deres negative egenskaber. I en særlig procedure integrerer Baumer Hübner, alt efter takotypen, en eller to massive sølvspor i overfladen på kommutatoren, som på grund af de relativt små takostrømme kan være smalle. Ved f.eks. TDP 0,2 LT er to af disse sølvspor til stede. Det sikrer, at der altid er en konstant lille overgangsmodstand, også under vanskelige betingelser. Det resulterer ved en spændingskonstant på 60 mV/min-1 ved en TDP 0,2 LT i et bredt registrerbart omdrejningstalområde på ≤ 0,08 til 10.000 min-1, hvorved det maksimale omdrejningstal begrænses både mekanisk og elektrisk. Dermed stiller TDP 0,2 LT et dynamikområde på 1 : 125.000 til rådighed. De særligt tilpassede børster fra Baumer Hübner og LongLife-kommutatoren sørger desuden for en lang vedligeholdelsesfri holdbarhedstid, der endda overgår levetiden for kuglelejer.
LongLife® også til skilifte
Tilsvarende barske krav til drevstyringen stiller skilifte, der hvert år transporterer millioner af skiløbere op på bjergtoppene. Også her satser producenterne af hensyn til gæsternes sikkerhed på takogeneratorerne, der har vist deres værd i brug. De sikrer, at det anvendte udstyr også fungerer pålideligt under stærk frost, snefald og iskold vind. For at opnå en blid start og variable kørehastigheder er omdrejningstalregulerede drev også udbredte ved skilifte i dag. Gennem årtier har producenterne, også på det område, anvendt Baumer Hübner analog-takogeneratorer som GMP 1,0. Den er direkte forbundet med det langsomt roterende kabelhjul via en step-up-omformer og et kædehjulsdrev. Dermed isoleres dødgangen i motorgearet af reguleringskredsen, og der genereres et tilstrækkeligt nominelt omdrejningstalsignal, også under sådanne barske betingelser. Også GMP 1,0 har et dobbelt sølvspor, der sikrer en konstant lav overgangsmodstand og dermed et bredt registrerbart omdrejningstalområde og en god overførsel af måleværdien. Den robuste konstruktion og den standardmæssige temperaturkompensation gør den optimalt egnet til brug under de hårde betingelser, der hersker på sneklædte bjerge.
Mere end et halvt århundredes erfaring med meget robuste takogeneratorer og drejegivere gør det muligt for Baumer Hübner at tilbyde en omfattende portefølje af pålidelige, præcise og langtidsholdbare muligheder – fra små kabineformer til store givere. De understøtter alle relevante analoge og digitale grænseflader og kommer med egenskaber, så også barske påvirkninger kan modstås permanent. Anvendelseseksemplerne bjergbane og skilift viser tydeligt, at brugere med høje krav træffer det rigtige valg med originalen i HeavyDuty-klassen.
