Analyse du système anti-interférences pour le faisceau de câbles d'un opérateur de porte d'ascenseur

Dans les systèmes d'ascenseur modernes, la stabilité du fonctionnement de l'opérateur de porte détermine souvent l'expérience globale de sécurité de l'ascenseur. Derrière le système d'opérateur de porte, le câblage, bien qu'il ne soit pas complexe dans sa structure, est crucial dans sa tâche de transmission du signal et de distribution de puissance. Si le faisceau de câblage de l'opérateur de porte est soumis à des interférences électromagnétiques, les dysfonctionnements qui en résultent se manifestent généralement par une ouverture et une fermeture anormales de la porte, des retards de commande, des défaillances de capteurs ou même un faux déclenchement. Par conséquent, la conception de faisceaux de câblage résistant aux interférences pour Ascenseur. Les opérateurs de portes sont devenus un problème clé que les ingénieurs doivent considérer.

1. Pourquoi les faisceaux de câbles des opérateurs de porte sont-ils sensibles aux interférences ?

Les systèmes d'opérateurs de porte sont situés dans un espace confiné au sommet de la voiture d'ascenseur ou à proximité du cadre de porte. Ils sont entourés non seulement par un grand nombre d'harmoniques générées par l'entraînement à fréquence variable (VVVF) mais aussi par l'environnement sonore à haute fréquence du moteur de l'opérateur de porte lui-même. En outre, le câblage dense, la courte distance de câblage et les courbes fréquentes les rendent plus sensibles aux interférences électromagnétiques (EMI) et aux interférences de fréquence radio (RFI).

Dans les ascenseurs plus anciens, les interférences peuvent augmenter de façon exponentielle si la gaine extérieure du faisceau de câbles est usée, les connecteurs desserrés ou la couche de blindage endommagée. Ce type d'interférence affecte directement les signaux des capteurs du mécanisme de porte, tels que la détection de collision, le retour d'information sur la vitesse d'ouverture et de fermeture et les interrupteurs de fin de course, ce qui peut entraîner des phénomènes comme « le mécanisme de porte bouge mais ne répond pas », « la porte bouge de façon erratique » ou « s'arrête brusquement en cours de fonctionnement ».

2. Les sources d'interférences les plus courantes dans les faisceaux de câbles des opérateurs de portes d'ascenseur

In gantry crane systems, engineers typically encounter three main types of interference:

• L'un d'eux est le couplage électromagnétique. Par exemple, un grand nombre de composantes haute fréquence générées à la sortie du convertisseur de fréquence se coupleront à la ligne de signal de l'opérateur de porte, provoquant une déviation du faible signal.
• Deuxièmement, un circuit de mise à la terre défectueux peut facilement provoquer une « différence de potentiel de terre » lorsque la mise à la terre entre la voiture et la salle des machines est instable, ce qui peut à son tour interférer avec la sortie des capteurs.
• Troisièmement, il y a le bruit mécanique, comme la flexion et la traction répétées du faisceau de câbles, qui endommage la couche de blindage et facilite la pénétration des interférences.

Ces perturbations ont tendance à s'accumuler progressivement, ce qui explique pourquoi le taux de défaillance des mécanismes de porte augmente souvent de manière significative après que de nombreux ascenseurs ont été utilisés pendant plus de cinq ans.

3. Concept de conception de base pour la protection contre les interférences du faisceau de câbles de la machine de porte

Pour garantir le fonctionnement stable du portique, la conception anti-interférences du faisceau de câbles doit reposer sur trois aspects : la structure, les matériaux et le processus de fabrication.

Premièrement, une solution de blindage professionnelle doit être adoptée. Pour les signaux basse tension, un blindage tressé ou une structure de blindage composite en feuille d'aluminium et tresse est préférable afin d'assurer un blindage efficace, même en environnement haute fréquence. Lorsque les signaux d'alimentation et de signalisation sont mélangés, une architecture en couches est nécessaire dans la conception structurelle pour séparer les signaux de courant forts et faibles et éviter tout couplage mutuel.

Deuxièmement, il y a le choix des matériaux de câblage. Les faisceaux de câbles pour opérateurs de porte nécessitent généralement des câbles blindés flexibles, composés de conducteurs en cuivre multibrins finement torsadés, afin d'améliorer la résistance à la flexion et la durée de vie. Par ailleurs, les lignes de signal critiques utilisent généralement une structure à paires torsadées, créant des champs électromagnétiques opposés entre les deux conducteurs pour réduire les interférences externes à la source.

Enfin, il y a le processus de terminaison. Les faisceaux de câbles de haute qualité pour opérateurs de porte doivent garantir une mise à la terre à 360° de la couche de blindage, et non pas seulement en un seul point ou laissée flottante. Les ingénieurs doivent utiliser des connecteurs à boîtier métallique ou des clips de blindage dédiés pour assurer la continuité du blindage. De plus, le plaquage des connecteurs, la précision du sertissage et la force de verrouillage des bornes influent directement sur l'immunité aux interférences.

4. Précautions d'installation et d'entretien des faisceaux de câbles des opérateurs de portes d'ascenseur

La suppression des interférences dépend non seulement du faisceau de câbles lui-même, mais aussi d'une installation et d'un entretien corrects.

Les points clés pour une installation correcte sont les suivants :

• Évitez les frottements des faisceaux de câbles à proximité du mécanisme de transmission du moteur du portique.
• Le rayon de courbure de tous les faisceaux de câbles doit être supérieur à 10 fois leur diamètre extérieur.
• Il est strictement interdit de regrouper les câbles d'alimentation et les câbles d'encodeur.
• Maintenez la goulotte de câblage située en haut du moteur du portique propre et sèche.
• Vérifiez régulièrement l'état du blindage et la qualité de la mise à la terre.

De nombreux « défauts liés aux interférences » ne sont pas dus à des dommages matériels, mais à une installation incorrecte.

5. Stratégie de câblage : un autre élément clé de l’immunité aux interférences

Même avec un faisceau de câbles bien conçu, la méthode de câblage peut avoir un impact significatif sur les performances globales en matière de protection contre les interférences. Un bon câblage repose généralement sur les principes suivants :

Le faisceau de câbles du portique doit être maintenu aussi éloigné que possible des sources d'interférences haute fréquence, telles que les convertisseurs de fréquence, les électroaimants ou les câbles haute tension. Si une séparation complète est impossible, une cloison métallique ou une gaine métallique flexible doit être installée pour un blindage secondaire. Par ailleurs, le câblage du faisceau doit être réalisé de manière fluide afin d'éviter les boucles longues et inutiles, car celles-ci agissent comme des « antennes », amplifiant la zone de captation du bruit.

De plus, la méthode de mise à la terre du faisceau de câbles du portique est également cruciale. Il est généralement recommandé d'utiliser une mise à la terre en un seul point afin d'éviter les boucles potentielles multiples entre la machine de traction, la cabine et la salle des machines, qui pourraient entraîner une dérive du signal.

6. Exemples de solutions anti-interférences pour les opérateurs de portes d'ascenseur classiques

Prenons l'exemple d'un opérateur de porte synchrone à aimant permanent. Ses lignes de signal comprennent généralement un retour d'information sur l'ouverture/fermeture de la porte, des interrupteurs de fin de course, des signaux à effet Hall et des données d'encodeur. Afin d'éviter toute interférence entre ces signaux basse tension, les ingénieurs adoptent généralement la solution suivante :

Des câbles souples à double blindage acheminent tous les signaux d'encodeur et de capteurs ; la ligne d'alimentation du moteur de l'opérateur et la ligne de signal sont séparées, à une distance minimale de 10 cm ; des connecteurs métalliques sont utilisés aux extrémités du faisceau de câbles, et le blindage est entièrement serti ; un chemin de câbles métallique dédié est installé sur le toit de la cabine pour isoler la ligne de signal de la ligne d'alimentation.

Cette solution composite améliore généralement de manière significative la résistance aux interférences du portique dans les environnements complexes, assurant ainsi un fonctionnement plus stable et fluide de l'ascenseur.

7. Pratiques d'application des faisceaux de câbles pour opérateurs de porte

De nombreux fabricants d'ascenseurs et sociétés de maintenance ont adopté les solutions de câblage sur mesure pour opérateurs de porte proposées par l'usine Kaweei. Spécialisée dans la R&D de faisceaux de câbles industriels personnalisés, cette usine offre des solutions complètes alliant blindage, flexibilité, résistance à la flexion et aux interférences, adaptées à la structure de l'opérateur de porte. Grâce à une conception de blindage plus précise, des conducteurs plus durables et des procédés de terminaison rigoureux, leurs produits réduisent significativement les dysfonctionnements et les problèmes de bruit de signal des opérateurs de porte en conditions réelles d'utilisation.

8. Problèmes d'interférence courants et solutions

Voici les problèmes d'interférence les plus courants dans les systèmes de portiques et des suggestions de dépannage rapide.

① Le signal de l'encodeur est intermittent.

Vérifiez la mise à la terre de la couche de blindage et recâblez-la afin d'éviter toute proximité avec le moteur.

② Le mouvement du mécanisme d'ouverture de la porte est saccadé ou sa vitesse est instable.

Remplacez le câble de signal ordinaire par un câble à double blindage.

③ Déclenchement intempestif du signal de verrouillage de porte

Ajouter une isolation par optocoupleur au signal de verrouillage de la porte.

④ Décalage de la position d'ouverture/fermeture de la porte par l'opérateur d'ouverture de porte

Vérifiez la structure des paires torsadées et les spécifications du condensateur du faisceau de câbles de l'encodeur.

⑤ Les interférences peuvent entraîner l'arrêt de l'ascenseur ou la défaillance de la reconnaissance de la zone de porte

Vérifiez si la ligne d'alimentation est parallèle à la ligne basse tension.

Tous ces phénomènes sont directement liés à la résistance aux interférences. Le bon fonctionnement des systèmes d'ouverture de portes d'ascenseur dépend fortement de la qualité des faisceaux de câbles résistants aux interférences. De la conception structurelle et du choix des matériaux du faisceau de câbles au blindage, à la mise à la terre et au câblage, chaque aspect détermine la capacité du système d'ouverture de porte à fonctionner correctement dans un environnement perturbé.

Avec le développement constant de la technologie des ascenseurs, les faisceaux de câbles résistants aux interférences deviendront un élément essentiel à la stabilité et à la pérennité des systèmes d'ouverture de portes.