Alimentación sin contacto CPS®

La abreviatura CPS® corresponde a "Contactless Power Supply". Con este sistema se alimenta sin contacto energía a equipos eléctricos móviles. La energía se transmite de modo inductivo de un conductor (primario) fijo a un equipo móvil (secundario). La singularidad del sistema CPS® está en que es posible transmitir sin contacto también datos a través de este conductor primario. El sistema CPS® de VAHLE ha experimentado un perfeccionamiento constante desde 1997 y, hoy día, con más de 450 instalaciones realizadas, se emplea en numerosos sectores industriales. Esto incluye el "know-how" de la empresa VAHLE en la búsqueda de soluciones para los diferentes tipos de proyectos, conjuntamente con el cliente.


Desarrollo innovador
En el desarrollo de la tecnología CPS®, el primer plano estuvo ocupado por criterios importantes, como, por ejemplo la cobertura económica de un amplio espectro de aplicaciones, variadas opciones de aplicación, pero también la máxima compatibilidad medioambiental posible. Así, debido a la intensidad de corriente en el recorrido extraordinariamente baja, de tan solo 70 A (en aplicaciones especiales incluso de 35 A), se obtiene un rendimiento muy elevado así como unos valores de compatibilidad electromagnética y efectos de los campos electromagnéticos en los humanos (CEM/MCEM) extremadamente buenos. Para poder hacer frente a los múltiples y variados requisitos en los sistemas de transporte de manutención, también se integraron en el Sistema CPS®, junto a la transmisión de energía, características adicionales del sistema, como la transmisión inductiva de datos y el guiado inductivo.

Principio de funcionamiento del transformador
El sistema CPS® de VAHLE suministra corriente eléctrica sin ningún tipo de contacto mecánico. Funciona por el principio de inducción, de manera semejante a la transmisión de la corriente eléctrica entre el primario y el secundario de un transformador. En un transformador, los devanados primario y secundario están bobinados sobre un núcleo ferromagnético cerrado común. Por el contrario, en el sistema CPS®, el devanado primario "se extiende" formando un largo bucle de conductor y el devanado secundario está bobinado sobre un núcleo ferromagnético abierto. De este modo se hace posible un movimiento relativo entre ambos devanados. Este sistema optimiza las características de transmisión gracias al uso de una frecuencia elevada de 20 kHz.

Frecuencia elevada
El inversor del primario del sistema CPS® convierte la tensión alterna trifásica disponible en la planta del cliente en una tensión alterna monofásica de 20 kHz. El conductor del primario recibe una corriente constante gracias a un circuito adaptador. La tensión inducida en la bobina de captación (pick-up) se rectifica y se adapta a las necesidades del consumidor.

Ventajas para el cliente

Frente al método convencional de transmisión de corriente eléctrica a los consumidores móviles (mediante carriles conductores, conducciones en gabinete plástico y sistemas de guiado de cables), el sistema CPS® presenta las siguientes ventajas:

  • Está exento de mantenimiento y, por tanto, hace posible una alta disponibilidad de las instalaciones con unos gastos de mantenimiento también bajos.
  • No existe limitación de la velocidad de traslación o de la aceleración del equipo consumidor móvil.
  • No se emite ruido y no existe abrasión de las escobillas, ya que la transmisión de energía se desarrollo totalmente sin contacto.
  • Tolerancia a variaciones del trazado, gracias al dimensionamiento adecuado del entrehierro entre la bobina de captación (pick-up) y el devanado primario.
  • Uso ilimitado incluso en condiciones ambientales severas como polvo, agua, hielo, viento, etc.
  • Rendimiento elevado gracias a una selección óptima de componentes y al uso de una avanzadísima electrónica de potencia.

El nuevo diseño conceptual del sistema CPS® representa una combinación de alta eficiencia, fácil instalación y elevada fiabilidad.

 

Transmisión de datos

En numerosos casos, además de la energía para sus motores de accionamiento, existe la necesidad de transmitir al equipo móvil también las señales de control de un autómata programable (PLC) central. Dado que para este fin una transmisión por radio a través del aire pronto deja ver sus limitaciones, debido a su sensibilidad a las interferencias, el sistema brinda la alternativa de aprovechar el conductor primario, imprescindible para la transmisión de energía, también para implementar una transmisión de datos inmune a las interferencias. Este diseño conceptual de la transmisión integrada de datos, "VAHLE Powercom® CPS®", ha sido concebido para la transmisión segura de datos de control con una velocidad de transferencia de 187,5 kbits/s sobre la base de una interfaz RS485 habitual en la industria, como la que ofrece el bus Profibus DP.

Ventajas de la transmisión de datos con VAHLE Powercom® CPS®

  • Gracias al uso simultáneo del conductor de energía para transmitir la señal de datos, no se requiere ningún componente adicional a lo largo del trazado.
  • Velocidad de transferencia hasta 187,5 kbits/s.
  • Transmisión absolutamente inmune a interferencias gracias a la gran separación de frecuencia respecto a los actuales sistemas de telecomunicaciones más corrientes.
  • Es posible realizar, sin ningún inconveniente, modificaciones posteriores del número de carros o del entorno constructivo del sistema sin un complejo análisis de alta frecuencia.
  • Transmisión totalmente transparente de la señal de datos sin intervención en el software de programación.