登山鐵路和滑雪纜車(chē)驅動(dòng)裝置的測速發(fā)電機(也叫轉速計)暴露在各種惡劣環(huán)境之下。然而,它們又必須可靠地完成高精度速度測量。正因如此,設備制造商們都非常青睞堡盟的重載解決方案。那么,測速發(fā)電機需要具備哪些性能,才能承受雪山上的惡劣工況呢?
多年來(lái),奧地利蒂羅爾阿爾卑斯山(Tyrolean Alps)的纜車(chē)每天都會(huì )將數百人送至海拔2,964米的楚格峰(Zugspitze)峰頂。在兩臺500kW的電機牽引下,纜車(chē)以10米/秒的速度行進(jìn),整趟旅程耗時(shí)約7.5分鐘。在駕駛室,操作人員對電機進(jìn)行控制:減速、空擋、前進(jìn)、倒車(chē)、加速、剎車(chē),這些操作都需要具備高精度和高可靠性的速度控制系統來(lái)保障,畢竟乘客的舒適性和安全性是第一位的。
然而,登山鐵路的組件暴露在各種惡劣的環(huán)境條件下:風(fēng)霜雨雪長(cháng)年肆虐,冬季寒冷,盛夏高溫。這正是堡盟模擬量重載測速發(fā)電機TDP 0.2 LT——一款特別堅固的高精度轉速計——的用武之地。那么,“重載”究竟意味著(zhù)什么呢?
重載技術(shù)——全方位的性能保障
重載技術(shù)意味著(zhù)“堅固耐用”。然而,對于堡盟而言,“重載”不僅代表著(zhù)厚壁外殼和防腐蝕保護,它還是全方位的性能保障:重載產(chǎn)品能夠長(cháng)年可靠運行,從不讓用戶(hù)失望。這一點(diǎn)對于登山鐵路應用來(lái)說(shuō)必不可少。為此,測速發(fā)電機必須滿(mǎn)足一些特定指標:
堅固性當然至關(guān)重要:登山鐵路驅動(dòng)裝置中的測速發(fā)電機必須能夠長(cháng)年抵御沖擊、振動(dòng)以及作用在轉軸上的其他載荷,同時(shí)保持正常運行。畢竟產(chǎn)品更換成本高昂,這并不是因為測速發(fā)電機本身有多貴,而是因為它們安裝在難以觸及的位置,并且在更換期間需要關(guān)閉系統。首先,堅固的外殼、結實(shí)的殼壁必不可少,因此TDP 0.2 LT采用了壓鑄鋁外殼和不銹鋼軸設計;同時(shí),測試發(fā)電機的內部結構必須具有抗沖擊和抗振性,所以TDP 0.2 LT采用了兩端式軸承設計,可承受高徑向和軸向負載。
重載測速發(fā)電機的密封性必須足以抵御灰塵、污垢和濕氣的侵襲,因此其重載外殼必須密封良好,特別是在軸和電氣接口等關(guān)鍵位置。此外,還需要采用合適的材料和涂層,以保護測試發(fā)電機不受鹽水或化學(xué)品的腐蝕。
測速發(fā)電機內部沒(méi)有電子元件,因而能夠有效地防止電磁場(chǎng)的有害影響。因此,鋪設在其周邊的非屏蔽電纜不會(huì )對其造成任何干擾。此外,由于軸承內部的電勢差形成的軸電流可能會(huì )引燃軸承潤滑油,導致軸承損壞。因此,重載測速發(fā)電機的內部帶有電絕緣層,能夠有效防范這類(lèi)有害影響。
最后一點(diǎn)同樣非常重要,高精度也是這些“重量級”選手最難能可貴的重要特性之一。測速發(fā)電機必須隨時(shí)提供可靠的信號,以確保精確的驅動(dòng)控制與調節?;谵D速信息,控制器可以識別任何可能的驅動(dòng)速度偏差并及時(shí)干預。登山鐵路等重型機械中的重載測速發(fā)電機的精度絕不能輸給小型轉速計。而經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗,TDP 0.2 LT具有極高的精度和可靠性:常規轉速為1000rpm時(shí),輸出信號為60V;在最高轉速10,000rpm時(shí),輸出信號甚至可以達到600V。
在整個(gè)轉速范圍內確保高精度輸出電壓
過(guò)去,測速發(fā)電機通常采用銅換向環(huán)和石墨電刷組合,不過(guò)這種方法過(guò)時(shí)已久。換向環(huán)表面的銅氧化物會(huì )造成不規則的過(guò)渡電阻,從而在轉速計輸出電壓中形成高紋波,這樣就無(wú)法進(jìn)行精確的低速檢測。然而,滑動(dòng)性能良好的石墨可確保電刷擁有較長(cháng)的使用壽命。銅換向環(huán)和銀石墨電刷組合更適合低速檢測,因為電刷中的銀顆粒會(huì )轉移到換向環(huán)表面,形成高導電性的“銅綠”。不過(guò),這種解決方案對于油脂或含硫和含鹽空氣等惡劣環(huán)境很敏感。這種情況下就無(wú)法形成導電銅綠,那么在整個(gè)轉速范圍內就會(huì )喪失“良好的傳輸性能”。此外,含金屬顆粒的電刷直接在銅表面滑行,使換向環(huán)更易磨損。
堡盟轉速計采用的LongLife環(huán)技術(shù)于1987年獲得專(zhuān)利,該技術(shù)結合了上述兩種方案的優(yōu)勢,同時(shí)規避了二者的缺點(diǎn)。通過(guò)一道特殊工藝,根據轉速計的類(lèi)型,堡盟將一根或兩根大尺寸銀軌嵌入換向環(huán)表面。由于轉速計電流相對較低,銀軌可以非常細。TDP 0.2 LT甚至擁有兩根銀軌,即便在惡劣工況下也能始終確保低接觸電阻。TDP 0.2 LT還能實(shí)現60mV/min-1的電壓常數,轉速檢測范圍從低于0.08rpm到10,000rpm,能同時(shí)監控機械和電氣極限轉速,動(dòng)態(tài)范圍達1:125,000。除了LongLife換向環(huán),堡盟對電刷也進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)改造,確保電刷的使用壽命甚至可以超過(guò)滾珠軸承,而且無(wú)需維護。
LongLife換向環(huán)在滑雪纜車(chē)上的應用
滑雪纜車(chē)每年都要將數百萬(wàn)滑雪愛(ài)好者送上山頂,因此它們對驅動(dòng)控制的要求同樣苛刻。為了確保乘客安全,制造商需要使用實(shí)踐應用中久經(jīng)考驗的測速發(fā)電機,即便在霜凍、降雪和寒風(fēng)等惡劣天氣下也能保證設備可靠運行。為了實(shí)現平穩啟動(dòng)和行駛速度可調,滑雪纜車(chē)現在也廣泛采用轉速可控的驅動(dòng)裝置。幾十年來(lái),纜車(chē)制造商都非常青睞堡盟的模擬量測速發(fā)電機,如GMP 1.0。這款測速發(fā)電機通過(guò)升壓轉換器和鏈輪驅動(dòng)直接連接至低速絞盤(pán),從而將電機變速箱的最低轉速同控制回路隔離開(kāi),即便在苛刻的環(huán)境條件下也能產(chǎn)生足夠的速度信號。GMP 1.0的換向環(huán)表面還嵌入了兩根銀軌,可始終保證低接觸電阻,從而擴大轉速檢測范圍,并確保良好的測量信號傳輸性能。憑借堅固的設計和標準溫度補償,測速發(fā)動(dòng)機非常適合在雪山惡劣的環(huán)境下使用。
經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀的經(jīng)驗積累,堡盟重載測速發(fā)電機及編碼器產(chǎn)品組合日臻完善:它們精確可靠、堅固耐用,從小個(gè)子到大塊頭,應有盡有。它們支持所有相關(guān)的模擬量和數字量接口,并憑借在惡劣環(huán)境條件下的出色表現脫穎而出。登山鐵路和滑雪纜車(chē)等應用案例清楚地證明:對于要求苛刻的用戶(hù)來(lái)說(shuō),堡盟重載測速發(fā)電機堪稱(chēng)最理想的選擇。
圖片說(shuō)明:
堡盟測速發(fā)電機采用LongLife技術(shù)——換向環(huán)表面嵌入了銀軌。LongLife測速發(fā)電機將高動(dòng)態(tài)控制所需的極佳信號質(zhì)量與出眾的堅固性和超長(cháng)的使用壽命集于一身。
堡盟測速發(fā)電機在登山鐵路和滑雪纜車(chē)的驅動(dòng)裝置中多次證明了自己的實(shí)力。它們采用堅固的重載設計和兩端式軸承,即便在極高的負載和惡劣的環(huán)境條件下也具有很長(cháng)的使用壽命,且無(wú)需維護。
驅動(dòng)裝置的性能取決于速度反饋的質(zhì)量,因此轉速計必須滿(mǎn)足最高要求。堡盟測速發(fā)電機采用LongLife?專(zhuān)利換向環(huán),其表面嵌入了銀軌,是這一苛刻任務(wù)的理想選擇。
堡盟重載測速發(fā)電機憑借堅固的兩端式軸承設計從同類(lèi)產(chǎn)品中脫穎而出。這種設計能夠有效抵抗軸向和徑向負載,可確保極高的承載能力和超長(cháng)的使用壽命。
堡盟集團
堡盟集團是國際領(lǐng)先的工廠(chǎng)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化生產(chǎn)廠(chǎng)家之一。目前堡盟集團的足跡已遍布全球20個(gè)國家并擁有39家分公司。堡盟集團的產(chǎn)品業(yè)務(wù)主要涉及傳感器、運動(dòng)控制、視覺(jué)技術(shù)、過(guò)程儀表和粘膠系統,其豐富的產(chǎn)品線(xiàn)覆蓋在各個(gè)行業(yè)并使客戶(hù)受益于堡盟所提供的完整咨詢(xún)和可靠服務(wù)的國際平臺。