精準(zhǔn)可靠，迎難而上

2025China.cn 2020年05月26日

　　登山鐵路和滑雪纜車驅(qū)動裝置的測速發(fā)電機(也叫轉(zhuǎn)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(shè)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，奧地利蒂羅爾阿爾卑斯山(Tyrolean Alps)的纜車每天都會將數(shù)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，纜車以10米/秒的速度行進(jìn)，整趟旅程耗時約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、加速、剎車，這些操作都需要具備高精度和高可靠性的速度控制系統(tǒng)來保障，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(zhuǎn)速計——的用武之地。那么，“重載”究竟意味著什么呢?

　　重載技術(shù)——全方位的性能保障

　　重載技術(shù)意味著“堅固耐用”。然而，對于堡盟而言，“重載”不僅代表著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)品能夠長年可靠運行，從不讓用戶失望。這一點對于登山鐵路應(yīng)用來說必不可少。為此，測速發(fā)電機必須滿足一些特定指標(biāo)：

　　堅固性當(dāng)然至關(guān)重要：登山鐵路驅(qū)動裝置中的測速發(fā)電機必須能夠長年抵御沖擊、振動以及作用在轉(zhuǎn)軸上的其他載荷，同時保持正常運行。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(tǒng)。首先，堅固的外殼、結(jié)實的殼壁必不可少，因此TDP 0.2 LT采用了壓鑄鋁外殼和不銹鋼軸設(shè)計;同時，測試發(fā)電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shè)計，可承受高徑向和軸向負(fù)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(nèi)部沒有電子元件，因而能夠有效地防止電磁場的有害影響。因此，鋪設(shè)在其周邊的非屏蔽電纜不會對其造成任何干擾。此外，由于軸承內(nèi)部的電勢差形成的軸電流可能會引燃軸承潤滑油，導(dǎo)致軸承損壞。因此，重載測速發(fā)電機的內(nèi)部帶有電絕緣層，能夠有效防范這類有害影響。

　　最后一點同樣非常重要，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)電機必須隨時提供可靠的信號，以確保精確的驅(qū)動控制與調(diào)節(jié)?；谵D(zhuǎn)速信息，控制器可以識別任何可能的驅(qū)動速度偏差并及時干預(yù)。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(zhuǎn)速計。而經(jīng)過實踐檢驗，TDP 0.2 LT具有極高的精度和可靠性：常規(guī)轉(zhuǎn)速為1000rpm時，輸出信號為60V;在最高轉(zhuǎn)速10,000rpm時，輸出信號甚至可以達(dá)到600V。

　　在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)確保高精度輸出電壓

　　過去，測速發(fā)電機通常采用銅換向環(huán)和石墨電刷組合，不過這種方法過時已久。換向環(huán)表面的銅氧化物會造成不規(guī)則的過渡電阻，從而在轉(zhuǎn)速計輸出電壓中形成高紋波，這樣就無法進(jìn)行精確的低速檢測。然而，滑動性能良好的石墨可確保電刷擁有較長的使用壽命。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轉(zhuǎn)移到換向環(huán)表面，形成高導(dǎo)電性的“銅綠”。不過，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。這種情況下就無法形成導(dǎo)電銅綠，那么在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)就會喪失“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(zhuǎn)速計采用的LongLife?環(huán)技術(shù)于1987年獲得專利，該技術(shù)結(jié)合了上述兩種方案的優(yōu)勢，同時規(guī)避了二者的缺點。通過一道特殊工藝，根據(jù)轉(zhuǎn)速計的類型，堡盟將一根或兩根大尺寸銀軌嵌入換向環(huán)表面。由于轉(zhuǎn)速計電流相對較低，銀軌可以非常細(xì)。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還能實現(xiàn)60mV/min-1的電壓常數(shù)，轉(zhuǎn)速檢測范圍從低于0.08rpm到10,000rpm，能同時監(jiān)控機械和電氣極限轉(zhuǎn)速，動態(tài)范圍達(dá)1:125,000。除了LongLife換向環(huán)，堡盟對電刷也進(jìn)行了專門改造，確保電刷的使用壽命甚至可以超過滾珠軸承，而且無需維護。

　　LongLife?換向環(huán)在滑雪纜車上的應(yīng)用

　　滑雪纜車每年都要將數(shù)百萬滑雪愛好者送上山頂，因此它們對驅(qū)動控制的要求同樣苛刻。為了確保乘客安全，制造商需要使用實踐應(yīng)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(shè)備可靠運行。為了實現(xiàn)平穩(wěn)啟動和行駛速度可調(diào)，滑雪纜車現(xiàn)在也廣泛采用轉(zhuǎn)速可控的驅(qū)動裝置。幾十年來，纜車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)電機通過升壓轉(zhuǎn)換器和鏈輪驅(qū)動直接連接至低速絞盤,從而將電機變速箱的最低轉(zhuǎn)速同控制回路隔離開，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(zhuǎn)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(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)溫度補償，測速發(fā)動機非常適合在雪山惡劣的環(huán)境下使用。

　　經(jīng)過半個多世紀(jì)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，從小個子到大塊頭，應(yīng)有盡有。它們支持所有相關(guān)的模擬量和數(shù)字量接口，并憑借在惡劣環(huán)境條件下的出色表現(xiàn)脫穎而出。登山鐵路和滑雪纜車等應(yīng)用案例清楚地證明：對于要求苛刻的用戶來說，堡盟重載測速發(fā)電機堪稱最理想的選擇。

　　圖片說明：

　　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)電機將高動態(tài)控制所需的極佳信號質(zhì)量與出眾的堅固性和超長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的驅(qū)動裝置中多次證明了自己的實力。它們采用堅固的重載設(shè)計和兩端式軸承，即便在極高的負(fù)載和惡劣的環(huán)境條件下也具有很長的使用壽命，且無需維護。驅(qū)動裝置的性能取決于速度反饋的質(zhì)量，因此轉(zhuǎn)速計必須滿足最高要求。堡盟測速發(fā)電機采用LongLife?專利換向環(huán)，其表面嵌入了銀軌，是這一苛刻任務(wù)的理想選擇。