海德汉:ECN1325——新一代编码器隆重登场

文:2014年第三期

    推动技术进步,助力行业发展是海德汉一贯以来的理念。伴随着电梯行业的快速发展,对电机技术要求也随之变化,5月14日,海德汉在广州电梯展举办技术交流活动,与与会观众分享海德汉在最新的技术和在电梯行业的应用。

 

刘逊

    会议伊始,运营总监刘逊先生首先为我们详细介绍了海德汉的生产体系和公司文化。自上世纪70年代捐赠给基金会后,海德汉转变为基金会企业。而经历了这一变化后的海德汉发展理念更为明晰——专注技术研发,推动测量技术进一步发展。

    海德汉内部技术团队分为三部分,分别是产品研发、应用研发以及基础研发。经过多年的积累,海德汉专利申请数以及新技术的涌现有了非常坚实的技术,源源不断研发新品,引领测量技术发展。

编码器选型
    在此次会议上,海德汉特别提到了编码器的选型。如何选择一个适合、优质的高端编码器?光栅的制造技术、信号处理、编码技术和机械结构的优化是编码器选型的四大关键。

    所有的电器元件都是靠频率工作的。光源穿过第一个扫描光栅和第二个目标光栅,到达传感器后转变为电气信号,由控制器后继进行处理。因此光栅信号处理中细分质量是区分高端编码和普通编码器的核心指标。在生产中,数控系统、电机组成闭环控制,而编码器的作用在于提供信号源,即便使用同样的电机和控制系统,编码器不同所产生的噪声也不同。噪声意味能量被消耗,噪声的大小代表着能耗浪费的多少。

    由此可以看出,编码器是第一限定因素,如果信号源出现误差,那么将会有大量的能耗被浪费,机械系统和控制系统的性能都将受限。而海德汉的编码器则很好地解决这一问题,光栅技术是海德汉的核心技术,早在1928年海德汉的刻盘技术便已申请专利。通过这一技术,海德汉的编码能够清晰准确传递位置,减少能耗的浪费,让设备高效运行。

    其次,电机驱动过程中,速度恒定性与信号处理有关。海德汉专门为编码器设定了集成信号处理,集成供电等芯片,计算速度和信号得到了划时代提高。提高了20%的性能。

    绝对编码技术方面,以前海德汉采用单元器件扫描技术,而现在海德汉的新产品使用大尺寸扫描窗口扫描,纠错能力超强。在绝对码扫描的过程中,通过连续扫描一个区域来获得绝对值。在机械结构优化方面,海德汉使用扭转刚性能技术,提高编码器和电机的轴运动的同步性。

ECN1325——新一代编码器
    30年来,海德汉源源不断带来新的编码器技术,产品应用于精密机床和电子元件的生产和加工设备。有高端制造业的地方,就有海德汉,需要高精密控制的电梯行业更是不在话下。用户在选择电梯时,结构紧凑,高功率密度,免维护和用电效率高的优点正在发挥着重要作用。为了给予乘客更舒适的感受和提高电梯运行效率,需要创新和高效驱动系统,其中包括电机和控制系统。这种创新系统的技术基础在于提供位置值的反馈系统,这样在控制单元中可以确定电机实际轴速并使电机线圈在正确相位时换向。海德汉公司的旋转编码器/绝对式选装编码器内置了位置反馈单元,应用在电气驱动控制系统中作为换向。在电梯应用中,绝对式的旋转编码器优点更为突出。因为这种旋转编码器分辨率高并且用纯串行传输协议,因此海德汉推出新一代编码器——ECN1325。

    从ERN13262到ERN1387,海德汉为电梯行业提供一代又一代产品。尤其是ERN1387,其扫描运行平顺、集成芯片、降低震动和能耗等系列优势获得了客户一致好评。而本次推出的ECN1325汇集这些特点同时,加入新的功能,是针对下一代市场需求——安全、小型化和高效服务的编码器产品。

    ECN1325的每圈有25bit个位置值并且有很高的精度,为先进和灵敏的驱动控制系统提供所需的分辨率。通过高质量扫描2048线光栅,并在专门开发的ASIC后续电子电路中对扫描信号进行14bit倍频的细;而8MHz的时钟频率,足够快地提供动态的电机控制—这直接关系到乘客的电梯乘坐体验。此外,绝对式编码器对电梯用户最显著的优点是它可以在后台提供更多功能特性。通过EnDat2.2双向串行接口传输的指定位置值(例如零位)简化控制单元工作而且使控制单元能在正确相位处高效为电机磁场提供换向信号,保证最佳扭矩。ECN1325作为海德汉的最新一代数字编码器,是以智能驱动平台的理念设计的。除了自身信号之外,还可以通过高性能EnDat接口技术传输12个附加传感器的数据信号。也就是说驱动电机上面其他传感器不需要拉线就可以直接将信号传输到编码器,编码器直接使用一根数据线传送到端口。

    虽然ECN1325有很多功能和电气性能的技术改进,例如旋转编码器生成,处理,传输信号,但其机械尺寸完全没有变化,与其他旋转编码器型号完全兼容。ECN1325同样采用成熟可靠的圆锥轴和涨紧圈联轴器连接技术,与常用的ERN1387,ERN1326和ECN1313机械安装尺寸兼容。因此电机或电梯制造商可以用统一的电机结构,不需要再考虑控制单元的特殊接口要求。因此确保了成本敏感的生产阶段前整个过程中电机应用的最大灵活性。

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