高精度编码器的好苗子之重载编码器

高精度编码器的好苗子之重载编码器

港口起重机每天装卸数千吨货物；矿业公司使用延伸数千英尺的输送机系统运输重达数千吨的矿石；电梯每天运载数千名乘客；汽车制造商使用自动化生产线将汽车运输到各个装配阶段；千吨级升降桥可同时承载多列列车，每天多次起降，让船只通过。有无数这样的场景，为重载旋转编码器的应用描绘了一幅美好的画面——重载旋转编码器始终在恶劣的工作条件下长时间可靠地执行繁重的任务。

自20世纪50年代霍伯纳柏林为最高需求开发编码器以来，“重载”一词一直与之相关。从那时起，霍伯纳柏林（今天是传感器专家堡盟 Group的一部分）不断改进其产品，并一直被视为重载编码器领域的专家。但是，当我们谈论重载编码器时，我们实际上在谈论什么呢？毕竟，这个词既不受法律保护，也没有规范来规范它。“重载”的意思就是“耐用”。这可能就是为什么一些人认为重载编码器只是厚壁和防锈。事实上，这个词的含义远不止这些。

什么样的编码器被称为“重载编码器”？

对于堡盟来说，重载技术提供了全面的性能保证。首先，这意味着编码器不会让用户失望，即使在最恶劣的条件下。其次，这些“重量级”玩家不会因为“轻量级”旋转编码器而失去准确性，即使在长时间使用的情况下也是如此。由于以下四个特性，堡盟的重载旋转编码器满足上述要求：

高精度：为了让用户能够精确控制驱动器和电机，旋转编码器必须提供可靠的信号。系统控制使用这些信号来监控驱动器的速度或报告机械部件的位置。只有通过这些信号，控制器才能接收速度信息，并且可以在驱动器超过或低于设定速度范围时及时进行干预。由于机械和设备通常相当大（例如码头起重机、斗轮挖掘机、轧钢机、垃圾粉碎机等），人们可能会错误地认为此类设备不需要太高的精度。然而，事实并非如此。尤其是在用很大的力搬运重物时（例如，在装载和卸载重达吨的集装箱时），即使是很小的测量误差也会产生许多严重的后果。


堡盟 HMG10/PMG10系列绝对重载编码器的革命性设计结合了两侧久经考验的轴承设计、高精度磁感应技术和专利微型自生机构。堡盟的重载编码器继承了原霍伯纳柏林经验证的重载技术，并采用了根据最新EMC技术优化的抗干扰设计。


由于其复杂的密封设计，堡盟的重载旋转编码器在较宽的温度范围（高达+95°C）内达到IP66和IP67防护等级。迷宫密封和轴封的先进组合可长期保护堡盟的重载编码器免受固体、水分和粘性污染物的影响。

坚固性：重载编码器必须足够坚固，能够承受严重的冲击、振动和编码器轴上的外力多年。最后，更换旋转编码器的成本非常高，这并不是因为旋转编码器本身很贵，而是因为旋转编码器安装的地方很难进入，整个工厂都必须关闭进行更换。重载旋转编码器具有以下特点：两端有足够间隙的大型轴承，以补偿径向和轴向负载，坚固的厚壁外壳，抗冲击和振动，永久保护内部组件。

密封性：重载编码器通常安装在多尘、潮湿或肮脏的环境中，因此编码器外壳必须密封良好，尤其是在轴和电气接口等关键点。此外，由于编码器可能接触化学品或海水，因此必须使用合适的外壳材料和涂层，以实现优异的耐腐蚀性。

电气稳定性：重载编码器必须不受电磁干扰。磁场通常由附近的非屏蔽电缆产生，在许多应用中很常见。如果没有适当的屏蔽措施，旋转编码器中的电子设备可能会损坏或提供不正确的测量信号。此外，轴承内部的电位差会产生波纹电流，从而点燃轴承润滑油并导致轴承损坏。由于这些原因，重载编码器内的电子设备必须与工作环境进行电气隔离。

绝对或增量编码器：超出标准

如上所述重载旋转编码器的应用非常广泛。这就是为什么何盟的重载产品组合非常广泛，包括各种类型的增量或绝对编码器。HOG10/POG10系列是增量重载编码器中的基准。重载编码器HOG10具有堡盟产品的其他独特特性，可以大大提高安装精度，如下两种情况所示：

高性能旋转编码器通常安装在周围有灰尘、湿气和化学品的恶劣工作环境中，这些环境需要强有力的保护密封。然而，每个密封件都是不同的：HOG10提供了多种密封设计，可在各种操作条件下（包括油性、潮湿或多尘环境、海洋和热带气候、水泥厂或其他恶劣环境）为旋转编码器提供最佳保护。例如，密封件非常可靠，能够承受各种尺寸固体颗粒的冲击，并具有优异的长期耐磨性。此外，密封件不会产生摩擦，有效防止功率损失。这种密封设计是最有效的，在高速下消耗更少的能量。

由于重载编码器通常安装在大型设备中，其信号传输距离通常不小于100米。因此，何盟非常重视旋转编码器的信号质量，并使用防短路功率晶体管来获得高输出功率。其中，部分产品的信号传输距离甚至可以达到550米。如果需要更长的传输距离，还可以使用光纤电缆实现长达1.5公里的无噪声信号传输。

堡盟的绝对重载编码器（如HMG10/PMG10）也具有超出标准编码器的特殊功能，例如通过Profinet接口输出精确的位置信号。除了绝对位置信息外，通常还需要增量信号来输出速度反馈，这就是绝对值重载编码器通过串行数字接口（如SSI）或现场总线（如HTL或TTL）输出增量位置信号的原因。一些型号甚至可以集成超速开关，通过开关输出提供极限速度信息。


堡盟公司的稳健编码器由于其两侧的稳健方位而在同类产品中独占鳌头。这种设计具有无与伦比的径向和轴向负载能力，确保了极高的机械负载能力和超长的使用寿命。

针对各种应用的灵活解决方案

编码器支持多种安装选项，无论是空心轴设计（通孔或盲孔）、锥形孔设计还是带可选欧法兰B10的实心轴设计，都没有问题。如果需要，重载编码器、速度开关和测速电机可以组合成一个坚固的单元，这不仅节省了安装空间，而且可以在同一驱动轴上同时测量不同的输出信号。堡盟的HOG16/22/28大型旋转编码器可用于在极端恶劣的工作条件下（如煤尘、腐蚀性空气或钢铁厂的高温）监测驱动轴的极限速度。

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