>> 您的位置:首页 > 技术与创新 > 出入口控制 > 正文
高速变频力矩道闸近年来的发展与创新
2015/6/24 9:52:00      来源:《中国安防》    作者:武涛
 随着人们生活水平的提高,汽车进入了千家万户。尤其是近年来,发展更为迅速。2007年中国汽车产销分别为888.24万辆和879.15万辆,其中乘用车总销量超过了629.75万辆,仅2015年1月就销售了231.96万辆。

  引言
  随着人们生活水平的提高,汽车进入了千家万户。尤其是近年来,发展更为迅速。2007年中国汽车产销分别为888.24万辆和879.15万辆,其中乘用车总销量超过了629.75万辆,仅2015年1月就销售了231.96万辆。交通拥堵、汽车尾气、停车难成了大城市的痛。汽车在通过停车场出入口和收费公路卡口时,传统的慢速道闸已经不能满足人们对通行效率的需求了。具体体现在以下几个方面:
  (1)传统道闸速度慢,ETC、远距离读卡、车牌识别等先进收费系统的高效性能无法有效发挥,更造成了撞杆等安全问题。
  (2)传统道闸强行提高速度后,由于机械结构问题,易造成传动效率低、发热严重、寿命短等多种问题,造成目前高速公路和高档社区的道闸主要依赖进口。
  (3)传统道闸的售后维护较差,无法实现远程维护,人工成本高。
  因此,高效、快速的新一代高速变频力矩道闸顺势而生,有望迎来快速发展期。
  一、高速变频力矩道闸的发展
  高速变频力矩道闸的出现是我国汽车工业发展的需求,是提高人们生活品质的要求。第一台高速变频道闸距今已经有10年历史了,但是却没有进入百姓生活。除了产品不成熟等原因外,最关键的是我国人民收入还没有达到这么高的水平,变频技术主要掌握在少数国外企业中,同时变频技术需要使用的高速CPU价格奇高,大功率的半导体功率器件也很贵,变频设备只用在大型工厂企业中,无法进入普通消费市场。2011年,以iPhone4为代表的智能手机改变了人们的生活,同时在半导体行业,高速CPU在消费电子产品中大量使用,CPU成本急剧下降,变频空调也进入了寻常百姓家。自此,变频技术迎来了快速发展,也让高速变频力矩道闸也成为了可能。表1所示即为当前国内道闸市场的三种主要技术:
  表1当前国内道闸市场的主要技术对比

 

变频电机

直流有刷电机

鼠笼异步电机

调速性能

大范围调速

大范围调速

不可调速

效率

较高

维护性

免维护

需要定期更换电刷

免维护

道闸速度

可高速

可高速,但损耗大

不可高速

安全性

无触点,无火花,安全

有火花,不安全

无触点,无火花,安全

技术难度

较困难

较困难

容易

机械寿命

物理成本

较高

较高

含维护总成本

较高

  高速变频力矩道闸正是为了解决停车难、通行慢这样的问题而设计的。蓝卡公司经过多年的产品及技术积累,根据市场的实际需求,研发了高速变频力矩道闸,采用先进的双32位处理器设计,将变频与控制分离,提高了产品的可靠性,先进的高效减速机配合变频电机可以实现栏杆运行的速度与加速度连续,达到最平稳状态。具体表现为以下几点:
  (1)采用稀土永磁变频电机,电机效率高,节能环保。
  (2)采用传动效率高达98%的直齿轮传动,摩擦阻力小,极大地扩展了道闸的工作温度范围,将普通道闸的-20℃扩展到了-40℃,满足更多用户需求。
  (3)智能负载识别技术,当栏杆和配重弹簧由于人为或者其他原因造成匹配变化时,变频器自动调整运行曲线,将加速力矩转化为平衡力矩,继续运行。
  (4)内置web服务器,支持远程诊断,远程更新,支持智能手机等智能设备对道闸进行高级功能设置和维护。
  (5)内置多通道车辆检测器,可以应对各种复杂的出入口需求。
  (6)丰富的运行日志系统,方便责任划分与故障分析。
  二、蓝卡变频力矩道闸的特点及功能

  图1所示即为蓝卡变频力矩道闸,其主要具有以下特点:
  (1)采用先进的直流变频技术,抬杆和落杆速度可以独立调节,可以实现高速抬杆,快速通行;慢速落杆,防止砸车、砸人,更安全,避免了传统道闸抬杆落杆速度相同造成的高速不安全、低速不方便的缺陷。
  (2)可以实现高速和低速的随意变换,运行平稳,彻底解决了传统道闸的抖动问题。
  (3)采用稀土力矩电机,扭矩巨大,即使不使用平衡弹簧也可以带动3米直杆,避免了传统道闸弹簧不平衡造成道闸寿命急剧降低的缺陷。
  (4)采用直齿轮减速,避免了传统涡轮蜗杆减速容易磨损的致命缺陷,极大地提高了道闸寿命。
  (5)直流变频技术节能低耗,符合国家倡导的低碳环保潮流。
  (6)先进的故障语音报警功能,IE浏览器监控运行,使道闸进入网络智能时代。

  图1蓝卡变频力矩道闸
  表2所示即为蓝卡变频力矩道闸的详细参数:
  表2蓝卡变频力矩道闸参数
 

闸杆类型

直杆/折杆/二联(三联)栅栏杆,长度可选

升降时间

软件自动调节;1.36

电机类型

直流变频电机

运行寿命

500万次

电源电压

AC220V±10%

电源频率

50/60Hz

电机额定功率

190W

工作温度

-40+75

外形尺寸

350×290×1115mm

其他功能

内置嵌入式车辆检测器;非法遥控抬杆记录;内置以太网交换机;故障语音提示;智能网络道闸监控

 
  蓝卡的高速变频力矩道闸采用全新设计的高效机械传动结构,效率高、速度快、可实现秒级高速抬杆。但是这种传动结构必须配合变频技术使用才能达到最佳效果。道闸带动栏杆只运行90°,如果一直保持一个速度运行,则必然在栏杆停止运动时产生巨大的冲击。尤其是高速道闸,冲击的能量随着速度提高而呈几何指数增加,这也就导致有厂家试图做无变频的直驱道闸,但在试验中,他们的产品很快就被栏杆巨大的冲击损坏了机芯结构而宣告报废。变频技术最大的特点就是可以随意地改变电动机的运转速度、可以调节。在道闸停止运行前将栏杆减速,使得道闸运行十分平稳,这也是为什么蓝卡高速变频道闸可以在秒级抬杆、高速通行的同时具备慢速落杆,防止砸人、砸车功能的原因。
  对于传统停车场来说,另一个让用户头疼的问题是道闸使用寿命的问题。由于大量简化了机械传动结构,高速变频道闸可以运行500万次以上,寿命是传统道闸的10倍以上。这在很大程度上解决了传统停车场运营商一两年就要更换道闸的尴尬局面。
  随着工资水平的提高,人工成本越来越高,道闸这个传统产品一直依靠人员来进行现场维护,既困扰着厂家,也困扰着用户。蓝卡公司的变频力矩道闸内置了web服务器,配合先进的传感器技术,实现故障的自我检测,同时控制功能也更加方便灵活。用户可以使用笔记本电脑,甚至手机网页浏览道闸当前的运行各项参数和状态,打开和关闭各种外设功能,查看运行日志等信息。将旧式的人员出差改为先进的远程网络化服务,大大降低了出差成本,同时可以更加及时的为用户解决问题。
  三、蓝卡变频力矩道闸的实际应用
  1.在极寒地区的应用
  技术的发展总是以实际需求为条件的。我国东北地区冬季气温低于-20℃是很平常的事情,如在海拉尔地区,冬季气温达到-43℃,普通道闸根本就无法运行。客户以前都是在道闸内放置一个300W白炽灯,用白炽灯发热,保持道闸的温度,以此保证道闸能够较为正常的运行,然而白炽灯寿命有限,长期高热烘烤也容易导致道闸内部部件、线路的消耗损伤,甚至造成不必要的安全隐患。而高速变频力矩道闸由于采用了先进的电机直驱技术,电机扭矩大,低温运行毫无压力。海拉尔的现场实施环境非常艰苦,技术人员在冰天雪地进行安装调试,基本过十几二十分钟就要进岗亭暖一下手再出来工作。就是这样的寒冷境况,现场安装后的使用情况完全超乎甲方用户的预期,运行非常顺利,彻底解决了之前道闸存在的问题。这也标志着我们的高速变频力矩道闸,成功解决了占我国人口8.4%的地区的停车管理需求。不久后,经过外销同事的介绍和产品耐低温的典型优势,产品很快出口俄罗斯等严寒国家,后续反馈使用状况良好。
  2.在炎热地区的应用
  我们常常在炎热的夏季看到这样一种情况,进出停车场时常常看到道闸在打开盖子使用,甚至罢工需要手动抬杆。业内人士很容易看出,这是由于传统道闸运行时容易发热,特别是在夏季外部环境温度同样很高的时候。蓝卡高速变频道闸由于采用了传动效率高达98%的直齿轮传动,具备抗高低温的特点,能够很好地适应环境,运行高效,可以在炎热的夏季太阳暴晒下正常工作。产品已先后销售到深圳、海南等炎热地区,反馈效果良好。
  四、结语
  从使用方面来讲,相信有车的朋友们都有一种感受,不管是取卡、刷卡,还是所谓的蓝牙卡识别,我们刷卡后等待抬杆总会需要一个10秒左右的过程。而车牌识别配合高速变频道闸,可以将同行速度提高至1.3~6秒(根据不同闸杆类型、闸杆长度计算),大大提高了出入口的通行效率,也提高了用户体验。可以说,蓝卡变频力矩道闸的研发、生产,成功引领了停车场道闸进入变频时代。
  【声明】转载本微信平台原创文章时应遵循以下规则:1、保持原创文章中图表、图片、音视频的完整性;2、完整标注文章作者[文章前后有说明];3、转载原创中部分内容也要完整标注来源"中国安全防范产品行业协会",违者本协会将依法追究。
编辑:侯雨婷
注:本文版权归《中国安防》杂志社和《中国安防》杂志网所有,任何媒体或个人未经书面授权严禁部分或全文转载, 违者将严厉追究法律责任。更多详情请订阅《中国安防》杂志。