Кореја Евер-Пауер · Применски инжењеринг · Радарски и антенски системи

Планетарни мењач са окретним погоном за радарске антене — тачност усмеравања од 0,02 степена, 24 сата дневно, током 20 година

Сваки други погон за окретање у овој серији мери прецизност у степенима. Погони за окретање радарске антене мере прецизност у милистепени — 0,01 до 0,1 степен — зато што грешка усмеравања од 0,1 степен на антени од 12 метара усмереној ка сателиту удаљеном 36.000 км промашује циљ за 63 километра.

Прегледајте планетарне мењаче са окретним погоном →

Пет врста антена које се ослањају на планетарне мењаче са окретним погоном

The планетарни мењач са погоном окретања је механизам позиционирања за сваку управљиву антену већу од приближно 1 метра у пречнику — од радара за надзор аеродрома до антена за комуникацију у дубоком свемиру. Сваки тип антене поставља различите захтеве на погон, али свима је заједнички захтев за угаону прецизност која далеко превазилази било коју грађевинску или енергетску примену.

Тип антене Посуда (м) Угао показивања (степени) Брзина Дужност
Сателитска Земљина станица 3 – 15 0,01 – 0,05 Веома споро (праћење) 24/7 непрекидно
Надзор аеродрома 4 – 10 0,1 – 0,3 4 – 15 обртаја у минути (континуирано) 24/7 непрекидно
Метеоролошки радар 3 – 8 0,1 – 0,5 2 – 6 обртаја у минути 24/7 непрекидно
Војно праћење 1 – 6 0,005 – 0,02 Променљива (0 до 60 степени/с) Повремено
Радио-телескоп 10 – 100 0,001 – 0,01 Звездана брзина (0,004 степени/с) Ноћно посматрање

Планетарни мењач са окретним погоном за радарске антене — прецизни погон за позиционирање сателитских антена и система за надзор радара

Резултат је непријатељ — зашто антенски погони захтевају скоро нулти зазор зупчаника

Код погона окретања грађевинске дизалице, 10 до 15 лучних минута зазора је прихватљиво — то ствара неколико центиметара несигурности положаја куке на врху крака, што оператер лако може да прилагоди. Код радарске антене, зазор се директно преводи у грешку усмеравања — а грешка усмеравања значи да сноп антене промашује циљ.

За сателитску земаљску станицу која прати геостационарни сателит на 36.000 км: грешка усмеравања од 0,1 степен (6 лучних минута) помера центар снопа за 63 км на сателиту — далеко изван ширине снопа сателитског транспондера. Сигнал се губи. За војни радар за управљање ватром: грешка од 0,02 степена (1,2 лучна минута) на удаљености од 50 км помера тачку праћења за 17 метара — довољно да потпуно промаши малу мету.

< 1
Укупни системски зазор за праћење сателита у лучним минутима. Сам погон за окретање мора допринети мање од 0,5 лучних минута — преостали буџет троше лежај, постоље и структурно отклон антене.
< 0,3
лучни минути за војне радаре за праћење. Постиже се унапред напрегнутим двоструким зупчаницима са заштитом од зазора — два зупчаника се спајају са истим зупчаним прстеном у супротним смеровима, опругом оптерећена један према другом како би се елиминисао сваки зазор.

Стратегија управљања повратним реакцијама — двоструки зупчаник против повратних реакција: Најефикаснији приступ за високопрецизне антене користи два погона за окретање који се спајају са истим зупчаним прстеном, а сваки је оптерећен другим торзионом опругом или хидрауличним цилиндром константног притиска. Један погон гура у смеру казаљке на сату, други гура у супротном смеру. Сила опруге држи оба зупчаника у сталном контакту са њиховим одговарајућим боковима зубаца — елиминишући мртву зону коју системи са једним зупчаником показују током промене смера. Овај распоред са два зупчаника је стандардан за сателитске земаљске станице и војне радаре за праћење и додаје 60 до 100% трошковима погона за окретање — премија која је оправдана побољшањем тачности усмеравања.

Механика рада планетарног мењача — прецизни зупчасти спој за погоне радарских антена који захтевају сублучни зазор

Планетарни зупчаник. Погони радарских антена користе зупчанике DIN класе 4 до 5 са ​​брушеном завршном обрадом — 2 до 3 степена квалитета више од конструкционих погона — како би се постигао сублучни зазор који захтева тачност усмеравања.

Непрекидна ротација — аеродромски радари који се окрећу 24/7 већ 20 година

Аеродромски радар за надзор (ASR) се континуирано окреће брзином од 12 до 15 о/мин — један пун обртај сваких 4 до 5 секунди — 24 сата дневно, 365 дана у години, током 15 до 20 година између великих ремонта. Ово је најзахтевнији задатак континуиране ротације са којим се суочава било који погон за окретање. За 20 година, азимутски погон за окретање заврши приближно 63 до 158 милиона обртаја — реда величине више од било ког грађевинског или енергетског погона за окретање.

При 15 обртаја у минути, сваки зубац планетарног зупчаника у тростепеном планетарном редуктору са односом 600:1 заврши приближно 9.000 обртаја у минути на сунчаном зупчанику. Прорачуни века трајања лежаја и зубаца зупчаника за овај континуирани рад великом брзином су фундаментално другачији од повременог рада малом брзином грађевинских и енергетских погона за окретање. Век трајања лежаја L10 мора се израчунати коришћењем спектра оптерећења за континуирани рад, а не спектра повременог рада који се користи за кранове и ветротурбине.

Изазов подмазивања континуиране ротације: При континуираном раду од 15 о/мин, температура уља погона окретања стабилизује се на 40 до 60 степени Целзијуса изнад собне температуре – током целе године. У тропским условима инсталације на аеродрому, на собној температури од 40 степени Целзијуса, унутрашња температура уља може континуирано достићи 100 степени Целзијуса. Уље мора одржавати вискозност, чврстоћу филма и отпорност на оксидацију на овој температури током интервала замене уља од 4.000 до 8.000 сати. Синтетичка PAO (поли-алфа-олефинска) уља су стандардна за погоне радара са континуираном ротацијом – минерална уља пребрзо оксидирају на овим континуираним температурама.

Планетарни мењач са окретним погоном за радар са континуираном ротацијом — брзи азимутски погон за системе за надзор аеродрома и метеоролошке радарске системе
Прецизна CNC производња зупчаника — брушење зупчаника DIN класе 4 за погоне окретања радарских антена који захтевају милионе континуираних обртаја

Горе: Примена погона за окретање са континуираном ротацијом. Доле: Прецизно брушење зупчаника — радарски погони захтевају највише степене квалитета зупчаника (DIN 4 до 5) за 20 година непрекидне ротације.

Планетарни мењач са окретним погоном за радарске антене — прецизно позиционирање и континуирана ротација за системе за надзор и праћење антена

Инсталације радарских антена крећу се од компактних војних антена за праћење од 1 метра до радио-телескопа од 100 метара — сви су позиционирани помоћу планетарних мењача са окретним погоном и прецизношћу од 10 до 1.000 пута већом од било које грађевинске примене.

Корејски центар за тестирање Ever-Power — прецизно мерење зазора и испитивање издржљивости континуиране ротације за погоне за окретање радарских антена

Корејски центар за тестирање Ever-Power. Погони за окретање радарских антена подлежу мерењу зазора до резолуције испод лучног минута и испитивању издржљивости континуиране ротације пре испоруке — истовремено проверавајући и прецизност и издржљивост.

Електромагнетна компатибилност — Зашто погон радарске антене мора бити електрично тих

Радарска антена прима сигнале слабе и до -120 dBm (један милијардити део милијардитог дела вата). Било који електромагнетни шум који генерише мотор погона за окретање, енкодер или електроника погона може се уклопити у напајање антене и маскирати сигнал циља. Систем погона за окретање мора бити у складу са захтевима за EMC (електромагнетну компатибилност) који су за редове величине строжи од било ког индустријског стандарда за погон.

Избор мотора

Безчеткични једносмерни мотори су пожељнији од четкичастих мотора јер лук у четкама генерише широкопојасни електромагнетни шум. Погони са променљивом фреквенцијом (VFD) за наизменичне моторе морају да користе заштићене каблове и филтриране излазе како би се спречило зрачење шума пребацивања у бочне режњеве антене. У екстремним случајевима, користе се хидраулични мотори (који не генеришу никакву електромагнетну емисију) — прихватајући нижу прецизност позиционирања хидрауличног погона у замену за потпуну електромагнетну тишину.

Енкодер и повратна информација

Енкодери са повратном информацијом о положају, монтирани на излазу погона за окретање, морају да обезбеде резолуцију која одговара тачности показивања — обично од 18 до 22 бита (262.144 до 4.194.304 бројања по обртају). Ови енкодери високе резолуције користе оптичко или магнетно сензорско снимање и генеришу дигиталне сигнале ниског нивоа који морају бити заштићени од каблова за напајање мотора. Интерфејс за монтажу енкодера на погону за окретање мора да обезбеди чврсто причвршћивање без вибрација са спојницом без зазора на излазну осовину.

Уземљење и заштита

Кућиште погона за окретање мора да обезбеди континуирану електричну путању уземљења од оквира мотора кроз кућиште мењача до постоља антене — спречавајући петље уземљења које генеришу струје шума. Сви кабловски улази морају да користе заштићене конекторе са завршетком од 360 степени. Лежај обртног прстена мора да одржава електрични континуитет између ротирајућих и непокретних делова како би се спречило накупљање наелектрисања и лучно пражњење преко ваљака лежаја.

Три начина отказа јединствена за погоне за окретање радарске антене

1
Раст зазора услед континуиране ротације великом брзином смањује тачност показивања

Током 63 до 158 милиона обртаја (20 година непрекидног рада аеродромског рада), чак и зуби зупчаника DIN класе 5 доживљавају мерљиво хабање профила. Како се профили зубаца троше, зазор се повећава од вредности испоруке (0,5 до 1,0 лучних минута) према прагу замене (2 до 3 лучна минута). Када зазор премаши буџет грешке усмеравања антене, резолуција радара се деградира — циљеви који су раније били раздвојиви спајају се у један повратни сигнал, а контролор лета губи свест о ситуацији. Раст зазора је постепен и неоткривен без периодичног мерења.

Превенција: Мерење зазора при сваком годишњем сервису. Праћење стопе раста зазора. Замена зупчаника када тренд предвиђа да ће зазор премашити буџет усмеравања у следећем сервисном интервалу. За критичне радаре, користите двоструке зупчанике погоне против зазора који аутоматски компензују хабање.
2
Преоптерећење ударима ветра које прелази капацитет погона током квара олујног складишта

Велике радарске антене (од 6 до 15 метара) су ефикасни хватачи ветра — параболична антена од 12 метара при олујном ветру од 150 км/х доживљава силу отпора од 80.000 до 150.000 N, што ствара моменте превртања од 200 до 500 kN·m на окретном лежају. Уобичајена процедура је склапање антене (ротирање антене лицем према ветру и блокирање кочница) пре него што олуја стигне. Ако олуја стигне неочекивано или механизам за склапање откаже, погон за окретање мора да држи антену у њеном тренутном положају упркос пуном оптерећењу ветром. Ако не може да се држи, антена се неконтролисано окреће и ветар је удара бочно — стварајући силе које могу савити постоље или откинути антену са њеног носача.

Превенција: Наведите планетарни мењач са погоном окретања Обртни момент застоја ветра за брзину ветра потребну за преживљавање (типично 200 км/х за сталне инсталације). Имплементирајте аутоматско спуштање ветра при брзини ветра од 80 до 100 км/х. Тестирајте механизам за спуштање при свакој месечној посети ради одржавања.
3
Електромагнетне сметње од мотора или погонске електронике које оштећују радарски сигнал

Оштећена четкица мотора, лабав завршетак заштите или квар VFD филтера могу унети широкопојасни шум у одзив бочног режња антене. Овај шум се на радарском екрану појављује као лажни циљеви - стационарна сметња која маскира стварне циљеве. Пошто се извор шума ротира са антеном, он се појављује као константан одраз на фиксној удаљености - што отежава разликовање од стварног циља на истој позицији. Оператори можда неће препознати лажни одраз као сметње генерисане погоном док се не изврши систематско истраживање ЕМС-а.

Превенција: Користите искључиво моторе без четкица. Проверите усаглашеност са EMC прописима приликом пуштања у рад и након било какве замене електронике мотора или погона. Укључите заштићени кабл и филтрирано напајање као обавезне спецификације — не опциону додатну опрему.
Планетарни мењач са погоном окретања ZR45 — прецизна вишестепена редукција за позиционирање азимута и елевације радарске антене
Производни погон Ever-Power компаније Korea — прецизна производња планетарних мењача за погоне окретања радара и антена

Горе: Погон за окретање серије ZR — вишестепени прецизни планетарни мењач за позиционирање антене. Доле: Производни погон компаније Korea Ever-Power са прецизним производним линијама за погоне радарског квалитета.

Планетарни мењач са окретним погоном за радарске антене — Често постављана питања

Који је зазор прихватљив за погон за окретање радарске антене?

Зависи од типа антене. Сателитским земаљским станицама је потребно мање од 1 лучног минута укупног системског зазора (допринос погона за окретање мањи од 0,5 лучних минута). Радари за надзор аеродрома захтевају 1 до 3 лучна минута. Метеоролошки радари толеришу 2 до 5 лучних минута. Војни радари за праћење захтевају мање од 0,3 лучна минута — обично се постиже конфигурацијама са два зупчаника без зазора. Поређења ради, погони за окретање грађевинских дизалица обично имају 10 до 15 лучних минута зазора — 10 до 50 пута више од погона радарске антене.

Колико обртаја изврши погон за окретање аеродромског радара током свог животног века?

При континуираном броју обртаја од 12 до 15 о/мин, 24 сата дневно, 365 дана годишње, током 20 година: приближно 126 до 158 милиона обртаја. Ово је највећи број обртаја код било које примене погона за окретање — за фактор 1.000 или више у поређењу са конструкцијским или енергетским погонима. Зупци зупчаника, лежајеви и заптивке морају бити специфицирани за овај екстремни радни циклус. Стандардни погони за окретање конструкционог квалитета су пројектовани за 1 до 10 милиона обртаја — отказали би у року од 1 до 2 године рада на аеродромском радару.

Који је типичан век трајања погона за окретање радарске антене?

15 до 20 година за планетарни мењач на радарима са континуираном ротацијом (аеродром, време). 20 до 30 година за погоне сателитских земаљских станица (који се ротирају веома споро). Интервал замене уља је обично 4.000 до 8.000 сати за погоне са континуираном ротацијом (синтетичко PAO уље) и 8.000 до 16.000 сати за погоне са спором ротацијом. Зупчаник може захтевати замену након 8 до 12 година код погона са континуираном ротацијом — зупчани спој на споју зупчаника и прстена акумулира хабање брже од затворених планетарних степени.

Може ли се погон за окретање соларног праћења користити за радарску антену?

Само за примене са веома ниском прецизношћу (антене за праћење временских услова са захтевима за усмеравање изнад 1 степен). Погони соларних трагача су дизајнирани за самоблокирајуће степенице са пужним зупчаницима ефикасности од 40 до 65% — прихватљиво за једном дневно праћење Сунца, али превише губитно за рад са континуираном ротацијом радара. Соларни погони такође имају спецификације зазора од 5 до 15 лучних минута — 5 до 50 пута веће од захтева радара. За радарске примене изнад основног нивоа праћења временских услова, неопходни су наменски дизајнирани погони за окретање антена са прецизним планетарним степенима и одредбама против зазора.

Да ли компанија Korea Ever-Power испоручује прецизне погоне за окретање за радарске и антенске примене?

Да. Кореа Евер-Пауер производи планетарне мењаче са окретним погоном за позиционирање радарских и сателитских антена са спецификацијама зазора од мање од 0,5 лучних минута (прецизност са једним зупчаником) до мање од 0,2 лучна минута (двоструки зупчаник без зазора). Доступни су DIN класе 4 до 5 зупчаници са тлом, синтетичко PAO подмазивање, припреме за монтажу енкодера високе резолуције и заштићена кућишта у складу са EMC стандардима. Доступни су модели са континуираном ротацијом за аеродромске и метеоролошке радаре (до 20 о/мин) и модели са прецизним праћењем за сателитске земаљске станице (сидерална брзина до 5 степени/с). Наведите пречник антене, захтев за тачност усмеравања, брзину ротације и радни циклус за спецификацију која одговара захтевима за перформансе радарског система.

Погони за окретање радарске антене — Прецизност од милистепена, издржљивост од милион обртаја

Кореа Евер-Пауер нуди планетарне мењаче за погон окретања радарских антена са сублучним зазором, континуираном ротацијом и кућиштима која су у складу са ЕМС стандардима. Наведите тип ваше антене и захтеве за усмеравање ради прецизне спецификације.

Уредник: Cxm

ВР тура наше фабрике

ОЗНАКЕ:

Недавни коментари