Як павялічыць тэрмін службы батарэі AGV і ёмістасць карыснай нагрузкі з дапамогай нізкавольтных серводвигателей пастаяннага току?

Для сучасных аўтаматызаваных кіраваных транспартных сродкаў (AGV) і аўтаномных мабільных робатаў (AMR) два паказчыкі прадукцыйнасці заўсёды цесна звязаны:

Час працы ад батарэі і грузападымальнасць.

Транспартнаму сродку, які спажывае занадта шмат энергіі, неабходны акумулятар большай ёмістасці. Але большы акумулятар таксама дадае вагу, памяншаючы колькасць карыснай нагрузкі, якую транспартны сродак можа перавозіць.

Менавіта таму сістэма цягі заслугоўвае пільнай увагі.

Правільна распрацаваная нізкавольтная сістэма серварухавіка пастаяннага току можа дапамагчы вытворцам AGV палепшыць:

• Энергаэфектыўнасць

• Час працы ад батарэі

• Пускавы і нарастаючы крутоўны момант

• Суадносіны карыснай нагрузкі і масы аўтамабіля

• Дакладнасць руху

• Рэгенератыўнае тармажэнне

• Тэрмастабільнасць

• Агульная эфектыўнасць трансмісіі

Для амерыканскіх праектаў AGV выбар рухавіка таксама варта разглядаць у больш шырокіх рамках бяспекі машын. Бягучыя спасылкі ўключаюць ANSI/A3 R15.08-1-2020 (R2026) , ANSI/A3 R15.08-2-2023 , ANSI/A3 R15.08-3-2026 і ANSI/ITSDF B56.5-2024.

Рашэнні серварухавіка пастаяннага току AGV

Сістэмам прывада AGV патрабуецца больш, чым простае кручэнне рухавіка. Прывадны рухавік павінен забяспечваць кантраляваны крутоўны момант, дакладнае рэгуляванне хуткасці, плыўнае паскарэнне і надзейную зваротную сувязь падчас працы ад нізкавольтнай сістэмы батарэі пастаяннага току. Па гэтай прычыне серварухавікі пастаяннага току, інтэграваныя серварухавікі пастаяннага току, рэдуктарныя серварухавікі пастаяннага току, серварухавікі STO і рухавікі з хабамі AGV звычайна выкарыстоўваюцца ў архітэктурах прывадаў AGV і AMR.

JKONGMOTOR забяспечвае некалькі канфігурацый серводвигателей пастаяннага току, якія могуць быць падабраны ў адпаведнасці з рознымі патрабаваннямі AGV да нагрузкі, хуткасці, прасторы, абароны і бяспекі.

Асартымент серварухавіка пастаяннага току AGV

Індывідуальныя рухі серводвигателя Jkongmotor

Універсальны пастаўшчык рашэнняў з убудаваным серводвигателем пастаяннага току

1. Убудаваны серварухавік пастаяннага току

Убудаваны серводвигатель пастаяннага току аб'ядноўвае рухавік, сервопривод і кадавальнік у адным кампактным корпусе. Гэтая архітэктура скарачае знешнюю правадку і эканоміць месца для ўстаноўкі, што робіць яе асабліва карыснай для кампактных шасі AGV і AMR.

Ён падтрымлівае замкнёнае кіраванне рухам для хуткасці, становішча і крутоўнага моманту , а ўбудаваная электроніка спрашчае сувязь паміж рухавіком і кантролерам аўтамабіля. Архітэктуры інтэграваных сервоприводов шырока выкарыстоўваюцца там, дзе прастора шасі і эфектыўнасць праводкі з'яўляюцца важнымі фактарамі канструкцыі.

Тыповыя прыкладанні AGV:

• Складскія АГВ

• Вядучыя колы AMR

• Аўтаномныя робаты для апрацоўкі матэрыялаў

• Сартавальныя робаты

• Кампактныя мабільныя робаты

2. Серварухавік пастаяннага току з планетарным рэдуктарам

Серварухавік пастаяннага току з планетарным рэдуктарам аб'ядноўвае серварухавік пастаяннага току з планетарнай каробкай перадач для павелічэння выхаднога крутоўнага моманту пры захаванні кампактнай трансмісіі.

Гэтая канфігурацыя падыходзіць, калі AGV патрабуе большага крутоўнага моманту колы для старту, паскарэння, пад'ёму па пандусам або перавозкі больш цяжкіх грузаў . Скрынка перадач таксама дазваляе рухавіку працаваць на больш высокай хуткасці, забяспечваючы меншую хуткасць выхаду на кола.

Тыповыя вобласці прымянення:

• АГВ вялікай магутнасці

• Складскія транспартныя сродкі

• Робаты для апрацоўкі паддонаў

• Мабільнае пагрузачна-разгрузачнае абсталяванне

• Прывадныя колы AGV, якія патрабуюць высокага крутоўнага моманту

3. Чарвячны серварухавік пастаяннага току

Серварухавік пастаяннага току з чарвячнай перадачай аб'ядноўвае чарвячны рэдуктар з серворухавіком пастаяннага току. Яго высокі каэфіцыент памяншэння робіць яго прыдатным для прыкладанняў, якія патрабуюць высокага выхаднога крутоўнага моманту і кантраляванага руху на нізкай хуткасці.

Чарвячны рэдуктар таксама можа забяспечваць карысныя характарыстыкі ўтрымання нагрузкі ў залежнасці ад канструкцыі рэдуктара і ўмоў эксплуатацыі. Гэта робіць яго прыдатным для механізмаў AGV, дзе важныя кіраванае рух і механічнае ўтрыманне.

Тыповыя вобласці прымянення:

• Высокагрузныя сістэмы прывада АГВ

• Механізмы пад'ёму і пазіцыянавання

• Канвеернае абсталяванне перадачы

• Прамысловыя мабільныя робаты

• Аўтаматызаваныя сістэмы апрацоўкі

4. Тармазны інтэграваны серварухавік пастаяннага току

Серварухавік пастаяннага току з убудаваным тармазом аб'ядноўвае серварухавік, кадавальнік, прывад і электрамагнітны тормаз у адну зборку.

Тормаз асабліва карысны, калі механізм AGV павінен утрымліваць сваё становішча пасля адключэння харчавання рухавіка . Яго можна разглядаць для пад'ёмных восяў, вертыкальных механізмаў, нахільнага абсталявання і прымянення, дзе неабходна прадухіліць некантралюемы механічны рух.

Тыповыя вобласці прымянення:

• Пад'ёмныя механізмы АГВ

• Вертыкальныя сістэмы перадачы

• Аўтаматызаванае пагрузачна-разгрузачнае абсталяванне

• Нахільна-прывадныя механізмы

• Мабільныя робаты з патрабаваннямі да ўтрымання

5. Убудаваны серварухавік пастаяннага току IP65

прызначаны Убудаваны серварухавік пастаяннага току IP65 для прымянення AGV, дзе рухавік можа сутыкнуцца з пылам, пырскамі вады або ў цяжкіх прамысловых умовах.

Яго інтэграваная архітэктура рухавіка і прывада спалучае ў сабе кампактную ўстаноўку з палепшанай абаронай корпуса. Гэта робіць яго карысным для складской лагістыкі, мабільнай тэхнікі, абсталявання, якое можа працаваць на адкрытым паветры, і прамысловых AGV, дзе ахова навакольнага асяроддзя з'яўляецца важнай спецыфікацыяй. JKONGMOTOR пералічвае абарону IP65 у якасці даступнай канфігурацыі для сваёй убудаванай платформы серводвигателя.

Тыповыя вобласці прымянення:

• AGV, здольныя працаваць на адкрытым паветры

• Лагістычныя робаты

• Завадскія транспартныя сродкі

• Мабільнае пагрузачна-разгрузачнае абсталяванне

• Прамысловыя асяроддзя, схільныя пылу

6. Серварухавік пастаяннага току AGV STO

Серварухавік пастаяннага току AGV STO распрацаваны для сістэм AGV і AMR, дзе бяспечнае адключэнне крутоўнага моманту (STO) з'яўляецца часткай архітэктуры бяспекі кіравання рухам.

STO адключае здольнасць прывада ствараць крутоўны момант рухавіка, калі актывавана функцыя бяспекі. Такім чынам, ён адрозніваецца ад звычайнай каманды руху: STO прадухіляе стварэнне крутоўнага моманту, а не проста дае каманду транспартнаму сродку затармазіць.

Тыповыя вобласці прымянення:

• Аўтаномныя мабільныя робаты

• Складскія тэрыторыі, даступныя для чалавека

• Інтэлектуальныя лагістычныя сістэмы

• Аўтаматызаваная апрацоўка матэрыялаў

• AGV, якія патрабуюць функцый прывада, звязаных з бяспекай

7. Матор ступіцах AGV

AGV Hub Motor інтэгруе прывадны рухавік у кола або вузел ступіцах, ствараючы кампактнае рашэнне з колавым прывадам.

У параўнанні са звычайным рухавіком і каробкай перадач, рухавік-ступіцах можа паменшыць колькасць механічных кампанентаў трансмісіі і лепш выкарыстоўваць абмежаваную прастору шасі. Асабліва гэта актуальна для кампактных AGV, AMR, аўтаномных транспартных робатаў і нізкападлогавых мабільных платформ . Архітэктуру ступіцах-рухавік трэба выбіраць у залежнасці ад дыяметра колы, нагрузкі на транспартны сродак, патрабаванага крутоўнага моманту, хуткасці і цеплавых умоў.

Навошта выбіраць інтэграваны серварухавік пастаяннага току для AGV?

Галоўнай перавагай з'яўляецца інтэграцыя на сістэмным узроўні, а не проста рухавік.

Кампактная ўстаноўка

Рухавік, кадавальнік і электроніка прывада могуць быць аб'яднаны ў адну зборку, памяншаючы патрэбу ў асобным месцы для мацавання сервапрывада.

Спрошчаная электраправодка

Убудаваная архітэктура сервопривода можа паменшыць пракладку кабеля рухавіка і энкодэра паміж рухавіком і знешнім прывадам, што дапамагае спрасціць электрычную канструкцыю AGV.

Замкнёнае кіраванне рухам

Зваротная сувязь энкодэра дазваляе дакладна кантраляваць хуткасць і становішча колаў, што важна для навігацыі AGV і сінхранізаванай працы колаў.

Гнуткая камунікацыя

У залежнасці ад канфігурацыі сервасістэмы AGV могуць падтрымліваць такія метады сувязі, як CANopen, RS485/Modbus і EtherCAT . Гэтыя інтэрфейсы звычайна выкарыстоўваюцца для інтэграцыі сервовосей з кантролерамі AGV.

Некалькі механічных канфігурацый

Планетарныя рэдуктары, чарвячныя рэдуктары, тармазы, воданепранікальныя карпусы і ступіцах-прывадныя структуры дазваляюць падабраць рухавік да розных архітэктур AGV.

Адна платформа для розных канструкцый прывадаў AGV

Інтэграваная платформа сервопривода JKONGMOTOR ахоплівае мноства механічных канфігурацый і канфігурацый кіравання, уключаючы сістэмы 24/48 В пастаяннага току, варыянты скрынкі перадач, канфігурацыі тармазоў, зваротную сувязь кодэра, корпусы з рэйтынгам IP і інтэрфейсы Pulse, RS485, CANopen і EtherCAT . На старонцы рашэння кампаніі AGV пералічаны канфігурацыі серый IDC60 і IDC80 і дыяпазон магутнасці ад 26 Вт да 1000 Вт.

Гэта дазваляе вытворцам AGV выбіраць архітэктуру рухавіка ў адпаведнасці з фактычнай канструкцыяй аўтамабіля, а не выкарыстоўваць адну канфігурацыю рухавіка для кожнага прымянення.

Для праектаў OEM AGV крутоўны момант рухавіка, памер колы, вага транспартнага сродку, хуткасць, напружанне акумулятара, каэфіцыент перадач, тып кадавальніка, пратакол сувязі, рэйтынг абароны і патрабаванні бяспекі могуць быць ацэнены разам для распрацоўкі падыходнага рашэння для сервапрывада пастаяннага току.

Чаму серварухавікі пастаяннага току нізкага напружання важныя для тэрміну службы батарэі AGV і грузападымальнасці?

Цягавы рухавік пераўтворыць энергію батарэі ў крутоўны момант колы, які фактычна рухае AGV.

Па гэтай прычыне эфектыўнасць рухавіка непасрэдна ўплывае на тое, колькі энергіі транспартны сродак спажывае падчас кожнага транспартнага цыклу.

У адрозненне ад простага прывада з адкрытым контурам, сервасістэма пастаяннага току з замкнёным контурам бесперапынна кантралюе становішча і хуткасць рухавіка праз зваротную сувязь і рэгулюе выхад у адпаведнасці з рэальнымі ўмовамі працы.

Гэта асабліва каштоўна, таму што AGV рэдка працуюць пры адной пастаяннай нагрузцы.

Тыповыя ўмовы эксплуатацыі АГВ

AGV можа неаднаразова патрабаваць:

Пуск → Паскарэнне → Круіз → Запаволенне → Стоп → Паварот → Задні ход → Перазапуск

Неабходны крутоўны момант можа значна змяняцца паміж кожнай прыступкай.

Правільна падабраная сервосистема можа хутка рэагаваць на гэтыя зменлівыя патрабаванні замест таго, каб працаваць на фіксаванай магутнасці.

Эфектыўнасць батарэі і вага аўтамабіля звязаны

Асноўныя адносіны:

Электрычная энергія = Напружанне батарэі × Ток × Час працы

Памяншэнне непатрэбнага току можа паменшыць агульнае спажыванне энергіі пры захаванні патрабаванага крутоўнага моманту колы.

У той жа час сама трансмісія ўносіць свой уклад у масу аўтамабіля.

Асноўныя адносіны карыснай нагрузкі:

Чыстая карысная нагрузка = дазволеная поўная маса аўтамабіля − уласная маса аўтамабіля

Гэта стварае важную магчымасць дызайну.

Больш кампактны рухавік, убудаваны прывад або аптымізаваная скрынка перадач могуць паменшыць вагу сістэмы і вызваліць дадатковую ёмістасць для грузу.

Чаму інтэграцыя мае значэнне

Сучасны інтэграваны серводвигатель можа спалучаць у сабе:

Рухавік + кадавальнік + сервопривод + Электроніка кіравання

у адну кампактную зборку.

Гэта можа паменшыць:

• Складанасць праводкі

• Прастора кабінета

• Знешнія кампаненты прывада

• Час мантажу

• Агульны след трансмісіі

Для канструкцыі шасі AGV з абмежаванай прасторай гэтыя дэталі могуць аказаць значны ўплыў на канчатковую архітэктуру аўтамабіля.

Як зрабіць Нізкавольтныя серварухавікі пастаяннага току падаўжаюць час працы ад батарэі AGV за кошт высокаэфектыўнага і рэгенератыўнага тармажэння?

Час працы ад акумулятара не варта ацэньваць толькі па магутнасці рухавіка, указанай на шыльдзе.

Больш карысным вымярэннем з'яўляецца спажыванне энергіі падчас рэальнага працоўнага цыклу AGV.

Практычнае набліжэнне:

Выкарыстаная энергія батарэі ≈ Сярэдняя ўваходная магутнасць пастаяннага току × Час працы

Паколькі AGV пастаянна паскараецца і запавольваецца, сярэдняя магутнасць можа значна адрознівацца ад намінальнай магутнасці рухавіка.

Высокая эфектыўнасць працы

Рухавік з сервоприводом можа рэгуляваць крутоўны момант у адпаведнасці з фактычным попытам.

Падчас раўнамернага руху неабходны крутоўны момант можа быць адносна нізкім.

Падчас паскарэння сістэме можа часова спатрэбіцца значна большы крутоўны момант.

Такое дынамічнае кіраванне дазваляе прываду лепш суадносіць электрычны ўваход з механічным патрабаваннем.

Рэгенератыўнае тармажэнне

Рэгенератыўнае тармажэнне забяспечвае яшчэ адзін патэнцыяльны механізм эканоміі энергіі.

Падчас запаволення рухавік можа працаваць як генератар. Замест таго, каб пераўтвараць усю кінэтычную энергію ў цяпло праз трэнне або тармазны рэзістар, частка гэтай энергіі можа быць вернута ў шыну пастаяннага току.

Адноўленая энергія можа быць:

Вярнуўся да батарэі

або

Выкарыстоўваецца ў іншым месцы на шыне пастаяннага току

у залежнасці ад архітэктуры сістэмы.

Аднак рэгенератыўнае тармажэнне павінна быць спраектавана правільна.

Падчас запаволення напружанне на шыне пастаяннага току можа хутка расці. Такім чынам, сістэме неабходны адпаведны метад апрацоўкі рэгенераванай энергіі з улікам здольнасці батарэі, стану зарада, абмежаванняў кантролера, тэмпературы і частаты тармажэння.

Дзе рэгенератыўнае тармажэнне дае найбольшую карысць

Рэгенератыўнае тармажэнне асабліва актуальна для AGV з частымі:

• Спыняецца

• Пачынаецца

• Накірунак мяняецца

• Падзеі запаволення

• Кароткія транспартныя цыклы

• Рух па вертыкалі або ўніз

Для гэтых прыкладанняў Вт·гадз на завершаны цыкл часта з'яўляецца больш карысным KPI, чым тэарэтычная эфектыўнасць рухавіка.

Як канструкцыя сервапрывадаў пастаяннага току з высокай шчыльнасцю магутнасці непасрэдна павялічвае чыстую карысную нагрузку AGV?

Грузападымальнасць - гэта ў першую чаргу праблема трансмісіі і масы аўтамабіля.

AGV павінен ствараць дастатковую цягавую сілу, каб пераадолець:

Супраціў качэнню + Супраціў + Сіла паскарэння + Іншыя механічныя страты

Спрошчаная сувязь - гэта:

Крутоўны момант колы = цягавая сіла × радыус колы

Вось чаму выбар рухавіка нельга аддзяляць ад дыяметра колы, перадачы перадач, вагі аўтамабіля або патрабаванняў да паскарэння.

Шчыльнасць крутоўнага моманту мае большае значэнне, чым памер рухавіка

Большы рухавік можа забяспечыць большы крутоўны момант, але ён таксама дадае:

• Вага

• Аб'ём

• Кошт

• Цеплавая нагрузка

• Патрабаванне батарэі

Лепшая мэта распрацоўкі - звычайна больш высокая карысная шчыльнасць крутоўнага моманту.

Іншымі словамі:

Больш практычныя характарыстыкі колаў за кошт меншай масы і аб'ёму рухавіка

Кампактная сервосистема можа дапамагчы дасягнуць гэтага балансу.

Асабліва важны пускавы момант

AGV з максімальнай карыснай нагрузкай можа патрабаваць значнага крутоўнага моманту на вельмі нізкай хуткасці.

Гэта асабліва дакладна, калі транспартны сродак:

• Пачынае з адпачынку

• Пераносіць цяжкія грузы

• Падымаецца па пандусах

• Імкліва паскараецца

• Працуе на падлогавых пакрыццях з большай устойлівасцю

Па гэтай прычыне, рухавік павінен быць ацэнены з дапамогай яго бесперапыннага крутоўнага моманту і пікавага крутоўнага моманту , а не проста яго намінальнай магутнасці.

Асноўныя параметры трансмісіі

Мэта складаецца не толькі ў тым, каб усталяваць як мага большы рухавік.

Мэта складаецца ў тым, каб дасягнуць неабходнай хуткасці, крутоўнага моманту, паскарэння, здольнасці лазаць і цеплавога запасу з самай нізкай практычнай масай сістэмы.

Як правільна выбраць Нізкавольтная сервосистема пастаяннага току адпавядае стандартам бяспекі AGV і галіновым стандартам ЗША?

Выбраць рухавік толькі таму, што яго намінальнае напружанне адпавядае батарэі, недастаткова.

Амерыканскі праект AGV павінен ацаніць увесь аўтамабіль і яго архітэктуру бяспекі.

Бягучыя галіновыя спасылкі ўключаюць серыю ANSI/A3 R15.08 для прамысловых мабільных робатаў і ANSI/ITSDF B56.5-2024 для беспілотных і аўтаматычна кіраваных прамысловых транспартных сродкаў.

У залежнасці ад прадукту і прымянення могуць таксама прымяняцца іншыя стандарты і патрабаванні.

Важныя фактары выбару

Электрычная сумяшчальнасць

Праверце намінальнае напружанне батарэі, а таксама мінімальнае і максімальнае працоўнае напружанне.

Акумулятарная сістэма з намінальным напругай 24 або 48 В пастаяннага току можа адчуваць істотныя змены напружання падчас зарадкі і разрадкі.

Пікавы ток

Умовы паскарэння і вялікай карыснай нагрузкі могуць выклікаць значна большы ток, чым звычайная крэйсерская паездка.

Акумулятар, праводка, кантролер і прылады абароны павінны вытрымліваць чаканы ток.

Зваротная сувязь

Кадавальнік павінен забяспечваць разрозненне, тып зваротнай сувязі і інтэрфейс сувязі, неабходныя архітэктуры кіравання.

Функцыі бяспекі

Аварыйны прыпынак, рэагаванне на няспраўнасць, паводзіны пры тармажэнні, адключэнне крутоўнага моманту і элементы кіравання, звязаныя з бяспекай, павінны ацэньвацца як частка поўнай сістэмы AGV.

Ахова навакольнага асяроддзя

Матор павінен адпавядаць рэальнаму асяроддзю, у тым ліку:

• Пыл

• Вільгаць

• тэмпература

• Шок

• Вібрацыя

• Інгрэсіўная экспазіцыя

Механічная інтэграцыя

Праверыць:

• Мантажныя памеры

• Канфігурацыя вала

• Інтэрфейс скрынкі перадач

• Злучэнне колаў

• Пракладка кабеля

• Даступная прастора шасі

Крытычнае адрозненне

Адпаведнасць рухавіка - гэта не тое самае, што адпаведнасць сістэме AGV.

Поўная машына павінна быць спраектавана, ацэнена рызыка, абаронена і пацверджана ў адпаведнасці з патрабаваннямі, якія прымяняюцца да яе прызначэння.

Як OEM-вытворцы і аператары аўтапаркаў могуць абнавіць старыя дыскі AGV Нізкавольтныя сістэмы пастаяннага току?

Абнаўленне існуючага AGV са старога прывада на архітэктуру сервопривода павінна пачынацца з эксплуатацыйных даных , а не здагадак.

Практычная ацэнка мадэрнізацыі павінна фіксаваць:

Тыповая архітэктура мадэрнізацыі

Мадэрнізаваная сістэма цягі можа выглядаць так:

Акумулятар → Абарона пастаяннага току → Сервапрывад → Серварухавік пастаяннага току → Скрынка перадач → Прываднае кола

Кадавальнік перадае аператыўную інфармацыю назад у кантролер.

Затым сістэма кіравання AGV кіруе такімі камандамі, як:

Хуткасць → Напрамак → Паскарэнне → Запаволенне → Рэакцыя на няспраўнасць

Прамысловую сувязь таксама можна інтэграваць праз такія інтэрфейсы, як CANopen, EtherCAT, RS-485/Modbus або іншы падтрымліваемы пратакол.

Паступовая мадэрнізацыя можа знізіць рызыку

Практычны падыход - спачатку праверыць адзін цягавы модуль.

Затым прататып можа быць ацэнены на:

Спажыванне току

Паскарэнне

Тармажэнне

Цеплавыя паказчыкі

Аперацыя з поўнай нагрузкай

Час працы ад батарэі

Надзейнасць сувязі

Няспраўныя паводзіны

Пасля таго, як вымераныя вынікі адпавядаюць пастаўленай задачы, такая ж архітэктура можа быць разгорнута на дадатковых аўтамабілях.

Як лепшае тэрмакіраванне ў сервоприводах пастаяннага току прадухіляе заўчасную дэградацыю батарэі AGV?

Тэрмакіраванне часта недаацэньваецца пры параўнанні рухавікоў AGV.

Рухавік, які пастаянна набліжаецца да свайго цеплавога ліміту, можа выклікаць большыя электрычныя страты і перадаць дадатковае цяпло навакольнай трансмісіі.

Вынікам можа стаць ланцуговая рэакцыя:

Больш высокія страты → Больш цяпла → Больш высокая тэмпература → Большая нагрузка на кампаненты

Тэмпература батарэі таксама мае значэнне.

На старэнне літый-іённай батарэі ўплываюць тэмпература, стан зарада, умовы зарадкі і працоўны профіль. Павышаныя тэмпературы могуць паскорыць дэградацыю ў многіх умовах працы.

Гэта азначае, што эфектыўнасць трансмісіі заключаецца не толькі ў эканоміі электраэнергіі.

Гэта таксама можа дапамагчы кантраляваць цеплавое асяроддзе вакол батарэі і электронікі.

Асноўныя крыніцы цяпла ў трансмісіі AGV

Агульная цеплавая нагрузка можа паходзіць ад:

• Страты медзі

• Страты жалеза

• Падшыпнік трэння

• Страты пры пераключэнні кантролера

• Страты ў скрынцы перадач

• Шыны і страты качэння

Такім чынам, рухавік належнага памеру павінен быць абраны ў адпаведнасці з патрабаваннямі бесперапыннага рэжыму працы , а не толькі ў адпаведнасці з кароткатэрміновай максімальнай прадукцыйнасцю.

Цеплавая канструкцыя павінна ўлічваць усю сістэму

Важныя зменныя ўключаюць:

Тэмпература навакольнага асяроддзя

Працоўны цыкл

Частата пікавай нагрузкі

Бесперапынны крутоўны момант

Мацаванне рухавіка

Канструкцыя корпуса

Паток паветра

Цеплаабмен шасі

Мэта - стабільная рабочая тэмпература ва ўсёй цягавай сістэме.

Якая вымерная рэнтабельнасць інвестыцый і зніжэнне TCO пры разгортванні нізкавольтных сервоприводов пастаяннага току на складах у ЗША?

Фінансавая вартасць мадэрнізацыі сервопривода павінна вымярацца з фактычных дадзеных аб аўтапарку.

Простая цана пакупкі рухавіка не адлюстроўвае сапраўдны кошт валодання.

Практычная мадэль AGV TCO

TCO = Абсталяванне + Энергія + Тэхнічнае абслугоўванне + Прастоі + Акумулятар + Замена + Інфраструктура зарадкі

Сервасістэма нізкага напружання пастаяннага току патэнцыйна можа ўплываць на некалькі з гэтых зменных адначасова.

Спажыванне энергіі

Мера:

кВт.гадз за гадзіну працы

Але яшчэ больш моцны аперацыйны KPI:

Вт·гадз за завершаны транспартны цыкл

Гэта дазваляе параўноўваць розныя тэхналогіі прывада пры аднолькавых умовах маршруту і карыснай нагрузкі.

Выкарыстанне батарэі

Меншае спажыванне энергіі можа павялічыць час працы паміж цыкламі зарадкі ў залежнасці ад:

• Хімія акумулятара

• Стратэгія зарадкі

• Карысная нагрузка

• Далёкасць падарожжа

• Аперацыйнае асяроддзе

• Працоўны цыкл

Тэхнічнае абслугоўванне

Прывады з замкнёным контурам могуць даць дадатковыя дыягнастычныя дадзеныя.

У залежнасці ад сістэмы, групы тэхнічнага абслугоўвання могуць кантраляваць:

Памылкі энкодэра

Перагрузка па току

Перагрэў

Памылкі сувязі

Рухальны стан

Аўтаматычныя сігналізацыі

Палепшаная дыягностыка можа дапамагчы скараціць час на пошук непаладак.

Час прастою

Для аўтаматызаваных складоў час прастою можа мець большы фінансавы ўплыў, чым сама цана пакупкі рухавіка.

Сістэма цягі, якую прасцей дыягнаставаць, замяняць і абслугоўваць, можа даць каштоўнасць, якая перавышае першапачатковы кошт абсталявання.

Прадукцыйнасць карыснай нагрузкі

Карысная нагрузка павінна вымярацца разам з спажываннем энергіі.

Замест таго, каб проста пытацца:

'Колькі кілаграмаў можа перавозіць АГВ?'

Больш карыснай аперацыйнай метрыкай можа быць:

'Колькі кілаграмаў можа перавезці АГВ за адну зарадку акумулятара?'

Іншыя карысныя KPI ўключаюць:

кг транспартуецца за гадзіну працы

выкананых місій за адзін зарад

Втч на тона-кіламетр

зарадка мерапрыемстваў за змену

Гэтыя паказчыкі даюць аператарам аўтапаркаў больш дакладнае ўяўленне аб рэальнай прадукцыйнасці трансмісіі.

Як павялічыць тэрмін службы батарэі AGV і ёмістасць карыснай нагрузкі з выкарыстаннем нізкавольтных серварухавікоў пастаяннага току: тэматычнае даследаванне рэдызайну AMR вагой 1,5 тоны

Гэты праект рэдызайну быў сканцэнтраваны на 1,5-тонным цяжкім схаваным AGV / падводным AMR, распрацаваным еўрапейскім вытворцам сродкаў аўтаматызацыі ўнутранай лагістыкі.

Заказчык сутыкнуўся з трыма практычнымі праблемамі:

Вялікі вага шасі зніжаў эфектыўную грузападымальнасць.

Час працы ад акумулятара быў ніжэйшы за жаданую мэтавую 8-гадзінную працу.

Абмежаваная прастора шасі і празмерная праводка ўсё больш ускладнялі электрычную інтэграцыю.

Рашэнне заключалася ў замене звычайнай архітэктуры рухавіка і прывада на падвойную Інтэграваныя серварухавікі пастаяннага току нізкага напружання 48 В , якія аб'ядноўваюць рухавік і электроніку прывада ў кампактныя модулі прывада колаў з камунікацыяй CANopen/EtherCAT.

Рэдызайн Вынікі

Ключавы вынік: мадэрнізаваны AGV знізіў масу трансмісіі на 7,3 кг , павялічыў працягласць працы з 7,5 да 10,2 гадзін і павялічыў эфектыўную карысную нагрузку з 1000 кг да 1250 кг з выкарыстаннем той жа літыевай батарэі 48 В/100 Аг.

Арыгінальны дызайн AGV і яго абмежаванні

У арыгінальным аўтамабілі выкарыстоўвалася звычайная архітэктура з падзеленым рухавіком і кіроўцам.

Рухавікі размяшчаліся побач з вядучымі коламі, а сервоприводы - асобна ўнутры асноўнага электрычнага адсека.

Гэтая архітэктура стварыла некалькі праблем для кампактнага звышмоцнага AMR.

1. Празмерная маса трансмісіі

Сукупная вага двух рухавікоў, знешніх сервапрывадаў, кабельных джгутоў, раздымаў, экранавання і мантажных кампанентаў дасягнула прыкладна 18,5 кг.

Для транспартнага сродку з фіксаваным лімітам агульнай масы гэтая дадатковая маса непасрэдна памяншала колькасць грузу, які AGV мог легальна і механічна перавозіць.

2. Доўгія моцнаточныя кабелі

Асобная архітэктура прывада патрабавала моцнаточных кабеляў рухавіка для перамяшчэння паміж цэнтральным электрычным корпусам і колавымі вузламі.

У кампактным AMR гэтыя кабелі займаюць каштоўную прастору для ўстаноўкі і ўскладняюць пракладку.

Яны таксама могуць унесці дадатковыя электрычныя страты праз супраціў кабеля.

3. Абмежаваная ўнутраная прастора

Для двух знешніх сервапрывадаў патрабавалася спецыяльная шафа і месца для мантажу на DIN-рэйку.

Гэта скараціла памяшканне, даступнае для:

Кампаненты батарэі

ПЛК і ўвод-вывад

Апаратныя сродкі бяспекі

Абсталяванне сувязі

Кампаненты тэрмічнага кіравання

Доступ да службы

4. Час працы ад акумулятара ніжэй за мэтавы

Арыгінальная сістэма працавала каля 7,5 гадзін з выкарыстаннем літыевай батарэі 48 В/100 Аг.

Для вялікагрузнага транспартнага сродку, які, як чакаецца, будзе падтрымліваць пашыраныя складскія аперацыі, гэта пакідае невялікую аперацыйную маржу.

Інтэграванае рашэнне сервопривода пастаяннага току 48 В

Для адначасовага вырашэння трох праблем заказчык замяніў сістэму падзеленага прывада на дзве Нізкавольтныя інтэграваныя серварухавікі пастаяннага току 48 В.

Новая архітэктура інтэгруе рухавік і электроніку прывада непасрэдна ў модуль прывада колаў.

Новая архітэктура трансмісіі

Акумулятар 48В

↓

Галоўны кантролер AGV / PLC

↓

Камунікацыйная шына CANopen / EtherCAT

↓

Два інтэграваных серварухавіка пастаяннага току 48 В

↓

Прывадныя колы

Гэта істотна скарачае колькасць абсталявання, усталяванага ў цэнтральным электрашафе.

Новае рашэнне таксама падтрымлівае высокі пікавы момант перагрузкі , кіраванне па замкнёным контуры і сувязь на аснове шыны.

Як інтэграваная сервосистема пастаяннага току павялічыла тэрмін службы батарэі

Паляпшэнне часу працы ад акумулятара адбылося за кошт некалькіх інжынерных змяненняў, а не за кошт павелічэння акумулятара.

Зніжэнне страт у кабелі

У арыгінальнай сістэме кабелі рухавікоў з вялікім токам злучалі электроніку цэнтральнага прывада з цягавымі рухавікамі.

Страты электрычнай магутнасці ў правадніку можна прыблізна вызначыць з дапамогай:

P = I²R

дзе:

• P = страта магутнасці

• I = ток

• R = супраціў кабеля

Пры перамяшчэнні электронікі прывада непасрэдна на вузел рухавіка моцнаточнае злучэнне становіцца вельмі кароткім.

У гэтым праекце адлегласць паміж фазным провадам драйвера і рухавіка скарацілася да менш чым 5 см.

Вынікам стала значнае зніжэнне страт, звязаных з кабелем, і больш чыстая архітэктура харчавання.

Праца 48 В Зніжэнне патрэбнасці ў току

Рэдызайн таксама перанёс архітэктуру харчавання AGV з 24 В на 48 В пастаяннага току.

Для той жа механічнай выхадны магутнасці:

I = P / U

Павелічэнне напружання сістэмы зніжае ток, неабходны для дадзенага ўзроўню магутнасці.

Больш нізкі ток можа дазволіць:

Меншыя перасекі кабеляў

Меншыя рэзістыўныя страты

Паменшаны нагрэў кабеля

Больш кампактная праводка

Гэта асабліва карысна ў мабільным абсталяванні высокай магутнасці, дзе доўгія кабелі могуць стаць значнай часткай электрычнай канструкцыі.

Рэгенератыўнае тармажэнне

Убудаваныя сервакантролеры таксама аптымізавалі рэкуператыўнае тармажэнне.

Падчас запаволення або руху ўніз цягавыя рухавікі могуць працаваць як генератары.

Замест таго, каб рассейваць усю даступную кінэтычную энергію ў выглядзе цяпла, сістэма перанакіроўвае аднаўляемую энергію назад на шыну пастаяннага току 48 В і акумулятарную сістэму , у адпаведнасці з абмежаваннямі прыняцця батарэі і кантролера.

Гэта становіцца асабліва важным у цяжкіх AGV, таму што 1,5-тонны транспартны сродак нясе значную кінэтычную энергію падчас руху.

Чым часцей транспартны сродак разганяецца і запавольваецца, тым больш актуальным становіцца аднаўленне энергіі.

Вектарны кантроль FOC

Інтэграваная сервосистема выкарыстоўвае Field-Oriented Control (FOC) для рэгулявання току рухавіка і крутоўнага моманту.

Дзякуючы больш дакладнаму кіраванню магнітным полем рухавіка і токам, які стварае крутоўны момант, сістэма можа працаваць бліжэй да патрэбнай кропкі нагрузкі.

Практычныя мэты:

Стабільная выпрацоўка крутоўнага моманту

Эфектыўнае выкарыстанне току

Паменшыце непатрэбнае ацяпленне

Плыўнае паскарэнне і тармажэнне

Палепшанае кіраванне нізкай хуткасцю

Для звышмоцнага AMR, які працуе бесперапынна на працягу некалькіх змен, гэтыя характарыстыкі могуць паўплываць як на спажыванне энергіі, так і на цеплавую стабільнасць.

Асноўныя тэхнічныя ўдасканаленні і дадзеныя аб рэнтабельнасці інвестыцый

Інжынернае паглыбленне: як інтэграваныя сервоприводы пастаяннага току вырашаюць падвойную задачу

1. Павелічэнне тэрміну службы батарэі

• Ліквідацыя страт медзі ў кабелі: традыцыйныя канструкцыі AGV накіроўваюць моцнаточныя фазныя кабелі ад цэнтральных блокаў кіравання да вядучых колаў. Нізкавольтныя інтэграваныя сервоприводы пастаяннага току злучаюць драйвер непасрэдна з задняй часткай энкодэра рухавіка, скарачаючы адлегласць фазнага провада да менш чым 5 см.
• Аптымізацыя рэгенератыўнага тармажэння: убудаваныя кантролеры фіксуюць кінэтычную энергію падчас запаволення і спуску па схіле, падаючы пастаянны ток непасрэдна назад у акумулятар 48 В.
• Высокаэфектыўнае вектарнае кіраванне FOC: аптымізаваныя алгарытмы арыентаванага на поле кіравання падтрымліваюць нізкія працоўныя тэмпературы пры бесперапыннай нагрузцы, падтрымліваючы спажыванне току пры аптымальных працоўных цыклах.

2. Павелічэнне грузападымальнасці

• Зніжэнне вагі шасі: ліквідацыя вонкавых карпусоў драйвераў, цяжкіх экранаваных кабеляў і мацаванняў на DIN-рэйцы вызваляе амаль 7,3 кг уласнай вагі. Кожны кілаграм, зэканомлены на масе шасі, непасрэдна ператвараецца ў павышэнне грузападымальнасці.
• Высокая магутнасць крутоўнага моманту пры перагрузцы: інтэграваныя нізкавольтныя сервоприводы пастаяннага току вытрымліваюць да 3-кратнага намінальнага крутоўнага моманту падчас першапачатковага паскарэння вялікай нагрузкі і ўздыму па пандусе (нахілы да 5°), прадухіляючы памылкі зрыву без неабходнасці вялікіх рухавікоў.

3. Этапы рэалізацыі

1. Пераход на сістэму харчавання: абнавіце сістэмную шыну з 24 В да 48 В пастаяннага току. Больш высокае напружанне зніжае агульны працоўны ток ( I = P/U ), зніжаючы патрабаванні да папярочнага перасеку кабеля і цеплавога рассейвання.

2. Механічная модуляцыя прываднага модуля: усталюйце падвойныя інтэграваныя сервоприводы пастаяннага току 48 В непасрэдна на вядучыя колы дыферэнцыяла або рулявыя ролікі.

3. Тапалогія камунікацыйнай шыны: закруціце адзін экранаваны кабель CANopen/EtherCAT паслядоўнага ланцуга паміж галоўным кантролерам ПЛК AGV і абодвума ўбудаванымі рухавікамі, замяніўшы больш за 16 правадоў дыскрэтнага кіравання.

Вымераныя вынікі да і пасля

Рэдызайн дазволіў вымерна палепшыць ключавыя паказчыкі прадукцыйнасці AGV , уключаючы вагу трансмісіі, унутраную прастору, эфектыўнасць, тэрмін службы батарэі і грузападымальнасць.

Агульны вынік: шляхам інтэграцыі сервапрывадаў пастаяннага току непасрэдна ў колавыя модулі AGV дасягнуў меншай вагі трансмісіі, зніжэння патрабаванняў да ўнутранай прасторы, павышэння эфектыўнасці сістэмы, больш працяглага тэрміну службы батарэі і большай эфектыўнай грузападымальнасці.

Гэтыя вынікі паказваюць, што рэдызайн палепшыў прадукцыйнасць батарэі і здольнасць да карыснай нагрузкі адначасова за кошт камбінацыі інтэграцыі трансмісіі, памяншэння страт у праводцы, паляпшэння кіравання рухавіком і зніжэння масы аўтамабіля.

Водгукі кліентаў

'Перайшоўшы на інтэграваныя нізкавольтныя серварухавікі пастаяннага току 48 В, мы скарацілі час зборкі AGV на 40% дзякуючы спрошчанай пракладцы джгутоў. Што яшчэ больш важна, нашы кліенты атрымалі поўнае ахоп працы ў 3 змены (24 гадзіны) толькі з дзвюма кароткімі зарадамі ў дзень.'

— Кіраўнік R&D, Industrial AMR Solutions

Што дэманструе гэты 1,5-тонны рэдызайн AMR

Гэты праект падкрэслівае некалькі важных урокаў для вытворцаў звышмоцных AGV і AMR.

Тэрмін службы батарэі - гэта праблема трансмісіі

Павелічэнне ёмістасці батарэі - не адзіны спосаб павялічыць час працы.

Зніжэнне электрычных страт, паляпшэнне кіравання рухавіком, аднаўленне энергіі тармажэння і памяншэнне масы аўтамабіля - усё гэта можа спрыяць павышэнню карыснай цягавітасці.

На грузападымальнасць ўплывае кожны кілаграм масы аўтамабіля

Матор, прывад, шафа, мантажнае абсталяванне і вага кабеля займаюць частку агульнага бюджэту вагі аўтамабіля.

Такім чынам, больш інтэграваная архітэктура цягі можа стварыць дадатковую грузападымальнасць без простага павелічэння памеру рухавіка.

Архітэктура 48 В становіцца ўсё больш прывабнай па меры росту магутнасці

Больш высокае напружанне ў сістэме можа знізіць ток пры зададзеных патрабаваннях да магутнасці, дапамагаючы вытворцам AGV кіраваць памерам кабеля, рэзістыўнымі стратамі і цеплавой нагрузкай.

Убудаваная архітэктура сервопривода спрашчае кампактныя AMR

Аб'яднанне рухавіка і прывада ў адзін модуль можа ліквідаваць знешнія шафы прывада і скараціць моцнаточную праводку.

Гэта можа палепшыць як механічную ўпакоўку, так і эфектыўнасць зборкі.

Пікавы крутоўны момант мае вырашальнае значэнне для вялікагрузных аўтамабіляў

1,5-тонны AGV патрабуе больш чым дастаткова крутоўнага моманту для круізу.

Ён таксама павінен паскарацца з стану спакою, несці максімальную карысную нагрузку, падымацца па пандусам і спраўляцца з кароткачасовымі перагрузкамі.

Гэта робіць магчымасць максімальнага крутоўнага моманту і прадукцыйнасць пры перагрузцы важным крытэрам выбару.

Рэзюмэ канчатковых вынікаў

Для цяжкіх AGV і AMR інтэграваная нізкавольтная архітэктура сервопривода пастаяннага току можа забяспечыць практычны шлях да павышэння карыснай нагрузкі, больш працяглага часу працы, больш чыстай праводкі і больш кампактнай інтэграцыі цягавай сістэмы, калі рухавік правільна падабраны для рэальнага працоўнага цыклу аўтамабіля.

Як мы падыходзім Дызайн серварухавіка нізкага напружання пастаяннага току для AGV

Для OEM вытворцаў AGV стандартнага рухавіка не заўсёды дастаткова.

Розныя AGV могуць мець цалкам розныя патрабаванні да:

Карысная нагрузка

Дыяметр колы

Вага аўтамабіля

Хуткасць руху

Паскарэнне

Схіл

Напружанне батарэі

Працоўны цыкл

Кантрольны пратакол

Экалагічныя ўмовы

Такім чынам, рухавік, каробка перадач, кадавальнік, кантролер і кола павінны разглядацца як адна інтэграваная сістэма цягі.

Канчатковы вынік для OEM-вытворцаў AGV

Паляпшэнне тэрміну службы акумулятара і грузападымальнасці AGV - гэта не проста пытанне ўстаноўкі большага акумулятара або больш магутнага рухавіка.

Самы эфектыўны падыход - гэта аптымізацыя ўсёй цягавай сістэмы.

Правільна спраектаваны серварухавік пастаяннага току нізкага напружання можа спрыяць праз:

Высокая эфектыўнасць працы

Рэгуляванне крутоўнага моманту і хуткасці па замкнёным контуры

Рэгенератыўнае тармажэнне

Высокая шчыльнасць крутоўнага моманту

Кампактная інтэграцыя

Палепшаныя цеплавыя характарыстыкі

Лепшая дыягностыка

Калі гэтыя характарыстыкі правільна спалучаюцца з каробкай перадач, колам, акумулятарам, кантролерам і працоўным цыклам AGV, вынікам могуць быць прыкметныя паляпшэнні ў:

Час працы ад батарэі + Выкарыстанне карыснай нагрузкі + Энергаэфектыўнасць + Тэрмастабільнасць + Прадукцыйнасць аўтапарка

Такім чынам, для OEM-вытворцаў і аператараў складоў найбольш значным пытаннем з'яўляецца не проста «Які рухавік мае большую магутнасць?»

Лепшае пытанне:

'Якая трансмісія можа забяспечыць неабходны крутоўны момант колы і прадукцыйнасць руху пры мінімальным выкарыстанні энергіі, вагі, месца і абслугоўвання?'

Такі падыход на сістэмным узроўні забяспечвае больш трывалую аснову для распрацоўкі эфектыўных, надзейных і маштабуемых цягавых платформ AGV.