Како побољшати животни век АГВ батерије и капацитет носивости користећи нисконапонске ДЦ серво моторе?

За савремена аутоматизована вођена возила (АГВ) и аутономне мобилне роботе (АМР) , две метрике перформанси су увек блиско повезане:

Трајање батерије и носивост.

Возилу које троши превише енергије потребна је већа батерија. Али већа батерија такође додаје тежину, смањујући количину корисног терета коју возило може да понесе.

Због тога вучни систем заслужује пажљиву пажњу.

Правилно дизајниран нисконапонски ДЦ систем серво мотора може помоћи произвођачима АГВ-а да побољшају:

• Енергетска ефикасност

• Време рада батерије

• Покретање и пењање обртног момента

• Однос носивости и тежине возила

• Прецизност покрета

• Регенеративно кочење

• Термичка стабилност

• Укупна ефикасност погона

За америчке АГВ пројекте, избор мотора такође треба узети у обзир у оквиру ширег оквира безбедности машина. Тренутне референце укључују АНСИ/А3 Р15.08-1-2020 (Р2026) , АНСИ/А3 Р15.08-2-2023 , АНСИ/А3 Р15.08-3-2026 и АНСИ/ИТСДФ Б56.5-2024.

АГВ ДЦ Серво Мотор Солутионс

АГВ погонским системима је потребно више од једноставне ротације мотора. Погонски мотор мора да испоручује контролисан обртни момент, прецизну регулацију брзине, глатко убрзање и поуздану повратну информацију док ради из нисконапонског система једносмерне батерије. Из тог разлога, ДЦ серво мотори, интегрисани ДЦ серво мотори, ДЦ серво мотори са зупчаницима, СТО серво мотори и АГВ мотори са чвориштем се обично користе у АГВ и АМР архитектури погона.

ЈКОНГМОТОР обезбеђује неколико ДЦ конфигурација серво мотора које се могу ускладити са различитим АГВ оптерећењем, брзином, простором, заштитом и безбедносним захтевима.

Асортиман производа АГВ ДЦ серво мотора

Јконгмотор прилагођени покрети серво мотора

Свеобухватни добављач решења интегрисаног ДЦ серво мотора

1. Интегрисани ДЦ серво мотор

Интегрисани ДЦ серво мотор комбинује мотор, серво погон и енкодер у једном компактном кућишту. Ова архитектура смањује екстерно ожичење и штеди простор за инсталацију, што је чини посебно корисним за компактне АГВ и АМР шасије.

Подржава контролу кретања у затвореној петљи за брзину, позицију и обртни момент , док интегрисана електроника поједностављује везу између мотора и контролера возила. Интегрисане серво архитектуре се широко користе тамо где су простор шасије и ефикасност ожичења важна разматрања дизајна.

Типичне АГВ апликације:

• Варехоусе АГВс

• АМР погонски точкови

• Аутономни роботи за руковање материјалом

• Роботи за сортирање

• Компактни мобилни роботи

2. Планетарни ДЦ серво мотор

ДЦ серво мотор са планетарним зупчаником комбинује ДЦ серво мотор са планетарним мењачем како би се повећао излазни обртни момент уз одржавање компактног погона.

Ова конфигурација је погодна када АГВ захтева јачи обртни момент точкова за стартовање, убрзање, пењање по рампама или ношење тежег терета . Мењач такође омогућава мотору да ради при већој брзини, истовремено обезбеђујући излаз ниже брзине на волану.

Типичне примене:

• Тешки АГВ

• Складишна транспортна возила

• Роботи за руковање палетама

• Мобилна опрема за руковање материјалом

• АГВ погонски точкови који захтевају велики обртни момент

3. ДЦ серво мотор са пужним редуктором

ДЦ серво мотор са пужним зупчаником интегрише пужни мењач са ДЦ серво мотором. Његов високи однос редукције чини га погодним за апликације које захтевају висок излазни обртни момент и контролисано кретање при малим брзинама.

Пужни мењач такође може да обезбеди корисне карактеристике држања оптерећења, у зависности од дизајна мењача и услова рада. Ово га чини применљивим на АГВ механизме где су контролисано кретање и механичко држање важни.

Типичне примене:

• АГВ погонски системи за велика оптерећења

• Механизми за подизање и позиционирање

• Опрема за пренос транспортера

• Индустријски мобилни роботи

• Аутоматизовани системи руковања

4. Интегрисани ДЦ серво мотор кочнице

Интегрисани ДЦ серво мотор кочнице комбинује серво мотор, енкодер, погон и електромагнетну кочницу у један склоп.

Кочница је посебно корисна када АГВ механизам мора да задржи своју позицију након што је мотор искључен . Може се узети у обзир за подизне осе, вертикалне механизме, нагнуту опрему и апликације где се мора спречити неконтролисано механичко кретање.

Типичне примене:

• АГВ механизми за подизање

• Системи вертикалног преноса

• Аутоматизована опрема за руковање

• Механизми са косим погоном

• Мобилни роботи са захтевима за држање

5. ИП65 Интегрисани ДЦ серво мотор

ИП65 интегрисани ДЦ серво мотор је дизајниран за АГВ апликације где мотор може наићи на прашину, прскање воде или захтевне индустријске услове.

Његова интегрисана архитектура мотора и погона комбинује компактну инсталацију са побољшаном заштитом кућишта. Ово га чини корисним за логистику складишта, мобилне машине, опрему за спољашњу употребу и индустријске АГВ где је заштита животне средине важна спецификација. ЈКОНГМОТОР наводи ИП65 заштиту као доступну конфигурацију за своју интегрисану платформу серво мотора.

Типичне примене:

• АГВ-ови за употребу на отвореном

• Логистички роботи

• Фабричка транспортна возила

• Мобилна опрема за руковање материјалом

• Индустријска окружења склона прашини

6. АГВ СТО ДЦ серво мотор

АГВ СТО ДЦ серво мотор је дизајниран за АГВ и АМР системе где је безбедно искључивање обртног момента (СТО) део безбедносне архитектуре контроле кретања.

СТО онемогућава могућност погона да генерише обртни момент мотора када је активирана безбедносна функција. Стога се разликује од нормалне команде покрета: СТО спречава стварање обртног момента, а не само командује возилу да успори.

Типичне примене:

• Аутономни мобилни роботи

• Људски приступачне магацинске површине

• Интелигентни логистички системи

• Аутоматизовано руковање материјалом

• АГВ-ови који захтевају сигурносне погонске функције

7. АГВ мотор са главчином

АГВ мотор са главчином интегрише погонски мотор у склоп точка или главчине, стварајући компактно решење за погон точкова.

У поређењу са конвенционалним распоредом мотор плус мењач, мотор са главчином може смањити компоненте механичког преноса и боље искористити ограничени простор шасије. Посебно је релевантан за компактне АГВ, АМР, аутономне транспортне роботе и нископодне мобилне платформе . Архитектуру главчине-мотора треба изабрати према пречнику точкова, оптерећењу возила, потребном обртном моменту, брзини и термичким условима.

Зашто одабрати интегрисани ДЦ серво мотор за АГВ?

Главна предност је интеграција на нивоу система, а не само перформансе мотора.

Компактна инсталација

Мотор, енкодер и електроника погона се могу комбиновати у један склоп, смањујући потребу за одвојеним положајем за монтажу серво погона.

Поједностављено ожичење

Интегрисана серво архитектура може смањити усмеравање каблова мотора и енкодера између мотора и екстерног погона, што помаже да се поједностави АГВ електрични дизајн.

Контрола кретања затворене петље

Повратна информација енкодера омогућава прецизну контролу брзине и положаја точка, што је важно за АГВ навигацију и синхронизован рад точка.

Флексибилна комуникација

У зависности од конфигурације, АГВ серво системи могу подржавати комуникационе методе као што су ЦАНопен, РС485/Модбус и ЕтхерЦАТ . Ови интерфејси се обично користе за интеграцију серво оса са АГВ контролерима.

Више механичких конфигурација

Планетарни мењачи, пужни мењачи, кочнице, водоотпорна кућишта и структуре погона главчине омогућавају да се мотор усклади са различитим АГВ архитектурама.

Једна платформа за различите дизајне АГВ погона

ЈКОНГМОТОР-ова интегрисана серво платформа покрива вишеструке механичке и контролне конфигурације, укључујући 24В/48В ДЦ системе, опције мењача, конфигурације кочница, повратне информације енкодера, кућишта са ИП оценом и Пулсе, РС485, ЦАНопен и ЕтхерЦАТ интерфејсе . На страници АГВ решења компаније наведене су конфигурације серије ИДЦ60 и ИДЦ80 и опсег снаге који се протеже од 26В до 1000В.

Ово омогућава произвођачима АГВ-а да одаберу архитектуру мотора према стварном дизајну возила уместо да користе једну конфигурацију мотора за сваку примену.

За ОЕМ АГВ пројекте, обртни момент мотора, величина точкова, тежина возила, брзина, напон батерије, однос мењача, тип енкодера, комуникациони протокол, степен заштите и безбедносни захтеви могу се проценити заједно како би се развило одговарајуће решење за серво погон једносмерне струје.

Зашто су нисконапонски ДЦ серво мотори критични за век трајања АГВ батерије и носивост?

Вучни мотор претвара енергију батерије у обртни момент точка који заправо покреће АГВ.

Из тог разлога, ефикасност мотора има директан утицај на то колико енергије возило троши током сваког транспортног циклуса.

За разлику од једноставног погона са отвореном петљом, ДЦ серво систем затворене петље континуирано прати положај и брзину мотора путем повратних информација и прилагођава излаз у складу са стварним радним условима.

То је посебно вредно јер АГВ ретко раде са једним константним оптерећењем.

Типични услови рада АГВ-а

АГВ ће можда више пута морати да:

Старт → Убрзај → Крстарење → Успори → Стоп → Окрени → уназад → Поново покрени

Потребан обртни момент може се значајно променити између сваке фазе.

Правилно одабран серво систем може брзо да одговори на ове променљиве захтеве уместо да ради на фиксном излазу.

Ефикасност батерије и тежина возила су повезани

Основни однос је:

Електрична енергија = напон батерије × струја × време рада

Смањење непотребне струје може смањити укупну потрошњу енергије уз очување потребног обртног момента точка.

Истовремено, сам погон доприноси маси возила.

Основни однос носивости је:

Нето носивост = дозвољена бруто тежина возила − тежина празног возила

Ово ствара важну прилику за дизајн.

Компактнији мотор, интегрисани погон или оптимизовани мењач могу смањити тежину система и ослободити додатни капацитет за терет.

Зашто је интеграција важна

Модерни интегрисани серво мотор може комбиновати:

Мотор + енкодер + серво погон + управљачка електроника

у један компактан склоп.

Ово може смањити:

• Сложеност ожичења

• Простор кабинета

• Компоненте спољног погона

• Време инсталације

• Укупан отисак погона

За дизајне АГВ шасије са ограниченим простором, ови детаљи могу имати значајан утицај на коначну архитектуру возила.

Хов До Нисконапонски ДЦ серво мотори продужавају време рада АГВ батерије путем високе ефикасности и регенеративног кочења?

Време рада батерије не треба процењивати само на основу снаге мотора са натписне плочице.

Корисније мерење је енергија која се троши током стварног радног циклуса АГВ.

Практична апроксимација је:

Коришћена енергија батерије ≈ Просечна ДЦ улазна снага × време рада

Пошто АГВ константно убрзавају и успоравају, просечна снага може значајно да се разликује од номиналне снаге мотора.

Операција високе ефикасности

Серво контролисани мотор може подесити обртни момент према стварној потражњи.

Током равномерног путовања, потребан обртни момент може бити релативно низак.

Током убрзања, систему може привремено бити потребан много већи обртни момент.

Ова динамичка контрола омогућава погону да боље усклади електрични улаз са механичким захтевима.

Регенеративно кочење

Регенеративно кочење пружа још један потенцијални механизам за уштеду енергије.

Током успоравања, мотор може радити као генератор. Уместо да се сва кинетичка енергија претвара у топлоту кроз трење или кочиони отпорник, део те енергије се може вратити у ДЦ магистралу.

Обновљена енергија тада може бити:

Вратио се на батерију

или

Користи се на другим местима на ДЦ магистрали

у зависности од архитектуре система.

Међутим, регенеративно кочење мора бити правилно пројектовано.

Током успоравања, ДЦ-бус напон може брзо да порасте. Систему је стога потребан одговарајући метод за руковање регенерисаном енергијом, узимајући у обзир прихватање батерије, стање напуњености, ограничења контролера, температуру и учесталост кочења.

Где регенеративно кочење даје највећу вредност

Регенеративно кочење је посебно релевантно за АГВ возила са честим:

• Зауставља се

• Почиње

• Смер се мења

• Догађаји успоравања

• Кратки транспортни циклуси

• Вертикално или низбрдо кретање

За ове апликације, Вх по завршеном циклусу је често кориснији КПИ од теоретске ефикасности мотора.

Како дизајн велике густине ДЦ серво уређаја директно повећава АГВ нето носивост?

Носивост је првенствено проблем погонског склопа и масе возила.

АГВ мора да генерише довољно вучне силе да савлада:

Отпор котрљања + Отпор на нагибу + Сила убрзања + Остали механички губици

Поједностављени однос је:

Обртни момент точка = вучна сила × полупречник точка

Због тога се избор мотора не може одвојити од пречника точкова, односа мењача, тежине возила или захтева за убрзањем.

Густина обртног момента је важнија од саме величине мотора

Већи мотор може пружити више обртног момента, али такође додаје:

• Тежина

• Волуме

• Цост

• Термичко оптерећење

• Потреба за батеријом

Бољи циљ дизајна је обично већа корисна густина обртног момента.

Другим речима:

Практичније перформансе точкова са мање масе и запремине мотора

Компактни серво систем може помоћи у постизању тог баланса.

Почетни обртни момент је посебно важан

АГВ који носи своју максималну носивост може захтевати значајан обртни момент при веома малој брзини.

Ово је посебно тачно када возило:

• Почиње од одмора

• Носи тешка оптерећења

• Пење се на рампе

• Брзо убрзава

• Ради на подовима веће отпорности

Из тог разлога, мотор треба процењивати користећи његов континуирани обртни момент и вршни обртни момент , а не само његову номиналну снагу.

Кључни параметри погона

Циљ није једноставно инсталирати највећи могући мотор.

Циљ је постићи потребну брзину, обртни момент, убрзање, способност пењања и термичку маргину уз најмању практичну тежину система.

Како одабрати праву Нисконапонски ДЦ серво систем да би задовољио америчке АГВ безбедносне и индустријске стандарде?

Није довољан избор мотора само зато што његов називни напон одговара батерији.

Амерички АГВ пројекат треба да процени комплетно возило и његову безбедносну архитектуру.

Тренутне индустријске референце укључују серију АНСИ/А3 Р15.08 за индустријске мобилне роботе и АНСИ/ИТСДФ Б56.5-2024 за индустријска возила без возача и аутоматска вођена возила.

У зависности од производа и примене, могу се применити и други стандарди и захтеви.

Важни фактори селекције

Електрична компатибилност

Проверите номинални напон батерије као и минимални и максимални радни напон.

Номинални систем батерија од 24 ВДЦ или 48 ВДЦ може доживети значајне варијације напона током пуњења и пражњења.

Вршна струја

Услови убрзања и тешког терета могу произвести знатно већу струју од нормалног крстарења.

Батерија, ожичење, контролер и заштитни уређаји морају толерисати очекивану струју.

Повратне информације

Кодер треба да обезбеди резолуцију, тип повратне информације и комуникациони интерфејс који захтева контролна архитектура.

Сигурносне функције

Заустављање у случају нужде, реаговање на грешку, понашање при кочењу, уклањање обртног момента и контроле везане за безбедност треба да се процене као део комплетног АГВ система.

Заштита животне средине

Мотор треба да одговара стварном окружењу, укључујући:

• Прашина

• Влага

• Температура

• Шок

• Вибрације

• Ингресс екпосуре

Механичка интеграција

Проверите:

• Монтажне димензије

• Конфигурација осовине

• Интерфејс мењача

• Повезивање точка

• Провођење каблова

• Доступан простор за шасију

Критичка разлика

Усклађеност мотора није исто што и усклађеност са АГВ системом.

Комплетна машина мора бити пројектована, процењена ризика, заштићена и валидирана у складу са захтевима који се примењују на њену предвиђену употребу.

Како ОЕМ-ови и оператери возних паркова могу да надограде старе АГВ погоне на Нисконапонски ДЦ серво системи?

Надоградња постојећег АГВ-а са застарелог погона на серво архитектуру треба да почне са оперативним подацима , а не претпоставкама.

Практична процена накнадне опреме треба да забележи:

Типична ретрофит архитектура

Модернизовани систем вуче може изгледати овако:

Батерија → ДЦ заштита → Серво погон → ДЦ серво мотор → Мењач → Погонски точак

Енкодер шаље радне информације назад у контролер.

АГВ контролни систем затим управља командама као што су:

Брзина → Смер → Убрзање → Успорење → Реакција на грешку

Индустријска комуникација се такође може интегрисати преко интерфејса као што су ЦАНопен, ЕтхерЦАТ, РС-485/Модбус или неки други подржани протокол.

Постепена реконструкција може смањити ризик

Практичан приступ је да се прво валидира један вучни модул.

Затим се прототип може проценити за:

Потрошња струје

Убрзање

кочење

Термичке перформансе

Операција пуне носивости

Време рада батерије

Поузданост комуникације

Понашање грешке

Када измерени резултати испуне циљ дизајна, иста архитектура се може применити на додатна возила.

Како супериорно управљање топлотом у ДЦ серво уређајима спречава прерану деградацију АГВ батерије?

Управљање топлотом се често потцењује када се пореде АГВ мотори.

Мотор који се више пута приближава топлотној граници може произвести веће електричне губитке и пренети додатну топлоту у околни погон.

Резултат може бити ланчана реакција:

Већи губици → Више топлоте → Виша температура → Већи стрес на компоненте

Температура батерије је такође важна.

На старење литијум-јонске батерије утичу температура, стање напуњености, услови пуњења и радни профил. Повишене температуре могу убрзати деградацију у многим радним условима.

То значи да ефикасност погона није само уштеда електричне енергије.

Такође може помоћи у контроли термичког окружења које окружује батерију и електронику.

Главни извори топлоте у АГВ погону

Укупно топлотно оптерећење може доћи од:

• Губици бакра

• Губици гвожђа

• Трење лежајева

• Губици прекидача контролера

• Губици у мењачу

• Губици гума и котрљања

Мотор одговарајуће величине би стога требало да буде изабран у складу са захтевима континуираног рада , а не само краткорочним вршним перформансама.

Термички дизајн треба да узме у обзир цео систем

Важне варијабле укључују:

Температура околине

Радни циклус

Фреквенција вршног оптерећења

Континуирани обртни момент

Монтажа мотора

Дизајн кућишта

Проток ваздуха

Пренос топлоте на шасију

Циљ је стабилна радна температура у целом систему вуче.

Шта је мерљиво смањење повраћаја улагања и укупне вредности улагања при постављању нисконапонских ДЦ серво уређаја у складиштима у САД?

Финансијска вредност надоградње серво система треба да се мери из стварних података о возном парку.

Једноставна набавна цена мотора не представља стварну цену власништва.

Практичан АГВ ТЦО модел

ТЦО = Хардвер + Енергија + Одржавање + Застоји + Батерија + Замена + Инфраструктура за пуњење

Нисконапонски ДЦ серво систем може потенцијално утицати на неколико ових варијабли истовремено.

Потрошња енергије

мера:

кВх по радном сату

Али још јачи оперативни КПИ је:

Вх по завршеном транспортном циклусу

Ово омогућава упоређивање различитих погонских технологија под истим условима руте и носивости.

Искоришћеност батерије

Мања потрошња енергије може повећати корисно време рада између циклуса пуњења, у зависности од:

• Хемија батерије

• Стратегија пуњења

• Носивост

• Удаљеност путовања

• Радно окружење

• Радни циклус

Одржавање

Диск јединице са затвореном петљом могу пружити додатне дијагностичке податке.

У зависности од система, тимови за одржавање могу надгледати:

Грешке кодера

Прекомерна струја

Превисока температура

Грешке у комуникацији

Статус мотора

Погонски аларми

Боља дијагностика може помоћи у смањењу времена за решавање проблема.

Застоји

За аутоматизована складишта, застоји могу имати већи финансијски утицај од саме набавне цене мотора.

Систем за вучу који је лакши за дијагностицирање, замену и одржавање може да обезбеди вредност изнад почетне цене хардвера.

Продуктивност носивости

Носивост треба мерити заједно са потрошњом енергије.

Уместо да само питам:

'Колико килограма може да носи АГВ?'

Кориснија оперативна метрика може бити:

'Колико килограма АГВ може да превезе по једном пуњењу батерије?'

Остали корисни КПИ-ови укључују:

кг превезено по радном сату

завршене мисије по наплати

Вх по тонском километру

догађаји наплате по смени

Ове метрике дају оператерима возних паркова јаснију слику стварне продуктивности погона.

Како побољшати животни век АГВ батерије и капацитет носивости користећи нисконапонске ДЦ серво моторе: Студија случаја редизајна АМР-а од 1,5 тона

Овај редизајн пројекат се фокусирао на латентни АГВ/потопни АМР тежак 1,5 тона који је развио европски произвођач интралогистичке аутоматизације.

Купац се суочио са три практична проблема:

Велика тежина шасије је смањивала ефективну носивост.

Време рада батерије је било испод жељеног циља од 8 сати.

Ограничен простор у шасији и прекомерно ожичење чинили су електричну интеграцију све тежом.

Решење је било да се конвенционална подељена архитектура мотора и погона замени двоструком 48В нисконапонски интегрисани ДЦ серво мотори , комбинујући мотор и погонску електронику у компактне модуле са погоном на точковима са ЦАНопен/ЕтхерЦАТ комуникацијом.

Резултати редизајнирања

Кључни резултат: Редизајнирани АГВ смањио је масу погона за 7,3 кг , повећао радну издржљивост са 7,5 на 10,2 сата и повећао ефективну носивост са 1000 кг на 1250 кг користећи исту литијумску батерију од 48 В/100 Ах.

Оригинални АГВ дизајн и његова ограничења

Оригинално возило користило је конвенционалну подељену архитектуру мотор-возач.

Мотори су постављени у близини погонских точкова, док су серво погони уграђени одвојено унутар главног електричног одељка.

Ова архитектура створила је неколико изазова у компактном АМР-у за тешке услове рада.

1. Прекомерна тежина погона

Комбинована тежина два мотора, екстерних серво погона, снопова каблова, конектора, заштите и монтажних компоненти достигла је приближно 18,5 кг.

За возило са фиксним ограничењем бруто тежине, ова додатна маса је директно смањила количину терета који је АГВ могао легално и механички да превезе.

2. Дуги каблови високе струје

Одвојена архитектура погона захтевала је каблове мотора велике струје да путују између централног електричног кућишта и склопова са погоном на точковима.

У компактном АМР-у, ови каблови троше вредан простор за инсталацију и компликују усмеравање.

Они такође могу унети додатне електричне губитке кроз отпор кабла.

3. Ограничен унутрашњи простор

Два екстерна серво погона захтевају наменски ормарић и простор за монтажу на ДИН шину.

Ово је смањило расположиву собу за:

Компоненте батерије

ПЛЦ и И/О

Сигурносни хардвер

Комуникациона опрема

Компоненте управљања топлотом

Приступ сервису

4. Време рада батерије испод циља

Оригинални систем је постигао приближно 7,5 сати рада користећи литијумску батерију од 48В/100Ах.

За тешко возило за које се очекује да подржи проширене операције складишта, ово је оставило малу оперативну маржу.

Интегрисано 48В ДЦ Серво решење

Да би истовремено решио три проблема, купац је заменио систем подељених погона са два 48В нисконапонски интегрисани ДЦ серво мотори.

Нова архитектура интегрише електронику мотора и погона директно у модул погона на точковима.

Нова архитектура погона

48В Батерија

↓

Главни АГВ контролер / ПЛЦ

↓

ЦАНопен / ЕтхерЦАТ комуникациона магистрала

↓

Двоструки 48В интегрисани ДЦ серво мотори

↓

Дриве Вхеелс

Ово значајно смањује количину опреме инсталиране у централном електричном ормару.

Ново решење такође подржава високи вршни обртни момент преоптерећења , контролу затворене петље и комуникацију засновану на магистрали.

Како је интегрисани ДЦ серво систем продужио животни век батерије

Побољшање времена рада батерије дошло је од неколико инжењерских промена, а не од повећања батерије.

Смањени губици каблова

У оригиналном систему, високострујни моторни каблови су повезивали електронику централног погона са вучним моторима.

Губитак електричне енергије у проводнику може се апроксимирати коришћењем:

П = И² Р

где:

• П = губитак снаге

• И = струја

• Р = отпор кабла

Померањем погонске електронике директно на склоп мотора, веза велике струје постаје изузетно кратка.

У овом пројекту, растојање између фазе и жице између возача и мотора смањено је на мање од 5 цм.

Резултат је био значајно смањење губитака везаних за каблове и чистија архитектура напајања.

Рад од 48В Смањена потрошња струје

Редизајн је такође мигрирао АГВ архитектуру напајања са 24В на 48В ДЦ.

За исту механичку излазну снагу:

И = П / У

Повећање напона система смањује струју потребну за дати ниво снаге.

Нижа струја може дозволити:

Мањи попречни пресеци каблова

Мањи отпорни губици

Смањено грејање каблова

Компактније ожичење

Ово је посебно корисно у мобилној опреми велике снаге где дуги каблови могу постати значајан део електричног дизајна.

Регенеративно кочење

Интегрисани серво контролери су такође оптимизовали регенеративно кочење.

Током успоравања или кретања низбрдо, вучни мотори могу да раде као генератори.

Уместо да распрши сву доступну кинетичку енергију као топлоту, систем преусмерава повратну енергију назад ка 48В ДЦ магистрали и батеријском систему , у складу са прихватањем батерије и ограничењима контролера.

Ово постаје посебно вредно код тешких АГВ возила јер возило од 1,5 тона носи значајну кинетичку енергију током кретања.

Што чешће возило убрзава и успорава, регенеративни опоравак енергије постаје релевантнији.

ФОЦ векторска контрола

Интегрисани серво систем користи Фиелд-Ориентед Цонтрол (ФОЦ) за регулисање струје и обртног момента мотора.

Контролисањем магнетног поља мотора и струје која производи обртни момент прецизније, систем може да ради ближе потребној тачки оптерећења.

Практични циљеви су:

Стабилна производња обртног момента

Ефикасно коришћење струје

Смањите непотребно загревање

Глатко убрзање и успоравање

Побољшана контрола мале брзине

За АМР за тешке услове рада који непрекидно ради у више смена, ове карактеристике могу утицати и на потрошњу енергије и на термичку стабилност.

Кључна техничка побољшања и подаци о поврату улагања

Инжењерски дубоко зарон: Како интегрисани ДЦ серво уређаји решавају двоструки изазов

1. Продужење трајања батерије

• Елиминација губитка бакра у кабловима: Традиционални АГВ дизајни усмеравају фазне каблове високе струје од централних контролних кутија до погонских точкова. Нисконапонски интегрисани ДЦ серво уређаји спајају драјвер директно на задњи крај енкодера мотора, скраћујући растојање фазних жица на мање од 5 цм.
• Оптимизација регенеративног кочења: Интегрисани контролери хватају кинетичку енергију током успоравања и кретања низбрдо, напајајући једносмерну струју директно назад у батерију од 48 В.
• Високоефикасна ФОЦ векторска контрола: Оптимизовани алгоритми управљања оријентисани на поље одржавају ниске радне температуре под континуираним оптерећењем, одржавајући струју при оптималним радним циклусима.

2. Повећање носивости

• Смањење тежине шасије: елиминисање спољних кућишта драјвера, тешких заштитних каблова и монтирања на ДИН шину ослобађа скоро 7,3 кг сопствене тежине. Сваки килограм уштеђен на маси шасије се директно претвара у већу носивост.
• Висок капацитет обртног момента преоптерећења: Интегрисани нисконапонски ДЦ серво уређаји управљају обртним моментом до 3Кс током почетног убрзања великог оптерећења и пењања по рампи (до 5° нагиба), спречавајући грешке у застоју без потребе за превеликим моторима.

3. Кораци имплементације

1. Миграција система напајања: Надоградите системску магистралу са 24В на 48В ДЦ. Виши напон смањује укупну радну струју ( И = П/У ), смањујући захтеве за попречни пресек кабла и топлотну дисипацију.

2. Механичка модуларизација погонског модула: Монтирајте двоструке 48В интегрисане ДЦ серво директно на диференцијалне погонске точкове или склопове управљачких точкова.

3. Топологија комуникационе магистрале: Повежите један заштићени ЦАНопен/ЕтхерЦАТ кабл у низу између главног АГВ ПЛЦ контролера и оба интегрисана мотора, замењујући 16+ дискретних контролних жица.

Измерени резултати пре и после

Редизајн је произвео мерљива побољшања у кључним индикаторима перформанси АГВ-а , укључујући тежину погона, унутрашњи простор, ефикасност, издржљивост батерије и носивост.

Укупни резултат: Интеграцијом ДЦ серво погона директно у модуле точкова, АГВ је постигао мању тежину погонског склопа, смањене потребе за унутрашњим простором, већу ефикасност система, дужу издржљивост батерије и већи ефективни капацитет носивости.

Ови резултати показују да је редизајн побољшао перформансе батерије и носивост истовремено кроз комбинацију интеграције погона, смањених губитака у ожичењу, побољшане контроле мотора и мање масе возила.

Повратне информације клијената

'Преласком на 48В интегрисане нисконапонске ДЦ серво моторе, скратили смо наше време монтаже АГВ-а за 40% због поједностављеног усмеравања каблова. Што је још важније, наши клијенти су постигли пуну оперативну покривеност у 3 смене (24 сата) са само два кратка пуњења дневно.'

— Руководилац истраживања и развоја, Индустријска АМР решења

Шта овај редизајн АМР-а од 1,5 тона демонстрира

Овај пројекат наглашава неколико важних лекција за произвођаче АГВ-а и АМР-а за тешке услове рада.

Трајање батерије је проблем погонског система

Повећање капацитета батерије није једини начин да се постигне дуже време рада.

Смањење електричних губитака, побољшање контроле мотора, враћање енергије кочења и смањење масе возила могу допринети већој употребљивој издржљивости.

На носивост утиче сваки килограм масе возила

Мотор, погон, кућиште, хардвер за монтажу и тежина кабла троше део укупног буџета за тежину возила.

Интегрисанија вучна архитектура стога може створити додатни капацитет носивости без једноставног повећања величине мотора.

Архитектура од 48 В постаје све привлачнија како расте снага

Виши системски напон може смањити струју за дату потребу за снагом, помажући произвођачима АГВ-а да управљају величином кабла, отпорним губицима и термичким оптерећењем.

Интегрисана серво архитектура поједностављује компактне АМР-ове

Комбиновањем мотора и погона у један модул може се елиминисати екстерни погонски ормарић и скратити ожичење велике струје.

Ово може побољшати и механичко паковање и ефикасност монтаже.

Максимални обртни момент је критичан за тешка возила

АГВ-у од 1,5 тона треба више него довољно обртног момента за крстарење.

Такође мора да убрза из мировања, да носи максималну носивост, да се пење по рампи и да се носи са краткотрајним преоптерећењима.

То чини способност највећег обртног момента и перформансе преоптерећења важним критеријумима избора.

Резиме коначних резултата

За тешке моторе АГВ и АМР, интегрисана нисконапонска ДЦ серво архитектура може да обезбеди практичан пут ка већој носивости, дужем радном времену, чистијем ожичењу и компактнијој интеграцији вучног система када је мотор правилно усклађен са реалним радним циклусом возила.

Како приступамо Дизајн серво мотора ниског напона ДЦ за АГВ

За ОЕМ АГВ произвођаче, стандардни мотор није увек довољан.

Различити АГВ-ови могу имати потпуно различите захтеве за:

Носивост

Пречник точка

Тежина возила

Брзина путовања

Убрзање

Нагиб

Напон батерије

Радни циклус

Контролни протокол

Услови животне средине

Мотор, мењач, енкодер, контролер и точак стога треба да се посматрају као један интегрисани систем вуче.

Коначна понуда за АГВ ОЕМ

Побољшање трајања АГВ батерије и капацитета носивости није само питање инсталирања веће батерије или мотора веће снаге.

Најефикаснији приступ је оптимизација целог система вуче.

Правилно пројектован нисконапонски ДЦ серво мотор може допринети кроз:

Операција високе ефикасности

Контрола обртног момента и брзине у затвореној петљи

Регенеративно кочење

Велика густина обртног момента

Компактна интеграција

Побољшане термичке перформансе

Боља дијагностика

Када су ове карактеристике правилно усклађене са мењачем, точком, батеријом, контролером и радним циклусом АГВ, резултат могу бити мерљива побољшања у:

Време рада батерије + Искоришћеност терета + Енергетска ефикасност + Термичка стабилност + Продуктивност возног парка

За ОЕМ произвођаче и оператере складишта, најсмисленије питање стога није једноставно „Који мотор има више снаге?“

Боље питање је:

'Који погон може да испоручи захтевани обртни момент точкова и перформансе кретања уз коришћење најмање практичне енергије, тежине, простора и одржавања?'

Тај приступ на нивоу система пружа јачу основу за пројектовање ефикасних, поузданих и скалабилних АГВ вучних платформи.