จะปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ AGV และความจุน้ำหนักบรรทุกโดยใช้เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงแรงดันต่ำได้อย่างไร

สำหรับ ยานพาหนะนำทางอัตโนมัติ (AGV) สมัยใหม่ และ หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ (AMR) ตัวชี้วัดประสิทธิภาพสองรายการจะเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดเสมอ:

รันไทม์ของแบตเตอรี่ และ ความจุของเพย์โหลด.

ยานพาหนะที่ใช้พลังงานมากเกินไปจำเป็นต้องมีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ขึ้น แต่แบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้นยังเพิ่มน้ำหนักอีกด้วย ซึ่งช่วยลดปริมาณน้ำหนักบรรทุกที่ยานพาหนะสามารถบรรทุกได้

นั่นคือเหตุผลที่ระบบฉุดลากสมควรได้รับความสนใจอย่างระมัดระวัง

ที่ออกแบบอย่างเหมาะสม ระบบเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงแรงดันต่ำ สามารถช่วยให้ผู้ผลิต AGV ปรับปรุง:

• ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

• ระยะเวลาการใช้งานแบตเตอรี่

• แรงบิดในการสตาร์ทและการไต่ระดับ

• อัตราส่วนน้ำหนักบรรทุกต่อน้ำหนักยานพาหนะ

• ความแม่นยำในการเคลื่อนไหว

• การเบรกแบบใหม่

• เสถียรภาพทางความร้อน

• ประสิทธิภาพระบบขับเคลื่อนโดยรวม

สำหรับโครงการ AGV ของสหรัฐอเมริกา ควรพิจารณาการเลือกมอเตอร์ภายในกรอบความปลอดภัยของเครื่องจักรที่กว้างขึ้น ข้อมูลอ้างอิงปัจจุบัน ได้แก่ ANSI/A3 R15.08-1-2020 (R2026) , ANSI/A3 R15.08-2-2023 , ANSI/A3 R15.08-3-2026 และ ANSI/ITSDF B56.5-2024.

โซลูชั่นเซอร์โวมอเตอร์ AGV DC

ระบบขับเคลื่อน AGV ต้องการมากกว่าการหมุนมอเตอร์ธรรมดา มอเตอร์ขับเคลื่อนจะต้องให้แรงบิดที่ควบคุมได้ การควบคุมความเร็วที่แม่นยำ การเร่งความเร็วที่ราบรื่น และการป้อนกลับที่เชื่อถือได้ขณะทำงานจากระบบแบตเตอรี่ DC แรงดันต่ำ ด้วยเหตุนี้ เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรง เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงในตัว เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงที่มีเกียร์ เซอร์โวมอเตอร์ STO และมอเตอร์ฮับ AGV จึงมักใช้ในสถาปัตยกรรมไดรฟ์ AGV และ AMR

JKONGMOTOR มีการกำหนดค่าเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงหลายแบบที่สามารถจับคู่กับโหลด ความเร็ว พื้นที่ การป้องกัน และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของ AGV ที่แตกต่างกัน

กลุ่มผลิตภัณฑ์เซอร์โวมอเตอร์ AGV DC

Jkongmotor ปรับแต่งการเคลื่อนไหวของเซอร์โวมอเตอร์

ผู้ให้บริการโซลูชัน DC เซอร์โวมอเตอร์แบบครบวงจรในที่เดียว

1. เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงในตัว

เซอร์ โวมอเตอร์กระแสตรงในตัวรวม มอเตอร์ เซอร์โวไดรฟ์ และตัวเข้ารหัสไว้ในตัวเครื่องขนาดกะทัดรัดเพียงตัวเดียว สถาปัตยกรรมนี้ช่วยลดการเดินสายภายนอกและประหยัดพื้นที่ในการติดตั้ง ทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับแชสซี AGV และ AMR ขนาดกะทัดรัด

รองรับการควบคุมการเคลื่อนที่แบบวงปิดสำหรับ ความเร็ว ตำแหน่ง และแรงบิด ในขณะที่ระบบอิเล็กทรอนิกส์ในตัวทำให้การเชื่อมต่อระหว่างมอเตอร์และตัวควบคุมยานพาหนะทำได้ง่ายขึ้น สถาปัตยกรรมเซอร์โวแบบรวมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยที่พื้นที่แชสซีและประสิทธิภาพการเดินสายไฟถือเป็นข้อพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญ

การใช้งาน AGV ทั่วไป:

• AGV ของคลังสินค้า

• ล้อขับเคลื่อน AMR

• หุ่นยนต์ขนถ่ายวัสดุอัตโนมัติ

• หุ่นยนต์คัดแยก

• หุ่นยนต์เคลื่อนที่ขนาดกะทัดรัด

2. เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเกียร์ดาวเคราะห์

เซอร์ โวมอเตอร์กระแสตรงแบบเกียร์ดาวเคราะห์ ผสมผสานเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเข้ากับกระปุกเกียร์ดาวเคราะห์เพื่อเพิ่มแรงบิดเอาท์พุตในขณะที่ยังคงระบบขับเคลื่อนขนาดกะทัดรัดไว้

การกำหนดค่านี้เหมาะสมเมื่อ AGV ต้องการแรงบิดของล้อที่แข็งแกร่งขึ้นใน การสตาร์ท การเร่งความเร็ว การขึ้นทางลาด หรือการบรรทุกน้ำหนักบรรทุกที่หนัก กว่า กระปุกเกียร์ยังช่วยให้มอเตอร์ทำงานที่ความเร็วสูงขึ้นในขณะที่ส่งกำลังที่ล้อด้วยความเร็วต่ำลง

การใช้งานทั่วไป:

• รถ AGV สำหรับงานหนัก

• รถขนส่งโกดัง

• หุ่นยนต์ขนย้ายพาเลท

• อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุแบบเคลื่อนที่ได้

• ล้อขับเคลื่อน AGV ที่ต้องการแรงบิดสูง

3. เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเกียร์หนอน

เซอร์ โวมอเตอร์กระแสตรงเกียร์หนอน รวมกระปุกเกียร์หนอนเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรง อัตราการลดที่สูงทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการแรงบิดเอาท์พุตสูงและการควบคุมการเคลื่อนไหวที่ความเร็วต่ำ

กล่องเกียร์ตัวหนอนยังสามารถให้คุณสมบัติการรับน้ำหนักที่เป็นประโยชน์ได้ โดยขึ้นอยู่กับการออกแบบกระปุกเกียร์และสภาพการใช้งาน ทำให้สามารถใช้ได้กับกลไก AGV ซึ่งการควบคุมการเคลื่อนไหวและการยึดเชิงกลมีความสำคัญ

การใช้งานทั่วไป:

• ระบบขับเคลื่อน AGV สำหรับงานหนัก

• กลไกการยกและการวางตำแหน่ง

• อุปกรณ์ขนย้ายสายพานลำเลียง

• หุ่นยนต์เคลื่อนที่อุตสาหกรรม

• ระบบการจัดการอัตโนมัติ

4. เบรกเซอร์โวมอเตอร์ DC แบบรวม

เซอร์ โวมอเตอร์กระแสตรงในตัวเบรกรวม เซอร์โวมอเตอร์ ตัวเข้ารหัส ตัวขับเคลื่อน และเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าเข้าไว้ในชุดเดียว

เบรกมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อกลไก AGV ต้อง คงตำแหน่งไว้หลังจากถอดกำลังมอเตอร์ ออก สามารถพิจารณาได้สำหรับแกนยก กลไกแนวตั้ง อุปกรณ์เอียง และการใช้งานที่ต้องป้องกันการเคลื่อนที่ทางกลที่ไม่สามารถควบคุมได้

การใช้งานทั่วไป:

• กลไกการยกของ AGV

• ระบบถ่ายโอนแนวตั้ง

• อุปกรณ์การจัดการอัตโนมัติ

• กลไกการขับเคลื่อนแบบเอียง

• หุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่มีข้อกำหนดในการจับยึด

5. เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงแบบรวม IP65

เซอร์ โวมอเตอร์กระแสตรงในตัว IP65 ได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งาน AGV ซึ่งมอเตอร์อาจเผชิญกับฝุ่น น้ำกระเซ็น หรือสภาวะทางอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง

สถาปัตยกรรมมอเตอร์และไดรฟ์ในตัวผสมผสานการติดตั้งขนาดกะทัดรัดเข้ากับการป้องกันตัวเครื่องที่ได้รับการปรับปรุง สิ่งนี้ทำให้มีประโยชน์สำหรับ โลจิสติกส์คลังสินค้า เครื่องจักรเคลื่อนที่ อุปกรณ์ที่ใช้งานกลางแจ้ง และ AGV อุตสาหกรรม ที่การปกป้องสิ่งแวดล้อมเป็นข้อกำหนดสำคัญ JKONGMOTOR แสดงรายการการป้องกัน IP65 เป็นการกำหนดค่าที่พร้อมใช้งานสำหรับแพลตฟอร์มเซอร์โวมอเตอร์ในตัว

การใช้งานทั่วไป:

• AGV ที่สามารถใช้งานกลางแจ้งได้

• หุ่นยนต์โลจิสติกส์

• รถขนส่งโรงงาน

• อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุแบบเคลื่อนที่ได้

• สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่เสี่ยงต่อฝุ่น

6. AGV STO กระแสตรงเซอร์โวมอเตอร์

เซอร์ โวมอเตอร์กระแสตรง AGV STO ได้รับการออกแบบมาสำหรับระบบ AGV และ AMR โดยที่ Safe Torque Off (STO) เป็นส่วนหนึ่งของสถาปัตยกรรมความปลอดภัยในการควบคุมการเคลื่อนไหว

STO ปิดใช้งานความสามารถของชุดขับเคลื่อนในการสร้างแรงบิดของมอเตอร์เมื่อฟังก์ชันความปลอดภัยทำงาน ดังนั้นจึงแตกต่างจากคำสั่งการเคลื่อนที่ปกติ: STO ป้องกันการสร้างแรงบิดมากกว่าการสั่งให้รถชะลอความเร็วเพียงอย่างเดียว

การใช้งานทั่วไป:

• หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ

• พื้นที่คลังสินค้าที่มนุษย์เข้าถึงได้

• ระบบโลจิสติกส์อัจฉริยะ

• การจัดการวัสดุอัตโนมัติ

• AGV ที่ต้องการฟังก์ชันการขับเคลื่อนที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย

7. มอเตอร์ฮับ AGV

มอเตอร์ ดุม AGV รวมมอเตอร์ขับเคลื่อนเข้ากับชุดล้อหรือดุม ทำให้เกิดโซลูชันขับเคลื่อนล้อขนาดกะทัดรัด

เมื่อเปรียบเทียบกับการจัดเรียงมอเตอร์บวกกระปุกเกียร์แบบเดิม มอเตอร์ดุมสามารถลดส่วนประกอบของระบบส่งกำลังทางกลไก และใช้พื้นที่แชสซีที่จำกัดได้ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับ AGV ขนาดกะทัดรัด, AMR, หุ่นยนต์ขนส่งอัตโนมัติ และแพลตฟอร์มมือถือชั้น ล่าง ควรเลือกสถาปัตยกรรมมอเตอร์ดุมตามเส้นผ่านศูนย์กลางล้อ น้ำหนักบรรทุก แรงบิดที่ต้องการ ความเร็ว และสภาวะความร้อน

เหตุใดจึงเลือกเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงในตัวสำหรับ AGV

ข้อได้เปรียบหลักคือ การบูรณาการระดับระบบ มากกว่าเพียงประสิทธิภาพของมอเตอร์

การติดตั้งที่กะทัดรัด

มอเตอร์ ตัวเข้ารหัส และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของไดรฟ์สามารถรวมกันเป็นชุดเดียวได้ ช่วยลดความจำเป็นในการติดตั้งตำแหน่งติดตั้งเซอร์โวไดรฟ์แยกต่างหาก

การเดินสายแบบง่าย

สถาปัตยกรรมเซอร์โวแบบรวมสามารถลดการเดินสายเคเบิลมอเตอร์และตัวเข้ารหัสระหว่างมอเตอร์และไดรฟ์ภายนอก ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนของการออกแบบทางไฟฟ้า AGV

การควบคุมการเคลื่อนที่แบบวงปิด

การตอบสนองของตัวเข้ารหัสทำให้สามารถควบคุมความเร็วและตำแหน่งของล้อได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการนำทาง AGV และการทำงานของล้อที่ซิงโครไนซ์

การสื่อสารที่ยืดหยุ่น

ระบบเซอร์โว AGV สามารถรองรับวิธีการสื่อสาร เช่น CANopen, RS485/Modbus และ EtherCAT ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า โดยทั่วไปจะใช้อินเทอร์เฟซเหล่านี้เพื่อรวมแกนเซอร์โวเข้ากับตัวควบคุม AGV

การกำหนดค่าทางกลหลายแบบ

กระปุกเกียร์ดาวเคราะห์ กระปุกเกียร์หนอน เบรก ตัวเรือนกันน้ำ และโครงสร้างฮับไดรฟ์ช่วยให้มอเตอร์สามารถจับคู่กับสถาปัตยกรรม AGV ที่แตกต่างกันได้

แพลตฟอร์มเดียวสำหรับการออกแบบไดรฟ์ AGV ที่แตกต่างกัน

แพลตฟอร์มเซอร์โวแบบรวมของ JKONGMOTOR ครอบคลุมการกำหนดค่าทางกลไกและการควบคุมหลายรูปแบบ รวมถึง ระบบ DC 24V/48V ตัวเลือกกระปุกเกียร์ การกำหนดค่าเบรก การป้อนกลับของตัวเข้ารหัส ตัวเรือนที่ได้รับการจัดอันดับ IP และอินเทอร์เฟซ Pulse, RS485, CANopen และ EtherCAT หน้าโซลูชัน AGV ของบริษัทแสดงรายการการกำหนดค่าซีรีส์ IDC60 และ IDC80 และช่วงกำลังขยายตั้งแต่ 26W ถึง 1000W

ช่วยให้ผู้ผลิต AGV สามารถเลือกสถาปัตยกรรมมอเตอร์ตามการออกแบบรถยนต์จริง แทนที่จะใช้การกำหนดค่ามอเตอร์แบบเดียวสำหรับทุกการใช้งาน

สำหรับโครงการ OEM AGV แรงบิดของมอเตอร์ ขนาดล้อ น้ำหนักยานพาหนะ ความเร็ว แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ อัตราทดเกียร์ ประเภทตัวเข้ารหัส โปรโตคอลการสื่อสาร ระดับการป้องกัน และข้อกำหนดด้านความปลอดภัย สามารถประเมินร่วมกันเพื่อพัฒนาโซลูชันไดรฟ์เซอร์โวกระแสตรงที่เหมาะสม

เหตุใดเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงแรงดันต่ำจึงมีความสำคัญต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ AGV และความจุน้ำหนักบรรทุก

มอเตอร์ฉุดแปลงพลังงานแบตเตอรี่เป็นแรงบิดของล้อที่ขับเคลื่อน AGV จริงๆ

ด้วยเหตุนี้ ประสิทธิภาพของมอเตอร์จึงส่งผลโดยตรงต่อปริมาณพลังงานที่ยานพาหนะใช้ในแต่ละรอบการขนส่ง

แตกต่างจากไดรฟ์แบบ open-loop ทั่วไป ระบบเซอร์โว DC แบบวงปิด จะตรวจสอบตำแหน่งมอเตอร์และความเร็วอย่างต่อเนื่องผ่านการป้อนกลับ และปรับเอาต์พุตตามสภาพการทำงานจริง

ซึ่งมีคุณค่าอย่างยิ่งเนื่องจาก AGV แทบจะไม่ทำงานที่โหลดคงที่เพียงครั้งเดียว

สภาพการทำงานทั่วไปของ AGV

AGV อาจจำเป็นต้อง:

เริ่ม → เร่งความเร็ว → ล่องเรือ → ลดความเร็ว → หยุด → เลี้ยว → ถอยหลัง → เริ่มต้นใหม่

แรงบิดที่ต้องการสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในแต่ละขั้นตอน

ระบบเซอร์โวที่เลือกอย่างเหมาะสมสามารถตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว แทนที่จะทำงานที่เอาต์พุตคงที่

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และน้ำหนักของยานพาหนะเชื่อมโยงกัน

ความสัมพันธ์พื้นฐานคือ:

พลังงานไฟฟ้า = แรงดันแบตเตอรี่ × กระแส × เวลาใช้งาน

การลดกระแสไฟฟ้าที่ไม่จำเป็นสามารถลดการใช้พลังงานทั้งหมดได้ในขณะที่ยังคงรักษาแรงบิดของล้อที่ต้องการ

ในขณะเดียวกัน ระบบขับเคลื่อนเองก็มีส่วนช่วยในเรื่องมวลของรถด้วย

ความสัมพันธ์เพย์โหลดพื้นฐานคือ:

น้ำหนักบรรทุกสุทธิ = น้ำหนักยานพาหนะรวมที่อนุญาต - น้ำหนักตัวรถ

สิ่งนี้สร้างโอกาสในการออกแบบที่สำคัญ

มอเตอร์ที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ระบบขับเคลื่อนในตัว หรือกระปุกเกียร์ที่ได้รับการปรับปรุงอาจลดน้ำหนักของระบบและเพิ่มพื้นที่บรรทุกสินค้าเพิ่มเติม

เหตุใดการบูรณาการจึงมีความสำคัญ

เซอร์โวมอเตอร์ในตัวที่ทันสมัยอาจรวม:

มอเตอร์ + ตัวเข้ารหัส + เซอร์โวไดรฟ์ + อุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์

เป็นชุดประกอบขนาดกะทัดรัดชิ้นเดียว

สิ่งนี้สามารถลด:

• ความซับซ้อนของการเดินสายไฟ

• พื้นที่ตู้

• ส่วนประกอบไดรฟ์ภายนอก

• เวลาติดตั้ง

• รอยเท้าของระบบขับเคลื่อนโดยรวม

สำหรับการออกแบบแชสซี AGV ที่มีพื้นที่จำกัด รายละเอียดเหล่านี้อาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสถาปัตยกรรมของยานพาหนะขั้นสุดท้าย

ทำอย่างไร เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงแรงดันต่ำ ขยายระยะเวลารันไทม์ของแบตเตอรี่ AGV ผ่านการเบรกประสิทธิภาพสูงและการเบรกแบบสร้างใหม่ได้หรือไม่

ไม่ควรประมาณเวลาใช้งานของแบตเตอรี่จากกำลังป้ายชื่อมอเตอร์เพียงอย่างเดียว

การวัดที่มีประโยชน์มากกว่าคือ พลังงานที่ใช้ระหว่างรอบการทำงานของ AGV จริง.

การประมาณเชิงปฏิบัติคือ:

พลังงานแบตเตอรี่ที่ใช้ µ พลังงานอินพุต DC เฉลี่ย × เวลาใช้งาน

เนื่องจาก AGV จะเร่งความเร็วและลดความเร็วอย่างต่อเนื่อง กำลังเฉลี่ยจึงอาจแตกต่างอย่างมากจากกำลังมอเตอร์ที่กำหนด

การดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพสูง

มอเตอร์ที่ควบคุมด้วยเซอร์โวสามารถปรับแรงบิดได้ตามความต้องการที่แท้จริง

ในระหว่างการเดินทางอย่างต่อเนื่อง แรงบิดที่ต้องการอาจค่อนข้างต่ำ

ในระหว่างการเร่งความเร็ว ระบบอาจต้องการแรงบิดที่สูงขึ้นมากชั่วคราว

การควบคุมแบบไดนามิกนี้ช่วยให้ระบบขับเคลื่อนจับคู่อินพุตไฟฟ้ากับความต้องการทางกลได้ดียิ่งขึ้น

การเบรกแบบใหม่

การเบรกแบบจ่ายพลังงานใหม่ถือเป็นกลไกการประหยัดพลังงานอีกประการหนึ่ง

ในระหว่างการชะลอความเร็ว มอเตอร์สามารถทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ แทนที่จะแปลงพลังงานจลน์ทั้งหมดเป็นความร้อนผ่านแรงเสียดทานหรือตัวต้านทานการเบรก พลังงานส่วนหนึ่งสามารถส่งกลับไปยังบัส DC ได้

พลังงานที่นำกลับมาใช้ใหม่อาจเป็น:

กลับคืนสู่แบตเตอรี่

หรือ

ใช้ที่อื่นบนบัส DC

ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมของระบบ

อย่างไรก็ตาม การเบรกแบบจ่ายคืนจะต้องได้รับการออกแบบอย่างถูกต้อง

ในระหว่างการชะลอตัว แรงดันไฟฟ้า DC-bus อาจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้นระบบจึงต้องการวิธีการที่เหมาะสมในการจัดการพลังงานที่สร้างใหม่ โดยคำนึงถึงการยอมรับแบตเตอรี่ สถานะการชาร์จ ขีดจำกัดของตัวควบคุม อุณหภูมิ และความถี่ในการเบรก

โดยที่การเบรกแบบจ่ายซ้ำจะให้คุณค่าสูงสุด

การเบรกแบบจ่ายพลังงานใหม่มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับ AGV โดยบ่อยครั้ง:

• หยุด

• เริ่มต้น

• ทิศทางการเปลี่ยนแปลง

• เหตุการณ์การชะลอตัว

• รอบการขนส่งสั้น

• การเคลื่อนที่ในแนวตั้งหรือลงเนิน

สำหรับการใช้งานเหล่านี้ Wh ต่อรอบที่เสร็จสมบูรณ์ มักจะเป็น KPI ที่มีประโยชน์มากกว่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ตามทฤษฎี

การออกแบบความหนาแน่นกำลังสูงของเซอร์โว DC ช่วยเพิ่มน้ำหนักบรรทุกสุทธิของ AGV โดยตรงได้อย่างไร

ความจุของน้ำหนักบรรทุกเป็นปัญหาหลักของระบบขับเคลื่อนและมวลยานพาหนะ

AGV จะต้องสร้างแรงฉุดลากเพียงพอที่จะเอาชนะ:

ความต้านทานการหมุน + ความต้านทานเกรด + แรงเร่งความเร็ว + การสูญเสียทางกลอื่นๆ

ความสัมพันธ์แบบง่ายคือ:

แรงบิดของล้อ = แรงดึง × รัศมีล้อ

นี่คือสาเหตุที่การเลือกมอเตอร์ไม่สามารถแยกออกจากเส้นผ่านศูนย์กลางล้อ อัตราทดกระปุกเกียร์ น้ำหนักรถ หรือข้อกำหนดในการเร่งความเร็วได้

ความหนาแน่นของแรงบิดมีความสำคัญมากกว่าขนาดมอเตอร์เพียงอย่างเดียว

มอเตอร์ขนาดใหญ่สามารถให้แรงบิดได้มากขึ้น แต่ยังเพิ่ม:

• น้ำหนัก

• ปริมาณ

• ค่าใช้จ่าย

• โหลดความร้อน

• ความต้องการแบตเตอรี่

วัตถุประสงค์ในการออกแบบที่ดีกว่ามักจะเป็น ความหนาแน่นของแรงบิดที่ใช้งานได้สูงกว่า.

กล่าวอีกนัยหนึ่ง:

ประสิทธิภาพของล้อที่ใช้งานได้จริงมากขึ้นจากมวลและปริมาตรมอเตอร์ที่น้อยลง

ระบบเซอร์โวขนาดกะทัดรัดสามารถช่วยให้เกิดความสมดุลดังกล่าวได้

แรงบิดในการสตาร์ทมีความสำคัญอย่างยิ่ง

รถ AGV ที่บรรทุกน้ำหนักบรรทุกสูงสุดอาจต้องใช้แรงบิดจำนวนมากที่ความเร็วต่ำมาก

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อยานพาหนะ:

• เริ่มจากการพักผ่อน

• บรรทุกของหนักได้

• ปีนทางลาด

• เร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว

• ทำงานบนพื้นที่มีความต้านทานสูง

ด้วยเหตุนี้ จึงควรประเมินมอเตอร์โดยใช้ แรงบิดต่อเนื่องและแรงบิดสูงสุด ไม่ใช่แค่กำลังไฟฟ้าที่กำหนดเท่านั้น

พารามิเตอร์ระบบขับเคลื่อนที่สำคัญ

เป้าหมายไม่ใช่เพียงการติดตั้งมอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

เป้าหมายคือการบรรลุ ความเร็ว แรงบิด ความเร่ง ความสามารถในการปีนเขา และค่าเผื่อความร้อน ที่ต้องการ โดยมีน้ำหนักของระบบที่ใช้งานได้จริงต่ำที่สุด

วิธีการเลือกสิ่งที่ถูกต้อง ระบบเซอร์โวกระแสตรงแรงดันต่ำ เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยและอุตสาหกรรม AGV ของสหรัฐอเมริกาหรือไม่

การเลือกมอเตอร์เพียงเพราะแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดตรงกับแบตเตอรี่ไม่เพียงพอ

โครงการ AGV ของสหรัฐอเมริกาควรประเมินยาน พาหนะที่สมบูรณ์และสถาปัตยกรรมด้านความปลอดภัย.

ข้อมูลอ้างอิงทางอุตสาหกรรมในปัจจุบัน ได้แก่ ซีรีส์ ANSI/A3 R15.08 สำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางอุตสาหกรรม และ ANSI/ITSDF B56.5-2024 สำหรับยานพาหนะอุตสาหกรรมไร้คนขับและนำทางอัตโนมัติ

อาจใช้มาตรฐานและข้อกำหนดอื่นๆ ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์และการใช้งาน

ปัจจัยการคัดเลือกที่สำคัญ

ความเข้ากันได้ทางไฟฟ้า

ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่ระบุตลอดจนแรงดันไฟฟ้าในการทำงานขั้นต่ำและสูงสุด

ระบบแบตเตอรี่ ปกติ 24 VDC หรือ 48 VDC อาจพบกับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างมากในระหว่างการชาร์จและการคายประจุ

กระแสสูงสุด

การเร่งความเร็วและสภาวะการบรรทุกหนักอาจทำให้กระแสไฟสูงกว่าการล่องเรือปกติอย่างมาก

แบตเตอรี่ สายไฟ ตัวควบคุม และอุปกรณ์ป้องกันทั้งหมดต้องทนต่อกระแสไฟฟ้าที่คาดหวังได้

ข้อเสนอแนะ

ตัวเข้ารหัสควรจัดเตรียมความละเอียด ประเภทผลป้อนกลับ และอินเทอร์เฟซการสื่อสารที่จำเป็นสำหรับสถาปัตยกรรมการควบคุม

ฟังก์ชั่นความปลอดภัย

การหยุดฉุกเฉิน การตอบสนองข้อผิดพลาด พฤติกรรมการเบรก การกำจัดแรงบิด และการควบคุมที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย ควรได้รับการประเมินโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบ AGV ที่สมบูรณ์

การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

มอเตอร์ควรสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมจริง ได้แก่:

• ฝุ่น

• ความชื้น

• อุณหภูมิ

• ช็อก

• การสั่นสะเทือน

• การสัมผัสทางทางเข้า

บูรณาการทางกล

ตรวจสอบ:

• ขนาดการติดตั้ง

• การกำหนดค่าเพลา

• อินเตอร์เฟซกระปุกเกียร์

• การเชื่อมต่อล้อ

• การเดินสายเคเบิล

• พื้นที่แชสซีที่มีอยู่

ความแตกต่างที่สำคัญ

การปฏิบัติตามข้อกำหนดของมอเตอร์ไม่เหมือนกับการปฏิบัติตามข้อกำหนดของระบบ AGV

เครื่องจักรที่สมบูรณ์ต้องได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม ประเมินความเสี่ยง ป้องกัน และตรวจสอบความถูกต้องตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานตามวัตถุประสงค์

OEM และผู้ให้บริการยานพาหนะสามารถอัพเกรดไดรฟ์ AGV รุ่นเก่าไปได้อย่างไร ระบบเซอร์โวกระแสตรงแรงดันต่ำ?

การอัพเกรด AGV ที่มีอยู่จากไดรฟ์แบบเดิมไปเป็นสถาปัตยกรรมเซอร์โวควรเริ่มต้นด้วย ข้อมูลการดำเนินงาน ไม่ใช่สมมติฐาน

การประเมินการดัดแปลงเชิงปฏิบัติควรบันทึก:

สถาปัตยกรรมการดัดแปลงทั่วไป

ระบบฉุดลากที่ทันสมัยอาจมีลักษณะดังนี้:

แบตเตอรี่ → การป้องกัน DC → เซอร์โวไดรฟ์ → DC เซอร์โวมอเตอร์ → กระปุกเกียร์ → ล้อขับเคลื่อน

ตัวเข้ารหัสจะป้อนข้อมูลการทำงานกลับไปยังตัวควบคุม

ระบบควบคุม AGV จะจัดการคำสั่งต่างๆ เช่น:

ความเร็ว → ทิศทาง → การเร่งความเร็ว → การชะลอตัว → การตอบสนองข้อผิดพลาด

การสื่อสารทางอุตสาหกรรมสามารถบูรณาการผ่านอินเทอร์เฟซ เช่น CANopen, EtherCAT, RS-485/Modbus หรือโปรโตคอลอื่นที่รองรับ

การติดตั้งเพิ่มเติมแบบเป็นขั้นสามารถลดความเสี่ยงได้

แนวทางปฏิบัติคือการตรวจสอบโมดูลการยึดเกาะหนึ่งโมดูลก่อน

จากนั้นจะสามารถประเมินต้นแบบได้สำหรับ:

การบริโภคในปัจจุบัน

การเร่งความเร็ว

การเบรก

ประสิทธิภาพการระบายความร้อน

การดำเนินการน้ำหนักบรรทุกเต็มรูปแบบ

ระยะเวลาการใช้งานแบตเตอรี่

ความน่าเชื่อถือในการสื่อสาร

พฤติกรรมความผิด

เมื่อผลลัพธ์ที่วัดได้บรรลุเป้าหมายการออกแบบแล้ว สถาปัตยกรรมเดียวกันนี้ก็สามารถนำไปใช้กับยานพาหนะเพิ่มเติมได้

การจัดการระบายความร้อนที่เหนือกว่าในเซอร์โว DC ป้องกันการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ AGV ก่อนกำหนดได้อย่างไร

การจัดการระบายความร้อนมักถูกมองข้ามเมื่อเปรียบเทียบมอเตอร์ AGV

มอเตอร์ที่เข้าใกล้ขีดจำกัดความร้อนซ้ำๆ อาจทำให้เกิดการสูญเสียทางไฟฟ้าได้มากขึ้น และถ่ายเทความร้อนเพิ่มเติมไปยังระบบขับเคลื่อนโดยรอบ

ผลลัพธ์อาจเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่:

การสูญเสียที่สูงขึ้น → ความร้อนมากขึ้น → อุณหภูมิที่สูงขึ้น → ความเครียดต่อส่วนประกอบมากขึ้น

อุณหภูมิของแบตเตอรี่ก็มีความสำคัญเช่นกัน

อายุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ สถานะการชาร์จ สภาวะการชาร์จ และลักษณะการใช้งาน อุณหภูมิที่สูงขึ้นสามารถเร่งการย่อยสลายภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ

ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อนไม่ได้เป็นเพียงการประหยัดพลังงานไฟฟ้าเท่านั้น

นอกจากนี้ยังสามารถช่วยควบคุมสภาพแวดล้อมด้านความร้อนโดยรอบแบตเตอรี่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้

แหล่งความร้อนหลักในระบบขับเคลื่อน AGV

ภาระความร้อนโดยรวมอาจมาจาก:

• การสูญเสียทองแดง

• การสูญเสียธาตุเหล็ก

• แรงเสียดทานของแบริ่ง

• การสูญเสียการสลับตัวควบคุม

• การสูญเสียกระปุกเกียร์

• การสูญเสียยางและการกลิ้ง

ดังนั้นควรเลือกมอเตอร์ที่มีขนาดเหมาะสมตาม ความต้องการใช้งานต่อเนื่อง ไม่ใช่แค่ประสิทธิภาพสูงสุดในระยะสั้นเท่านั้น

การออกแบบระบายความร้อนควรคำนึงถึงทั้งระบบ

ตัวแปรที่สำคัญได้แก่:

อุณหภูมิแวดล้อม

รอบหน้าที่

ความถี่โหลดสูงสุด

แรงบิดต่อเนื่อง

การติดมอเตอร์

การออกแบบสิ่งที่แนบมา

การไหลของอากาศ

การถ่ายเทความร้อนไปยังแชสซี

เป้าหมายคืออุณหภูมิการทำงานที่มั่นคงทั่วทั้งระบบฉุดลาก

ROI ที่วัดได้และการลด TCO ของการปรับใช้เซอร์โว DC แรงดันต่ำในคลังสินค้าของสหรัฐอเมริกาคืออะไร

มูลค่าทางการเงินของการอัพเกรดเซอร์โวควรวัดจาก ข้อมูลฟลีตจริง.

ราคาซื้อมอเตอร์ธรรมดาไม่ได้แสดงถึงต้นทุนการเป็นเจ้าของที่แท้จริง

โมเดล AGV TCO ที่ใช้งานได้จริง

TCO = ฮาร์ดแวร์ + พลังงาน + การบำรุงรักษา + เวลาหยุดทำงาน + แบตเตอรี่ + การเปลี่ยนทดแทน + โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ

ระบบเซอร์โวกระแสตรงแรงดันต่ำอาจส่งผลต่อตัวแปรเหล่านี้หลายตัวพร้อมกัน

การใช้พลังงาน

วัด:

kWh ต่อชั่วโมงการทำงาน

แต่ KPI การดำเนินงานที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นคือ:

Wh ต่อรอบการขนส่งที่เสร็จสมบูรณ์

ช่วยให้สามารถเปรียบเทียบเทคโนโลยีไดรฟ์ที่แตกต่างกันภายใต้เส้นทางและเงื่อนไขเพย์โหลดเดียวกัน

การใช้แบตเตอรี่

การใช้พลังงานที่ลดลงสามารถเพิ่มเวลาการใช้งานระหว่างรอบการชาร์จได้ ขึ้นอยู่กับ:

• เคมีของแบตเตอรี่

• กลยุทธ์การชาร์จ

• เพย์โหลด

• ระยะทางการเดินทาง

• สภาพแวดล้อมการทำงาน

• รอบหน้าที่

การซ่อมบำรุง

ไดรฟ์แบบวงปิดสามารถให้ข้อมูลการวินิจฉัยเพิ่มเติมได้

ทีมบำรุงรักษาอาจตรวจสอบ: ขึ้นอยู่กับระบบ

ข้อผิดพลาดของตัวเข้ารหัส

กระแสเกิน

อุณหภูมิที่สูงเกินไป

ข้อผิดพลาดในการสื่อสาร

สถานะมอเตอร์

สัญญาณเตือนการขับขี่

การวินิจฉัยที่ดีขึ้นสามารถช่วยลดเวลาในการแก้ไขปัญหาได้

หยุดทำงาน

สำหรับคลังสินค้าอัตโนมัติ การหยุดทำงานอาจส่งผลกระทบทางการเงินมากกว่าราคาซื้อมอเตอร์

ระบบฉุดลากที่วินิจฉัย เปลี่ยน และบำรุงรักษาได้ง่ายกว่าอาจให้คุณค่ามากกว่าต้นทุนฮาร์ดแวร์เริ่มต้น

ผลผลิตน้ำหนักบรรทุก

น้ำหนักบรรทุกควรวัดควบคู่ไปกับการใช้พลังงาน

แทนที่จะถามอย่างเดียวว่า:

'AGV รับน้ำหนักได้กี่กิโลกรัม'

ตัวชี้วัดการปฏิบัติงานที่มีประโยชน์มากกว่าอาจเป็น:

'AGV สามารถขนส่งได้กี่กิโลกรัมต่อการชาร์จแบตเตอรี่หนึ่งก้อน'

KPI ที่เป็นประโยชน์อื่นๆ ได้แก่:

กิโลกรัมขนส่งต่อชั่วโมงการทำงาน

ภารกิจที่สำเร็จต่อการชาร์จ

WH ต่อตัน-กิโลเมตร

กิจกรรมการชาร์จต่อกะ

ตัวชี้วัดเหล่านี้ช่วยให้ผู้ควบคุมยานพาหนะเห็นภาพประสิทธิภาพที่แท้จริงของระบบขับเคลื่อนได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

วิธีปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ AGV และความสามารถในการบรรทุกโดยใช้เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงแรงดันต่ำ: กรณีศึกษาการออกแบบ AMR ใหม่ขนาด 1.5 ตัน

โครงการออกแบบใหม่นี้มุ่งเน้นไปที่ AGV แฝงสำหรับงานหนัก / AMR ใต้น้ำที่รองรับงานหนัก 1.5 ตัน ซึ่งพัฒนาโดยผู้ผลิตระบบอัตโนมัติอินทราโลจิสติกส์ของยุโรป

ลูกค้าประสบปัญหาในทางปฏิบัติสามประการ:

น้ำหนักแชสซีที่หนัก ทำให้ความสามารถในการบรรทุกน้ำหนักบรรทุกที่มีประสิทธิภาพลดลง

ระยะเวลาใช้งานของแบตเตอรี่ต่ำกว่าเป้าหมายการทำงาน 8 ชั่วโมงที่ต้องการ

พื้นที่แชสซีที่จำกัดและการเดินสายไฟที่มากเกินไป ทำให้การรวมระบบไฟฟ้าทำได้ยากขึ้น

วิธีแก้ไขคือการแทนที่สถาปัตยกรรมมอเตอร์และไดรฟ์แบบแยกแบบทั่วไปด้วยสถาปัตยกรรม แบบคู่ มอเตอร์เซอร์โวกระแสตรงในตัวแรงดันต่ำ 48V ที่รวมมอเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขับเคลื่อนไว้ในโมดูลขับเคลื่อนล้อขนาดกะทัดรัดพร้อม การสื่อสาร CANopen/EtherCAT.

ออกแบบผลลัพธ์ใหม่

ผลลัพธ์หลัก: AGV ที่ออกแบบใหม่ลดมวลระบบขับเคลื่อนลง 7.3 กก. เพิ่มความทนทานในการใช้งานจาก 7.5 เป็น 10.2 ชั่วโมง และเพิ่มน้ำหนักบรรทุกที่มีประสิทธิภาพจาก 1,000 กก. เป็น 1,250 กก. โดยใช้ชุดแบตเตอรี่ลิเธียม 48V/100Ah แบบเดียวกัน

การออกแบบ AGV ดั้งเดิมและข้อจำกัด

รถยนต์รุ่นดั้งเดิมใช้ สถาปัตยกรรมแบบแยกมอเตอร์-ไดรเวอร์ แบบเดิมๆ.

มอเตอร์ถูกติดตั้งไว้ใกล้กับล้อขับเคลื่อน ในขณะที่เซอร์โวไดรฟ์ถูกติดตั้งแยกกันภายในช่องไฟฟ้าหลัก

สถาปัตยกรรมนี้สร้างความท้าทายหลายประการใน AMR สำหรับงานหนักขนาดกะทัดรัด

1. น้ำหนักระบบขับเคลื่อนมากเกินไป

น้ำหนักรวมของมอเตอร์สองตัว เซอร์โวไดรฟ์ภายนอก ชุดสายเคเบิล ขั้วต่อ ชีลด์ และส่วนประกอบการติดตั้งอยู่ที่ประมาณ 18.5 กก..

สำหรับรถยนต์ที่มีขีดจำกัดน้ำหนักรวมคงที่ น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นนี้จะช่วยลดปริมาณสินค้าที่ AGV สามารถบรรทุกได้ตามกฎหมายและทางกลไกโดยตรง

2. สายเคเบิลกระแสสูงยาววิ่ง

สถาปัตยกรรมไดรฟ์ที่แยกจากกันต้องใช้สายเคเบิลมอเตอร์กระแสสูงเพื่อเดินทางระหว่างตู้ไฟฟ้าส่วนกลางและชุดขับเคลื่อนล้อ

ใน AMR ขนาดกะทัดรัด สายเคเบิลเหล่านี้ใช้พื้นที่การติดตั้งอันมีค่าและการกำหนดเส้นทางที่ซับซ้อน

นอกจากนี้ยังสามารถทำให้เกิดการสูญเสียทางไฟฟ้าเพิ่มเติมผ่านทางความต้านทานของสายเคเบิล

3. พื้นที่ภายในมีจำกัด

เซอร์โวไดรฟ์ภายนอกสองตัวต้องใช้ตู้เฉพาะและพื้นที่ติดตั้งราง DIN

ซึ่งจะทำให้ห้องว่างสำหรับ:

ส่วนประกอบแบตเตอรี่

PLC และ I/O

ฮาร์ดแวร์ด้านความปลอดภัย

อุปกรณ์สื่อสาร

ส่วนประกอบการจัดการความร้อน

การเข้าถึงบริการ

4. ระยะเวลาใช้งานแบตเตอรี่ต่ำกว่าเป้าหมาย

ระบบเดิมใช้ งานได้ประมาณ 7.5 ชั่วโมง โดยใช้ ชุดแบตเตอรี่ลิเธียม 48V/100Ah.

สำหรับรถยนต์ที่ใช้งานหนักซึ่งคาดว่าจะรองรับการดำเนินงานคลังสินค้าที่ขยายออกไป ส่งผลให้อัตรากำไรจากการดำเนินงานเหลือเพียงเล็กน้อย

โซลูชันเซอร์โว DC 48V ในตัว

เพื่อแก้ไขปัญหาสามข้อไปพร้อมๆ กัน ลูกค้าจึงเปลี่ยนระบบขับเคลื่อนแบบแยกเป็น สองระบบ เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงรวมแรงดันต่ำ 48V.

สถาปัตยกรรมใหม่ผสมผสานมอเตอร์และระบบอิเล็กทรอนิกส์ขับเคลื่อนเข้ากับโมดูลขับเคลื่อนล้อโดยตรง

สถาปัตยกรรมระบบขับเคลื่อนใหม่

แบตเตอรี่ 48V

↓

ตัวควบคุม AGV หลัก / PLC

↓

CANopen / บัสสื่อสาร EtherCAT

↓

มอเตอร์เซอร์โว DC ในตัว 48V คู่

↓

ขับล้อ

ซึ่งช่วยลดจำนวนอุปกรณ์ที่ติดตั้งในตู้ไฟฟ้าส่วนกลางได้อย่างมาก

โซลูชันใหม่ยังรองรับ แรงบิดเกินพิกัดสูงสุด การควบคุมวงปิด และการสื่อสารบนบัส

ระบบ DC Servo ในตัวช่วยเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างไร

การปรับปรุงรันไทม์ของแบตเตอรี่มาจากการเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรมหลายประการ แทนที่จะมาจากการขยายขนาดแบตเตอรี่

ลดการสูญเสียสายเคเบิล

ในระบบเดิม สายเคเบิลมอเตอร์กระแสสูงเชื่อมต่อชุดอิเล็กทรอนิกส์ขับเคลื่อนส่วนกลางกับมอเตอร์ฉุด

การสูญเสียพลังงานไฟฟ้าในตัวนำสามารถประมาณได้โดยใช้:

P = I²ร

ที่ไหน:

• P = การสูญเสียพลังงาน

• ฉัน = ปัจจุบัน

• R = ความต้านทานของสายเคเบิล

เมื่อย้ายชุดอิเล็กทรอนิกส์ของไดรฟ์ไปที่ชุดมอเตอร์โดยตรง การเชื่อมต่อกระแสไฟสูงจะสั้นมาก

ในโครงการนี้ ระยะห่างระหว่างสายเฟสระหว่างคนขับถึงมอเตอร์ลดลงเหลือ ต่ำกว่า 5 ซม.

ผลลัพธ์ที่ได้คือการลดการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับสายเคเบิลลงอย่างมาก และสถาปัตยกรรมพลังงานที่สะอาดยิ่งขึ้น

การทำงาน 48V ลดความต้องการในปัจจุบัน

การออกแบบใหม่ยังย้ายสถาปัตยกรรมพลังงาน AGV จาก 24V ไปเป็น 48V DC.

สำหรับกำลังเอาท์พุตเชิงกลเดียวกัน:

ฉัน = P / U

การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของระบบจะช่วยลดกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับระดับพลังงานที่กำหนด

กระแสไฟต่ำสามารถให้:

หน้าตัดของสายเคเบิลที่เล็กกว่า

การสูญเสียความต้านทานลดลง

ลดความร้อนของสายเคเบิล

การเดินสายไฟที่กะทัดรัดยิ่งขึ้น

สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุปกรณ์เคลื่อนที่กำลังสูงซึ่งการเดินสายเคเบิลยาวอาจกลายเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบทางไฟฟ้า

การเบรกแบบใหม่

ตัวควบคุมเซอร์โวในตัวยังเพิ่มประสิทธิภาพการเบรกแบบจ่ายพลังงานใหม่อีกด้วย

ในระหว่างการชะลอความเร็วหรือการเคลื่อนที่ลงเนิน มอเตอร์ฉุดสามารถทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้

แทนที่จะกระจายพลังงานจลน์ที่มีอยู่ทั้งหมดไปเป็นความร้อน ระบบจะเปลี่ยนเส้นทางพลังงานที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้กลับไปยัง บัส 48V DC และระบบแบตเตอรี่ ขึ้นอยู่กับการยอมรับแบตเตอรี่และขีดจำกัดของตัวควบคุม

สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งใน AGV ที่ใช้งานหนัก เนื่องจากยานพาหนะขนาด 1.5 ตันมีพลังงานจลน์จำนวนมากในระหว่างการเคลื่อนที่

ยิ่งรถเร่งและลดความเร็วบ่อยเท่าไร การนำพลังงานหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ก็จะยิ่งมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นเท่านั้น

การควบคุมเวกเตอร์ FOC

ระบบเซอร์โวแบบรวมใช้ การควบคุมเชิงสนาม (FOC) เพื่อควบคุมกระแสและแรงบิดของมอเตอร์

ด้วยการควบคุมสนามแม่เหล็กของมอเตอร์และกระแสไฟฟ้าที่สร้างแรงบิดได้แม่นยำมากขึ้น ระบบจึงสามารถทำงานใกล้กับจุดโหลดที่ต้องการได้มากขึ้น

วัตถุประสงค์เชิงปฏิบัติคือ:

การผลิตแรงบิดที่มั่นคง

การใช้กระแสไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

ลดความร้อนที่ไม่จำเป็นลง

การเร่งความเร็วและการชะลอตัวที่ราบรื่น

ปรับปรุงการควบคุมความเร็วต่ำ

สำหรับ AMR สำหรับงานหนักที่ทำงานอย่างต่อเนื่องในหลายกะ คุณลักษณะเหล่านี้อาจส่งผลต่อทั้งการใช้พลังงานและความเสถียรทางความร้อน

การปรับปรุงทางเทคนิคที่สำคัญและข้อมูล ROI

เจาะลึกด้านวิศวกรรม: วิธีที่เซอร์โว DC แบบบูรณาการแก้ปัญหาความท้าทายแบบคู่ได้อย่างไร

1. การเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่

• ขจัดการสูญเสียทองแดงของสายเคเบิล: การออกแบบ AGV แบบดั้งเดิมจะกำหนดเส้นทางสายเคเบิลเฟสกระแสสูงจากกล่องควบคุมกลางลงไปที่ล้อขับเคลื่อน เซอร์โว DC ในตัวแรงดันต่ำผสานไดรเวอร์เข้ากับส่วนท้ายของตัวเข้ารหัสมอเตอร์โดยตรง ส่งผลให้ระยะห่างของสายไฟเฟสสั้นลงเหลือน้อยกว่า 5 ซม.
• การเพิ่มประสิทธิภาพการเบรกแบบจ่ายพลังงานใหม่: ตัวควบคุมในตัวจะจับพลังงานจลน์ในระหว่างการลดความเร็วและการเคลื่อนที่ลงเนิน โดยจ่ายกระแส DC กลับเข้าไปในชุดแบตเตอรี่ 48V โดยตรง
• การควบคุมเวกเตอร์ FOC ประสิทธิภาพสูง: อัลกอริธึมการควบคุมเชิงภาคสนามที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมจะรักษาอุณหภูมิในการทำงานให้ต่ำภายใต้ภาระที่ต่อเนื่อง โดยรักษากระแสไฟที่รอบการทำงานที่เหมาะสมที่สุด

2. การเพิ่มความจุของน้ำหนักบรรทุก

• การลดน้ำหนักของแชสซี: การขจัดสิ่งห่อหุ้มไดรเวอร์ภายนอก สายเคเบิลหุ้มเกราะหนา และการติดตั้งราง DIN จะทำให้น้ำหนักที่ลดลงเกือบ 7.3 กก. ทุกกิโลกรัมที่ประหยัดได้จากมวลแชสซีจะแปลงเป็นพิกัดน้ำหนักบรรทุกที่สูงขึ้นโดยตรง
• ความจุแรงบิดเกินพิกัดสูง: เซอร์โวกระแสตรงแรงดันต่ำในตัวรองรับแรงบิดสูงสุด 3 เท่าในระหว่างการเร่งความเร็วในช่วงโหลดหนักและการขึ้นทางลาด (สูงถึง 5°) ป้องกันข้อผิดพลาดแผงลอยโดยไม่ต้องใช้มอเตอร์ขนาดใหญ่

3. ขั้นตอนการดำเนินการ

1. การย้ายระบบไฟฟ้า: อัปเกรดบัสระบบจาก 24V เป็น 48V DC แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะช่วยลดกระแสไฟฟ้าในการทำงานโดยรวม ( I = P/U ) ลดข้อกำหนดหน้าตัดของสายเคเบิล และการกระจายความร้อน

2. การแยกส่วนกลไกของโมดูลไดรฟ์: ติดตั้งเซอร์โว DC ในตัว 48V คู่โดยตรงกับล้อขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลหรือชุดประกอบลูกล้อบังคับเลี้ยว

3. โทโพโลยีบัสการสื่อสาร: วนสายเคเบิลเดซี่เชน CANopen/EtherCAT ที่มีฉนวนหุ้มเส้นเดียวระหว่างตัวควบคุม AGV PLC หลักและมอเตอร์ในตัวทั้งสองตัว แทนที่สายควบคุมแบบแยก 16 เส้นขึ้นไป

วัดผลลัพธ์ก่อนและหลัง

การออกแบบใหม่ทำให้เกิดการปรับปรุงที่วัดผลได้จาก ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ AGV หลักๆ ซึ่งรวมถึงน้ำหนักของระบบขับเคลื่อน พื้นที่ภายใน ประสิทธิภาพ ความทนทานของแบตเตอรี่ และความจุของน้ำหนักบรรทุก

ผลลัพธ์โดยรวม: ด้วยการรวมไดรฟ์เซอร์โว DC เข้ากับโมดูลล้อโดยตรง ทำให้ AGV มีน้ำหนักระบบขับเคลื่อนที่ลดลง ลดความต้องการพื้นที่ภายใน ประสิทธิภาพของระบบที่สูงขึ้น ความทนทานของแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น และความจุน้ำหนักบรรทุกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบใหม่ปรับปรุง ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และความสามารถในการบรรทุกสินค้าพร้อมกัน ผ่านการผสมผสานระหว่างระบบขับเคลื่อน ลดการสูญเสียสายไฟ การควบคุมมอเตอร์ดีขึ้น และลดมวลยานพาหนะลง

ความคิดเห็นของลูกค้า

'เมื่อเปลี่ยนมาใช้เซอร์โวมอเตอร์ DC แรงดันต่ำในตัว 48V เราได้ลดเวลาในการประกอบ AGV ของเราลง 40% เนื่องจากการกำหนดเส้นทางชุดสายไฟที่ง่ายขึ้น ที่สำคัญกว่านั้น ลูกค้าของเราได้รับความครอบคลุมการปฏิบัติงาน 3 กะเต็ม (24 ชั่วโมง) โดยเสียค่าเสียโอกาสเพียงสองครั้งต่อวัน'

— หัวหน้าฝ่ายวิจัยและพัฒนา โซลูชั่น AMR อุตสาหกรรม

การออกแบบ AMR ใหม่ขนาด 1.5 ตันนี้แสดงให้เห็นอะไร

โครงการนี้เน้นบทเรียนที่สำคัญหลายประการสำหรับผู้ผลิต AGV และ AMR สำหรับงานหนัก

อายุการใช้งานแบตเตอรี่เป็นปัญหาของระบบขับเคลื่อน

การเพิ่มความจุของแบตเตอรี่ไม่ใช่วิธีเดียวที่จะทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

การลดการสูญเสียทางไฟฟ้า การปรับปรุงการควบคุมมอเตอร์ การฟื้นฟูพลังงานเบรก และการลดมวลยานพาหนะ ล้วนส่งผลให้มีความทนทานในการใช้งานมากขึ้น

น้ำหนักบรรทุกจะขึ้นอยู่กับมวลรถยนต์ทุกกิโลกรัม

มอเตอร์ ตัวขับเคลื่อน ตู้ อุปกรณ์สำหรับติดตั้ง และน้ำหนักสายเคเบิล ล้วนใช้ส่วนหนึ่งของงบประมาณน้ำหนักรวมของยานพาหนะ

สถาปัตยกรรมการยึดเกาะแบบบูรณาการมากขึ้นจึงสามารถสร้างความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกเพิ่มเติมได้โดยไม่ต้องเพิ่มขนาดมอเตอร์

สถาปัตยกรรม 48V มีความน่าสนใจมากขึ้นเมื่อมีพลังงานเพิ่มขึ้น

แรงดันไฟฟ้าของระบบที่สูงขึ้นสามารถลดกระแสไฟฟ้าตามความต้องการพลังงานที่กำหนด ช่วยให้ผู้ผลิต AGV จัดการขนาดสายเคเบิล การสูญเสียความต้านทาน และการโหลดความร้อน

สถาปัตยกรรมเซอร์โวแบบรวมช่วยลดความซับซ้อนของ AMR

การรวมมอเตอร์และไดรฟ์เข้าด้วยกันเป็นโมดูลเดียวสามารถขจัดตู้ไดรฟ์ภายนอกและลดการเดินสายไฟกระแสสูงให้สั้นลง

สิ่งนี้สามารถปรับปรุงทั้ง ประสิทธิภาพการบรรจุเชิงกลและการประกอบ.

แรงบิดสูงสุดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับรถยนต์ที่ใช้งานหนัก

รถ AGV ขนาด 1.5 ตันต้องการแรงบิดมากเกินพอที่จะแล่นได้

นอกจากนี้ยังต้องเร่งความเร็วจากที่เหลือ บรรทุกน้ำหนักบรรทุกสูงสุด ไต่ทางลาด และรับมือกับการบรรทุกเกินพิกัดในระยะสั้น

นั่นทำให้ ความสามารถในการรับแรงบิดสูงสุดและประสิทธิภาพการโอเวอร์โหลดถือ เป็นเกณฑ์การคัดเลือกที่สำคัญ

สรุปผลลัพธ์ขั้นสุดท้าย

สำหรับ AGV และ AMR สำหรับงานหนัก สถาปัตยกรรมเซอร์โวกระแสตรงแรงดันต่ำแบบบูรณาการสามารถให้แนวทางที่เป็นประโยชน์ในการ บรรทุกน้ำหนักที่สูงขึ้น เวลาการทำงานที่ยาวนานขึ้น การเดินสายไฟที่สะอาดขึ้น และการรวมระบบฉุดลากที่กะทัดรัดยิ่งขึ้น เมื่อมอเตอร์ได้รับการจับคู่อย่างถูกต้องกับรอบการทำงานจริงของยานพาหนะ

เราเข้าใกล้อย่างไร การออกแบบเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงแรงดันต่ำสำหรับ AGV

สำหรับผู้ผลิต OEM AGV มอเตอร์มาตรฐานนั้นไม่เพียงพอเสมอไป

AGV ที่แตกต่างกันอาจมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงสำหรับ:

เพย์โหลด

เส้นผ่านศูนย์กลางล้อ

น้ำหนักรถ

ความเร็วในการเดินทาง

การเร่งความเร็ว

ความลาดชัน

แรงดันแบตเตอรี่

รอบหน้าที่

โปรโตคอลการควบคุม

สภาพแวดล้อม

มอเตอร์ กระปุกเกียร์ ตัวเข้ารหัส ตัวควบคุม และล้อจึงต้องถือเป็น ระบบฉุดลากแบบรวมระบบเดียว.

การตัดสินใจขั้นสุดท้ายสำหรับ AGV OEM

การปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่และความสามารถในการบรรทุกของ AGV ไม่ใช่แค่เรื่องของการติดตั้งแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ขึ้นหรือมอเตอร์ที่มีกำลังสูงขึ้นเท่านั้น

แนวทางที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการปรับปรุง ระบบการยึดเกาะทั้งหมด ให้เหมาะสม.

ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างเหมาะสม มอเตอร์เซอร์โวกระแสตรงแรงดันต่ำ สามารถมีส่วนร่วมผ่าน:

การดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพสูง

แรงบิดแบบวงปิดและการควบคุมความเร็ว

การเบรกแบบใหม่

ความหนาแน่นของแรงบิดสูง

การบูรณาการที่กะทัดรัด

ปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อน

การวินิจฉัยที่ดีขึ้น

เมื่อคุณลักษณะเหล่านี้จับคู่อย่างถูกต้องกับกระปุกเกียร์ ล้อ แบตเตอรี่ ตัวควบคุม และรอบการทำงานของ AGV ผลลัพธ์ที่สามารถวัดผลการปรับปรุงได้ใน:

รันไทม์ของแบตเตอรี่ + การใช้เพย์โหลด + ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน + ความเสถียรทางความร้อน + ผลผลิตของยานพาหนะ

สำหรับ OEM และผู้ประกอบการคลังสินค้า คำถามที่มีความหมายที่สุดจึงไม่ใช่แค่ 'มอเตอร์ตัวไหนมีกำลังมากกว่า'

คำถามที่ดีกว่าคือ:

'ระบบขับเคลื่อนใดที่ให้แรงบิดและประสิทธิภาพการเคลื่อนที่ของล้อตามที่ต้องการ ในขณะที่ใช้พลังงาน น้ำหนัก พื้นที่ และการบำรุงรักษาน้อยที่สุด'

แนวทางระดับระบบดังกล่าวเป็นรากฐานที่แข็งแกร่งสำหรับการออกแบบแพลตฟอร์มฉุดลาก AGV ที่มีประสิทธิภาพ เชื่อถือได้ และปรับขนาดได้