중{0}}전력 2kW VS 중부하용- 5.5kW 서보 모터 드라이브: 부하 및 에너지 소비 대비

모든 모션 엔지니어는 두 개의 모터 데이터 시트를 들고 제어 캐비닛 앞에 서서 작업이 실제로 2kW 작업인지 아니면 실제로 5.5kW 작업인지 결정하려고 노력합니다. 서보 드라이브의 크기가 너무 크면-캐비닛 공간과 에너지 예산이 소모됩니다. 과소-크기는 6개월 후 더운 여름날 과열 여행으로 나타나거나 만성 과부하로 인한 버스-커패시터 노화 가속화로 나타납니다. 포장, CNC, 로봇공학 및 대형-공급 조립 라인에서 서로 가장 자주 비교되는 두 등급은 다음과 같습니다.2kW 단일-축 서보 드라이브그리고5.5kW 고성능 서보 모터 드라이브. 이 기사에서는 실제로 빌드 - 연속 부하 토크, 최대 가속 헤드룸, AC 입력의 에너지 소모 및 열 수명 주기 -를 결정하는 차원에 대해 두 가지 등급을 정렬하므로 선택은 습관이 아닌 숫자에 따라 이루어집니다.

Zhejiang Tonghang E-Drive Technology Co., Ltd.완전-디지털 고대역폭-서보 컨트롤러 R&D 및 제조에 주력하는 국립 첨단 기술 기업입니다. T3/T3A/T3L 시리즈는 단일 플랫폼에서 200W~7.5kW를 포괄하므로 기계 제조업체는 0.75kW 스핀들에서 5.5kW 고전력 축까지 하나의 공급업체 내에 머물 수 있습니다.{11}} 2kW 단일-축 드라이브와 5.5kW 고성능 서보 모터 드라이브는 나란히 가장 자주 선정되는 두 등급이며, 이 기사의 나머지 부분에서는 실제로 두 가지가 어떻게 다른지 자세히 설명합니다.

부하 및 토크: 두 등급이 실제로 제공하는 것

비교할 첫 번째 축은 연속 부하 토크입니다. 130ST-프레임 또는 150ST-프레임 모터와 결합된 2kW 단일{2}}축 서보 드라이브는 정격 토크 6~15N·m에 적합하며 최대 가속도는 18~30N·m입니다. T3D-H 플랫폼의 180AST-AM35015 모터와 결합된 견고한-5.5kW 장치는 정격 35N·m의 연속 토크- 2kW 드라이브 연속 수치의 약 2.3배 - 과-전류 및 과부하-부하 보호 설정으로 더 무거운 토크를 처리합니다. 높은-관성 부하와 함께 발생하는 돌입 전류.

기계적인 측면에서 2kW 드라이브는 소형 CNC 갠트리, 수평 흐름 래퍼의 필름 공급, 라벨링 헤드 또는 인덱싱 컨베이어를 편안하게 이동할 수 있습니다. 강력한-5.5kW 장치는 수직 머시닝 센터의 스핀들-피드 축, 무거운 갠트리, 팔레타이저 암, 대형-포맷 슬리터 또는 부하 관성이 모터 자체 로터 관성의 몇 배인 메커니즘을 위해 제작되었습니다. 올바른 질문은 "어느 것이 더 강력합니까?"가 아니라 "부하에 드라이브 정격의 80% 이내 또는 30% 이내에서만 연속 토크가 필요합니까?"입니다. 대답이 30%이면 2kW 드라이브에 여유 공간이 있는 것입니다. 답이 80%에 가까우면 고성능-5.5kW 장치가 장기적으로 더 안전한-제품입니다.

AC 입력에서의 에너지 소비

2kW 드라이브와 5.5kW 드라이브는 벽에서 2kW와 5.5kW를 소비하지 않습니다. - 실제 에너지 소비는 부하 프로필, 사이클 시간 및 모터가 모터링에 비해 재생되는 시간에 따라 달라집니다. 아래 차트는 두 드라이브가 일치하는 모터 및 표준 효율 서보 시스템과 쌍을 이룬다는 가정 하에 세 가지 공통 듀티 패턴에 대한 일반적인 작동점 에너지 소모를 비교합니다.

AC 입력 무승부(축당, 재생 손실을 포함한 전체-주기 평균):

세 가지가 눈에 띕니다. 첫째, 가벼운 사이클에서 작동하는 강력한-5.5kW 장치는 더 이상 효율적인 기계가 아닙니다. - 무거운 사이클에서 2kW 드라이브와 비슷한 양의 벽 전력을 끌어오지만 토크 밀도는 더 낮습니다. 둘째, 대용량 사이클에서 실행되는 2kW 드라이브는 버스 커패시터가 재생된 에너지를 흡수하는 데 드라이브가 재생된 에너지를 밀어낼 여유가 있는 것보다 더 많은 시간을 소비하기 때문에 효율성을 잃기 시작합니다. 셋째, 올바른 크기 조정 지점은 2kW 드라이브가 대용량 사이클에서 연속 정격의 약 60~75%에 있는 지점입니다. - 효율 곡선이 가장 평탄하고 대용량 5.5kW 장치로의 한 단계 상승이 아직 정당화되지 않은 지점입니다.

에너지 비용은 대부분의 기계 제조업체가 예상하는 것보다 빠르게 증가합니다. 무거운 사이클에 적합하지 않은 크기로 인해 축당 추가로 0.5kW의 전력을 소비하는 2kW 드라이브에 3교대와 4개 축을 곱하면 연간 최대 수만 kWh가 추가됩니다. 반대로, 경량 사이클에 설치된 강력한-5.5kW 장치는 처리량 증가 없이 캐비닛 공간, 냉각 예산 및 자본을 묶는 좌초 자산입니다.

열적 거동 및 구성요소 수명주기

서보 드라이브 수명은 열에 민감한 세 가지 구성요소-, 즉 버스 커패시터, IGBT/IPM 전원 모듈, 냉각 팬에 의해 좌우됩니다. 2kW 단일-축 드라이브는 과{4}}전압, 과-전류, 과열 및 부족{6}}전압 보호 기능을 하나의 패키지에 통합하는 Smart IPM 모듈을 사용합니다. - 이 설계는 정격 2kW 부하에서 시원하게 작동하지만 주기로 인해 정격 전류의 130%가 한 번에 몇 초 이상 지속되면 감소되기 시작합니다. 180AST 모터와 일치하는 380V 3상 공급 장치에서 실행되는 견고한-5.5kW 장치는 설계상 더 많은 열 헤드룸을 갖습니다. 더 큰 방열판, 더 무거운 버스 커패시터 및 더 높은-과전류 한도는 모두 작동 접합 온도를 한계보다 더 낮춥니다.

실질적인 효과는 실패 사이의 평균-시간-이-더 길어진다는 것입니다. 연속적인 고부하 프로필에서-적절한 크기의 2kW 드라이브는 버스 커패시터 또는 IPM의 수명이 종료되기--전에 5~7년 동안 실행됩니다. 더 많은 열 마진과 입력 정류기에 전류 스트레스를 덜 가하는 380V 공급 장치를 갖춘 적절한 크기의 고강도 5.5kW 장치는 일반적으로 7~10년 동안 작동합니다. 따라서-소유권 상쇄-비용은 드라이브의 스티커 가격이 아니라 작동 부하율과 기계의 예상 서비스 수명에 따라 달라집니다.

비교표: 2kW VS 5.5kW

애플리케이션 적합성: 어떤 등급이 어떤 기계에 적용되는지