Do đó, việc lựa chọn giữa động cơ bánh răng DC không chổi than 24V, 48V và 220V không bao giờ là chi tiết vào phút chót. Cấp điện áp xác định cuộn dây động cơ, bộ điều khiển, cầu chì, mặt cắt cáp, đường dẫn chứng nhận an toàn và cấu trúc nguồn xung quanh động cơ bánh răng. Hướng dẫn này giải thích mỗi điện áp thực sự thay đổi như thế nào trong một hệ thống tự động hóa thực sự và khi nào mỗi điện áp là lựa chọn kỹ thuật chính xác.
Điện áp là một quyết định ở cấp hệ thống vì mỗi watt đầu ra cơ học phải truyền qua cuộn dây động cơ, cáp, đầu nối và tầng công suất của bộ điều khiển dưới dạng dòng điện. Với cùng một đầu ra, dòng điện bus giảm khi điện áp tăng: động cơ bánh răng 200 W tiêu thụ 8,3 A ở 24 V, 4,2 A ở 48 V và chỉ 0,91 A ở 220 V. Do tổn thất đồng và chất bán dẫn tăng theo bình phương dòng điện, hệ thống 48V tiêu hao khoảng 1/4 tổn thất cáp của hệ thống 24V và hệ thống 220V cắt giảm tổn thất đó khoảng hai bậc độ lớn.
Định nghĩa cốt lõi. Động cơ bánh răng DC không chổi than là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có hộp số tích hợp, được điều khiển bởi bộ điều khiển điện tử để đảo pha các pha cuộn dây. Cuộn dây được thiết kế cho một điện áp bus DC cụ thể và bộ điều khiển, cáp, đầu nối và bộ bảo vệ đều phải phù hợp với cùng một điện áp danh định đó.
Điện áp cao hơn cũng làm thay đổi các quyết định không dùng điện. Các công tắc tơ, cầu chì, mạch dừng khẩn cấp, đầu nối tấm chắn và đầu nối an toàn cảm ứng đều thay đổi khi bus DC di chuyển trên ngưỡng điện áp cực thấp an toàn (SELV) 60 V. Nếu bạn vẫn đang lựa chọn giữa kiến trúc có chổi than và không có chổi than, so sánh thực tế giữa động cơ DC có chổi than và không chổi than trình bày chi tiết về sự cân bằng giữa hiệu quả và bảo trì.
24V là điện áp phù hợp khi động cơ bánh răng DC không chổi than phải chạy bằng pin hoặc nguồn điện áp thấp được điều chỉnh và công suất đầu ra liên tục duy trì ở mức dưới khoảng 200 W.
Động cơ 24V nằm bên trong ranh giới SELV, do đó bus DC không phải là mối nguy hiểm về điện giật và hệ thống dây điện có thể được xử lý giống như các thiết bị điện tử điện áp thấp. Đó là lý do tại sao 24V xuất hiện trên giường bệnh, xe đẩy y tế, bộ truyền động tuyến tính điện, tự động hóa đồ nội thất và băng tải đóng gói nhỏ, nơi người vận hành hoặc bệnh nhân có thể chạm vào hệ thống.
Sự đánh đổi xuất hiện ở sức mạnh cao hơn. Ở mức 150 đến 200 W, bus 8 A cần có MOSFET điện trở thấp, cáp 2,5 mm2 kín và các đầu nối được định mức cho dòng điện duy trì. Động cơ được quấn bằng dây dày hơn, giúp hạn chế số vòng quay và làm cho thiết bị nhạy hơn với thời gian chết và điện trở pha của bộ điều khiển.
Động cơ bánh răng không chổi than 24V cho tự động hóa điện áp thấp Động cơ 24V này phù hợp với các hệ thống hoạt động dưới ngưỡng SELV, cung cấp mô-men xoắn 25-400W và 0,08 N·m. Nó phù hợp với các thiết bị nhỏ gọn không cần 48V, nhưng lưu ý rằng nhu cầu công suất cao hơn đòi hỏi hệ thống dây điện và MOSFET chắc chắn. Xem sản phẩm → 48V là điểm phù hợp cho rô-bốt chạy bằng pin vì nó luôn ở dưới mức trần 60 V SELV trong khi cung cấp mật độ năng lượng khả dụng gần gấp đôi so với bus 24 V.
AGV và các nền tảng robot di động tự động đã chuyển đổi từ xe buýt 24V sang 48V trong 5 năm qua. Một ổ đĩa đi bộ AGV 400 W chỉ cần 8,3 A ở 48V, chính xác là hệ thống 24V hiện tại chỉ tiêu thụ một nửa công suất. Do đó, cùng một loại cáp, đầu nối và tầng nguồn của bộ điều khiển mang mô-men xoắn gấp đôi. Cột nâng cho rô-bốt kho thường sử dụng thiết bị 48V từ 250 W đến 1100 W, trong đó xe buýt 24V sẽ yêu cầu thanh cái cỡ lớn hoặc dây song song.
48V cũng tương thích với các mô-đun pin viễn thông tiêu chuẩn, trình điều khiển được điều khiển CAN và các gói lithium có sẵn. Đường dẫn phê duyệt an toàn vẫn giữ nguyên như 24V, do đó, các yêu cầu về EMC và bảo vệ cảm ứng vẫn có thể quản lý được.
Động cơ bánh răng không chổi than 48V dành cho robot chạy bằng pin Được thiết kế cho điện áp lý tưởng 48V, động cơ này cung cấp công suất 25-400W với mô-men xoắn lên tới 1,27 N·m. Nó tích hợp với các bộ pin viễn thông và trình điều khiển CAN, khiến nó trở thành lựa chọn thiết thực cho rô-bốt di động và tự động hóa. Xem sản phẩm → 220V là lựa chọn chính xác cho các thiết bị cố định được kết nối với nguồn điện, nơi công suất đầu ra phải vượt quá vài trăm watt và dây cáp quá khổ không được chấp nhận.
Một động cơ bánh răng không chổi than 220V được điều khiển bởi một bộ điều khiển chỉnh lưu điện áp xoay chiều 220V thành một bus DC khoảng 310V và sau đó đi lại cuộn dây. Ở 400 W, dòng điện bus chỉ khoảng 1,8 A, do đó một số động cơ có thể được cấp điện qua cáp được bảo vệ tiêu chuẩn 0,75 đến 1,5 mm2 và tổn thất cáp trở nên không đáng kể trên các khung máy dài. Băng tải chế biến thực phẩm, máy đóng gói, bộ truyền động dệt và hệ thống phân loại kho thích sử dụng điện áp 220V vì lý do chính xác này.
Chi phí của 220V là độ phức tạp của hệ thống và kỷ luật lắp đặt. Bộ điều khiển cần có bộ lọc EMI, nối đất thích hợp và cách ly giữa tầng nguồn và logic điều khiển. Khoảng cách bảo vệ cảm ứng và đường rò tuân theo các quy tắc điện áp nguồn, do đó, thợ điện có trình độ phải kết nối thiết bị. Đối với một nhà chế tạo thiết bị, giao dịch rất đơn giản: điện áp cao hơn mua mô-men xoắn liên tục cao hơn, đồng nhỏ hơn và tải nhiệt thấp hơn, để đổi lấy các yêu cầu đi dây chặt chẽ hơn.
Động cơ bánh răng không chổi than AC 220-230V cho thiết bị cố định Động cơ điện áp nguồn này cung cấp công suất 10-400W với mô-men xoắn lên tới 1,5 N·m, lý tưởng cho các máy cố định yêu cầu công suất ra liên tục cao hơn. Nó yêu cầu lọc EMI thích hợp và cài đặt đủ tiêu chuẩn, đánh đổi độ phức tạp của hệ thống dây điện để lấy hiệu suất. Xem sản phẩm → Quyết định trở nên cụ thể khi ba cấp điện áp được đặt trên cùng một bảng với các thông số ảnh hưởng đến thiết kế tự động hóa.
| Thông số thiết kế | hệ thống 24V | Hệ thống 48V | hệ thống 220V |
| Phạm vi công suất điển hình | 6 W đến 200 W | 50 W đến 400 W, cao hơn với bộ truyền động song song | 100 W đến 3000 W trở lên |
| Hiện tại ở đầu ra 200 W | 8,3 A | 4,2 A | 0,91 A |
| Lớp an toàn | SELV, dưới 60 V DC | SELV, dưới 60 V DC | Cần có điện áp nguồn, nối đất và bảo vệ cảm ứng |
| Cáp ở 200 W | khuyến nghị 2,5 mm2 | 1,0 mm2 | 0,5 đến 0,75 mm2 |
| Độ phức tạp của bộ điều khiển | Trình điều khiển 12 đến 24 V đơn giản | Trình điều khiển CAN hoặc fieldbus công nghiệp | Yêu cầu bộ lọc EMC, PFC, cách ly |
| Hoạt động bằng pin | Bản địa | Bản địa | Yêu cầu bộ pin và biến tần |
Chọn điện áp bằng cách làm ngược lại từ đặc tính tải, nguồn điện và các ràng buộc nối dây vật lý theo thứ tự đó.
Nếu bạn đã xác định chu kỳ nhiệm vụ và tuyến cáp, hãy gửi hồ sơ tải cho nhóm kỹ thuật của chúng tôi thông qua trang liên hệ và chúng tôi sẽ kiểm tra điện áp, tỷ số truyền và bộ điều khiển trước khi bạn đặt hàng nguyên mẫu đầu tiên.
Không. Quá điện áp kéo động cơ lên trên tốc độ định mức, làm bão hòa mạch từ và có thể phá hủy MOSFET của bộ điều khiển hoặc khử từ tính các nam châm rôto. Phải sử dụng cuộn dây và bộ điều khiển 24V trên bus 24V và quy tắc tương tự cũng áp dụng cho hệ thống 48V và 220V.
Hiệu suất của động cơ đạt mức gần tải định mức cao nhất bất kể điện áp, nhưng hiệu suất hệ thống cải thiện ở điện áp cao hơn do tổn thất I2R trong cáp, đầu nối và công tắc bộ điều khiển giảm mạnh. Hệ thống 48V thường sẽ hoạt động tốt hơn hệ thống 24V có cùng công suất khi bao gồm cả hệ thống dây điện và tổn thất nhiệt.
Hầu hết các thiết bị 24V được chế tạo với công suất liên tục lên tới khoảng 200 W. Trên mức đó, dòng điện vượt quá 10 A và chi phí làm mát bộ điều khiển, dây cáp nặng và xếp hạng đầu nối tăng nhanh hơn chi phí chuyển sang thiết kế 48V hoặc 220V.
Chúng kết nối với nguồn điện xoay chiều 220V, nhưng bản thân động cơ là máy DC. Bộ điều khiển chỉnh lưu đầu vào AC thành bus DC gần 310 V và sau đó chuyển cuộn dây. Luôn lắp đặt bộ điều khiển được định mức cho đầu vào AC 220V/230V với cáp động cơ được nối đất và che chắn thích hợp.