Бесщеточные мотор-редукторы постоянного тока 24 В, 48 В или 220 В: выбор правильного напряжения

Поэтому выбор между бесщеточными мотор-редукторами постоянного тока 24 В, 48 В и 220 В никогда не делается в последнюю минуту. Класс напряжения определяет обмотку двигателя, контроллер, предохранитель, поперечное сечение кабеля, путь сертификации безопасности и силовую архитектуру вокруг мотор-редуктора. В этом руководстве объясняется, что на самом деле изменяется каждое напряжение в реальной системе автоматизации и когда каждое из них является правильным инженерным выбором.

Почему напряжение — первое решение, а не последнее

Напряжение — это решение на уровне системы, поскольку каждый ватт механической мощности должен проходить через обмотку двигателя, кабель, разъемы и силовой каскад контроллера в виде электрического тока. При той же выходной мощности ток шины падает с ростом напряжения: мотор-редуктор мощностью 200 Вт потребляет 8,3 А при 24 В, 4,2 А при 48 В и всего 0,91 А при 220 В. Поскольку потери в меди и полупроводниках масштабируются пропорционально квадрату тока, система на 48 В рассеивает около четверти потерь в кабеле системы на 24 В, а система на 220 В сокращает эти потери примерно на два порядка. величина.

Более высокое напряжение также меняет неэлектрические решения. Контакторы, предохранители, цепи аварийного останова, клеммы экрана и стандарты разъемов с защитой от прикосновения — все это меняется, когда шина постоянного тока превышает порог безопасного сверхнизкого напряжения (SELV) 60 В. Если вы все еще выбираете между матовой и бесщеточной архитектурой, наш Практическое сравнение коллекторных и бесщеточных двигателей постоянного тока подробно описывает компромиссы между эффективностью и обслуживанием.

Бесщеточные мотор-редукторы постоянного тока 24 В: мобильность с аккумулятором малой мощности

24 В — это оптимальное напряжение, когда бесщеточный мотор-редуктор постоянного тока должен работать от аккумулятора или регулируемого источника низкого напряжения, а длительная выходная мощность остается ниже примерно 200 Вт.

Двигатель на 24 В находится внутри границы SELV, поэтому шина постоянного тока не представляет опасности поражения электрическим током, а с проводкой можно обращаться как с низковольтной электроникой. Вот почему напряжение 24 В появляется в больничных койках, медицинских тележках, электрических линейных приводах, мебельной автоматике и небольших упаковочных конвейерах, где операторы или пациенты могут прикасаться к системе.

Компромисс проявляется при более высокой мощности. Для шины с током 8 А при мощности от 150 до 200 Вт требуются МОП-транзисторы с низким сопротивлением, герметичные кабели сечением 2,5 мм2 и разъемы, рассчитанные на длительный ток. Двигатель намотан более толстым проводом, что ограничивает количество витков и делает устройство более чувствительным к времени простоя контроллера и фазовому сопротивлению.

• Больничное и вспомогательное оборудование: кровати, лифты, подъемники для пациентов.
• Легкий конвейер и сортировочные ворота в посылочных автоматах
• Электрические клапаны, демпферы и небольшие проигрыватели
• Лабораторное и пищевое оборудование во влажной среде

Бесщеточный мотор-редуктор 24 В для низковольтной автоматизации Этот двигатель на 24 В подходит для систем, работающих ниже порога SELV, обеспечивая мощность 25–400 Вт и крутящий момент 0,08 Н·м. Он подходит для компактного оборудования, где не требуется напряжение 48 В, но учтите, что потребности более высокой мощности требуют надежной проводки и МОП-транзисторов. Посмотреть продукт →

Бесщеточные мотор-редукторы постоянного тока 48 В: оптимальное решение для AGV и логистики

Напряжение 48 В является оптимальным для робототехники с батарейным питанием, поскольку оно остается ниже потолка SELV 60 В, обеспечивая при этом примерно вдвое большую полезную плотность мощности, чем шина 24 В.

AGV и автономные мобильные роботизированные платформы за последние пять лет перешли с шин 24 В на 48 В. Шагающему приводу AGV мощностью 400 Вт требуется всего 8,3 А при напряжении 48 В, что соответствует току, который потребляет система с напряжением 24 В и потребляет половину мощности. Таким образом, один и тот же кабель, разъемы и силовой каскад контроллера выдерживают вдвое больший крутящий момент. В подъемных колоннах для складских роботов обычно используются блоки 48 В мощностью от 250 до 1100 Вт, тогда как для шины 24 В потребуются шины увеличенного размера или параллельные провода.

Напряжение 48 В также совместимо со стандартными телекоммуникационными аккумуляторными модулями, драйверами, управляемыми по CAN, и стандартными литиевыми аккумуляторами. Путь утверждения безопасности остается таким же, как и для 24 В, поэтому требования по ЭМС и защите от прикосновения остаются управляемыми.

Бесщеточный мотор-редуктор 48 В для робототехники с батарейным питанием Этот двигатель, рассчитанный на напряжение 48 В, обеспечивает мощность 25–400 Вт с крутящим моментом до 1,27 Н·м. Он интегрируется с телекоммуникационными аккумуляторами и драйверами CAN, что делает его практичным выбором для мобильных роботов и средств автоматизации. Посмотреть продукт →

Бесщеточные мотор-редукторы постоянного тока 220 В: промышленная мощность с питанием от сети

Напряжение 220 В является правильным выбором для стационарного оборудования, подключенного к сети, где мощность должна превышать несколько сотен ватт, а кабели слишком большого сечения недопустимы.

Бесщеточный мотор-редуктор на 220 В приводится в действие контроллером, который выпрямляет 220 В переменного тока в шину постоянного тока примерно 310 В, а затем коммутирует обмотку. При мощности 400 Вт ток шины составляет всего около 1,8 А, поэтому несколько двигателей могут питаться по стандартным экранированным кабелям сечением от 0,75 до 1,5 мм2, а потери в кабелях при длинных корпусах станков становятся незначительными. Конвейеры пищевой промышленности, упаковочные машины, приводы для текстиля и складские системы сортировки предпочитают устройства на 220 В именно по этой причине.

Стоимость 220 В зависит от сложности системы и дисциплины монтажа. Контроллеру необходим фильтр электромагнитных помех, правильное заземление и изоляция между силовым каскадом и логикой управления. Защита от прикосновения и пути утечки соответствуют правилам сетевого напряжения, поэтому подключение устройства должен производить квалифицированный электрик. Для производителя оборудования сделка проста: более высокое напряжение обеспечивает более высокий непрерывный крутящий момент, меньший размер меди и меньшую тепловую нагрузку в обмен на более строгие требования к проводке.

Бесщеточный мотор-редуктор переменного тока 220–230 В для стационарного оборудования Этот двигатель с сетевым напряжением обеспечивает мощность 10–400 Вт с крутящим моментом до 1,5 Н·м и идеально подходит для стационарных машин, требующих более высокой продолжительной мощности. Это требует надлежащей фильтрации электромагнитных помех и квалифицированной установки, а сложность проводки требует производительности. Посмотреть продукт →

Параллельное сравнение: бесщеточные мотор-редукторы постоянного тока 24 В, 48 В и 220 В.

Решение становится конкретным, когда три класса напряжения помещаются в одну таблицу с параметрами, влияющими на проект автоматизации.

Как выбрать правильное напряжение для вашей системы бесщеточного мотор-редуктора постоянного тока

Выберите напряжение, действуя в обратном порядке от профиля нагрузки, источника питания и физических ограничений проводки в указанном порядке.

1. Классифицируйте источник питания: стационарная сетевая розетка, встроенный аккумулятор или общая автомобильная шина. Это немедленно сужает кандидатов на напряжение.
2. Оцените непрерывную мощность в наихудшем случае по крутящему моменту и скорости, включая коэффициент эксплуатации для ударных нагрузок, вместо использования номинальных значений двигателя, указанных на паспортной табличке.
3. Разделите мощность на каждое потенциальное напряжение, чтобы найти ток шины, затем проверьте падение напряжения на фактической длине кабеля. При полной нагрузке допускайте падение не более чем на 3–5 процентов.
4. Проверьте необходимые вам сигналы управления: полевая шина, разрешение, тормоз и обратная связь датчика. Контроллеры более высокого напряжения, как правило, объединяют их в одном разъеме.
5. Проверьте соответствие требованиям и требованиям безопасности для целевого рынка, включая пороговые значения SELV и правила подключения к сети.

Если у вас уже определен рабочий цикл и маршрут кабеля, отправьте профиль нагрузки нашей команде инженеров через страница контактов и мы проверим напряжение, передаточное число и контроллер, прежде чем вы закажете первый прототип.

Часто задаваемые вопросы: Бесщеточные мотор-редукторы постоянного тока 24 В, 48 В или 220 В