올바른 안전 밸브를 선택하는 방법: 단계별 가이드
올바른 안전 밸브를 선택하는 것은 압력 시스템의 안전과 효율성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 이 가이드에서는 온도와 같이 고려해야 할 주요 요소를 안내합니다.
프로젝트에 적합한 서보 모터를 선택하는 것은 옵션이 너무 많기 때문에 어려운 작업이 될 수 있습니다. 이 문서에서는 애플리케이션 시나리오, 전원 공급 장치, 제동 요구 사항, 선택 계산, 브랜드 옵션 등 주요 고려 사항을 세분화하여 프로세스를 간소화합니다. 마지막에는 서보 모터의 사양을 필요에 맞게 조정하여 정밀한 제어와 최적의 성능을 보장하는 방법을 이해하게 될 것입니다. 자동화 프로젝트에 딱 맞는 모터를 찾아보세요!
현재 가장 핫한 분야인 자동화는 프로젝트의 정밀한 속도 또는 위치 제어 부분에 일반적으로 사용되는 중요한 역할을 합니다.
자동화 장비 설계자는 종종 다양한 모터 선택 문제에 직면하며, 공급업체가 제공하는 모터는 무수히 많은 매개변수와 함께 다양하기 때문에 초보자에게는 압도적인 경우가 많습니다.
이 글에서는 실무에서 얻은 몇 가지 경험을 공유하여 도움이 필요한 분들에게 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.
서보 모터는 서보 시스템에서 기계 부품의 움직임을 제어하는 엔진으로, 기본적으로 간접 가변 속도 메커니즘을 갖춘 보조 모터입니다.
서보 모터는 전원에 따라 분류됩니다: 직류(DC) 서보 모터와 교류(AC) 서보 모터가 있습니다.
이 둘의 기능적 차이점은 AC 서보는 정현파 제어로 인해 토크 리플이 적어 성능이 더 우수하다는 점입니다. 반면 DC 서보는 사다리꼴 파를 사용합니다.
하지만 DC 서보는 더 간단하고 비용 효율적입니다. 서보 모터는 정밀한 제어가 가능하며, 지시에 따라 정확하게 회전하고 폐쇄 루프로 알려진 피드백을 통해 정확성을 보장합니다. 이는 인코더를 사용하여 회전을 확인함으로써 제어 정밀도를 향상시킵니다.
스테퍼 모터의 정확도는 스텝 각도로 측정됩니다. 시중의 일반적인 스텝 각도는 0.36°/0.72°(5상 모터의 경우), 0.9°/1.8°(2상 및 4상 모터의 경우), 1.5°/3°(3상 모터의 경우) 등입니다. 독일 회사인 BERGER LAHR은 DIP 스위치를 통해 스텝 각도를 선택할 수 있는 3상 하이브리드 스테퍼 모터를 생산합니다: 1.8°, 0.9°, 0.72°, 0.36°, 0.18°, 0.09°, 0.072°, 0.036°.
스텝 각도가 0.036°인 스테퍼 모터를 예로 들어 보겠습니다.
0.036 = 360/10000
이 스테퍼 모터의 후단에 인코더가 부착되어 있다고 가정하면 이 공식은 모터가 회전당 10,000개의 펄스를 방출하므로 인코더 분해능이 10,000이라는 것을 의미합니다.
서보 모터의 정확도는 후단에 부착된 인코더의 해상도로 측정됩니다. 현재 서보 인코더의 해상도는 2%에 달할 수 있습니다.23를 통해 서보 모터의 정밀도가 스테퍼 모터의 정밀도를 훨씬 능가한다는 사실을 입증했습니다.
표준 모터는 전원이 켜지고 회전을 시작한 다음 전원이 차단되면 멈춥니다. 회전 기능 외에 추가 기능을 꼽으라면 방향을 역전할 수 있는 기능입니다.
자동화 분야의 제어 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터, 가변 주파수 모터로 나눌 수 있습니다. 정밀한 속도 또는 위치 제어가 필요한 부품의 경우 서보 모터가 선택됩니다.
인버터 플러스 가변 주파수 모터의 제어 방식은 모터에 입력되는 전원의 주파수를 변경하여 모터의 속도를 변경하는 방식입니다. 일반적으로 모터 속도 제어에만 사용됩니다.
서보 모터와 스테퍼 모터 비교:
a) 서보 모터는 폐쇄 루프 제어를 사용하는 반면, 스테퍼 모터는 개방 루프 제어를 사용합니다.
b) 서보 모터는 정확도 측정을 위해 로터리 엔코더를 사용하는 반면, 스텝 모터는 스텝 각도를 사용합니다. 일반적인 제품 수준에서 전자의 정확도는 후자의 100배에 달할 수 있습니다.
c) 제어 방법은 유사합니다(펄스 또는 방향성 신호).
서보 모터는 전원 공급 장치에 따라 AC 서보 모터와 DC 서보 모터로 분류할 수 있습니다.
두 가지 모두 비교적 쉽게 선택할 수 있습니다. 일반 자동화 장비의 경우 고객은 일반적으로 표준 380V 산업용 전원 공급 장치 또는 220V 전원 공급 장치를 제공하며, 이 경우 전원 유형을 변환할 필요 없이 해당 전원 공급 장치에 맞는 서보 모터를 선택하기만 하면 됩니다.
그러나 3차원 창고의 셔틀 보드나 AGV와 같은 일부 장비는 이동성이 있기 때문에 대부분 내장형 DC 전원 공급 장치를 사용하며, 따라서 일반적으로 DC 서보 모터를 사용합니다.
모션 메커니즘의 설계에 따라 다음에 대한 반전 경향이 있는지 고려하십시오.
전원이 꺼진 상태 또는 정지 상태의 모터. 후진하는 경향이 있는 경우 브레이크가 있는 서보 모터를 선택해야 합니다.
선택 계산을 하기 전에 먼저 메커니즘 끝의 위치 및 속도 요구 사항을 결정한 다음 전송 메커니즘을 식별해야 합니다.
이 시점에서 서보 시스템과 해당 감속기를 선택할 수 있습니다.
선택 과정에서 다음 매개 변수를 고려하세요:
구조적 형태와 최종 부하의 속도 및 가속 요구 사항을 기반으로 모터에 필요한 전력과 속도를 계산합니다.
특히 일반적으로 선택한 모터의 속도와 함께 감속기의 감속비를 선택해야 합니다.
예를 들어 실제 선택에서 하중이 수평 운동 인 경우 다양한 전송 메커니즘의 마찰 계수 및 풍하중 계수의 불확실성으로 인해 공식 P = TN / 9549를 명확하게 계산할 수없는 경우가 많습니다 (토크 크기를 정확하게 계산할 수 없음).
실제로 서보 모터를 사용할 때 최대 전력이 필요한 곳은 가속 및 감속 단계인 경우가 많다는 사실도 밝혀졌습니다.
따라서 다음을 통해 T=F*R=m*a*R를 사용하면 모터와 감속기의 필요한 전력과 감속비(m: 부하 질량, a: 부하 가속도, R: 부하 회전 반경)를 정량적으로 계산할 수 있습니다.
다음 사항에 주의가 필요합니다:
a) 모터의 전력 잉여 계수입니다;
b) 메커니즘의 전송 효율을 고려합니다;
c) 감속기의 입력 및 출력 토크가 표준을 충족하고 특정 안전 계수를 갖는지 여부;
d) 나중에 속도를 높일 가능성이 있는지 여부.
크레인 산업과 같은 전통적인 산업에서는 일반 유도 모터를 사용하여 구동하고, 명확한 가속 요구 사항이 없으며, 계산 과정에서 경험적 공식을 사용한다는 점을 언급할 가치가 있습니다.
참고: 수직 하중 작업의 경우 중력 가속도를 계산에 포함해야 합니다.
부하를 고정밀하게 제어하려면 모터와 시스템의 관성이 일치하는지 여부를 고려해야 합니다.
관성 매칭이 필요한 이유에 대해서는 인터넷에 통일된 설명이 없습니다.
관성 정합의 원리는 시스템 관성을 모터 축으로 변환할 때 모터의 관성에 대한 비율이 10(지멘스)보다 크지 않아야 하며, 비율이 작을수록 제어 안정성이 향상되지만 더 큰 모터가 필요하고 가성비가 낮아집니다.
구체적인 계산 방법에 대해 궁금한 점이 있으면 대학의 '이론 역학'을 참조하세요.
감속기와 변속기 메커니즘을 거친 후 모터의 제어 정확도가 부하의 요구 사항을 충족할 수 있는지 계산합니다. 감속기 또는 일부 전송 메커니즘에는 특정 백래시가 있으며, 이를 모두 고려해야 합니다.
여기에는 주로 서보 컨트롤러의 통신 방식이 PLC와 일치하는지 여부와 같은 전기 설계자와의 통신 및 확인이 포함됩니다. 인코더 유형를 클릭하고 데이터 출력이 필요한지 여부를 확인합니다.
서보 모터의 선택은 메커니즘의 무게뿐만 아니라 장비의 작동 조건에 따라 영향을 받으며, 이는 서보 모터의 선택을 변경할 수 있습니다. 관성이 클수록 가속 및 감속 시 더 높은 토크가 필요하고 가속 및 감속 시간이 짧아지므로 출력 토크가 더 큰 서보 모터가 필요합니다.
서보 모터 사양을 선택할 때는 다음 단계를 따르세요:
현재 시중에는 다양한 성능의 서보 모터 브랜드가 많이 나와 있습니다. 일반적으로 예산이 문제가 되지 않는다면 유럽 또는 미국 브랜드를 선택하세요. 예산이 더 중요하다면 일본 브랜드, 그다음으로는 대만과 중국 본토의 브랜드를 선택하세요.
이는 필자가 외국 브랜드에 편향된 것이 아니라 실제 사용하면서 얻은 교훈입니다.
과거 경험에 비추어 볼 때 일반적으로 국산 서보 모터의 기본 성능에는 문제가 없지만 서보 컨트롤러의 제어 알고리즘, 통합성 및 안정성은 뒤처질 수 있습니다.
일반적으로 사용되는 서보 모터 브랜드입니다:
유럽 및 미국: 지멘스, ABB, 렌제 등
일본어: 파나소닉, 미쓰비시, 야스카와 등
자동화 설계에서 주목할 점은 외부의 힘을 활용하는 방법을 배워야 한다는 것입니다. 특히 비표준 자동화에서는 너무 많은 장치를 선택하고 계산해야 하는 경우가 많기 때문에 압도적인 업무에 시달리고 초과 근무가 일상화되어 있습니다.
지금, 서보 모터 제조업체 모두 기술 지원을 제공합니다. 부하, 속도, 가속도 및 기타 매개 변수 요구 사항을 제공하기만 하면 자동으로 올바른 서보 모터를 계산하고 선택할 수 있도록 도와주는 자체 소프트웨어가 있어 매우 편리합니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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