중공축 토크 모터의 경우

오늘날의 기계 설계자는 새로운 프로젝트에 접근할 때 그 어느 때보다 많은 요소를 평가해야 합니다. 마찬가지로 통합업체 및 개조 엔지니어는 새로운 기술의 결과뿐만 아니라 에너지 소비 감소, 조립 시간 단축, 공급업체 감소 및 설치 공간 감소와 같은 중요한 초점 영역 때문에 옵션을 확장했습니다.

모션 제어 영역에서 비교적 짧은 역사를 가진 한 유형의 모터가 많은 응용 분야에서 잠재력에 대한 새로운 시각을 필요로 하는 상당한 발전을 이루었습니다. 이러한 응용 분야는 공작 기계 회전 테이블에서 다양한 포장, 인쇄, 변환, 압출, 제지, 플라스틱 필름 및 자재 취급 기계에 이르기까지 매우 다양하며 백래시(히스테리시스)가 없고 모션 유지가 매우 높은 정확도로 방향을 바꿔야 합니다. 기존 모터와 기어박스의 필수 분리와 대조되는 제어.

자주 간과되는 영구 자석, 동기 토크 모터를 입력하십시오.

토크 모터는 상대적으로 낮은 속도에서 높은 토크와 높은 정밀도가 요구되는 로터리 축용으로 제작된 다이렉트 드라이브입니다. 설치 시간, 유지 관리 요구 사항, 구성 요소 부품 수 및 공간 여유가 현저히 줄어들기 때문에 이러한 모터 유형은 종종 기어드 모터에 대한 실행 가능한 대안입니다.

오늘날 널리 사용되는 두 가지 종류의 토크 모터가 있습니다. 기계에 직접 플랜지를 장착하고 회전자를 기계 축에 연결하기만 하면 되는 완전한 토크 모터와 고정자와 회전자가 개별 부품으로 공급되는 내장형 토크 모터입니다. 기계 역학.

완전한 토크 모터는 압출기 메인 드라이브, 사출 성형 기계의 피드 헤드, 제지 기계의 롤러 드라이브, 와이어 드로잉 장치, 섬유 기계 웹 스트레칭 및 포장의 와인더/크로스 커터에서 흔히 볼 수 있습니다. 장비.

내장 토크 모터는 일반적으로 공작 기계 로터리 테이블, 스위블 축, 동적 공구 터렛 및 터닝 스핀들뿐만 아니라 인쇄기 실린더, 캐스트 필름 및 포일 스트레칭 기계의 냉각 롤, 금속 성형 프레스의 인덱싱 테이블 및 기타 모든 유형에 사용됩니다. 높은 동적, 고정밀 경로 및 속도 제어 응용 프로그램.

두 유형의 토크 모터에는 중공 샤프트가 있어 미디어 또는 기계 구성 요소가 로터 캐비티를 통해 안내될 수 있습니다.

토크 모터는 회전 동기 서보 모터와 작동 방식이 유사한 다중 쌍극 동기 모터입니다. 회전자에는 영구 자석이 장착되어 있고 고정자에는 모터 권선이 있습니다. 극 쌍의 수가 많으면 저속에서 높은 최대 토크를 생성하는 설계로 이어집니다. 과거에는 극 쌍의 수와 모터의 운전 속도에 따라 와전류 손실이 증가하기 때문에 토크 모터는 상대적으로 낮은 속도에서만 적용 가능한 것으로 간주되었습니다. 새로운 수냉식 설계는 이 원칙에 반대하여 높은 전력 밀도를 허용합니다. 오늘날의 토크 모터는 1000rpm 이상의 속도를 수용할 수 있습니다.

이러한 더 높은 극 쌍 설계의 결과와 백래시, 열, 마찰 및 소음을 ​​생성하는 많은 기계적 동력 전달 구성요소가 제거되기 때문에 토크 모터는 설계자에게 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 높은 토크 밀도로 인한 작은 설치 공간,
• 직접 부하 제어로 인한 탁월한 회전 정확도 및 반복성,
• 기어 유닛과 벨트 트랜스미션의 제거로 인한 공간 절약형 기계 설계
• 구동계의 기계 부품 수가 적기 때문에 유지보수가 적음; 그리고,
• 구동계의 기계적 손실이 제거되어 에너지 효율성이 높습니다.

기어드 모터보다 비용은 더 높지만 현재로서는 토크 모터가 설치 및 유지보수 모두에서 즉각적인 성능 향상 및 초기 비용 절감을 포함하지 않는 에너지 절감만으로 설계자에게 3~4년의 투자 회수를 제공하는 것으로 추정됩니다. 이러한 모터를 사용하면 벤더 감소 및 재고 이점도 분명히 나타납니다.

예를 들어 일반적인 다층 블로운 필름 라인에서 토크 모터를 사용하면 압출 섹션의 공간을 절반으로 줄일 수 있고 그에 따라 소비되는 생산 공간도 줄어들어 평방 피트당 생산 속도가 증가합니다.

토크 모터는 또한 화학 물질 및 기타 주변 대기 오염에 취약하다고 오랫동안 생각되었지만 새로운 설계는 제지 공장 건조 후드와 같은 부식성 대기를 견디도록 조정되었으며 수냉식으로 열이 없는 많은 열악한 환경에서 만족스럽게 작동하고 있습니다. 손상. 인클로저는 정격 토크의 최대 2.5배에 달하는 과부하 기능과 함께 최대 IP54 등급을 사용할 수 있습니다.

토크 모터는 구동계에서 기계적 전달을 제거하기 때문에 기계적 효율성 손실을 최소로 줄입니다. 기어드 모터 솔루션과 비교할 때 효율 이득은 일반적으로 10% 범위에 있는 반면 사출 성형 기계와 같은 애플리케이션에서 유압 모터를 교체할 때 이득은 70%에 가깝습니다. 또한 토크 모터의 부하 샤프트를 직접적이고 지속적으로 제어하기 때문에 백래시나 디커플링이 발생하지 않으므로 기어 또는 벨트 구동 솔루션에서는 불가능한 훨씬 더 높은 모션 정밀도가 달성됩니다.

예를 들어, 스트레치 필름 생산에서 냉각 롤, 풀 롤, 스트레치 롤 및 와인더에 토크 모터를 적용하면 생산 품질이 크게 향상됩니다. 직접 구동 롤의 보다 정확한 속도 제어는 웹의 균열 가능성이 최소화되기 때문에 한 필름 제품에서 다른 필름 제품으로 전환하는 동안 더 빠른 시작을 가능하게 합니다. 또한 제어 정확도가 높아져 두께가 10배 더 균일한 더 얇은 필름을 생산할 수 있습니다. 마찬가지로, 토크 모터로 달성된 견고한 드라이브 트레인 구성은 주기적인 애플리케이션에서 더 빠른 램핑 업 및 다운을 허용하여 동일한 기간에 더 짧은 주기와 증가된 제품 출력으로 이어집니다. 인덱싱 테이블이나 사출 성형기와 같이 주기 시간이 매우 짧은 많은 응용 분야에서 기존 드라이브에서 직접 구동 솔루션으로 전환하면 일반적으로 생산량이 25~30% 증가합니다. 이러한 결과는 이제 더 적은 수의 구성 요소가 더 낮은 제품 수명 주기 비용을 의미할 뿐만 아니라 현장에서 잠재적인 실패율이 감소함을 의미합니다.

기계 설계자에게 더 매력적인 오늘날의 토크 모터의 다른 기능은 다음과 같습니다.

• 향상된 모션 제어를 위한 절대값 또는 증분 인코더 또는 리졸버
• 더 빠른 시운전을 위한 전자 명판
• 수평 또는 수직 장착 옵션
• 축방향 추력 적용을 위한 베어링 옵션
• 최적의 온도 모니터링을 위한 표준 KTY 서미스터 외에 각 위상의 PTC 저항기

새로운 메카트로닉스 과학은 통합 과정에서 토크 및 선형 모터와 같은 직접 구동에 매우 중요합니다. 전자 기계 제어 프로토콜은 전기 기계 동작을 모니터링하고 실행하는 데 매우 중요하기 때문입니다. 세 가지 분야(기계, 전기 및 전자 공학)에 대한 예리한 지식은 부하에 적합한 적절한 단위를 결정하는 데 기본입니다. Mechatronics는 적절한 엔코더 위치, 반력 대 동적 힘 계산, 기계에 기계적으로 높은 동적 다이렉트 드라이브를 가장 잘 통합하는 방법과 같은 기계 제작자를 위한 주제를 다룹니다.

또한 다양한 고급 컴퓨터 시뮬레이션 기술을 통해 메카트로닉 성능을 검증할 수 있으며 첫 번째 기계가 제작되기 전에 설계에 대한 문제 해결을 완료할 수 있습니다. 현장에서도 개조 또는 재건 전후에 현재 사용 가능한 메카트로닉 서비스를 제품 응용 프로그램 결정, 전체 성능 분석 및 제어 호환성에 사용할 수 있습니다. 새로운 모터나 드라이브의 성능은 메카트로닉 분석에 의해 만족스러운 것으로 간주될 수 있지만 다른 기계, 전기 또는 전자 부품은 부족한 것으로 밝혀질 수 있습니다. 기계 개발 및 활용의 전체 계획에서 메카트로닉스가 차지하는 위치를 빠르게 확보하는 것은 바로 이 포괄적이고 통합된 접근 방식입니다.

결론적으로 오늘날 모든 유형의 기계 설계에서 비용 절감, 에너지 효율성 및 더 높은 생산성에 중점을 두고 있으므로 모든 실행 가능한 옵션을 탐색하는 것이 필수적입니다. 많은 기계에서 구동계를 설계할 때 이 백서에 설명된 토크 모터의 장점은 전체 프로젝트 결과에 긍정적인 영향을 미칠 것입니다. 토크 모터는 설계, 개조 및 재구축 응용 프로그램에서 뛰어난 유연성을 제공할 수 있으며 더 많은 유형의 기계에서 구현하도록 로비하는 확장된 기능을 제공합니다.

토크 모터에 대한 자세한 내용은 전화(847-640-1595), 전자 메일 [email protected] 또는 웹(www.usa.siemens.com)을 통해 Siemens Industry Inc., Drive Technologies – Motion Control에 문의하십시오. /motioncontrol).

위의 사진 4개:중공축 토크 모터는 오늘날의 기계 구동계에서 에너지 효율성을 높이고 부품을 크게 줄이고 설치 공간을 크게 줄이기 위한 고급 성능 기능과 함께 다양한 설계 통합 옵션을 제공합니다.

아래 사진 4장:오늘날의 고급 토크 모터의 일반적인 응용 분야에는 a) 플라스틱 필름 주조 기계, b) 인쇄기, c) 변환 장비 및 d) 공작 기계 회전 테이블이 포함됩니다.