29V 액추에이터 전원 공급 크기 조정 기 familiar한 와트 라벨이 아닌 전류로 시작해야 합니다.
보다 폭넓은 전압 선택 및 시스템 경계 워크플로우에 대한 내용은 다음을 참조하십시오. 12V vs 24V vs 29V 리니어 액추에이터 가이드.
올바른 공급은 요구되는 29V 버스, 모터와 컨트롤러의 지속 전류, 짧은 기동 또는 피크 이벤트, 가장 허용되는 동시 운동 조건, 케이블 전압 드롭 및 공급의 실제 감손 및 과부하 동작을 지원해야 합니다.
OEM 작업의 경우, 다음 순서를 사용하십시오:
- 시스템이 실제로 29V DC 버스를 위해 설계되었는지 확인하십시오;
- 각 모터 채널에 대해 운전, 기동/피크 및 전류 한계 데이터를 수집하십시오;
- 컨트롤러 및 액세서리 전류를 추가하십시오;
- 어떤 모터가 함께 움직이거나 시작할 수 있는지 식별하십시오;
- 지속 및 피크 요구 사항을 별도로 계산하십시오;
- P = V × I로 전류를 와트로 변환하십시오;
- 케이블 드롭, 커넥터, 퓨즈/전류 한계, 감손 및 과부하 모드를 확인하십시오;
- 최악의 조건에서 생산 의도 시스템을 검증하십시오.
핵심 공식
DC 시스템의 경우:
전력(W) = 전압(V) × 전류(A)
전류(A) = 전력(W) / 전압(V)
29V 버스의 경우:
전력 = 29 × 전류
전류 = 전력 / 29
공급 크기 조정은 필요한 DC 전압, 지속 전류, 기동/피크 수요 및 호환성으로 시작됩니다 - 하우징 스타일이 아닙니다.
이 공식은 단순히 수학적 층일 뿐입니다. 이것은 모터가 실제로 끌어당기는 전류를 알려주지 않습니다. 해당 값은 발표된 데이터나 의도된 작동 지점에서 측정된 데이터에서 가져와야 합니다.
크기 조정 전에 어떤 데이터가 필요합니까?
다음 필드를 포함하여 전류 예산 시트를 만드십시오:
| 입력 | 중요한 이유 |
|---|---|
| 필요한 버스 전압 | 공급 출력 요구 사항을 수립합니다. |
| 모터 작동 전류 | 지속적인 하중을 결정함 |
| 모터 기동/최대 전류 | 단기 공급 능력을 테스트함 |
| 정지 또는 컨트롤러 전류 한계 | 가장 나쁜 고장/한계 동작 정의 |
| 모터 수 | 가능한 총 하중을 설정함 |
| 동시 동작 규칙 | 어떤 전류를 합산해야 하는지 결정함 |
| 컨트롤러 전류 | 지속적인 전자 하중 추가 |
| 액세서리 | 핸드셋, 라디오, 센서, 조명 등 |
| 작동 주기 | 열 하중에 영향을 미침 |
| 케이블 길이/게이지 | 전압 강하를 결정함 |
| 주변/입력 조건 | 사용 가능한 공급 출력을 줄일 수 있음 |
| 과부하 모드 | 모터 과도 현상 동안의 동작을 결정함 |
데이터 시트에 하나의 전류 값만 제공되는 경우, 사용하기 전에 그 값이 무엇을 나타내는지 확인하십시오.
지속 전류 공식
단일 모터의 경우:
I_continuous_required
= I_motor_running
+ I_controller
+ I_accessories
+ 프로젝트 정의 마진
동시에 작동할 수 있는 여러 모터의 경우:
I_continuous_required
= Σ I_running_of_simultaneous_motors
+ I_controller
+ I_accessories
+ 프로젝트 정의 마진
마진은 프로젝트의 엔지니어링 정책과 공급의 실제 감액 동작에서 비롯되어야 합니다. 데이터 시트를 대체하는 보편적인 비율은 없습니다.
최대 전류 공식
최대 전류는 별도로:
I_peak_required
= Σ I_start_or_peak_of_simultaneous_motors
+ I_controller
+ I_accessories
그 결과를 다음과 비교하십시오:
- 단기 과부하 능력;
- 과부하 지속 시간;
- 전류 제한 모드;
- 과도 응답;
- 컨트롤러 저전압 임계값.
공급 장치는 지속적인 전력 요건을 충족하고 여전히 기동 시 컨트롤러를 재설정할 수 있습니다.
예제 1: 하나의 모터
아래의 숫자는 가상의 ServoCylMotion 모델 데이터가 아닙니다.
가정:
- 버스 전압: 29V;
- 하중 작동 전류: 1.4 A;
- 시작 최대: 2.6 A;
- 컨트롤러 + 액세서리: 0.2 A;
- 프로젝트 정의 지속 설계 마진: 20%.
1단계: 지속 전류
기본 지속 전류
= 1.4 + 0.2
= 1.6 A
가상의 프로젝트 마진을 적용하십시오:
1.6 × 1.20 = 1.92 A
2단계: 와트로 변환
P = 29 × 1.92
= 55.68 W
따라서 가상의 연속 요구사항은 약 1.92 A / 55.7 W.
3단계: 기동을 별도로 확인
I_peak = 2.6 + 0.2
= 2.8 A
29V에서의 최대 출력 전력은:
P_peak = 29 × 2.8
= 81.2 W
이는 공급 장치가 반드시 81.2 W로 지속적으로 출력되어야 함을 의미하는 것은 아닙니다. 이는 그 짧은 시간 동안 실제 2.8 A 시작 이벤트를 지원해야 하며, 수용할 수 없는 전압 붕괴나 보호 장치 트립 없이 이루어져야 함을 의미합니다.
예제 2: 두 개의 모터가 함께 움직임
다시 말해, 모든 값은 가상의 값입니다.
가정:
| 하중 | 작동 중 | 시작 피크 |
|---|---|---|
| 모터 A | 1.1 A | 2.2 A |
| 모터 B | 1.0 A | 2.0 A |
| 컨트롤러 + 액세서리 | 0.25 A | 0.25 A |
두 모터는 동시에 작동하고 시작할 수 있습니다.
연속 요구사항
기본 전류
= 1.1 + 1.0 + 0.25
= 2.35 A
가상의 20% 프로젝트 마진을 고려할 때:
2.35 × 1.20
= 2.82 A
와트로 변환:
29 × 2.82
= 81.78 W
따라서 가상의 연속 목표는 약 2.82 A / 81.8 W.
다중 모터 시스템은 허용되는 최악의 동시 전류 상태에서 크기가 조정되어야 하며, 공급의 연속 및 피크 동작에 대해 확인되어야 합니다.
피크 요구사항
피크 전류
= 2.2 + 2.0 + 0.25
= 4.45 A
29V에서의 동등한 순간 출력 전력은:
29 × 4.45
= 129.05 W
이제 엔지니어는 후보 공급이 그 과도 상황을 지원할 수 있는지, 얼마나 오랫동안 지원할 수 있는지, 그리고 전류 한계에 도달했을 때 어떻게 되는지를 확인해야 합니다.
모터가 순차적으로 작동하는 경우, 모든 피크를 맹목적으로 합산하지 마십시오.
일부 컨트롤러는 두 채널을 동일 시점에 시작하지 않습니다.
다른 컨트롤러는 허용합니다:
- 독립 채널;
- 동시 이동;
- 짝을 이루어 동기화된 이동;
- 순차 기동;
- 총 전류 상한.
컨트롤러 채널 규칙은 어떤 모터가 함께 시작하거나 작동할 수 있는지를 결정하므로 필요한 전류 예산을 변경합니다.
공급 계산은 컨트롤러 논리.
따라서 전류 표에는 다음과 같은 열을 포함해야 합니다:
이 부하가 동시에 작동할 수 있습니까?
이는 실제 최악의 상황을 처리하면서 불필요한 과대 설계를 방지합니다.
52W, 58W 및 87W에서 29V
정확히 29V에서, 이상적인 산술은 다음을 제공합니다:
| 출력 전력 | 전류 |
|---|---|
| 52 W | 1.79 A |
| 58 W | 2.00 A |
| 87 W | 3.00 A |
계산:
52 / 29 = 1.79 A
58 / 29 = 2.00 A
87 / 29 = 3.00 A
이들은 특정 모터나 컨트롤러에 대한 추천이 아닙니다. 이들은 단지 전력을 이상적인 DC 출력 전류로 변환합니다.
58 W 전원 공급 장치는 자동으로 “하나의 모터 용”이 아니며, 87 W 전원 공급 장치는 자동으로 “두 개의 모터 용”이 아닙니다. 모터 전류, 동시 작업, 컨트롤러 소비, 시작 동작, 감속 및 보호가 적합성을 결정합니다.
왜 힘만으로 전류를 계산할 수 없는가
일반적인 크기 조정 지침은 다음과 같습니다:
액추에이터가 X 뉴턴을 생성하므로 Y 암페어를 소모해야 합니다.
그 변환은 힘만으로는 할 수 없습니다.
전류는 다음에 따라 다릅니다:
- 모터 토크 상수;
- 기어 비율;
- 나사 리드;
- 스크류/기어 효율;
- 모터 속도;
- 가속도;
- 마찰;
- 컨트롤러 전류 제한;
- 공급 전압;
- 실제 기계적 하중.
기계적 전력은 다음과 같이 근사할 수 있습니다:
기계적 전력 = 힘 × 선형 속도
그러나 전기 입력 전력은 전체 모터/변속기/제어 체인의 효율을 요구합니다.
생산 설계를 위해 선택한 구성을 위한 실제 전류 데이터를 사용하거나 의도된 하중 아래에서 측정하십시오.
주기의 어려운 부분에서 크기를 조정하십시오.
메커니즘이 다른 곳에서 더 어렵다면 여행의 쉬운 중간에서 전원을 크기 조정하지 마십시오.
최고 전류는 다음 중에서 발생할 수 있습니다:
- 기동;
- 최저 지점에서 들어올릴 때;
- 불리한 연결 기하학;
- 가속도;
- 고마찰 위치;
- 동시 다축 운동;
- 정지 직전 동작.
최악의 신뢰할 수 있는 작동 상태를 측정하거나 계산하십시오.
케이블 전압 강하
공급 출력이 29V일 수 있지만 컨트롤러는 더 적게 볼 수 있습니다.
기본 관계:
V_drop = I × R_loop
여기서 R_loop는 다음을 포함합니다:
- 양극 도체;
- 회귀 도체;
- 커넥터;
- 접촉;
- 해당 경우 스위치/릴레이.
루프 저항이 0.20 Ω이고 전류가 3 A인 경우:
V_drop = 3 × 0.20
= 0.60 V
컨트롤러는 다른 동적 영향을 고려하기 전에 대략 28.4V를 볼 것입니다.
실제 도체 저항, 케이블 길이, 커넥터 저항 및 최대 전류를 사용하세요.
커넥터 및 전선 가열
저항 손실은 다음과 같습니다:
P_loss = I² × R
1 A 벤치 테스트에서 허용 가능한 것처럼 보이는 커넥터는 3 A에서 더 많이 가열될 수 있습니다.
확인:
- 전선 게이지;
- 커넥터 전류 정격;
- 접촉 저항;
- 핀 수;
- 압착 품질;
- 케이블 번들링;
- 인클로저 온도.
하니스는 전원 시스템의 일부입니다.
내구성: 정격 와트 수는 완전히 이용 가능하지 않을 수 있습니다.
전원 공급 장치는 종종 내구성 곡선을 가지고 있습니다.
제조업체는 다음과 같은 경우 허용 출력을 줄일 수 있습니다:
- 주변 온도가 상승할 때;
- AC 입력이 떨어질 때;
- 공기 흐름이 변경될 때;
- 장착 방향이 변경될 때;
- 인클로저 조건이 악화될 때.
XP Power와 Mean Well 모두 내구성 곡선을 읽고 적용하는 방법에 대한 지침을 제공합니다.
실제 곡선을 보편적인 규칙으로 대체하지 마십시오.
공급 장치가 명목상 87 W지만 데이터 시트에서 프로젝트의 주변 조건에서 80% 출력을 허용하는 경우, 사용 가능한 지속적인 전력은 다음과 같습니다:
87 × 0.80
= 69.6 W
그 예는 가상입니다. 실제 후보자의 곡선을 사용하세요.
모터 시작 시 과부하 모드가 중요합니다.
같은 명목 와트 수를 가진 두 개의 공급 장치는 정격 전류 이상에서 다르게 작동할 수 있습니다.
가능한 모드에는 다음이 포함됩니다:
- 정전류 제한;
- 폴드백;
- 히컵/재시작;
- shutdown;
- 라치 오프;
- 자동 복구.
모터 부하의 경우 다음을 물어보세요:
- 시작이 지속 정격을 초과할 때 어떤 일이 발생합니까?
- 최대 출력을 허용하는 시간은 얼마나 됩니까?
- 전압이 떨어졌습니까?
- 제어 장치가 재설정됩니까?
- 공급 장치가 자동으로 복구됩니까?
- 반복 시작이 열 차단을 초래합니까?
정격 와트 수만으로는 충분하지 않습니다; 온도/입력 내구성, 과부하 모드, 복구, 커넥터 한계 및 검증된 듀티 사이클을 확인하세요.
정상 모션 중에 반복적으로 히컵 모드에 들어가는 공급 장치는 인쇄된 와트 수가 충분해 보이더라도 좋은 시스템 매치가 아닙니다.
듀티 사이클은 열 요구 사항을 변경합니다.
10분마다 10초 동안 작동하는 모션 시스템은 반복적으로 사이클링되는 것과 다릅니다.
기록:
- 모터 작동 시간;
- 휴식 시간;
- 시간당 사이클 수;
- 동시 채널;
- 최대 지속 시간;
- 주변 온도;
- 인클로저 온도.
공급, 컨트롤러, 커넥터 및 버스 전압을 모니터링하면서 실제 사이클을 검증하십시오.
AC 입력 조건은 사용 가능한 출력을 줄일 수 있습니다.
DC 측이 유일한 변수가 아닙니다.
확인:
- 정격 AC 입력 범위;
- 저선 입력 동작;
- 주파수;
- 지역 공급 조건;
- 저 입력 시 감산;
- 관련이 있을 경우 역률 요구사항.
지역 플러그 형식은 별도의 BOM 주제이지만, 전기 입력 범위는 여전히 공급 사양에 속합니다.
공급 크기 작성 시트
공급 선택 전에 이 표를 작성하십시오:
| 필드 | 프로젝트 가치 |
|---|---|
| 필요한 DC 출력 | 29V + 문서화된 허용 오차 |
| 모터 A 작동 전류 | ___ A |
| 모터 A 시작/피크 | ___ A |
| 모터 B 작동 전류 | ___ A |
| 모터 B 시작/피크 | ___ A |
| 동시 작동 규칙 | ___ |
| 컨트롤러 전류 | ___ A |
| 액세서리 전류 | ___ A |
| 연속 전류 총합 | ___ A |
| 피크 전류 총합 | ___ A |
| 프로젝트 마진 | ___ |
| 필요한 연속 와트 | ___ W |
| 필요한 순간적인 능력 | ___ A for ___ ms/s |
| 케이블 전압 강하 | ___ V |
| 주변/인클로저 온도 | ___ °C |
| 감산 결과 | ___ W/A |
| 과부하 모드 | ___ |
| 커넥터/핀아웃 | ___ |
| 검증 상태 | 합격/열림 |
BOM 동결 체크리스트
검증 후 동결:
- 공급 모델/수정;
- 출력 전압 및 허용 오차;
- 지속 전류;
- 피크/과부하 동작;
- AC 입력 범위;
- 감산 곡선;
- DC 커넥터/핀아웃;
- 케이블 게이지 및 길이;
- 퓨즈/전류 제한;
- 컨트롤러 구성;
- 허용된 동시 작동;
- 펌웨어/매개변수;
- 승인된 모터 구성.
사용하세요 시스템 호환성 리소스 선택한 공급, 컨트롤러, 모터, 커넥터 및 피드백 아키텍처를 하나의 시스템으로 검증하기 위해.
계산된 요구사항이 알려지면, 문서화된 29V 전원 공급 가족 전력 소비량에 따라 선택하기보다는.
검증 체크리스트
전기
- 무부하 출력 전압;
- 부하 출력 전압;
- 운전 전류;
- 시동 전류;
- 동시 모터 전류;
- 전류 제한 동작;
- 컨트롤러 리셋 임계값.
배선
- 컨트롤러의 전압;
- 모터의 전압;
- 커넥터 온도;
- 케이블 온도;
- 접지 반환 드롭.
공급
- 저선 AC 입력;
- 고온 환경;
- 과부하 회복;
- 열적 차단 동작;
- 반복 시작.
시스템
- 최악의 기계적 하중;
- 가장 높은 마찰 위치;
- 전체 듀티 사이클;
- 다축 작동;
- 정지/방해 반응;
- 고장/리셋 시퀀스.
유효성 검증에 사용된 정확한 하드웨어, 펌웨어, 하니스 및 매개변수 수정 사항을 기록하십시오.
자주 묻는 질문
29V에서 전류를 와트로 어떻게 변환하나요?
P = 29 × I를 사용하세요. 예를 들어, 2A는 58W에 해당하고 3A는 정확히 29V에서 87W에 해당합니다.
공급 전원을 구동 전류로 크기를 정해야 하나요, 아니면 기동 전류로 정해야 하나요?
둘 다 사용하세요. 연속 용량은 지속 전류와 듀티 사이클을 기반으로 하며, 단기 공급 동작은 기동/피크 이벤트를 지원해야 하고, 불량한 전압 붕괴나 보호 트립이 없어야 합니다.
두 모터의 공급 전원을 어떻게 크기 조정하나요?
함께 작동할 수 있는 모터의 구동 전류를 합산한 다음, 함께 시작할 수 있는 모터의 기동/피크 전류를 따로 합산하세요. 제어기/액세서리 부하를 추가하고 프로젝트의 검증된 마진/감가 방법을 적용하십시오.
20%의 마진이 항상 충분한가요?
아니요. 비율 마진은 프로젝트에 따라 다릅니다. 후보 공급 장치의 감가 곡선, 실제 부하 변동성, 환경, 과부하 모드 및 검증 증거를 사용하세요.
액추에이터의 힘으로부터 전류를 추정할 수 있나요?
힘만으로는 신뢰할 수 없습니다. 모터 상수, 기어비, 나사 리드, 효율, 속도, 마찰 및 제어기 동작도 필요합니다.
와트가 충분한 공급 장치가 여전히 실패할 수 있는 이유는 무엇인가요?
모터 기동이 지속 전류 정격을 초과할 수 있으며, 케이블 전압 강하가 제어기 전압을 감소시킬 수 있거나, 공급 장치가 정상적인 과도 중에 hiccup/foldback/shutdown 모드에 들어갈 수 있습니다.
