전기 구동기 vs 공압 구동기 vs 유압 구동기: 선택 방법

전기, 공압 및 유압 액추에이터는 모두 유용한 산업적 움직임을 생성할 수 있지만, 서로 다른 문제를 효과적으로 해결합니다. 전기 액추에이션은 일반적으로 프로그래밍 가능한 위치, 동작 프로파일, 진단 및 청정 기계 통합을 위한 가장 강력한 시작점입니다. 공압은 이미 압축 공기가 사용 가능한 경우 간단하고 빠르며 반복적인 전방향 움직임에 매우 실용적입니다. 유압은 매우 높은 힘 또는 전력 밀도, 충격 내구성 또는 중량 화물 처리가 설계를 지배할 때 대체하기 어렵습니다.

전체 엔지니어링 프레임워크는 다음을 참조하십시오. 전기 실린더 엔지니어링 선택 가이드.

보편적인 승자는 없습니다. 적절한 기술은 전체 움직임 요구 사항에 따라 달라집니다: 최대 및 지속적 힘, 속도, 스트로크, 가속, 작동 사이클, 유지시간, 위치 지정 요구 사항, 이용 가능한 유틸리티, 환경, 안전 행동, 유지보수 능력 및 총 설치 비용.

빠른 비교: 전기 vs 공압 vs 유압 액추에이터

결정 요소	전기	공압	유압
주요 에너지 경로	전력은 모터 또는 직접 선형 요소를 구동합니다.	압축 공기는 피스톤이나 회전 요소에 작용합니다.	압력 액체는 피스톤이나 회전 요소에 작용합니다.
프로그래밍 가능한 위치 지정	대부분 여러 위치와 동작 프로파일에 직관적으로 맞는 경우가 많습니다.	기본 실린더는 최종 위치를 선호하며, 서보 공압은 중간 제어를 추가할 수 있습니다.	비례 또는 서보 제어로 폐쇄 루프 위치 지정을 수행할 수 있습니다.
힘 / 전력 밀도	넓은 범위; 기계적 전송, 모터, 열 한계 및 작동 사이클을 함께 확인해야 합니다.	많은 자동화 작업에 대해 좋은 компакт 힘을 제공하지만, 일반적으로 유압력 밀도에는 미치지 못합니다.	일반적으로 매우 높은 힘 또는 전력이 컴팩트한 액추에이터 envelopes에 맞아야 할 때 가장 강력합니다.
빠른 반복 사이클링	모터, 전송 및 열 설계가 프로파일을 지원할 때 강력합니다.	간단한 포인트 투 포인트 사이클링에 자주 우수합니다.	강력한 고전력 모션이 가능하며, 유량, 밸브 크기, 관성 및 열이 중요합니다.
유틸리티 인프라	전원 공급, 드라이브/컨트롤러, 배선, 피드백 및 안전 하드웨어	압축기, 수신기, 공기 처리, 밸브, 튜빙 및 배기	펌프 또는 HPU, 저장소, 여과, 밸브, 파이프 또는 호스 및 종종 열 관리
에너지 동작	변환 위치 및 간헐적 운동에 유리할 수 있지만, 유지 및 직무는 결과를 변경할 수 있습니다.	압축 공기 생성, 압력 강하, 누수 및 배기 손실을 포함해야 합니다.	펌핑, 조절, 대기 작동, 누수 및 냉각이 손실을 발생시킬 수 있으며, 현대 아키텍처는 이를 줄일 수 있습니다.
청정도	작동기에서 공정 유체가 없지만 윤활과 밀폐는 여전히 중요합니다.	유압유 유출은 없지만 물, 기름, 입자 및 배기 품질은 여전히 중요합니다.	유체 누출 및 오염 제어는 큰 설계 제약이 될 수 있습니다.
유지 관리 초점	전송, 가이드, 베어링, 윤활, 밀봉, 브레이크, 모터/드라이브, 케이블	누수, 필터, 건조기, 배수, 튜빙, 밸브, 밀봉, 쿠셔닝	유체 상태, 필터, 밀봉, 호스, 피팅, 펌프, 밸브, 온도, 누수
보유/전력 손실 동작	백드라이버빌리티, 브레이크, 기어박스, 카운터밸런스 또는 기계적 잠금에 따릅니다.	밸브 상태, 갇힌 압력, 스프링 복귀, 로드 잠금 및 하중에 따라 다릅니다.	밸브, 누수, 축적기, 하중 보유 장치 및 기계적 지지에 따라 다릅니다.
일반적인 시작점	프로그래머블, 연결된, 가변 위치 기계 모션	간단한 A/B 모션, 클램핑, 배출, 그리핑, 인덱싱	압축, 리프팅, 형성, 이동 기계, 충격이 큰 고강도 작업

이것은 기술적 한계가 아니라 선택 경향입니다. 정교한 서보-공압 또는 전기-유압 시스템은 설계된 작업에서 poorly designed electric axis보다 우수할 수 있습니다. 마찬가지로 전기 액추에이터는 필요한 힘-속도-작업 범위가 실용적인 전기 기계적 설계를 초과하는 경우 잘못된 선택일 수 있습니다.

액추에이터 유형이 아닌 모션 요구 사항에서 시작하세요

유용한 비교는 하드웨어를 선택하기 전에 시작됩니다. 기계가 실제로 해야 하는 작업을 정의하세요.

새로운 축 또는 공압/유압에서 전기 변환 검토를 위해 최소한 다음을 기록하십시오:

최대 및 지속적인 힘: 중력, 프로세스 힘, 마찰, 가속도 및 충격 하중을 포함합니다.
스트로크 및 설치 길이: 필요한 이동 거리만으로는 액추에이터가 기계에 적합한지를 정의할 수 없습니다.
속도 및 가속도: 이동 시간, 반전, 접근 속도 및 감속을 포함합니다.
작동 주기: 축이 얼마나 오랫동안 이동하고, 유지하고, 대기하고, 반복하는지.
위치 요구 사항: 두 개의 엔드포인트, 여러 개의 인덱스 위치, 연속 경로, 동기화된 축 또는 힘 제어 모션.
유지 요구 사항: 대기, 비상 정지 또는 전원 손실 시 무슨 일이 발생하는지.
환경: 먼지, 세척, 온도, 오염 한계, 소음 제한, 진동 및 서비스 접근.
제어 및 데이터: 기본 I/O, 피드백, PLC 통합, 레시피, 진단, 추적 가능성 또는 힘-변위 기록.
사용 가능한 유틸리티: 전기 전원, 압축 공기, 유압, 냉각 및 유지보수 능력.
고장 상태 행동: 하중이 어떻게 멈추고, 유지되고, 환기되고, 브레이크되고, 안전한 상태로 이동해야 하는지를 나타냅니다.

이러한 입력이 여전히 정의되지 않았다면, 기술을 선택하기 전에 힘, 스트로크, 속도, 작업 및 운영 가정을 정리하기 위해 사용하세요. 액추에이터 사이징 리소스 전기, 공압 및 유압 구동의 차이점

전기 구동

Electric actuation

전동 선형 액추에이터는 전기 에너지를 기계적 운동으로 변환합니다. 일반적인 구조는 나사, 벨트, 랙, 기어박스 또는 다른 전송 장치가 있는 모터를 사용하며, 직접 선형 모터는 회전-선형 나사 단계 없이 운동을 생성합니다.

장점은 시스템이 전기적이라는 것만이 아닙니다. 모터 구동은 위치, 속도, 가속도 및 토크를 명령할 수 있으며, 피드백은 메커니즘의 일부 주위에서 루프를 닫습니다. 이를 통해 프로그래밍 가능한 운동, 레시피, 동기화된 축, 진단 및 기계 제어 통합이 상대적으로 직접적으로 이루어집니다.

기계적 전송은 여전히 중요합니다. 나사 리드, 기어박스 비율, 베어링 배열, 윤활, 안내, 백드라이브 가능성 및 열 용량이 실제 힘-속도-사용 주파수 범위를 결정합니다.

공압 작동

공압 액추에이터는 압축 공기를 사용하여 운동을 생성합니다. 선형 실린더에서 압력은 피스톤 면적에 작용합니다. 일차적인 힘 관계는 다음과 같습니다:

힘 ≈ 압력 × 유효 피스톤 면적

실제 힘은 밀봉 마찰, 역압, 압력 강하, 가속도 및 기타 시스템 손실로 인해 이상 계산보다 낮습니다.

단일 작동 실린더는 한 방향으로 구동되며 스프링, 중력 또는 다른 하중에 의해 되돌아옵니다. 이중 작동 실린더는 양 방향 모두에 공압을 사용합니다. 방향 밸브는 공기를 적절한 챔버로 라우팅하며, 유량 제어는 속도에 영향을 미칩니다.

실린더 자체는 단순할 수 있지만, 기계는 공기 시스템에 의존합니다: 압축기, 수신기, 건조기 또는 물 관리, 필터링, 조절, 밸브, 튜빙, 피팅, 배기 및 누수 제어.

유압 작동

유압 액추에이터는 압력이 가해진 액체, 일반적으로 유압유를 사용하여 운동을 생성합니다. 선형 실린더의 경우, 동일한 일차적인 압력-면적 관계가 적용됩니다:

힘 ≈ 압력 × 유효 피스톤 면적

유압 시스템은 일반적으로 공압 시스템보다 훨씬 높은 압력에서 작동하기 때문에, 상대적으로 컴팩트한 실린더에서 매우 높은 힘을 개발할 수 있습니다.

완전한 유압 회로에는 펌프 또는 유압 전원 장치, 저장소, 필터링, 방향 및 압력 제어 밸브, 매니폴드, 호스 또는 배관, 냉각, 하중 보유 장치 및 축전기가 포함될 수 있습니다. 압력은 사용 가능한 힘을 생성하고, 유량은 액추에이터 속도의 주요 결정 요소입니다.

전기 실린더는 모터 구동 선형 운동을 자가 포함된 축으로 패키징하며, 최종 크기는 여전히 응용 프로그램의 하중 프로필에 따라 달라집니다.

제어 및 위치 지정: 아키텍처가 가장 중요할 때

많은 자동화 축에 대해 전기 작동의 가장 강력한 주장은 원초적 힘이 아니라 프로그램 가능한 운동입니다..

피드백 제어 전기 축은 명령된 여러 위치로 이동할 수 있으며, 레시피에 따라 가속 및 속도를 변경하고, 다른 축과 동기화하며, 위치 또는 드라이브 상태를 기계 컨트롤러에 보고할 수 있습니다. 아키텍처에 따라 힘이나 토크도 제어 프로세스의 일부가 될 수 있습니다.

그것이 모든 전기 시스템을 매우 정확하게 만드는 것은 아닙니다. 위치 성능은 여전히 다음에 의존합니다:

피드백 유형 및 위치;
나사 또는 벨트의 정확성;
백래시 및 순응성;
가이드 강성;
열 팽창;
제어 루프 조정;
하중 변동;
구조적 처짐.

모터 인코더는 기계적 오류가 다운스트림에 남아 있는 동안 모터 위치를 확인할 수 있습니다. 하중 측 피드백은 실제 기계 운동의 많은 부분을 관찰할 수 있지만, 통합 요구 사항이 추가됩니다.

공압 위치 지정은 두 가지 상태로 제한되지 않지만 기본 실린더는 이를 선호합니다.

전통적인 공압 실린더는 완전히 확장된 위치와 완전히 수축된 위치, 기계적 정지장치, 클램프, 게이트, 배출 장치 및 기타 간단한 움직임에 자연스럽게 잘 적합합니다. 공기 압축성, 씰 마찰, 공급 압력 변동 및 하중 변화로 인해 안정적인 임의 중간 스트로크 위치 지정은 일반적인 폐쇄 루프 전기 축보다 더 어렵습니다.

중간 공압 위치 제어는 여전히 가능합니다. 비례 밸브, 변위 피드백, 압력 센서 및 서보 공압 제어를 통해 위치, 속도 또는 힘을 조절할 수 있습니다. 일반적인 공압의 매력을 더해주는 단순성의 일부를 포기하는 것이 거래입니다.

유압 제어는 복잡할 수 있습니다.

유압이 본질적으로 부정확하다고 간과해서는 안 됩니다. 비례 밸브, 서보 밸브, 압력 변환기, 위치 센서 및 전자 컨트롤러가 폐쇄 루프 위치, 속도, 압력 또는 힘 제어를 제공할 수 있습니다.

공학적 도전은 다릅니다. 유체 온도, 점도, 누유, 밸브 데드밴드, 히스테리시스, 호스 확장, 마찰 및 순응성이 응답에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 고성능 전자 유압 제어는 단순한 실린더 선택이 아니라 시스템 설계 문제입니다.

프로그래머블 전기 모션은 전체 제어 아키텍처에 따라 다릅니다. 실제 시스템에 대해 컨트롤러와 액추에이터의 호환성을 확인해야 합니다.

프로그래머블 위치, 교체, 동기축 또는 직접 디지털 진단에 따라 가치가 결정되는 자동화 기계의 경우, 전동 리니어 액추에이터 계열 은 일반적으로 모션 요구 사항 정의 후 자연스러운 상업적 경로입니다.

힘, 파워 밀도, 및 실제 하중 프로파일

유압은 종종 매우 높은 힘 또는 파워 밀도 우세할 때 가장 강력한 시작점입니다.

피스톤 면적 위에 작용하는 고압의 유체는 유압 실린더가 컴팩트한 기계적 외형 안에서 상당한 힘을 생성할 수 있게 합니다. 이러한 이유로 유압 시스템은 중량 압착, 성형, 리프팅, 건설 장비, 이동 기계 및 충격 하중 또는 매우 높은 힘이 정상인 기타 응용 분야에서 여전히 일반적입니다.

공압은 특히 스트로크가 짧고 모션이 간단할 때 공장 자동화를 위해 강력한 선형 힘을 생성할 수 있습니다. 실린더의 내경을 증가시키면 힘도 증가하지만 공기량의 수요도 증가합니다. 공급 압력을 증가시키면 이론적인 힘이 실린더, 밸브, 피팅 및 배급 시스템의 정격 내에서만 상승합니다.

전기 시스템은 넓은 힘 범위를 커버하지만, 전체 힘-속도-작업 관계를 확인해야 합니다. 높은 피크 힘을 생성할 수 있는 나사 구동 축이 필요 속도에서 그 힘을 지속적으로 생성하지 못할 수 있습니다. 모터 가열, 구동 한계, 나사 수명, 베어링 하중, 기어박스 열 용량 및 윤활이 제한 요소가 될 수 있습니다.

전기 선택의 경우, 단순히 묻지 마십시오:

“액추에이터가 피크 힘을 생성할 수 있습니까?”

다음도 물어보십시오:

어떤 선형 속도로?
사이클당 몇 초?
시간당 몇 사이클?
하중이 압축인지, 인장인지, 역전인지?
충격이나 충격이 있습니까?
축이 하중 하에 정지합니까?
주변 온도는 얼마입니까?
필요한 수명 목표는 무엇입니까?

이것은 무거운 유압 축을 전기적으로 변환해서 실린더 내경의 힘을 단일 액추에이터의 기계적 힘 숫자와 일치시키는 것이 적절하지 않은 이유 중 하나입니다.

속도, 사이클링 및 홀딩은 별개의 질문입니다.

“어떤 기술이 가장 빠릅니까?”는 일반적으로 잘못된 질문입니다.

공압은 빠른 A/B 사이클링에 매우 적합할 수 있습니다.

공압 실린더는 정의된 끝점 사이에서 반복적인 동작을 위해 매우 효과적일 수 있습니다. 실제 사이클 시간은 내경, 스트로크, 하중, 공기 압력, 밸브 흐름, 튜빙 볼륨, 배출 제한, 가속 및 쿠션에 따라 달라집니다.

이로 인해 공압은 다음과 같은 작업에 매우 적합하게 됩니다:

부품 배출;
컨베이어 정지;
클램핑;
그립핑;
정렬;
간단한 이송;
인덱싱;
게이트 및 다이버터.

기계가 많은 위치, 제어된 궤적 변화, 지속적인 위치 데이터 또는 동기화된 동작이 필요한 경우 동일한 구조는 덜 매력적이 됩니다.

전기 동작은 속도를 프로그래밍할 수 있을 때 강력합니다.

전기 시스템은 높은 속도와 제어된 가속도 및 감속을 결합할 수 있지만, 모터와 전달 장치는 동적 및 열 범위를 유지해야 합니다. 예를 들어, 빠른 나사 리드가 Torque-Speed 요구사항을 변경하며 힘 능력에 영향을 줄 수 있습니다.

유압은 높은 힘과 강력한 전력 전달을 결합합니다.

유압 시스템은 유용한 속도에서 높은 힘을 생산할 수 있지만, 펌프 흐름, 밸브 크기, 압력 손실, 부하 관성, 열 발생 및 냉각이 모두 결과에 영향을 미칩니다.

홀딩은 이동과 동일하지 않습니다.

수직 축은 쉽게 이동할 수 있지만 전력 손실 후 안전하게 유지하기 어려울 수 있습니다.

전기 축의 경우, 볼 스크류나 롤러 스크류는 백드라이브가 가능할 수 있습니다. 브레이크, 기어박스, 카운터밸런스 또는 별도의 기계적 잠금 장치가 필요할 수 있습니다.

공압의 경우, 갇힌 공기는 압력 변화나 누수가 발생할 때 압축 가능하며 이동할 수 있습니다. 스프링 리턴 설계, 로드 잠금 장치, 기계적 제약 또는 특정 밸브 회로가 필요할 수 있습니다.

유압의 경우, 파일럿 작동 체크, 카운터밸런스 밸브, 하중 유지 밸브, 축전기, 누수 동작 및 기계적 지원이 모두 안전 상태에 영향을 미칩니다.

액추에이터 기술만으로 안전한 홀딩을 유추해서는 안 됩니다.

인프라, 에너지 및 총 소유 비용

공정한 비용 비교는 완전 설치된 시스템을 사용해야 하며, 하나의 실린더 구매 가격이 아닙니다.

공압 시스템 경계

공압 축은 기계에서 컴팩트한 실린더만 필요할 수 있지만, 시설도 다음이 필요할 수 있습니다:

압축기 용량;
리시버 저장;
드라이어 및 응축수 관리;
필터 및 레귤레이터;
밸브 및 매니폴드;
배급 파이핑 및 로컬 배관;
누수 감지 및 수리;
배기 소음 제거.

압축 공기 누출 및 압력 강하가 성능과 운영 비용에 직접적으로 영향을 미칩니다. 압축공기 및 가스 협회는 압축공기 성능의 일환으로 시스템 압력, 흐름, 공기 품질, 누출 및 분배 손실을 강조합니다.

플랜트에 이미 잘 관리된 압축 공기가 여분의 용량을 가지고 있다면, 추가적인 간단한 실린더의 점진적 비용은 매우 낮을 수 있습니다. 새로운 기계가 추가 압축기 용량이나 더 높은 플랜트 압력을 요구하는 경우, 경제성이 상당히 변할 수 있습니다.

유압 시스템 경계

유압 축에는 다음이 필요할 수 있습니다:

유압 파워 유닛 또는 공유 펌프;
저장소;
필터 및 호흡기;
밸브 및 매니폴드;
호스 또는 배관;
압력 해소;
하중 유지 장치;
유체 관리;
열 방출이 필요할 때 냉각.

고정 속도 펌핑과 스로틀링은 일부 서킷에서 상당한 손실을 초래할 수 있습니다. 변속, 하중 감지, 펌프 제어 및 기타 현대 전기-유압 아키텍처는 이러한 패널티를 줄일 수 있으므로, 단일 일반 유압 효율 번호는 유용하지 않습니다.

전기 시스템 경계

전기 작동은 압축 공기 및 유압 액체 유틸리티를 모션 축에서 제거하지만, 기반 시설이 없는 것은 아닙니다. 시스템은 여전히 다음을 포함합니다:

전원 공급 장치 또는 드라이브;
모터 배선;
피드백 배선;
컨트롤러 또는 PLC 인터페이스;
필요한 경우 브레이킹 또는 홀딩 하드웨어;
과전류 및 전기 보호;
안전 회로;
호환 가능한 커넥터 및 케이블.

전기 시스템은 압축 공기 및 유압 유틸리티를 피하지만, 전원, 제어, 배선, 보호 및 호환성은 여전히 설치된 시스템 비교에 속합니다.

기계 제조업체에게는 총 비용에 에너지, 유틸리티, 커미셔닝, 유지 관리 인력, 다운타임, 예비 부품, 오염 결과, 전환 시간 및 진단을 포함해야 하며, 작동기 견적만 포함되어서는 안 됩니다.

과학적 보고서에 발표된 동료 리뷰 비교 Scientific Reports 마찬가지로 결과는 기술 레이블만이 아닌 정의된 시스템과 운영 작업에 따라 달라진다는 것을 발견했습니다. 참조 목록에 있는 동료 리뷰 기반의 유압, 공압 및 전기 직선 작동 비교를 참조하세요.

청결, 소음, 유지보수 및 안전

전기

전기 액추에이터는 모션 축에서 압축 공기나 유압 작동 유체를 필요로 하지 않습니다. 이는 깨끗한 기계 통합을 단순화할 수 있지만 전자기 시스템은 여전히 그리스, 오일, 씰, 베어링 및 기어박스를 포함할 수 있습니다. 먼지 보호, 세척 설계, 윤활제 선택 및 케이블 경로는 응용 프로그램에 따라 다릅니다.

유지보수에는 나사 또는 가이드 윤활, 베어링 검사, 브레이크 점검, 씰 마모, 케이블 검사, 드라이브 냉각 및 피드백 및 안전 장치 검증이 포함될 수 있습니다.

공압

공압 시스템은 유압유 유출 위험을 피하지만 압축 공기가 자동으로 깨끗하진 않습니다. 수분, 입자, 압축기 잔여물, 하류 파이프 오염 및 배기 품질이 중요할 수 있습니다.

필터, 건조기, 드레인, 밸브, 피팅, 튜빙, 씰 및 머플러는 모두 유지보수 지점이 됩니다. 누수는 너무 작아 들을 수 없지만 여전히 공기를 낭비할 수 있습니다. 배기 소음은 제어되지 않으면 고주기 기계에서 상당할 수 있습니다.

유압

유압 시스템은 유체 상태에 더 많은 강조를 둡니다. 외부 누출은 집안 관리 및 환경 문제를 일으키며, 내부 누출은 효율성을 감소시키고 시각적인 유체 손실 없이 열을 발생시킬 수 있습니다.

오염 제어는 펌프, 밸브, 씰 및 액추에이터 수명에 영향을 미칩니다. 필터, 통풍구, 유체 전송 관행, 호스 상태, 온도 및 주기적인 검사는 따라서 신뢰성 문제이며 선택적 집안 관리가 아닙니다.

안전

세 가지 기술 모두 위험한 에너지를 저장하거나 전송합니다.

전기 축은 예기치 않게 이동하거나 에너지를 재생하며 중력 하중을 유지하거나 드라이브와 커패시터를 통해 전원을 유지할 수 있습니다.
공압 시스템은 공급이 격리된 후에도 압축 공기를 유지할 수 있습니다.
유압 회로는 라인, 실린더 또는 축압기에서 높은 압력을 유지할 수 있으며, 펌프가 정지된 후에도 부하를 지지할 수 있습니다.

안전한 서비스 작업을 위해서는 기계의 유해 에너지 절차를 완전히 따라야 합니다. OSHA의 유압 잠금 안내서는 저장되거나 잔여 에너지가 해제되고, 제어되며, 분리되거나 안전하게 만들어져야 한다는 유용한 참고 자료입니다.

전기 구동을 사용하는 것이 더 나은 경우

기계에 다음과 같은 여러 기능이 필요할 때 전기 모션으로 시작하십시오:

프로그램 가능한 여러 위치;
자주 바뀌는 레시피;
제어된 가속도 및 감속;
동기화된 축;
폐쇄 루프 위치 피드백;
힘 또는 토크 모니터링;
기계 진단 및 추적 가능성;
직접 PLC 또는 네트워크 통합;
플랜트 유틸리티에 대한 낮은 의존성;
압축 공기 배출 또는 유압 유체가 없는 깨끗한 장비 설계;
변동 모션 프로파일에서 효율적인 작동;
소프트웨어 기반의 변경 작업이 더 쉬움.

전기 모션 축이 보다 직접적으로 명령할 수 있는 모션 유연성을 만들기 위해 공압 시스템에 누적된 정지, 비례 밸브, 센서, 조절기 및 로직이 있는 경우, 전기가 특히 매력적입니다.

필요한 힘-속도-작동 범위가 전기 기계 실린더에 실용적이고 기계가 프로그램 가능한 모션, 낮은 유체 유지 관리 부담 또는 프로세스 데이터를 통해 이점을 얻을 수 있는 경우 유압의 강력한 대안이 될 수 있습니다.

ServoCylMotion의 전기 실린더 제품군 응용 요구 사항이 정의된 후, 나사 구동 전기 모션에 대한 상업적 맥락이 제공됩니다.

전기 선형 액추에이터는 다양한 기계적 외형으로 제공되므로 스트로크, 하중, 속도, 장착 및 작동 요구 사항을 함께 확인해야 합니다.

전기가 자동으로 올바른 변환은 아닙니다. 극도의 충격 하중, 매우 높은 지속적인 힘, 성숙한 공유 유압 시스템 또는 단순한 고주기 공압 도구가 있는 기계는 기존 기술에 그대로 두는 것이 더 나을 수 있습니다.

여전히 공압이 의미가 있는 경우

공압은 다음 대부분의 조건이 충족될 때 합리적인 엔지니어링 선택으로 남아 있습니다:

작동이 주로 두 개의 정의된 위치 사이에 있을 때;
사이클 속도가 임의의 위치 선정보다 더 중요할 때;
플랜트에 이미 신뢰할 수 있는 압축 공기가 있을 때;
실린더가 컴팩트하고 기계적으로 단순해야 할 때;
유연성이 유용할 때;
프로세스가 클램핑, 배출, 그립, 색인, 게이팅 또는 간단한 전송일 때;
홀딩 동작은 회로 또는 기계 설계로 관리할 수 있을 때;
전체 시스템 수준에서 에너지 사용이 수용 가능할 때;
공기 품질 및 배출이 환경을 위해 제어될 수 있을 때.

기존의 잘 유지된 공기 네트워크에서 간단한 공압 실린더는 순차적인 두 위치 작업에 있어 무적일 수 있습니다. 명확한 제어, 에너지, 유지보수 또는 프로세스 이점이 없는 전기 구동으로 변환하는 것은 비용과 복잡성을 추가하면서 기계 가치를 높이지 않을 수 있습니다.

유압이 여전히 합리적인 경우

유압은 작업이 다음으로 지배될 때 강력한 선택입니다:

매우 높은 힘 또는 토크;
컴팩트한 구동기 형상;
높은 전력 수요;
충격 또는 임팩트 하중;
무거운 이동 기계;
압착, 성형, 절단 또는 리프팅;
장시간의 높은 하중;
기존의 유압 인프라;
거친 환경에서 이미 검증된 강력한 유체 동력 아키텍처.

잘 설계된 유압 시스템은 정교한 폐쇄 루프 동작을 제공할 수 있습니다. 문제는 기계가 구동기 크기, 기계 구조, 제어, 홀딩 전략, 전력 공급 및 열 설계의 변화를 정당화할 만큼 전기 대안으로부터 이익을 얻는가 하는 것입니다.

더 넓은 기계 수준의 맥락에 대해서는 ServoCylMotion 산업 자동화 응용 페이지를 참조하세요..

공압 또는 유압을 전기로 전환 체크리스트

전기 구동기가 공압 또는 유압 실린더를 대체할 수 있는지 질문하기 전에 다음 정보를 수집하세요.

입력	문서화할 것
하중	최대 힘, 지속 힘, 중력, 마찰, 충격, 프로세스 힘
모션	행정, 속도, 가속도, 감속도, 사이클 시간
작동 패턴	시간당 이동, 대기 시간, 유지 시간, 지속 작동
위치 설정	종단점, 위치 수, 정확도, 반복성, 동기화
힘 제어	힘이 간단히 가해지는지 아니면 측정 및 제어되어야 하는지
장착	클레비스, 트러니언, 플랜지, 측면 하중, 정렬, 설치 공간
홀딩	대기 중 안전 상태, 정지, 비상 정지, 전원 손실
환경	온도, 먼지, 물, 오염 한계, 진동, 소음
유틸리티	사용 가능한 전압/전력, 압축 공기, 유압 공장, 냉각
제어	I/O, PLC, 필드버스, 피드백, 진단, 레시피
안전	보호, 브레이크, 잠금, 잔여 에너지, 중력 하중, 서비스 절차
수명주기	필요한 사이클, 유지보수 접근, 가동 중지 비용, 예비 부품 전략

공압 bore 또는 유압 실린더 지름만으로 전기 교체 부품의 크기를 결정하지 마십시오. 새로운 축은 실제 힘-속도-작동 프로파일 및 고장 상태 요구 사항에 따라 점검되어야 합니다.

특정 프로젝트의 경우, 이러한 입력을 통해 전송하십시오. 전기 실린더 맞춤화 및 전환 검토. 목표는 전기 이동이 애플리케이션에 적합한지 여부를 결정하는 것이며, 공압 또는 유압 작동이 더 나은 엔지니어링 선택으로 남아 있는 곳에서 전환을 강요하는 것이 아닙니다.

자주 묻는 질문

프로그래밍 가능한 위치 지정에 가장 적합한 액추에이터 유형은 무엇입니까?

전기 작동은 일반적으로 모터 드라이브 및 피드백이 여러 위치, 동작 프로파일, 동기화 및 진단을 자연스럽게 지원하기 때문에 가장 직접적인 출발점입니다. 서보-공압 및 전기-유압 시스템 또한 폐쇄 루프 위치 지정을 제공할 수 있지만, 인프라와 제어 복잡성이 다릅니다.

전기보다 공압 액추에이터가 더 나은 경우는 언제입니까?

압축 공기가 이미 존재하고 임의의 중간 위치지정이 필요하지 않으며 전체 공기 시스템 운영 비용이 허용 가능한 경우, 공압 액추에이터가 더 나은 선택일 수 있습니다.

전기보다 유압 액추에이터가 더 나은 경우는 언제입니까?

유압은 매우 높은 힘이나 전력 밀도, 충격 내성, 컴팩트한 실린더 크기 또는 기존 유압 기계 아키텍처가 설계를 지배할 때 여전히 매력적입니다.

전기 액추에이터가 항상 더 에너지 효율적인가요?

아니요. 전기 시스템은 종종 압축 공기 생성과 유압 조절 또는 대기 손실을 피하지만, 올바른 비교는 전체 사이클, 하중, 유지 시간, 모터/드라이브 크기, 기계 효율 및 이미 사용 가능한 유틸리티에 따라 달라집니다.

어떤 액추에이터 기술이 가장 빠른가요?

보편적인 가장 빠른 기술은 없습니다. 공압은 빠른 이중 위치 사이클링에 탁월할 수 있습니다. 전기 시스템은 높은 프로그래머블 속도를 제공할 수 있습니다. 유압은 높은 힘과 강력한 속도를 결합할 수 있습니다. 실제 결과는 하중, 스트로크, 유량 또는 전송, 가속도, 제어 프로필 및 열 한계에 따라 달라집니다.