효율적인 동력 전달을 위한 설계 기법

동력 전달은 한 구성요소나 기계에서 다른 구성요소나 기계로 기계적 동력을 전달하는 것을 의미합니다. 이는 제품을 효율적으로 생산하기 위해 다양한 기계와 장비가 함께 작동해야 하는 제조 및 생산 환경에 필수적입니다. 현대 산업 자동화의 동력 전달은 전기 모터가 기어, 벨트, 체인, 커플링 등 다양한 기계 시스템을 통해 동력을 전달할 때 이루어집니다.

제조 공장에서는 모터가 한 기계에서 다른 기계로 자재를 운반하는 컨베이어 벨트에 동력을 공급할 수 있습니다. 모터를 통해 전달된 동력은 기어 시스템을 통해 컨베이어 벨트로 전달되므로 부드럽고 효율적인 동력 전달이 가능합니다. 이 기사에서는 일반적으로 사용되는 모터 및 드라이브 유형과 함께 동력 전달의 일반적인 응용 분야를 중점적으로 설명합니다.

일반적인 전력 전송 애플리케이션에는 다음이 포함됩니다.

컨베이어 시스템: 제조 및 자재 취급 분야에서 제품이나 자재를 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 데 널리 사용됩니다. 동력 전달은 컨베이어 벨트, 롤러 및 컨베이어 시스템의 기타 구성 요소를 구동합니다.

산업용 로봇: 자재 취급, 조립, 용접 등 다양한 자동화 애플리케이션에 사용됩니다. 동력 전달은 로봇의 모터에서 관절과 엔드 이펙터로 기계적 동력을 전달합니다.

공작 기계: 동력 전달은 금속 부품의 모양을 만들고 마무리하는 선반, 밀링 기계, 연삭기의 스핀들을 구동합니다.

포장 기계: 유통 및 판매용 제품을 포장합니다. 동력 전달은 컨베이어, 필러, 캐퍼 및 포장 기계의 기타 구성 요소를 작동시킵니다.

인쇄 기계: 동력 전달은 라벨, 포장, 출판물 및 기타 자료를 인쇄하는 기계의 롤러 및 기타 구성 요소를 추진합니다.

자재 취급 장비: 크레인, 호이스트, 리프트는 무거운 자재나 제품을 운반합니다.

특정 응용 분야 및 요구 사항에 따라 동력 전달에 사용되는 몇 가지 일반적인 유형의 모터 및 드라이브 시스템이 있습니다.

AC 유도 모터는 동력 전달 분야에서 가장 일반적인 유형의 모터입니다. 간단하고 안정적이며 효율적이므로 다양한 응용 분야에 적합합니다. AC 유도 모터의 일반적인 속도 범위는 모터의 설계 및 적용에 따라 다릅니다. 그러나 대부분의 AC 유도 모터의 속도 범위는 최대 부하에서 분당 회전수(RPM)가 900~3,600입니다.

일반적으로 AC 유도 전동기는 전원 공급 장치의 주파수와 모터의 극 수에 따라 결정되는 일정한 속도로 작동합니다. 예를 들어, 60Hz 전원 공급 장치와 4극 모터는 1800RPM의 동기 속도를 생성합니다. 그러나 모터의 실제 작동 속도는 동기 속도와 실제 회전자 속도의 차이인 슬립으로 인해 동기 속도보다 약간 느려질 수 있습니다.

AC 유도 모터의 속도는 일반적으로 가변 주파수 드라이브(VFD)를 사용하여 전원 공급 장치의 주파수를 변경하여 제어할 수 있습니다. 이를 통해 모터는 동기 속도보다 낮거나 높은 속도에서 작동할 수 있어 모터 속도와 토크를 제어하는 ​​데 더 큰 유연성을 제공합니다.

AC 유도 모터의 일반적인 속도 조절은 모터 설계, 부하 특성 및 사용된 제어 방법을 포함한 여러 요소에 따라 달라집니다. 일반적으로 AC 유도 모터는 정격 속도의 특정 비율 내에서 속도를 유지할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 제어 시스템에 따라 정격 속도의 ±0.1% ~ ±10% 범위입니다. 원심 압축기나 팬에 사용되는 고속 모터와 같은 일부 특수 AC 유도 모터는 속도 범위가 다를 수 있습니다. 이 모터는 최대 15,000RPM 이상의 속도로 작동할 수 있습니다.

DC 모터는 정밀한 속도 제어가 필요한 응용 분야나 저속에서 높은 토크가 필요한 응용 분야에 자주 사용됩니다. 이는 모터 단자에 일정한 전압을 제공하는 직류(DC) 전원을 사용하여 구동됩니다. 전압으로 인해 전류가 모터 권선을 통해 흐르게 되어 모터 내부의 영구 자석과 상호 작용하는 자기장이 생성됩니다. 자기장 사이의 상호 작용으로 인해 모터의 전기자(회전자)가 회전하게 됩니다.