온도 관리는 L7 설계의 핵심

L7 시리즈 리니어 모터는 공작기계 응용을 위해 개발되었습니다 ── 고속 절삭(HSC, High Speed Cutting), 고성능 절삭(HPC, High Performance Cutting) 및 각종 연삭 응용을 포함합니다. 이러한 응용에서는 충분한 이송 추력을 최고 효율로 발생시키고, 그에 따른 전력 손실을 효율적으로 방산하여 기계 구조물 및 인접 구조물로의 열 입력을 최소화해야 합니다.

따라서 L7 시리즈는 일차측(primary part)에 수냉 회로(cooling circuit)를 탑재하며, 이차측(secondary part) 냉각 회로는 옵션으로 선택할 수 있습니다. 일차측(Primary part)의 냉각 회로는 대부분의 열류를 흡수하여 냉각 매체로 전달합니다.

이차측(Secondary Part) 냉각 시스템

이차측(Secondary part) 냉각 시스템은 일차측(primary part) 하부의 잔존 복사열 및 대류열을 흡수하고 방산하기 위해 사용됩니다. 이를 통해 기계 베드에 냉각 배관을 매설하는 복잡한 공정(구조 강도 약화의 원인)이 더 이상 필요하지 않게 됩니다.

3대 열 유발 변형 억제 조치

열 유발에 의한 기계 형상 변화를 최소화하기 위해, L7은 다음 조치를 종합적으로 지원합니다:

1. 열 절연(Thermal insulation)

특수 절연 요소가 일차측(primary part) 상부에 공기 간극을 형성하여, 리니어 모터와 나사 설치면 사이의 열을 차단합니다.

2. 균일한 온도 분포(Homogeneous temperature distribution)

열적으로 대칭 구조의 일차측(primary part)과 특수 설계된 주 냉각 시스템을 통해, 온도가 최적화된 균일 분포를 달성합니다.

3. 전체 시스템의 능동 온도 제어(Active temperature control as a complete system)

이차측(Secondary parts)은 냉각 기능을 옵션으로 선택할 수 있으며, 일차측(primary part)의 기존 냉각 시스템에 쉽게 통합할 수 있습니다.

구조 분해

L7 모터 구조 분해도: 수냉 내장 일차측, 커버 플레이트, 캡슐화 이차측, 이차측 냉각 시스템

L7 모터 구조 분해도(Source: PHL en-GB / DE / 2025-01, p.5)

  • 일차측(Primary part) with integrated water cooling system ── 수냉 회로 내장, 주된 열류를 흡수
  • Cover plate(옵션) ── 칩 등 가공 입자가 이차측(secondary part)에 끼는 것을 방지하여 청소 용이
  • 이차측 캡슐화형(Secondary parts in encapsulated design)(옵션) ── 액체에 대한 우수한 보호 제공; 강화 절연 시스템을 통해 향후 전기적 요구사항에 대비
  • 이차측 냉각 시스템(Secondary part cooling system)(옵션) ── 일차측(primary part) 하부의 잔존 복사 및 대류열을 흡수하여, 베드 내부에 냉각 배관을 매설할 필요 없음

효율 및 전력 손실

고도로 콤팩트한 냉각 시스템과 최적화된 코일 설계를 통해, L7은 현재 업계 벤치마크 대비 다음 두 가지 중 하나의 개선을 달성합니다:

−50%

동일 추력에서 전력 손실 최대 50% 감소

+40%

동일 전력 손실에서 정격 추력 최대 40% 향상

진동 운동에서 두드러지는 우위

L7은 높은 가속이 요구되고 모터가 지속적으로 발열하는 진동 운동(oscillating motion) 응용에서 특히 두드러집니다. 높은 가속 성능은 사이클 타임을 단축시키며, 에너지 여유는 가공물의 윤곽 정밀도를 보장합니다. 전력 손실이 매우 낮기 때문에 기계 베드로 유입되는 열량 또한 감소합니다.

규정 준수 및 내구성

Ecodesign Directive 2009/125/EC

L7 시리즈 리니어 모터는 EU 에코디자인 지침 2009/125/EC의 에너지 효율 요구사항을 충족합니다.

내구성

이차측(Secondary parts)은 수명 연장 및 보호를 위해 다음 옵션을 제공합니다:

  • Cover plate(커버 플레이트): 기계적 영향을 효과적으로 차단, 가공 칩을 쉽게 제거 가능
  • 캡슐화형(encapsulated): 액체에 대한 우수한 보호 제공
  • 강화 절연 시스템: 향후 더 엄격한 전기적 요구사항에 대비

이러한 옵션 조합으로 L7 시리즈는 폭넓은 내구성과 신뢰성을 보입니다.

L1 시리즈와의 포지셔닝 차이

오랜 기간 동안 Schaeffler Industrial Drives는 피크 추력 상한 5,171 N의 수냉식 유철심 L1 시리즈 리니어 모터를 공급해 왔습니다. L7은 이 범위를 24,300 N까지 확장하여, Schaeffler 직접 구동을 핸들링 시스템과 공작기계의 주축/이송축에 폭넓게 적용할 수 있게 합니다.

항목 L1 시리즈 L7 시리즈
피크 추력 상한 5,171 N 24,300 N
대표 응용 자동화, 반도체, PCB, 레이저 절단, 측정 밀링, 선반, 연삭, HSC 축, 진동/비원형 가공
수냉 L1C 옵션 일차측(Primary part) 표준 수냉
이차측(Secondary part) 냉각 해당 없음 옵션
절연 강도 800 V
IP 등급 일차측(Primary part) IP65
ESC
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