การจัดการความร้อน — แกนหลักของการออกแบบ L7
มอเตอร์เชิงเส้น L7 Series ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานในเครื่องมือกล เช่น การตัดความเร็วสูง (HSC, High Speed Cutting), การตัดประสิทธิภาพสูง (HPC, High Performance Cutting) และการเจียรในรูปแบบต่าง ๆ ต้องสร้างแรงป้อน (feed force) ขนาดใหญ่ด้วยประสิทธิภาพสูงสุด และต้องระบายการสูญเสียกำลังที่เกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อลดการป้อนความร้อนเข้าสู่โครงสร้างเครื่องจักรหรือโครงสร้างที่อยู่ติดกัน
L7 Series จึงมาพร้อมกับวงจรระบายความร้อน (cooling circuit) สำหรับ Primary part ซึ่งสามารถเลือกเสริมสำหรับ Secondary part ได้ด้วย วงจรระบายความร้อนของ Primary part ดูดซับความร้อนส่วนใหญ่และระบายลงในตัวกลางระบายความร้อน
ระบบระบายความร้อนของ Secondary Part
ระบบระบายความร้อนของ Secondary part จะดูดซับและระบายความร้อนที่เหลือจากการแผ่รังสีและการพาความร้อนจากด้านล่างของ Primary part ทำให้กระบวนการที่ซับซ้อนในการติดตั้งท่อระบายความร้อนในฐานเครื่องจักร (ซึ่งทำให้โครงสร้างอ่อนแอลง) ไม่จำเป็นอีกต่อไป
สามมาตรการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตที่เกิดจากความร้อน
เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องจักรที่เกิดจากความร้อน L7 รองรับมาตรการต่อไปนี้อย่างครบถ้วน:
1. ฉนวนกันความร้อน (Thermal insulation)
ชิ้นส่วน spacer พิเศษสร้างช่องว่างอากาศเหนือ Primary part ซึ่งเป็นฉนวนกันความร้อนของมอเตอร์เชิงเส้นจากพื้นผิวยึดด้วยสกรู
2. การกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ (Homogeneous temperature distribution)
Primary parts ที่สร้างขึ้นอย่างสมมาตรทางความร้อนและระบบระบายความร้อนหลักที่ผลิตด้วยการออกแบบพิเศษช่วยให้กระจายอุณหภูมิได้อย่างสม่ำเสมอที่สุด
3. การควบคุมอุณหภูมิเชิงรุกในฐานะระบบที่สมบูรณ์ (Active temperature control as a complete system)
Secondary parts มีให้เลือกพร้อมระบบระบายความร้อนและสามารถรวมเข้ากับระบบระบายความร้อนที่มีอยู่ของ Primary part ได้อย่างง่ายดาย
การแยกชิ้นส่วนโครงสร้าง
ภาพแยกชิ้นส่วนของโครงสร้างมอเตอร์ L7 (Source: PHL en-GB / DE / 2025-01, p.5)
- Primary part with integrated water cooling system — ดูดซับความร้อนส่วนใหญ่
- Cover plate (เป็นตัวเลือก) — ป้องกันผลกระทบเชิงกล สามารถกำจัดเศษวัสดุ เช่น เศษโลหะได้อย่างง่ายดาย
- Secondary parts in encapsulated design (เป็นตัวเลือก) — ให้การป้องกันของเหลวอย่างยอดเยี่ยม ระบบฉนวนเสริมแรงเตรียมมอเตอร์ให้พร้อมสำหรับข้อกำหนดทางไฟฟ้าในอนาคต
- Secondary part cooling system (เป็นตัวเลือก) — ดูดซับความร้อนที่เหลือจากการแผ่รังสีและการพาความร้อนจากด้านล่างของ Primary part ขจัดความจำเป็นในการมีท่อระบายความร้อนในฐานเครื่อง
ประสิทธิภาพและการสูญเสียกำลัง
ด้วยการผสมผสานระบบระบายความร้อนที่กะทัดรัดอย่างยิ่งกับการออกแบบขดลวดที่เหมาะสมที่สุด L7 จึงให้ผลลัพธ์อย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้เมื่อเทียบกับเกณฑ์มาตรฐานปัจจุบัน:
ที่แรงขับเคลื่อนเท่ากัน การสูญเสียกำลังลดลงสูงสุดถึง 50%
ที่การสูญเสียกำลังเท่ากัน แรงพิกัดเพิ่มขึ้นสูงสุดถึง 40%
ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในการเคลื่อนที่แบบสั่น
L7 แสดงจุดแข็งเป็นพิเศษในการใช้งานแบบการเคลื่อนที่แบบสั่น (oscillating motion) ที่ต้องการความเร่งสูงและมอเตอร์ถูกทำให้ร้อนอย่างต่อเนื่อง ความสามารถในการเร่งความเร็วสูงช่วยลดเวลารอบและพลังงานสำรองรับประกันความแม่นยำของรูปทรงชิ้นงาน เนื่องจากการสูญเสียกำลังต่ำมาก ความร้อนที่ป้อนเข้าสู่ฐานเครื่องจึงน้อยลง
การปฏิบัติตามและความทนทาน
Ecodesign Directive 2009/125/EC
มอเตอร์เชิงเส้น L7 Series ตรงตามข้อกำหนดประสิทธิภาพพลังงานของ Ecodesign Directive (2009/125/EC) ของสหภาพยุโรป
ความทนทาน
Secondary parts มีตัวเลือกต่อไปนี้เพื่อยืดอายุการใช้งานและเพิ่มการป้องกัน:
- Cover plate (ฝาปิด) — ป้องกันผลกระทบเชิงกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ เศษจากการผลิต เช่น เศษโลหะสามารถกำจัดได้อย่างง่ายดาย
- Encapsulated (แบบหุ้มแคปซูล) — ป้องกันของเหลวได้อย่างยอดเยี่ยม
- ระบบฉนวนเสริมแรง — เตรียมมอเตอร์สำหรับข้อกำหนดทางไฟฟ้าที่เข้มงวดยิ่งขึ้นในอนาคต
ตัวเลือกเหล่านี้ทำให้ L7 Series มีความทนทานและน่าเชื่อถือเป็นพิเศษ
ตำแหน่งเทียบกับ L1 Series
เป็นเวลาหลายปีที่ Schaeffler Industrial Drives ได้จัดหามอเตอร์เชิงเส้นมีแกนเหล็กระบายความร้อนด้วยน้ำ L1 Series โดยมีแรงพีคสูงสุดถึง 5,171 N L7 Series ได้ขยายช่วงนี้เป็น 24,300 N ทำให้ระบบขับเคลื่อนตรงเชิงเส้นของ Schaeffler สามารถนำไปใช้ในระบบขนถ่ายและแกนหลักของเครื่องมือกลได้กว้างขวางยิ่งขึ้น
| รายการ | L1 Series | L7 Series |
|---|---|---|
| เพดานแรงพีค | 5,171 N | 24,300 N |
| การใช้งานทั่วไป | ระบบอัตโนมัติ, เซมิคอนดักเตอร์, PCB, การตัดเลเซอร์, มาตรวิทยา | เครื่องกัด, เครื่องกลึง, การเจียร, แกน HSC, การประมวลผลแบบสั่น / ชิ้นงานไม่กลม |
| ระบายความร้อนด้วยน้ำ | L1C เป็นตัวเลือก | มาตรฐานบน Primary part |
| ระบายความร้อน Secondary part | ไม่มี | เป็นตัวเลือก |
| ความแข็งแรงทางไดอิเล็กทริก | — | 800 V |
| การรับรอง IP | — | Primary part IP65 |