仓库运输系统

及早参与电源相关决策带来竞争优势

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挑战
  • 客户擅长机电一体化和仓库运输搬运解决方案的设计与生产,而将电子系统设计外包。
  • 客户希望自主选择元器件,尤其是对任务至关重要的电源设计中所用的元器件。

解决方案
  • 在客户基于电源模块完成低 NRE、低风险的复杂设计过程中,RECOM 从早期阶段就参与其中并提供支持。
  • 滤波器设计由 RECOM 的 EMI 实验室团队提供支持。

应用要求
  • 由大功率三相 DIN 导轨安装电源供电
  • 运输单元在导轨上运行
  • 通过导轨和滑动触点供电
  • 电源输出调节至 60 V,以补偿长导轨上的大幅压降
  • 间歇性接触会产生瞬态电压和压降
  • 电机由导轨直接供电
  • 对于所有电子系统,均采用标准的 24 VIN 工业设备
  • 电子系统的总功率为 200 W

引言

全自动、零故障的内部物流系统具有十余年的生命周期,在此期间,不仅要尽量降低总拥有成本 (TCO),还要最大限度地提高可用性,这不仅是开展线上业务的关键,对于保证制造商和分销商的生产线或仓库运转也至关重要。货物需要以高速运输,并从正确的位置拾取或放置在正确的位置。

为确保全天候连续工作,运输单元需要由导轨供电,这进一步增加了冲击和振动应力,同时需要电源具备专门的电气特性。想了解 RECOM 解决方案如何助力实现突破性的全新设计?请继续阅读本文。

应用案例概述

看到全自动仓库时,人们会对货物运输、放置或从大型货架上拾取的速度赞叹不已。生产这些系统的公司擅长设计和生产货物存储和搬运所需的高精度机电一体化解决方案和复杂软件。为了避免高昂的额外开发成本并缩短产品上市时间 (TTM),他们尝试采用 现成的工业元器件 打造必要的电子设备,如电机驱动器、传感器、控制器、CPU、摄像头、激光器、接口和 无线通信系统

但由于这类应用有着特殊要求,他们很难找到任何标准的电源解决方案。快速加速和减速,再加上在导轨上行驶,都会产生较高的冲击和振动应力。内部物流系统还需满足一些关键要求,要最大限度地保证可用性和 10 年以上的使用寿命,当然还要尽量降低成本。

为了在无特殊隔离保护的情况下安全运行,导轨上允许的最大电压为 60 V。该电压由符合行业标准的大功率三相 DIN 导轨安装电源提供,其输出电压调节至 60 V。

电机需要较高的功率,并因此在长导轨上产生大电流,造成在导轨、车轮或滑动接触之间存在间歇性接触时电压显著下降,这可能导致电压跌落或瞬变,而出现这些情况时将由电容器缓冲。因此,运输单元电源输入端的宽电压电容必须能够在此宽电压范围内工作。

此外,运输系统还需要应对仓库中恶劣的温度条件,寒冷地区仓库温度可低至 -20°C 甚至更低,而炎热地区仓库温度可高达 50°C 以上。

考虑到上述特殊要求,客户过去采用了复杂、离散的定制电源产品,这些产品由外部供应商进行设计和生产。设计新系统时,客户希望寻找一种更简单、元器件更少、一次性工程费用 (NRE) 更低的电源解决方案。

从早期概念阶段到最终解决方案的测试,RECOM 一直为新系统设计提供支持,并推荐了一款易于使用且稳定的隔离式 200 W DC/DC 转换器模块。

该转换器具有 16.5 到 140 V 的超宽输入电压范围,可以轻松应对导轨上不断波动的电源电压,并提供欠压和过压保护。

金属基板便于对运输单元的机箱进行冷却,因此支持较宽的环境温度范围。螺纹插件便于将转换器安全地安装到 PCB 和机箱上,以便在这种高冲击和高振动环境中使用。

该转换器已经配备经过充分验证的 EMI 滤波器解决方案,并且 RECOM 对新系统的设计提供了支持,在其 EMI 实验室为客户测试了整个解决方案。

由于 RECOM 的及早参与,客户能够将 NRE 成本控制在较低水平,因为他们只需专注于他们最擅长的机械和电气设计。这样一来,客户就能够避免任何重新设计、交付延迟或通常与离散 定制设计相关的意外情况。

客户还报告了另一项巨大优势,他们只需采购单个转换器模块和几个过滤器元器件即可。而以前的离散设计有数百个不同的元器件,其中包括磁性元件,这些元件器有时很难找到供货源。

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