Động cơ DC không chổi than (BLDC) đã trở thành giải pháp truyền động được ưa chuộng trong ngành Xe tự hành (AGV) nhờ hiệu quả, độ bền và khả năng điều khiển chính xác của chúng. Khi AGV tiếp tục mở rộng sang lĩnh vực hậu cần, kho bãi, sản xuất và nhà máy thông minh, việc chọn động cơ BLDC phù hợp là điều cần thiết để tăng cường hiệu suất, độ tin cậy và hiệu quả hoạt động.

Dưới đây là tổng quan chi tiết và rõ ràng về lý do tại sao động cơ BLDC chiếm ưu thế trong các ứng dụng AGV và điều gì khiến chúng trở nên lý tưởng cho các hệ thống xử lý vật liệu tự động hiện đại.

Tại sao động cơ BLDC lý tưởng cho AGV

1. Hiệu quả cao cho thời gian hoạt động lâu hơn

Động cơ BLDC thường hoạt động ở mức hiệu suất 85%–92%, giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng.

Đối với AGV dựa vào hệ thống pin, điều này dẫn đến:

• Chu kỳ làm việc dài hơn
• Ít lần gián đoạn sạc hơn
• Năng suất hàng ngày cao hơn

2. Đặc tính mô-men xoắn tuyệt vời

Động cơ BLDC cung cấp:

• Mô-men xoắn khởi động cao
• Phản ứng tăng tốc tức thì
• Mô-men xoắn không đổi trên dải tốc độ rộng

Điều này đảm bảo rằng AGV có thể di chuyển trơn tru, mang tải trọng nặng và leo dốc mà không bị giảm hiệu suất.

3. Không cần bảo trì và tuổi thọ cao

Vì động cơ BLDC không có chổi than, nên:

• Không bị mòn chổi than
• Tiếng ồn tối thiểu
• Nhu cầu bảo trì rất thấp

Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các môi trường đòi hỏi hoạt động liên tục, không bị gián đoạn.

4. Điều khiển tốc độ và vị trí chính xác

Với bộ mã hóa hoặc cảm biến Hall tích hợp, động cơ BLDC cho phép:

• Điều hướng chính xác
• Theo dõi đường đi trơn tru
• Ghép nối / căn chỉnh pallet chính xác
• Kiểm soát chặt chẽ tốc độ bánh xe

Độ chính xác này là điều cần thiết cho các AGV hiện đại hoạt động trong các nhà kho thông minh được tự động hóa cao.

5. Mật độ công suất cao cho thiết kế AGV nhỏ gọn

Động cơ BLDC cung cấp nhiều năng lượng hơn trên mỗi kích thước so với động cơ DC chổi than hoặc động cơ cảm ứng AC, cho phép:

• Thân AGV mỏng hơn
• Tỷ lệ tải trọng trên kích thước cao hơn
• Kiến trúc xe linh hoạt

Điều này đặc biệt quan trọng đối với AMR, mini-AGV và AGV băng tải cấu hình thấp.

Các ứng dụng động cơ BLDC điển hình trong AGV

✔ Động cơ truyền động (Động cơ kéo)

Cung cấp lực đẩy, điều khiển tốc độ và mô-men xoắn để di chuyển.

✔ Động cơ lái

Được sử dụng trong AGV bánh vi sai, đa hướng hoặc bánh mecanum để có góc lái chính xác.

✔ Động cơ nâng và truyền động

Cho phép nâng pallet, thang máy cắt kéo, băng tải, con lăn và cánh tay robot được tích hợp trong AGV.

✔ Mô-đun băng tải bên trong AGV

Động cơ BLDC nhỏ cấp nguồn cho các con lăn trên bo mạch để xếp và dỡ hàng.

Các tính năng chính khiến động cơ BLDC được ưa chuộng cho AGV

1. Mô-men xoắn khởi động và cực đại cao

Cho phép AGV:

• Phá vỡ ma sát tĩnh
• Mang tải nặng
• Khởi động trơn tru với tải trọng đầy đủ

2. Hoạt động ổn định ở tốc độ thấp

Chuyển động trơn tru ở 0,1–1,0 m/s, rất quan trọng đối với:

• Điều hướng chính xác
• Tương tác an toàn với con người và thiết bị

3. Phanh tái sinh

Tái tạo năng lượng khi giảm tốc hoặc di chuyển xuống dốc, kéo dài tuổi thọ pin.

4. Giải pháp động cơ + hộp số tích hợp

Hầu hết các AGV sử dụng động cơ BLDC với:

• Hộp số hành tinh
• Bộ mã hóa chính xác
• Bộ điều khiển tích hợp

Thiết kế tất cả trong một nhỏ gọn này đơn giản hóa việc tích hợp hệ thống.

Chọn động cơ BLDC phù hợp cho AGV

Khi chọn động cơ, các kỹ sư thường đánh giá:

1. Mô-men xoắn yêu cầu

Dựa trên tải trọng, độ dốc, lực cản lăn, gia tốc và kích thước bánh xe.

2. Tốc độ yêu cầu

Tùy thuộc vào quy trình làm việc: tốc độ AGV điển hình 0,8–2,0 m/s.

3. Điện áp và hệ thống pin

Điện áp pin AGV phổ biến:

• 24V
• 36V
• 48V

4. Chu kỳ hoạt động và hiệu suất nhiệt

AGV thường hoạt động ở chu kỳ hoạt động 80–100%, yêu cầu động cơ có khả năng tản nhiệt tuyệt vời.

5. An toàn và dự phòng

AGV cần:

• Bảo vệ quá dòng
• Phát hiện chết máy
• Tắt mô-men xoắn an toàn (STO)
• Dự phòng bộ mã hóa

6. Độ bền môi trường

Động cơ phải chịu được:

• Bụi
• Rung
• Thay đổi nhiệt độ
• Chu kỳ hoạt động liên tục

Các loại động cơ BLDC được sử dụng trong AGV

1. Động cơ BLDC rôto trong

• Mô-men xoắn cao hơn
• Thiết kế nhỏ gọn
• Được sử dụng rộng rãi cho bánh xe truyền động AGV

2. Động cơ BLDC rôto ngoài

• Tỷ lệ mô-men xoắn trên trọng lượng cao hơn
• Các ứng dụng tốc độ thấp, mô-men xoắn cao
• Thích hợp cho AGV nhỏ gọn

3. Hệ thống động cơ BLDC tích hợp

Bao gồm:

• Động cơ
• Truyền động bánh răng
• Trình điều khiển
• Bộ mã hóa
• Phanh

Chúng đơn giản hóa việc lắp ráp và giảm thời gian kỹ thuật.

Ưu điểm của động cơ BLDC so với các loại động cơ khác trong AGV

Động cơ BLDC vượt trội hơn các lựa chọn thay thế trong hầu hết mọi danh mục liên quan đến AGV.

Xu hướng tương lai: Động cơ BLDC trong AGV thế hệ tiếp theo

• Nam châm hiệu quả cao hơn (NdFeB với khả năng chịu nhiệt độ được cải thiện)
• Bộ điều khiển động cơ thông minh với tối ưu hóa dòng điện dựa trên AI
• Các chức năng an toàn tích hợp như STO và chẩn đoán lỗi
• Thiết kế mô-men xoắn cao siêu nhỏ gọn cho AMR
• Động cơ được tối ưu hóa sạc không dây với thiết kế nhiệt được cải thiện

Khi AGV phát triển thành các cỗ máy tự động, thông minh và được kết nối hơn, động cơ BLDC sẽ vẫn là công nghệ truyền động cốt lõi cung cấp năng lượng cho ngành.