Scissor Lifts(고소작업대)의 조종 기술발전(1)

Scissor Lifts(고소작업대)의 조종 기술발전(1)

 

건설기계산업연구원장 김인유

 

Scissor Lifts의 세계에서 유압 구동 시스템은 전통적으로 장치의 휠에 동력을 공급하고 회전시키는 데 사용되어 왔다. 배터리는 유압 구동 모터로 유체를 펌핑하는 유압 동력 장치에 전원을 공급한다.

기계에 전기 구동 시스템이 장착된 경우, 일반적으로 기어 세트와 함께 전기 구동 모터를 사용하여 휠에 직접 동력을 공급한다.

LGMG 북미 제품 관리자인 Jordan Cuadrado는 “직접 전기 구동은 전기 에너지를 사용하여 다양한 속도와 토크로 회전 운동을 발생시키는 전기 모터입니다. “직접 구동 메커니즘에는 AC 및 DC 모터의 두 가지 유형이 있습니다. 구체적으로 말할 수 없으나 LGMG는 주로 scissors에서 DC 모터를 사용합니다. 우리의 직류(DC) 모터는 배터리의 전기 에너지를 활용하여 전압에 의해 그 에너지를 기계적 운동으로 변환하고 모터를 한 방향으로 회전시킵니다.”

 

Nidec Drive Systems는 전기 드라이브 제조업체입니다. Nidec의 제품 관리 책임자인 AWP의 Jake Schnarre는 유압 구동 장치보다 e-drive(전기 또는 전자 구동 장치) 장치를 채택하는 데는 두 가지 주요 요인으로 효율성과 유지 보수 감소라는 것이다.

 

Schnarre는“전기 모터는 일반적으로 고압 유압 시스템에서 발견되는 기계적 손실로 인해 유압 모터보다 유닛을 구동하는 데 더 효율적인 수단”이라고 설명한다. "이는 충전 간 작동이 더 길거나 필요한 전체 배터리 용량이 감소하여 배터리 비용이 절감된다는 것을 의미할 수 있다."

 

Schnarre는 유지 보수와 관련하여“전기 트랙션 모터를 사용하면 유압 시스템이 단순해져 부품 수가 줄어들고 유지 보수가 줄어듭니다. 이는 또한 기계가 유압 누출 및 / 또는 고장 발생이 적다는 것을 의미하며, 유압 유체 유출이 특히 문제가 되는 상업 공간이나 실내에서 자주 작동하는 리프트에 유리합니다.”

 

Cuadrado는“전기 모터의 비례 구동 성능의 편안함은 말할 것도 없고 “bang-bang”(개방형) 유압 구동 시스템의 그것과는 반대라고 덧붙였습니다. 전기는 초기에 비용이 더 많이들 수 있지만, 효율 향상, 유지 보수 감소 및 비례적 제어의 증가가 유압 시스템을 능가하는 경향이 있다.”

 

LGMG North America에 따르면 Scissor Lifts의 경우 전기 모터 구동 장치 또는 전자 구동 장치로의 이동이 잘 진행되고 있으며 일부의 경우는 전자 구동 장치가 유압 구동 장치보다 더 많이 판매되고 있다.

 

Schnarre는“리프트의 효율성은 더욱 높아질 것입니다. "그러므로 제조업체는 트랙션 및 유압 펌프 응용 분야를 위한 보다 발전된 고효율 모터 기술을 찾고 있습니다."

 

Schnarre는 초기의 e-drive(전기 또는 전자 구동 장치) 장치 리프트는 골프와 같은 여러 트랙션 어플리케이션에서 일반적으로 사용되었으며 비교적 간단한 모터 컨트롤러가 필요한 브러시 DC 모터에 의해 구동되었다고 설명한다.

 

Schnarre는“높은 효율과 낮은 유지 보수 리프트 시스템에 대한 수요가 증가함에 따라 제조업체들은 저전압, 3상 AC 유도(LVAC) 및 심지어 Brushless Permanent Magnet(BPM) 모터로 트랙션 애플리케이션을 사용하고 있습니다. “이러한 모터 유형은 브러시 DC 모터보다 전력 밀도가 높고 효율이 크게 향상되었습니다. 이 모터는 정기적으로 수리해야 할 브러시 나 마모 부품이 없어서 유지 보수가 줄어듭니다.”

 

리프트 제조업체는 유압 펌프의 효율을 개선하고 전기 리프트의 배터리 수명을 연장하기 위해 LVAC 및 BPM 모터 솔루션을 검토하고 있으므로 고효율 모터에 대한 이러한 추세는 트랙션 모터에만 국한되지 않습니다.

 

• Power

 

Hy-Brid Lifts는 수년간 자사 제품에 전기 드라이브를 사용해 왔습니다. ALH에 따르면 가위 용 유압식 리프트가 장착된 휠과 전기 구동의 조합은“Hy-Brid”라는 이름에서 유래 한 것입니다.

Hy-Brid Lifts의 엔지니어링 부사장 인 Ben Froland는 “우리는 이 분야의 전문가이며 오랜 시간에 걸쳐 검증 된 설계와 경험을 통해 이 분야에서 가장 강력한 scissor lifts를 만들 수 있습니다. “Hy-Brid Lifts는 구동 시스템의 유압 구성품을 완전히 제거하는 대신 유성 기어 박스가 구동 휠에 직접 장착된 전기 모터를 사용합니다. 또한, 유압식 스티어링을 제거하고 electric linear actuator를 사용합니다.”

 

Froland에 따르면, 전기 조향 작동기와 함께 작동하는 전기 드라이브는 유압 조향 및 구동 시스템보다 효율을 최대 40%까지 향상시킨다.

Forland는“이로 인해 2개의 12볼트 배터리를 사용하는 Hy-Brid 리프트는 6볼트 배터리 4개를 실행하는 장치보다 오래 지속될 수 있습니다. "이것은 충전 전력 소비가 적고(더 많은 장치를 동일한 소스에 꽂을 수 있음), 교체 비용이 적으며 (배터리 2개 대 배터리 4개), 유지 보수와 층전을 위한 배터리 감소, 전반적으로 경량화가 되었다는 것이다."

 

Hy-Brid의 모터 컨트롤러는 고토크 전기 드라이브와 결합되어 있는데, 이 전기 모터는 이전에 시장에서 사용되었던 전기 모터보다 상당히 높은 토크 출력을 가지고 있어 램프, 트레일러, 주차 구조물 및 장비 대여 산업에서 많은 사람이 직면하고 있는 다른 장애물들을 쉽게 오를 수 있도록 구성되어 있다고 Froland는 말한다.

Hy-Brid Lifts의 자체 추진 장치는 모두 Auburn Gear가 회사를 위해 특별히 설계하고 제조 한 2단계 유성 감속 기어 박스를 사용합니다.

 

Froland는 “Planetary Gear Design은 더 큰 맞물림 톱니 표면적을 갖는 여러 기어에 대한 부하를 공유하기 때문에 높은 토크 응용 분야의 평 기어보다 우수합니다. "이것은 최대의 내구성을 보장하므로 모터가 아주 오랫동안 조용히 작동합니다."

 

Nidec와 Schnarre는 액세스 장비 제조업체들이 충전 및 / 또는 배터리 용량 간 작동 시간 연장을 위해 장치에서 더 높은 효율을 추구함에 따라 brushed DC 모터에서 효율이 높고 유지 보수가 적은 Brushless 모터* 유형으로 전환하고 있다고 말했다.

 

* Brushless 직류 모터 : 회전자에 전류를 공급하는 brush를 제거한 직류 모터. 소형, 고출력 직류 모터는 주로 회전자가 코일로 되어 있어 brush를 통해 전류를 공급받는데 이 brush가 회전자와의 마찰로 인해 기계적인 수명의 단축과 섬락 전압에 의한 전기적 노이즈의 원인이 된다. BLDC는 회전자로써 코일 대신에 영구 자석을 사용하여 brush를 제거한 구조로 외부에 회전 자계를 형성하기 위한 회로가 필요하다.

 

액세스 장비의 트랙션 드라이브에는 현재 4가지 주요 모터 유형이 있습니다. 자세한 내용은 아래 그래픽을 참조하십시오.

출처 : Nidec 드라이브 시스템