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Arten von Batterien für Roboter und Roboterdesigns

Einführung:

Die Wahl des richtigen Batteriesystems für Ihre Roboter ist von entscheidender Bedeutung, da jeder Typ einen anderen Batterietyp erfordert. Einige erfordern kleinere, während andere größere benötigen könnten. Und dann sprechen wir über die Sorten von Batterien. Hier ist eine detaillierte Anleitung zu den Arten von Batteriesystemen für Roboter.

Batterietypen:

Unser Hauptaugenmerk liegt auf wiederaufladbaren Batterien und der erste Name, der Ihnen wahrscheinlich in den Sinn kommt, ist „Lithiumbatterien“; die am häufigsten verwendeten Akkus. Wenn Sie etwas unter dem Budget wünschen, sind Blei-Säure-Batterien genau das Richtige für Sie, oder Sie könnten sich für Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Batterien entscheiden. (Nicht wiederaufladbare Batterien sind auf lange Sicht so oder so ziemlich teuer.)

1. Blei-Säure-Batterien

Blei-Säure-Batterien sind in der Regel billig und haben auch große Kapazitäten. Sie finden sie in größeren Plattformen, die keine enorme Leistung, aber viel Energiekapazität benötigen. Sie finden sie in Solarstromanlagen, USV usw. Diese sind jedoch nur in 6-V- und 12-V-Schritten erhältlich, sehr schwer und haben eine geringe Kapazität pro Gewichtseinheit. Sie brauchen auch länger zum Aufladen und verlieren an Kapazität, wenn sie gelagert werden.

2. Nickel-Metallhydrid-Batterien

Wenn Sie sich für eine günstigere Option entscheiden möchten, die aber leichter als Blei-Säure-Batterien ist, sind Nickel-Metallhydrid-Batterien genau das Richtige für Sie. Sie sind wegen ihres geringen Innenwiderstands und des guten Leistungsgewichts sehr beliebt und weitaus sicherer als Zellen auf Lithiumbasis. Sie finden sie in Airsoft-Waffen, billigem Spielzeug, AA/AAA-Ersatz, Digitalkameras usw. Zu den Nachteilen gehört eine höhere Selbstentladung (etwa 50 % höher als bei NiCd). Sie haben auch eine begrenzte Lebensdauer und absorbieren Überladungen nicht gut.

3. Lithium-Ionen-Zellen

Lithium-Ionen-Zellen sind relativ sicher und haben eine höhere Energiedichte, sodass sie für elektronische Geräte geeignet sind, die längere Zeit zwischen den Ladevorgängen benötigen und dennoch mehr Strom verbrauchen. Ihre Selbstentladungsraten sind ebenfalls gering und sie sind sehr leicht. Sie werden zur Stromversorgung elektronischer Geräte wie Mobiltelefone, Laptops und Tablets usw. verwendet. Ein großer Nachteil sind jedoch ihre Kosten, d. H. Sie können ziemlich teuer sein und leiden auch unter Alterung. Außerdem benötigen sie zusätzlichen Schutz vor Überladung und Entladung.

4. Lithium-Polymer-Batterien

Lithium-Polymer-Batterien sind normalerweise leicht und werden in verpackter Form geliefert, einer Ansammlung von Einzelzellen mit einem Ausgleichsstecker und dem Hauptstromstecker. Sie sind auch in einem breiten Spannungsbereich entsprechend der erforderlichen Verwendung erhältlich. Sie finden sie in Kampfrobotern, RC-Flugzeugen und Drohnen, Laptops und sogar Telefonen.

Denken Sie jedoch daran, dass sie sehr gefährlich sein können, wenn sie nicht mit Sorgfalt behandelt werden. Sie sollten ordnungsgemäß gelagert und gewartet werden. Sie können auch ziemlich teuer sein.

Nun besprechen wir einige Batteriespezifikationen, die Sie kennen sollten.

Akkuleistung:

Alle Batterien werden mit einer Liste der Nennspannungen und Kapazitätsangaben in Amperestunden oder Milliamperestunden geliefert. Einige werden auch mit einer Entladestrombewertung (C-Bewertung) oder einer Berststrombewertung geliefert.

5. Nennwerte für Lithium-Polymer-Batterien

LiPo-Batterien umfassen in Reihe geschaltete (S) und parallele (P) Zellen. Die grundlegenden sind als 1S gekennzeichnet, und wenn sie nicht gekennzeichnet sind, werden sie automatisch als 1S angenommen, dh ein einzelner Satz von Zellen in Reihe. Die Nennspannung einer LiPo-Zelle beträgt 3,7 V. Wenn also eine Zelle „2S“ ist, dh zwei Zellen in Reihe, beträgt ihre Spannung 7,4 V. Entsprechend wären es 18,5 V für ein 5S-Paket.

Kapazität bezieht sich darauf, wie viel Energie die Batterie halten kann, während sich „C-Bewertung“ auf das Maß bezieht, wie schnell eine Batterie sicher entladen werden kann, ohne die Batterie zu beschädigen. Die meisten Batterien, die Sie heute finden, haben zwei C-Bewertungen:eine Dauerbewertung und eine Burst-Bewertung (die Burst-Bewertung gilt nur für 10-Sekunden-Bursts, nicht kontinuierlich).

Nehmen wir an, Sie haben einen 1000-mAh-Akku, der mit 25C/40C gekennzeichnet ist. Es hat die Kapazität, 25 A kontinuierlich oder 40 A Bursts zu verarbeiten (normalerweise für ein paar Sekunden bis zu 10 Sekunden). Diese Bewertungen neigen dazu, bei größeren Kapazitäten zu fallen. C-Bewertungen über 50 sind für Batterien mit weniger als 1000 mAh üblich. Normalerweise kann ein 500-mAh-75C/150C-Akku 37,5 A kontinuierlich und 75 A Bursts verarbeiten.

Welche Spannung, Kapazität und Strom benötigen Sie?

Sie müssen die Spannung des Batteriesystems an die Spannung anpassen, mit der Ihr Motor laufen wird. Die Kapazität hilft einfach, die Batterielebensdauer zu bestimmen. Und die Entladekapazität oder der Strom ist im Grunde die Gesamtsumme des Stroms, der von allen Motoren unter Last gezogen wird.

Batterien für stationäre Projekte

Es gibt mehrere Gründe, warum Sie sich auch bei stationärem Projekt für Batterien statt Wechselstrom entscheiden sollten.

Dies würde normalerweise nicht mit einer Versorgung mit sauberem Strom passieren, aber wenn Sie an einem Heimwerkerprojekt arbeiten, werden Sie definitiv auf Hintergrundgeräusche stoßen, die Ihr Projekt stören. Batterien hingegen versorgen Sie mit einer sauberen, konstanten Gleichstromversorgung. Außerdem müssen Sie sich nicht mit ungeregelten Spannungsabfällen auseinandersetzen.

Nehmen wir an, Sie möchten eine 12-V-AC-DC-Versorgung für einen 50-A-Motor erhalten, dann benötigen Sie eine viel größere Versorgung als 50 A. Und sogar eine größere Versorgung, die für einen kurzen Zeitraum 75-100 Ampere verarbeiten könnte, selbst wenn Ihr Motor dann nur mit einem Fünftel davon betrieben wird. Stattdessen könnten Sie sich für einen LiPo-Akku entscheiden, der für Bursts von über 110 Ampere ausgelegt ist, zusammen mit einem billigeren Netzteil.

Die Leistungsgrenzen variieren von Land zu Land. In den USA sind beispielsweise bei 120 V die meisten Wandsteckdosen an einen 15-A-Unterbrecher angeschlossen, der die Spitzenleistung aus der Steckdose auf 1800 W bringt. Andererseits sind Geräte im Allgemeinen auf 1500 W Dauerleistung begrenzt.


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