PHD, 공압 전동화의 새로운 해법 ‘ERDP Remote Drive’

▲ PHD ERDP Remote Drive 시스템 구성과 작동 개념. 배기 공기 에너지를 재활용해 효율을 높인다.

공압 액추에이터 시스템의 에너지 손실 구조를 개선하는 새로운 구동 기술이 등장했다. PHD가 선보인 ‘ERDP(Electronic Remote Drive)는 기존 공압 시스템에서 배출되던 공기의 에너지를 회수해 재활용하는 구조를 적용한 공압 전동화(Pneumatic Electrification) 솔루션이다. 공압 액추에이터의 고출 력·경량 특성을 유지하면서도 전기 구동 방식의 제어 유연성과 에너지 효율을 동시에 확보할 수 있다.

배기 공기 에너지를 재활용하는 구동 구조

기존 공압 시스템은 속도 제어를 위해 미터-아웃 방식의 유량 제한기를 사용한다. 이 과정에서 피스톤 배기 측으로 배출되는 공기에는 여전히 압축 에너지가 남아 있음에도 불구하고 대부분 대기 중으로 방출된다. 특히 반복 동작이 많은 자동화 설비에서는 이러한 구조로 인해 상당한 에너지 손실이 발생한다.

ERDP Remote Drive는 이러한 구조를 개선한 시스템 이다. 기존 솔레노이드 밸브 대신 전자식 리모트 드라 이브를 적용하고, 배기 공기의 흐름을 ERDP 포트로 유도해 속도 제어 저항으로 활용한다. 동시에 배기 측 에너지를 회수해 흡기 측 공기 압축을 보조함으로써 공압 시스템의 에너지 효율을 높인다.

폐회로 유체 시스템으로 효율 향상

ERDP Remote Drive의 핵심은 폐회로 유체 시스템 (closed fluidic system) 구조다. 이 시스템에서는 배기 측에서 발생한 에너지가 다음 작동 사이클에서 다시 활용된다. 즉, 피스톤 배기 측에서 회수된 에너지가 반대편 공기 압축에 사용되고, 이후 팽창 과정에서 다시 구동 에너지로 활용된다. 이와 같은 구조는 기존 공압 시스템에서 발생하는 에너지 손실을 줄이고 전체 시스템 효율을 향상시키는 역할을 한다. 또한 전기 모터의 회전 방향을 바꾸면 액추에이터 동작도 반대로 제어할 수 있어 보다 정밀한 구동 제어가 가능하다.

로봇과 경량 자동화 장비에 적합

ERDP Remote Drive는 공압 시스템에서 전기 기반 제어 시스템으로 전환하 려는 다양한 자동화 장비에 적용할 수 있다. 특히 압축 공기 인프라가 제한적인 모바일 로봇, 모터 일체형 구조로 인한 중량 증가가 부담되는 로봇 암, 하나의 모터로 여러 액추에이터를 제어해야 하는 다축 자동화 장비 등에 적합 하다. 또한 의료 및 식음료 분야와 같은 비산업 환경에서도 활용 가능하다. 이처럼 ERDP Remote Drive는 공압 액추에이터의 소형·경량·고출력 특성을 유지하면서 에너지 효율을 개선할 수 있는 솔루션으로, 공압 전동화 기술의 새로운 방향성을 제시하는 제품으로 평가된다.

자료제공: PHD(www.phdinc.com)