科爾摩根直驅(qū)電機 讓光伏印刷 6 工位轉(zhuǎn)臺“穩(wěn)準(zhǔn)快”
文:文/科爾摩根高級應(yīng)用工程師 李世賢2025年第五期
導(dǎo)語:太陽能電池板制造的其中一個關(guān)鍵步驟是絲網(wǎng)印刷,在影響電池發(fā)電效率的因素中,電路的印刷精度尤為關(guān)鍵。 本文簡要介紹了科爾摩根為印刷轉(zhuǎn)臺量身定制的KBMS系列直驅(qū)電機解決方案。
1 太陽能電池板制造的關(guān)鍵步驟——絲網(wǎng)印刷
太陽能電池板制造的其中一個關(guān)鍵步驟——絲網(wǎng)印刷, 其實就像用模板畫畫的高級版本。工程師們要在電池片上精 準(zhǔn)地印出正負極線路,包括鋁銀背電極、鋁漿背電場和銀漿 正電極,讓電池片能夠正常導(dǎo)電(圖1)。整個過程需要四 樣?xùn)|西:特制漿料、專業(yè)刮刀、精密絲網(wǎng)和電池片。刮刀往 下壓,把漿料擠過絲網(wǎng)小孔,有圖案的地方透過去,沒圖案 的地方堵住,電路就這樣被“印”出來了。這項技術(shù)看似簡 單,實際上對精度要求極高,直接影響到太陽能發(fā)電效率。
在電池片的生產(chǎn)過程中,電池片的生產(chǎn)效率和發(fā)電效率 是絲網(wǎng)印刷生產(chǎn)線最為關(guān)鍵的指標(biāo),都直接影響到電池片生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟效益。而在影響電池發(fā)電 效率的因素中, 電路的印刷精度尤為關(guān) 鍵, 印刷精度控制不當(dāng)會導(dǎo)致斷柵、柵 距和線寬過大或者過小。
隨著光伏終端的競爭越來越激烈, 傳導(dǎo)到生產(chǎn)工藝端要求研發(fā)生產(chǎn)更高 轉(zhuǎn)換效率的電池片,電池工藝也在從 TOPCon向更高轉(zhuǎn)換效率的HJT/xBC轉(zhuǎn) 變, 電池片尺寸也做的越來越大、厚度 更薄,全片變成半片,進一步來提升光 電轉(zhuǎn)換效率, 降低度電成本。在全片生 產(chǎn)工藝中主要采用4工位轉(zhuǎn)臺進行絲網(wǎng)印 刷動作,而轉(zhuǎn)變成半片生產(chǎn)時,則采用6 工位轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)通過2組印刷頭配合印刷, 以此來提高生產(chǎn)效率。臺面變多,硅片 尺寸變大,整體轉(zhuǎn)臺的慣量增大,對轉(zhuǎn)臺電機的要求也更高。針對這一變化,科爾摩根采用KBMS 系列水冷電機來應(yīng)對客戶的難題。
2 絲網(wǎng)印刷面臨的挑戰(zhàn):精度速度 雙重考驗
由于轉(zhuǎn)臺負載從4工位變化到6工位,整體的負載慣 量增大3倍,旋轉(zhuǎn)角度從90度減少到60度,要求定位時間 20ms。針對這一要求,科爾摩根在已有的KBMS系列直驅(qū)電 機基礎(chǔ)上進行深度定制化,為絲網(wǎng)印刷轉(zhuǎn)臺定制專用電機, 修改繞組方式使得電機速度和扭矩最大化利用,增加水冷套 提升電機的散熱性能,防止熱量傳導(dǎo)到負載端影響印刷品 質(zhì)。同時定制后的電機電流和驅(qū)動器電流匹配,最大化發(fā)揮驅(qū)動器的功率性能,有效降低驅(qū)動器的不匹配帶來的功 率損失。
圖 2 科爾摩根深度定制的 KBMS 系列直驅(qū)電機解決方案
圖 3 太陽能電池板生產(chǎn)現(xiàn)場
電池片的印刷精度也是該設(shè)備的關(guān)鍵指標(biāo),電機的精度 直接影響印刷效果,為了達到印刷品質(zhì)的一致性,設(shè)備要求 電機的重復(fù)定位精度小于2角秒,來保證每一條細柵線都印 在固定的區(qū)域,防止印偏導(dǎo)致產(chǎn)品不良。
電池片的生產(chǎn)速度受限于轉(zhuǎn)臺的定位速度,因此電機的 快速定位要求較高, 電機需要更大的扭矩來完成運動,同時 優(yōu)異的驅(qū)動器性能能夠減少整定時間,曲線的一致性好,每 臺設(shè)備的運行重復(fù)性好,參數(shù)統(tǒng)一調(diào)試簡單,便于管理。
3 采用科爾摩根直驅(qū)電機優(yōu)勢:深度定制 專 業(yè)指導(dǎo)
科爾摩根采用深度定制的KBMS系列直驅(qū)電機,為印刷 轉(zhuǎn)臺量身定制專用電機;同時在針對此應(yīng)用的電機封裝方面 有豐富的經(jīng)驗,指導(dǎo)客戶進行設(shè)計封裝,大幅減少客戶使用 過程中遇到的難題,對無經(jīng)驗的客戶也可以指導(dǎo)客戶高效完 成電機的設(shè)計及封裝,減少客戶對設(shè)計封裝的顧慮,縮短設(shè)備開發(fā)的驗證周期。
科爾摩根為光伏太陽能電池生產(chǎn)6工位印刷轉(zhuǎn)臺而深度 定制的KBMS系列直驅(qū)電機解決方案具有以下突出特點:
· 靈活的封裝設(shè)計,可選精密軸承和高分辨率編碼器;
· 高剛性、高精度,快速響應(yīng),整定時間短;
· 水冷電機降低電機發(fā)熱溫升,減少停頓時間;
· 驅(qū)動器EtherCAT總線控制,與PLC無縫連接;
· 免維護,減少機器故障時間;
· 專業(yè)的封裝設(shè)計指導(dǎo)。
4 給客戶帶來的收益:技術(shù)突破 效益倍增
科爾摩根KBMS定制直驅(qū)電機一上場就以優(yōu)異的表現(xiàn), 讓客戶拿到手后直接告別研發(fā)路上的各種“踩坑”經(jīng)歷,2角 秒的超高精度簡直就是“顯微鏡級別”的操作,讓每一片電 池都能擁有完美品質(zhì);更絕的是60度定位只需要220毫秒, 這速度堪比“閃電俠”,生產(chǎn)效率直接起飛;最讓人省心的 是驅(qū)動器調(diào)試超級友好,基本上屬于“裝上就能躺平”的神 器級存在,客戶從此和頻繁調(diào)試維護說“拜拜”。
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