目前有兩種類型的直線電機:有鐵芯和無鐵芯電機。每種電機都根據(jù)應用需求采用了*特性和功能。
有鐵芯電機:有纏繞在硅鋼片上的線圈,可以通過一個單側(cè)磁路產(chǎn)生極大的推力。DDL直線電機采用了已獲得的電磁設計方案,單位尺寸的額定推力*,電機常數(shù)Km很高(相當于熱損耗低), 并且齒槽效應很低,不需要磁體偏斜。此類電機的高推力使其非常適合加速和移動較重的負載,在機加工或施加推力的過程中也能保持剛度。無鐵芯電機沒有鐵芯或用于纏繞線圈的槽。因此,這些電機沒有齒槽效應,重量很輕, 在線圈組件和磁路之間*沒有吸引力。因為具有這些特點,所以非常適合需要極低軸承摩擦力、輕負載高加速度、以及能在極小的恒定速度下運動的應用。模塊化磁體由雙排磁體組成,可以*限度提高產(chǎn)生的推力,并形成磁通返回路徑。
無鐵芯電機:所有無刷電機都需要換向反饋。常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機通常利用一個安裝在電機后面的旋轉(zhuǎn)變壓器或者集成在線圈繞組上的霍爾效應裝置。 對于直線電機,也可以通過各種方法實現(xiàn)換向反饋??茽柲Ω究商峁┻m合DDL系列電機的數(shù)字型或線性霍爾效應裝置,它們與旋轉(zhuǎn)電機一樣驅(qū)動電子器件實現(xiàn)直線電機換向。
如果需要特別平穩(wěn)的運動,可以使用正弦波驅(qū)動電子部件(比如采用數(shù)字霍爾效應的科爾摩根AKD系列產(chǎn)品)為電機提供正弦波驅(qū)動電流,以實現(xiàn)*的恒力和恒速性。另外,直線電機系統(tǒng)還經(jīng)常采用一個直線編碼器實現(xiàn)位置反饋?,F(xiàn)在越來越多地利用AKD數(shù)字放大器等驅(qū)動放大器直接從此類直線編碼器中產(chǎn)生所需的換向信息(在啟動時無論是否有附加的數(shù)字霍爾效應裝置)。直線電機應用中所使用的其它類型反饋包括直線感應同步器、激光干涉儀以及LVDT。
科爾摩根公司于二十世紀七十年代晚期推出了其*臺直線電機,該電機用于精密X-Y工作臺和表面噴涂系統(tǒng)。此種電機是有刷直流電機,并采用科爾摩根公司已獲得的push-through換向條方法。這為科爾摩根公司在二十世紀八十年代早期開發(fā)出無刷型直線電機奠定了基礎,該電機用于需要平穩(wěn)、高剛度、直線運動的膠片加工。
標準產(chǎn)品特點無鐵芯:
? 零吸引力
? 零齒槽效應
? 輕型線圈組件,可以實現(xiàn)高加速度
? 持續(xù)推力21到450 N(4.6到101 lbf)
? 峰值推力60到1600 N(13.6到360 lbf)
? 可在低達1微米/秒(0.00004英寸/秒)的速度下平穩(wěn)運動
標準產(chǎn)品特點有鐵芯:
? IC系列峰值推力:320到8407 N(71.9到1890 lbf)
? IC系列持續(xù)推力:144到6916 N(32.4到1555 lbf)
? ICD系列峰值推力:165到1099 N(38到254 lbf)
? ICD系列持續(xù)推力:57.0到315 N(12.8到70.8 lbf)
? 熱損失低
? 高推力密度
? 整定時間極短
? 三相正弦波換向
? 采用模塊化磁體設計
? 高定位精度和高分辨率
? 零接觸、免維護、無刷設計
? *加速度很容易過10 G
? ICD系列電機的優(yōu)點:外形極小 低吸引力 適合替換很多無鐵芯應用
? 采用防齒槽效應的技術,*限度降低齒槽效應, 并不采用無磁體偏斜
標準選件:
? 熱保護
? 熱敏電阻
? 霍爾效應反饋
? 熱開關(有鐵芯)
? 附加空冷或水冷(有鐵芯)
? 易清潔的磁路蓋板(有鐵芯)
? 通過FM,可在危險環(huán)境下運行
我們的直接驅(qū)動直線(DDL)電機系列產(chǎn)品為無框永磁體三相無刷伺服電機。直線電機相當于具有平鋪結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機。
平鋪的旋轉(zhuǎn)電機
永磁無刷旋轉(zhuǎn)電機的兩個基本部件是定子(初級線圈) 和轉(zhuǎn)子(次級或旋轉(zhuǎn)磁體)。在無刷直線電機中,將轉(zhuǎn)子平鋪成為磁體軌道(也稱為磁路)。將旋轉(zhuǎn)電機的主機線圈平鋪成為線圈組件(有時也稱為滑塊)。
在大多數(shù)無刷直線電機應用中,通常磁路保持靜止,線圈組件運動,其原因是這兩個部件的相對質(zhì)量相差較大。但有時將此種布置反過來更有利,并且完全可以接受。在這兩種情況下,基本電磁工作原理是相同的,并且與旋轉(zhuǎn)電機完全一樣。
直接驅(qū)動直線電機綜述和選件
優(yōu)點
寬速度范圍:由于直線電機的無框部分為非接觸式部件,不存在機械傳動限制,因此很容易達到極高和極低的速度。速度不受電機的限制,但是會受系統(tǒng)中其他部件的限制,比如直線軸承以及能夠從任何反饋裝置實現(xiàn)的帶寬。通??梢詫崿F(xiàn)過5米/秒的應 用速度。相比而言,由于共振和磨損,滾珠絲杠等機械驅(qū)動通常將直線速度限制為0.5到0.7米/秒(20-30英寸/秒)。除了寬速度范圍之外,直線電機(包括有鐵芯電機和無鐵芯電機)都具有非常好的恒速特性,速度波動通常低于± 0.01%。
高系統(tǒng)動態(tài)性能:除了高速能力之外,直接驅(qū)動直線電機還具有極高的加速度。它僅受系統(tǒng)軸承的限制。大型電機通??蛇_到3到5G的 加速度,而小型電機通常很容易達到過10 G的加速度。由于科爾摩根的DDL系列產(chǎn)品采用了的電機設計,所以 無鐵芯電機和有鐵芯電機都具有非常平穩(wěn)的運動曲線。在有鐵芯設計中,大大降低了齒槽效應,該效應是產(chǎn)生推力的原因;而在無鐵芯設計中,則完全消除了該效應。因此, 此種直接驅(qū)動直線電機具有適合平穩(wěn)運動要求的極低推力和速度波動。定位精度僅受反饋分辨率的限制,通??蛇_到微米以下的分辨率。
無限行程:DDL電機系列磁路由5個模塊化部分構(gòu)成,其長度分別為64毫 米、128毫米、256毫米、512毫米和1024毫米。在任何模塊上都可以添加任意多個其它模塊,以實現(xiàn)無限行程。無論所需行程是1毫米(0.04英寸)還是100米(330英尺),DDL系列產(chǎn)品都能滿足要求。
無磨損或免維護:直線電機部件很少,因此不需要螺母、軸承座、聯(lián)軸器、電機底座等滾珠絲杠部件,也不需要維護這些部件。 因此, 它們使用壽命極長,操作清潔,無需對此類部件進行潤滑或維護。
顯著降低部件集成難度:與配有機械驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)電機相比,無框直線電機需要的部件更少。對于無框直線電機部件,只需調(diào)整0.8毫米(0.031英寸)氣隙(有鐵芯設計)和0.5毫米(0.020英寸)氣隙(無鐵 芯設計)即可。不需要像滾珠絲杠那樣進行關鍵調(diào)整。系統(tǒng)的直線軸承確保全行程直線度,完全滿足科爾摩根電機的要求。
直線電機的應用包括:
坐標測量機器銑削 電子裝配研磨 “貼片”設備激光切割 組件插裝凸輪研磨 絲網(wǎng)印刷 半導體 膠黏劑投放器 PC板檢查,鉆孔晶片檢查晶片切片 標簽粘合 飛行模擬器引線焊接 加速拖運器離子注入 彈射器平版印刷 重力測量等
其他推薦產(chǎn)品
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目前有兩種類型的直線電機:有鐵芯和無鐵芯電機。每種電機都根據(jù)應用需求采用了*特性和功能。
有鐵芯電機:有纏繞在硅鋼片上的線圈,可以通過一個單側(cè)磁路產(chǎn)生極大的推力。DDL直線電機采用了已獲得的電磁設計方案,單位尺寸的額定推力*,電機常數(shù)Km很高(相當于熱損耗低), 并且齒槽效應很低,不需要磁體偏斜。此類電機的高推力使其非常適合加速和移動較重的負載,在機加工或施加推力的過程中也能保持剛度。無鐵芯電機沒有鐵芯或用于纏繞線圈的槽。因此,這些電機沒有齒槽效應,重量很輕, 在線圈組件和磁路之間*沒有吸引力。因為具有這些特點,所以非常適合需要極低軸承摩擦力、輕負載高加速度、以及能在極小的恒定速度下運動的應用。模塊化磁體由雙排磁體組成,可以*限度提高產(chǎn)生的推力,并形成磁通返回路徑。
無鐵芯電機:所有無刷電機都需要換向反饋。常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機通常利用一個安裝在電機后面的旋轉(zhuǎn)變壓器或者集成在線圈繞組上的霍爾效應裝置。 對于直線電機,也可以通過各種方法實現(xiàn)換向反饋??茽柲Ω究商峁┻m合DDL系列電機的數(shù)字型或線性霍爾效應裝置,它們與旋轉(zhuǎn)電機一樣驅(qū)動電子器件實現(xiàn)直線電機換向。
如果需要特別平穩(wěn)的運動,可以使用正弦波驅(qū)動電子部件(比如采用數(shù)字霍爾效應的科爾摩根AKD系列產(chǎn)品)為電機提供正弦波驅(qū)動電流,以實現(xiàn)*的恒力和恒速性。另外,直線電機系統(tǒng)還經(jīng)常采用一個直線編碼器實現(xiàn)位置反饋?,F(xiàn)在越來越多地利用AKD數(shù)字放大器等驅(qū)動放大器直接從此類直線編碼器中產(chǎn)生所需的換向信息(在啟動時無論是否有附加的數(shù)字霍爾效應裝置)。直線電機應用中所使用的其它類型反饋包括直線感應同步器、激光干涉儀以及LVDT。
科爾摩根公司于二十世紀七十年代晚期推出了其*臺直線電機,該電機用于精密X-Y工作臺和表面噴涂系統(tǒng)。此種電機是有刷直流電機,并采用科爾摩根公司已獲得的push-through換向條方法。這為科爾摩根公司在二十世紀八十年代早期開發(fā)出無刷型直線電機奠定了基礎,該電機用于需要平穩(wěn)、高剛度、直線運動的膠片加工。
標準產(chǎn)品特點無鐵芯:
? 零吸引力
? 零齒槽效應
? 輕型線圈組件,可以實現(xiàn)高加速度
? 持續(xù)推力21到450 N(4.6到101 lbf)
? 峰值推力60到1600 N(13.6到360 lbf)
? 可在低達1微米/秒(0.00004英寸/秒)的速度下平穩(wěn)運動
標準產(chǎn)品特點有鐵芯:
? IC系列峰值推力:320到8407 N(71.9到1890 lbf)
? IC系列持續(xù)推力:144到6916 N(32.4到1555 lbf)
? ICD系列峰值推力:165到1099 N(38到254 lbf)
? ICD系列持續(xù)推力:57.0到315 N(12.8到70.8 lbf)
? 熱損失低
? 高推力密度
? 整定時間極短
? 三相正弦波換向
? 采用模塊化磁體設計
? 高定位精度和高分辨率
? 零接觸、免維護、無刷設計
? *加速度很容易過10 G
? ICD系列電機的優(yōu)點:外形極小 低吸引力 適合替換很多無鐵芯應用
? 采用防齒槽效應的技術,*限度降低齒槽效應, 并不采用無磁體偏斜
標準選件:
? 熱保護
? 熱敏電阻
? 霍爾效應反饋
? 熱開關(有鐵芯)
? 附加空冷或水冷(有鐵芯)
? 易清潔的磁路蓋板(有鐵芯)
? 通過FM,可在危險環(huán)境下運行
我們的直接驅(qū)動直線(DDL)電機系列產(chǎn)品為無框永磁體三相無刷伺服電機。直線電機相當于具有平鋪結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機。
平鋪的旋轉(zhuǎn)電機
永磁無刷旋轉(zhuǎn)電機的兩個基本部件是定子(初級線圈) 和轉(zhuǎn)子(次級或旋轉(zhuǎn)磁體)。在無刷直線電機中,將轉(zhuǎn)子平鋪成為磁體軌道(也稱為磁路)。將旋轉(zhuǎn)電機的主機線圈平鋪成為線圈組件(有時也稱為滑塊)。
在大多數(shù)無刷直線電機應用中,通常磁路保持靜止,線圈組件運動,其原因是這兩個部件的相對質(zhì)量相差較大。但有時將此種布置反過來更有利,并且完全可以接受。在這兩種情況下,基本電磁工作原理是相同的,并且與旋轉(zhuǎn)電機完全一樣。
直接驅(qū)動直線電機綜述和選件
優(yōu)點
寬速度范圍:由于直線電機的無框部分為非接觸式部件,不存在機械傳動限制,因此很容易達到極高和極低的速度。速度不受電機的限制,但是會受系統(tǒng)中其他部件的限制,比如直線軸承以及能夠從任何反饋裝置實現(xiàn)的帶寬。通??梢詫崿F(xiàn)過5米/秒的應 用速度。相比而言,由于共振和磨損,滾珠絲杠等機械驅(qū)動通常將直線速度限制為0.5到0.7米/秒(20-30英寸/秒)。除了寬速度范圍之外,直線電機(包括有鐵芯電機和無鐵芯電機)都具有非常好的恒速特性,速度波動通常低于± 0.01%。
高系統(tǒng)動態(tài)性能:除了高速能力之外,直接驅(qū)動直線電機還具有極高的加速度。它僅受系統(tǒng)軸承的限制。大型電機通??蛇_到3到5G的 加速度,而小型電機通常很容易達到過10 G的加速度。由于科爾摩根的DDL系列產(chǎn)品采用了的電機設計,所以 無鐵芯電機和有鐵芯電機都具有非常平穩(wěn)的運動曲線。在有鐵芯設計中,大大降低了齒槽效應,該效應是產(chǎn)生推力的原因;而在無鐵芯設計中,則完全消除了該效應。因此, 此種直接驅(qū)動直線電機具有適合平穩(wěn)運動要求的極低推力和速度波動。定位精度僅受反饋分辨率的限制,通??蛇_到微米以下的分辨率。
無限行程:DDL電機系列磁路由5個模塊化部分構(gòu)成,其長度分別為64毫 米、128毫米、256毫米、512毫米和1024毫米。在任何模塊上都可以添加任意多個其它模塊,以實現(xiàn)無限行程。無論所需行程是1毫米(0.04英寸)還是100米(330英尺),DDL系列產(chǎn)品都能滿足要求。
無磨損或免維護:直線電機部件很少,因此不需要螺母、軸承座、聯(lián)軸器、電機底座等滾珠絲杠部件,也不需要維護這些部件。 因此, 它們使用壽命極長,操作清潔,無需對此類部件進行潤滑或維護。
顯著降低部件集成難度:與配有機械驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)電機相比,無框直線電機需要的部件更少。對于無框直線電機部件,只需調(diào)整0.8毫米(0.031英寸)氣隙(有鐵芯設計)和0.5毫米(0.020英寸)氣隙(無鐵 芯設計)即可。不需要像滾珠絲杠那樣進行關鍵調(diào)整。系統(tǒng)的直線軸承確保全行程直線度,完全滿足科爾摩根電機的要求。
直線電機的應用包括:
坐標測量機器銑削 電子裝配研磨 “貼片”設備激光切割 組件插裝凸輪研磨 絲網(wǎng)印刷 半導體 膠黏劑投放器 PC板檢查,鉆孔晶片檢查晶片切片 標簽粘合 飛行模擬器引線焊接 加速拖運器離子注入 彈射器平版印刷 重力測量等