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直線電機(jī)的基本類型有哪些(直線電機(jī)技術(shù)有哪些優(yōu)勢)

更新時間:2021-06-02    瀏覽次數(shù):2639

直線電機(jī),可以被想象成是旋轉(zhuǎn)電機(jī)被沿著徑面切開并被展開鋪平,這樣一臺直接驅(qū)動直線電機(jī),可以驅(qū)動產(chǎn)生直線運(yùn)動,無需氣動、液壓推桿或由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過皮帶、絲杠等直線驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)換。


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旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩,相應(yīng)的直線電機(jī)產(chǎn)生直線驅(qū)動力。
相關(guān)術(shù)語


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直線電機(jī)的基本類型


正如有交流、直流等不同類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī),直線電機(jī)也有很多不同類型,比如:交流、直流和步進(jìn)等等。

下面這張表簡單的描述了各種不同類型的直線電機(jī)的應(yīng)用特性:

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無刷電機(jī)


無刷直線電機(jī)運(yùn)行時是無接觸式的,可以做到繞組的免維護(hù)。分無鐵芯(例如我們在之前介紹過的 Indra MCL )和有鐵芯版本,可以使用標(biāo)準(zhǔn)三相伺服放大器驅(qū)動,具備提供高速和高加速運(yùn)動曲線的能力。無刷直線電機(jī)可以產(chǎn)生高達(dá) 12 個 G 力的加速度,直線運(yùn)動速度可達(dá) 5 m/s 以上。


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有電刷直線電機(jī)


有刷直線電機(jī)更適合較長行程,開環(huán)或閉環(huán)的直線運(yùn)動應(yīng)用。它的速度可以達(dá)到 2.5 m/s、低至 25 mm/s。配合直線編碼器反饋,這類直線電機(jī)可以實現(xiàn)很高精度的位置、速度和加速度控制。


音圈


音圈電機(jī)比較適合短距離行程(通常小于 5 cm)閉環(huán)伺服應(yīng)用。緊湊的體積,適合極小的安裝空間。音圈有極低的機(jī)電時間常數(shù),較低的運(yùn)動質(zhì)量,適合較輕負(fù)載的高加速度。音圈分為線圈移動類型和磁鐵移動類型。


直線步進(jìn)


直線步進(jìn)電機(jī)可以用于開環(huán)或閉環(huán)的定位應(yīng)用中。由于定位是內(nèi)置于沖頭和壓板內(nèi)的,無需額外的反饋裝置,因此可以從整體上降低系統(tǒng)成本。對于開環(huán)控制,無需復(fù)雜的伺服整定。同時多個沖頭可以在一個壓板上運(yùn)行。


使用直線步進(jìn),通常加速度可以做到 1 個 G 力,速度可以達(dá)到 2.5 m/s。 有單軸和雙軸版本。


直線感應(yīng)電機(jī)


直線感應(yīng)電機(jī)通常由可變頻的三相交流電源驅(qū)動,或者如果需要速度控制,可以使用矢量驅(qū)動器。加速度可達(dá) 1 個 G 力,速度可以超過 45m/s。 感應(yīng)直線電機(jī)非常適合高速、長距離運(yùn)動的重負(fù)載應(yīng)用。


管狀直線電機(jī)


管狀直線電機(jī)通常是由單相或三相電源驅(qū)動。加速度可超過 1 個 G 力;比較適合短行程,較低工作周期 Duty Cycle 的應(yīng)用;可以用來替代一些氣缸的運(yùn)動應(yīng)用。

直線電機(jī)的輸出力系數(shù)

直線電機(jī)輸出力


正如上面所說,直線電機(jī)產(chǎn)生力輸出(以牛頓 N 為單位),并沿著直線軸推動負(fù)載運(yùn)動。不同類型的直線電機(jī)產(chǎn)品提供不同級別大小的力輸出。


而持續(xù)力輸出是基于工作制周期的。工作制是一個具體的百分?jǐn)?shù):

直線電機(jī)的優(yōu)點:


更快的加速度

高達(dá) 10 個 G 力(甚至更快)的加速度,這可以縮短工作周期,提升用戶的生產(chǎn)效率


高速

可達(dá) 45 m/s 或更高


高精度

精度可達(dá) 1 μm/305 mm


可重復(fù)定位精度

可達(dá) 1 μm


無回程間隙

在絲杠、齒輪、齒條和皮帶等系統(tǒng)中會出現(xiàn)回程間隙,而直線電機(jī)采用直接驅(qū)動,不會出現(xiàn)回程間隙


高剛性

相比滾珠絲杠等直線運(yùn)動系統(tǒng),直接驅(qū)動的電機(jī)可以提供極高的驅(qū)動剛性。


運(yùn)行極為順滑

由于消除了機(jī)械連接,直線電機(jī)方案可以提供更順滑的運(yùn)行。


元件無接觸

減少元件摩擦和磨損,降低用戶維護(hù)成本。


更長壽命

因為減少和簡化了組件,在正常運(yùn)行情況下,可以極大延長使用壽命。


減少維護(hù)

降低用戶總體擁有成本。


行程長度無限制

相比滾珠絲杠,直線電機(jī)行程完全沒有限制??梢院唵蔚耐ㄟ^增加定子單元延長運(yùn)動行程。

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