1. 直线电机性能
说起直线电机,英文是linear servo motor。说起来,在我们现在常见的马达,都是旋转电机。
电机的发展史,从电机的发展历史,来说电机的各类功能应用和优势。
从电磁感应的开始,电动机的发展就没有停止过。
全球第一台严格意义上面的电机是俄罗斯科学家发明Moritz Hermann Jacobi发明第一台可实用的整流电机。
从这开始之后的百年,电动机一直都是围绕感应式电机在发展,并且最终不断发展形成我们现在看到的绕线定子,卷绕型或鼠笼型电机。
后期在直流电机与交流电机的各类应用领域,逐步发展成为了极大方向。
1、直流无刷电机,空心杯电机。
2、交流步进电机,伺服电机,直线电机,以及目前在工业领域研发的U型电机。
在所有的电机发展历程中,我们基本能够看到这样一个趋势:
扭矩不断增大,精度控制不断增加。
这里要详细说一下这两个特性。我们常说的电机扭矩,反馈出来的就是电机的力有多大?
比如说,玩具赛车的扭矩,可能只有0.2N/m,大型的电动汽车的扭矩可以达到250N/m—900N/m,反馈出来的就是电力输出的力很大。
比较常见的重型电动机应用场景,例如:破碎机,港机起重机,石油抽油机等等。以及超大型机床等等。大型的扭矩都达到10多万N/M.同样的价格也极其昂贵。
新能源汽车电机结构
精度控制,是对新场景应用的必然要求。
电机的精度控制,很多大众朋友接触的不多。在工业领域极为常见。例如我们需要起重机提升一个货柜10米高,那么就涉及到最简单的精度控制。
当今,比较常见的使用电机,进行精度控制的场景,是工业领域的传送带。
那么旋转电机是怎么进行精度控制的?
通过在电机后端,链接电机的转子的编码器,通过旋变形式的编码器,或者光电形式的编码器实现转的角度测量。
用最通俗的话说,如果电机转动1°,对应的编码器就可以记录下来一次,那么换算出来,就可以得到直线的距离。
马上就说道直线电机了,别急!
这种携带编码器控制的伺服电机,成本势必增高了。更主要的是这种旋转电机的编码器,目前比较好的分辨等级达到23位,也就是说这种以弧度进行精度区分的编码器,是有精度的局限性的。那么有没有办法在一些特殊的领域,需要精度控制比较高,并且主要进行直线运动的领域,使用直线运动的电机?
答案肯定是可以的,如今应用直线电机,主要的优势就在于其更高的精度,可达到μm级别。这种直线电机在激光加工机床具有极好的应用价值。
1、直线电机的原理:
行业内,把直线电机也叫做“直驱”,所以你如果看到直驱,那就是在描述直线电机和DD马达两种产品。记住啊,行业内的直驱是包含DD马达的。
直线电机的原理并不复杂.你可以理解为把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开,并且展平,这就是一台直线电机。
如果同旋转的电机进行对应去理解,在直线电机中,相当于旋转电机定子的,叫初级;相当于旋转电机转子的,叫次级,初级中通过交流电,次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。
从电磁感应的角度来分析:上图的两种平板的直线电机,(a)一种为扁平式直线电机,(b)为双扁平式的直线电机。
我们以(b)中的情况来说明电磁力的变化,初级是上下两侧,永磁体提供完整的电磁回路。在次级线圈中的导线恰好能够切割电磁感性线,产生安培力,根据左手定则,我们能够看到次级会向左,或者向右运动。
2、直线电机的种类:
1、扁平式电机
2、DD马达(直驱电机)
这种直驱形式的DD马达,可以提供较大的力矩。
3、音圈电机
音圈电机在原理上面,同直线电机相同,可以简单的理解为是线圈匝数较少的直线电机。
3、直线电机的主要玩家
目前中国市场更主要的直线电机玩家,并不多,主要集中在华南。
国内直驱伺服领域,驱动方面做的最好的是高创,在直线电机市场雅科贝思的市场规模最大。目前直驱市场,主要的玩家是自身设备比较长使用企业。例如大族激光等等。
4、直线电机主要应用的场景
主要使用领域包括:激光设备,3C非标设备例如检测,贴合等等。还包括对洁净度要求比较高的医药领域。
5、直线电机市场规模
根据行业内权威机构调研,直驱市场总体规模大约20亿。目前仍然是属于起步阶段。
2. 直线电机性能参数表
直线电机的机械输出功率为Pm=F*v =Cm*I*v,其中Cm为推力系数,I为电流,v为电机运行速度。
3. 直线电机性能评价
1、叶轮转动不平衡、联轴结合不够紧,导致零件松动破裂等。
2、在安装时螺帽没有拧紧,导致的水管漏水、漏气。
3、因填料压的太实,冷水无法进入填料内部,或者轴的表已经破损。
4、泵体里面的水没满或进口的管道里面有空气。
4. 直线电机百科
“永磁同步直线电机”是交流电机,因为无论作为发电机还是电动机使用,它的定子绕组中电流都是交流的,而它的动子(振子)上有永磁体,需要绕组也无电流。
1.“永磁”指的是电机的转子(对旋转电机)或动子(对直线电机)上有永磁材料。
2.“同步”指的是电机的转速(对旋转电机)或运动速度(对直线电机)与电枢绕组中通入电流的频率能保持一定的严格的比例关系。而直流电的频率是0,所以你只要看到电机名字中有“同步”一词,就立刻可以判断它是属于交流电机!
3.“直线”指的是电机中运动部分所做的是直线运动,与传统的电机中转子做“旋转”运动区分。
5. 直线电机的特性
直线电机的优点
1、结构简单,直线电机不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动,使结构大大简化2、高加速度,这是直线电机驱动,相比其他丝杠、同步带和齿轮齿条驱动的一个显著优势
3、适合高速直线运动,因为不存在离心力的约束,普通材料亦可以达到较高的速度
4、初级绕组利用率高,在管型直线感应电机中,初级绕组是饼式的,没有端部绕组,因而绕组利用率高
5、无横向边缘效应
6、容易克服单边磁拉力问题,基本不存在单边磁拉力的问题
7、易于调节和控制,通过调节电压或频率,或更换次级材料,可以得到不同的速度、电磁推力,适用于低速往复运行场合
8、适应性强,直线电机的初级铁芯可以用环氧树脂封成整体,具有较好的防腐、防潮性能,便于在潮湿、粉尘和有害气体的环境中使用;而且可以设计成多种结构形式,满足不同场所的需要
直线电机的缺点
1、效率和功率因数较低
2、起动推力易受到电压波动的影响
3、运行速度范围受到电机极距的限制
4、馈电比较复杂
5、散热较困难
6. 直线电机和线性电机
线性马达的运动原理就如以上说的,其中X轴的线性马达就是横向运动,而Z轴的线性马达则稍微有点不同。Z轴的线性马达依然是圆形的,它的中间有个磁柱,其中的"动子"沿着磁柱上下运动。X轴的线性马达提供的运动更为复杂,动力更为强劲,所以相比之下X轴的线性马达更好。
适合高速直线运动,直线电机由于初级和次级之间无接触,所以没有摩擦,也不会有离心力约束,所以传动时能有更高的动能转换效率。
反应更快,普通电机要完成直线运动必须依靠传动装置进行转换,其中有摩擦等因素造成能量损失和反应迟钝。直线电机不需要传动装置进行转换,直接提供直线动能,所以反应更快。
7. 直线电机参数
直线电机是直接产生直线运动的电动机。它可以看成是旋转电机演化而来的。与旋转电机相对应,直线电机按机种分类可分为直线感应电动机、直线同步电动 机、直线直流电动机和其它直线电动机(如直线步进电动机等)。旋转电动机的定子和转子,在直线电动机中称为初级和次级。为了在运动过程中始终保持初级和次级耦合,初级侧或次级侧中的一侧必须做得较长。在直线电动机中,直线感应电动机应用最广泛,因为它的次级可以是整块均匀的金属材料,即采用实芯结 构,成本较低,适宜于做得较长。
一般电机的运动是旋转运动,需要加传动结构才能变成直线。直线电机可以通过对电机控制,无需另外加传动结构可以实现直线运动。如英纳仕智能的直线步进电机,根据应用需要,有贯穿式和固定轴式,电机安装尺寸包括20、28、35、42 、57 、86等,丝杆有T型丝杆和滚珠丝杆。
8. 直线电机性能有哪些参数?
直线电动机的特点在于直接产生直线运动,与间接产生直线运动的“旋转电动机,滚动丝杠”相比,其优点是 (1)没有机械接触,传动力是在气隙中产生的,除了直线电机导轨以外没有任何其它的摩擦: (2)结构简单,体积小,通过以最少的零部件数量来实现我们的直线驱动,而且这仅仅是只存在一个运动的部件: (3)运行的行程在理论上是不受任何限制的,而且其性能不会因为其行程的大小改变而受到影响: (4)其运转可以提供很宽的转速运行范围,其涵盖包括从每秒几微米到数米,特别是在高速状态下是其一个突出的优点: (5)加速度很大,最大可达10g: (6)运动平稳,这是因为除了起支撑作用的直线导轨或气浮轴承外,没有其它机械连接或转换装置的缘故: (7)精度和重复精度高,因为消除了影响精度的中间环节,系统的精度取决于位置检测元件,有合适的反馈装置可达亚微米级: (8)维护简单,由于部件少,运动时无机械接触,从而大大降低了零部件的磨损,只需很少甚至无需维护,使用寿命更长。
直线电动机与“旋转电动机,滚珠丝杠”传动性能比较表性能旋转电动机+滚珠丝杠直线电动机。
9. 直线电机性能参数
其原理是:在均匀气隙磁场中放 入一圆筒状绕组,绕组通电产生电磁力带动负载作直线往复运动,改变电流的强弱和极性,就可改变电磁力的大小和方向。直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例:当初级绕组通入交流电源时,便在气隙中产生行波磁场,次级在行波磁场切割下,将感应出电动势并产生电流
10. 直线电机的精度
你好,主要区别在于:
1)高加速度,这是直线电机驱动相比直线模组驱动的一个显著优势;
2)直线电机比直线模组精度高,直线电机结构简单,不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动,运动惯量减少,动态响应性能和定位精度大大提高;
3)直线电机比直线模组噪音小,因为直线电机不存在离心力的约束,运动时无机械接触,也就无摩擦和噪声。传动零部件没有磨损,可大大减小机械损耗,避免拖缆、钢索、齿轮与皮带轮等所造成的噪声,从而提高整体效率;4)精密直线模组的有效行程会受铝材或丝杆等的限制,而直线电机有效行程无限制;5)相对,直线电机的价格要比直线模组的价格要高出好几倍。很高兴为您解答