线性直驱电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能,而不需要任何中间转换机构的传动装置。
基本介绍
- 中文名:线性直驱电机
- 套用领域:机械加工
线性直驱电机的优势
1. 直接驱动。电机与被驱动工件之间,直接採用刚性连线,无需丝桿、齿轮、减速机等中间环节,最大程度上避免了传动丝桿传动系统存在的反向间隙、惯性、摩擦力以及刚性不足的问题。
2. 高速度。直线电机的正常高峰速度可达5-10m/s;传统滚珠丝桿,速度一般限制于1m/s,产生的磨损量也较高。
3. 高加速度。由于动子和定子之间无接触摩擦,直线电机能达到较高的加速度;较大的直线电机有能力做到加速度3-5g,更小的直线电机可以做到30-50g以上(焊线机);通常DDR多套用于高加速度,DDL套用于高速度和高加速度。
4. 高精度。由于採用直接驱动技术,大大减小了中间机械传动系统带来的误差。採用高精度的光栅检测进行位置定位,提高系统精度,可使得重複定位精度达到1um以内,满足超精密场合的套用。
5. 运动速度範围宽。直线电机运行的速度最低可实现1um/s,最高可实现10m/s,满足各种场合需求。
基本原理与结构
直驱式直线电机DDL1主要是为悬挂输送系统开发的,这种电机在系统中必须满足以下条件:
1)扁平型结构,限定体积
2)单向运行,频繁起动,运行时间秒级;
3)起动电流要小于同容量电机,冲击小、回响快;
4)结构简单成本低、重量轻;
单相直线感应电机具有多种不同结构,适用于不同场合。若要满足以上条件,需要採用结构最简单的2 极电容运行电机,其主副相线圈都只有一个,由于系统运行速度不快,因此电机极距较小,限制了槽宽的大小,为了放置线圈初级铁芯需大大增加槽高,槽高/槽宽比普通电机大,称之为深槽结构。通过特深槽结构亦可提高启动力矩。
直驱式直线电机DDL2主要是为食品切片机与电梯门机开发的,这些系统的直驱式直线电机要具备调速範围宽、推力密度大、推力稳定回响快等特点,而现有直线电机往往会遇到体积过大、推力不足、推力波动大、回响慢、温升过高等问题,这些问题对直驱式直线电机的设计提出了更高的要求。本直驱式直线电机DDL2由基本的动子(初级)和定子(次级)两部分结构组成。定子部分主要由永磁体、导磁体和不鏽钢套管构成,永磁体採用轴向充磁方式。动子部分由三相电枢绕组、绕组骨架以及机壳构成。绕组採用空心饼式线圈形式,它直接绕制在骨架槽内,槽满率高,无端部,铜材利用率高,铜耗小,电机节能效果更好。
实际套用
直驱式抽油机系统的主要核心是低速大力矩电机的研製开发。目前国内外低速大力矩电机均採用永磁同步电机结构。永磁电机与传统的电励磁同步电机相比,省去了电励磁绕组,实现了无刷化,具有结构简单、运行可靠;体积小、重量轻;损耗少、效率高。但目前一些低速大力矩电机仅满足了部分使用场合的要求,在大多数使用场合下,电机速度仍需通过减速箱降到所需速度输出,电机有效面积不能充分利用,满足不了用户低速大力矩的要求。直驱複合式三维永磁电机完全改变了现有传统电机的结构,充分利用了电机的三维空间,具有高功率密度的输出特性,更符合电机机电能量变换的要求和低速大力矩驱动要求,可以在低速情况下直接驱动负载。满足了用户低速大力矩的要求。