东莞市高工智能传动股份有限公司
DONG GUAN GAO GONG ZHI NENG CHUAN DONG CO.,LTD
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动子定子,多关节机器人及自动化标准配件的研发

直线电机知识小科普

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什么是直线电机?

直线电机可视为旋转电机沿径向剖开拉直演变而成。直线电机常常被称为线性电机,线性马达,直线马达,推杆马达。


直线电机原理


沿径向剖开并拉直的旋转电机

大多数应用中,通常是永磁体保持静止,线圈绕组运动;但有时这种布置反过来会更有利并完全可以接受。在这两种情况中,基本电磁工作原理是相同的,并且与旋转电机完全一样。


直线电机的优点直线电机系统不同于传统伺服电机+联轴器滚珠丝杠传动,直线电机系统直接与负载连接,通过伺服驱动器直接驱动电机与负载。直线电机直接驱动技术是当前高速精密制造领域最先进的技术之一,优点如下:


1、高精度

直接驱动结构没有反向间隙,结构刚性高,系统的精度主要取决于位置检测元件,有合适的反馈装置可达亚微米级;

2、加速度和速度大

高工智能传动电机在应用中已经实现20g的最大加速度和4.5m/s的最大速度;

3、无机械接触磨损

直线电机定子与动子无机械接触磨损,系统运动接触由直线导轨承担,传动部件少,运行平稳,噪音低,结构简单,维护简单甚至免维护,可靠性高,寿命长;

4、模块化结构

直线电机定子采用模块化结构,运行行程理论上不受限制;

5、运行速度范围广

大族电机直线电机的速度范围从每秒几微米到数米。



直线电机常用类型

直线电机主要包括有铁芯电机和无铁芯电机两种类型,每种类型电机均具有取决于其应用的特征。

1、有铁芯平板直线电机

有铁芯电机的线圈绕在钢片上,以便通过单侧磁路,产生推力。

大族电机有铁芯平板电机包括自然冷却和水冷两种类型,水冷型额定推力最高达到8000N、峰值推力20000N。

有铁芯平板直线电机的优势


有铁芯结构,推力密度高;使用单边永磁体,成本低;可以做到良好的散热。

有铁芯平板直线电机的不足


有齿槽推力,导致速度波动;有铁芯使动子和定子存在不小于5倍于额定推力的磁吸力,需要注意安装。



2、U 型无铁芯直线电机

无铁芯电机包含一个动子线圈绕组,位于双排永磁体之间。因为线圈无铁芯,动子和永磁体之间没有吸引力和齿槽力。

大族U型直线电机开发了采用线圈绕组叠放的I型系列直线电机,相比T型绕组具有推力密度高(同样推力下体积更小)、散热性能好、结构强度高的优点。

无铁芯电机的优势


没有吸引力,固定气隙,易于对齐及安装;无齿槽效应,运行平稳;动子质量低,加速度大。

无铁芯电机的劣势


使用双边永磁体,成本高;相比有铁芯电机,推力一般不太大。



3、管型直线电机

管型电机也称为圆柱形动磁体直线电机,它的磁路与动磁执行器相似,区别在于线圈磁路可以复制以增加行程,使用霍尔装置实现无刷换相。

管型电机的优点


结构紧凑使用寿命长,成本低方便维护,易于实现批量生产。

管状直线电机的不足


当行程增加由于电机是完全圆柱的而且沿着磁棒上下运动,唯一的支撑点在两端,保证磁棒的径向偏差不至于导致磁体接触推力线圈的长度总会有限制。