1. 直线驱动电机装置图
机器人运动主要是旋转运动,所以不用直线电机驱动。
直线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。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开,并展成平面而成。
直线电机也称线性电机,线性马达,直线马达,推杆马达。最常用的直线电机类型是平板式和U 型槽式,和管式。 线圈的典型组成是三相,由霍尔元件实现无刷换相。
2. 直线电机 驱动器
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。
3. 直线驱动电机装置原理
直线电机的工作原理: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,该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。
如果初级固定,则次级在推力作用下做直线运动;反之,则初级做直线运动。直线电机的驱动控制技术一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机,还必须具有能在安全可靠的条件下实现技术与经济要求的控制系统。
随着自动控制技术与微计算机技术的发展,直线电机的控制方法越来越多。
4. 直线电机 伺服电机
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。
5. 直线电机专用伺服驱动器特点
aerocraft是美国设计和制造高性能的运动控制和定位系统品牌。
成立于1970年,主要产品包括:AEROTECH执行器、AEROTECH运动模拟器、AEROTECH旋转伺服电机、AEROTECH直线电机、AEROTECH伺服驱动器、AEROTECH运动控制器、Aerotech电机、Aerotech测角仪、AEROTECH电流计等。