什么叫做直线电机
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。
延伸阅读
丝杆模组和直线电机哪个好
丝杆模组和直线电机虽然都是用于直线运动的装置,但它们的使用场合、原理和优缺点不同。
丝杆模组是一种传动装置,由电机、减速器和丝杠等部件组成。它能够将旋转运动转换为直线运动,并且能够实现精准定位。丝杆模组通常用于需要高精度、高负载和较低速度运动的场合,比如数控机床、自动化生产设备、舞台等,适用于中小负载和低速移动的场合。
直线电机是一种利用电磁原理实现直线运动的装置。它直接将电能转换为机械运动,没有传动部件,因此转换效率高、反应速度快、噪音低。直线电机通常用于需要高速、高加速度、高精度和高灵敏度运动的场合,比如半导体制造、光学测量、精密加工等,适用于小负载和高速移动的场合。
综上所述,选择丝杆模组还是直线电机需要根据具体的应用场合和需求来决定。如果需要较高精度、大负载和低速运动,丝杆模组是不错的选择;如果需要较高速度、精度和灵敏度,而且负载相对较小,直线电机则更合适。
直线电机有什么优势
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。
直线电机的工作原理有哪些
利用电能直接产生直线运动的电动机。其工作原理类似于相应的旋转式电动机,结构上则可看作是由相应的旋转电机沿径向切开,拉直演变而成。直线电动机包括定子和动子两个主要部分。在电磁力作用下,动子带动外界负载运动作功。在需要直线运动的场合,采用直线电动机可使装置的总体结构得到简化,多用于各种定位系统和自动控制系统。大功率的直线电动机可用于电气铁路高速列车的牵引及鱼雷的发射等装置中。
直线电动机按原理分为直流直线电动机、交流直线异步电动机、直线步进电动机和交流直线同步电动机,其中前3种应用较多。
急求,伺服电机与直线电机的优缺点
简而言之,直线电机原理和伺服电机一样。
直线电机的优点首先在于直线运动机构中,没有了联轴器,丝杠,减速机等的机械传动部件,消除了机械背隙;其次是响应更快,精度可以做到更高;第三就是因为是非接触的,寿命也会更长。然而缺点就是在Z轴的应用上有缺陷,需要解决配重或支撑问题!
直线电机整定时间是指什么
直线电机整定时间是指在工作状态下,根据给定的控制参数,将直线电机达到规定的运动性能所需要的时间。
这个时间的长短直接影响着直线电机的工作效率和精度。
解释直线电机的整定时间涉及到很多因素,包括控制系统的稳定性、电机本身的特性、所处的工作环境等。
如果整定时间过短,电机在运行过程中容易出现滞后、抖动、失速等问题,影响工作效率和精度;而整定时间过长则会增加生产成本,影响生产效率。
在实际应用中,为了保证直线电机的工作效率和精度,需要通过科学的试验设计和优化算法来降低整定时间。
同时,还需要重视直线电机的日常维护和保养,及时发现和解决问题,以提高工作效率和延长使用寿命。
直线电机品牌有哪些
欧洲的Rexroth,IDAM,Ete,CECR,Philips,Tecnotion……;
美国的AMS、Danaher(Kollmogen),Rockwell(Anorad),Baldor,Parker……;
日本的安川……
国内的北京凯奇电气,深圳大族精密,郑州微纳,台湾上银……。
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,用霍尔元件实现无刷换相。
直线电机有哪些优点
1、结构简单:由于直线电机不需要附加装置将旋转运动变为直线运动,系统本身的结构大大简化,重量和体积也大大减小。
2、定位精度高:当需要直线运动时,直线电机可以实现直接传动,消除中间环节引起的各种定位误差。因此,定位精度高。
3、反应速度快,灵敏度高,跟踪效果好。直线电机易于磁悬浮支撑,使转子与定子之间始终存在一定的气隙而无接触,消除了定子与定子之间的接触摩擦阻力,大大提高了系统的灵敏度、快速性和伺服性能。
4、安全可靠,使用寿命长。直线电机无接触传动力,机械摩擦损耗几乎为零,故障率低,免维护,运行安全可靠,使用寿命长。
直线电机的优缺点
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