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Bose公司在電磁、材料科學和運動控制方面具有技術優勢,它使用活動線圈馬達設計(例如聲轉換器...)最終開發出了高性能的線性傳動裝置。Bose公司推出了一種完全不同類型的線性傳動裝置,被稱為活動電磁馬達,它在動態材料性能測試時的能力要高得多,而且沒有了傳統材料測試技術的一些缺陷。
線性馬達設計有著以下材料測試優勢:
◆ 負荷範圍(從毫微牛頓到最高可達15000牛頓)和行程範圍(毫微米到50毫米)覆蓋了材料測試需要的大部分區域;
◆ 很高的馬達輸出力,加上低磁鐵質量,意味著加速度最高可達1500米/平方秒,頻率超過400赫茲,速度高於3米/秒;最低速度0.0000025毫米/秒
◆ 優異的動態性能,加上無摩擦阻力的撓性懸掛系統,提供優異的保真度和準確性;
◆ 線性馬達高度節能,因為電能是與所需負荷成正比(無需氣壓源或油壓源,而且沒有機械摩擦損失);
◆ 沒有密封件或軸承的摩擦磨損,沒有活動部件和浮動磁頭,線性馬達已證實具有特別優異的耐用性,運轉億億周期以上未出現故障或進行維修。無需維護、更換油或濾清器。
活動電磁馬達是如何工作的?
圖1是活動電磁馬達的一個簡單圖示。活動電磁馬達的磁性部分由三個基本元素組成:磁鐵、線圈和磁心。磁鐵左右移動,而線圈和磁心保持靜止。
為了滿足測試市場的需要,Bose公司在活動磁鐵馬達上使用了最新技術的含釹鐵硼(NdFeB)磁鐵。描述此功能的一個簡單方法就是把磁心和線圈組合看作一個隨電流產生北極和南極的電磁。施加電流時,磁鐵的適當極相互吸引或排斥,產生力。電流越強,產生的力就越大。
磁鐵是如何懸掛在間隙中?
為了使馬達性能保持最佳,磁鐵和磁心之間的間隙和磁鐵厚度比必須非常小。機械懸掛可實現許多重要功能。首先,懸掛允許磁鐵沿著所需的軸向路徑移動,且阻力最小。第二,懸掛使得磁鐵不會與磁心表面發生碰撞。和磁心接觸會產生不希望有的摩擦和馬達的非線性行為。
為了滿足這些要求,Bose公司創造了低質量的撓性懸掛系統,無摩擦、無限壽命,橫向剛性高、而軸向剛性低。懸掛採用特殊的不鏽鋼合金製成,具有優異的疲勞性能,已證實在超過億億周期時仍然有效。
撓性設計帶來的一個額外好處是撓曲在主軸的橫向和扭矩方向可抵抗負荷,從而可以經濟地完成樣品的多軸測試,不會損害線性馬達、密封件和軸承的摩擦效果。