線性直驅電機的優勢
1. 直接驅動。電機與被驅動工件之間,直接採用剛性連線,無需絲桿、齒輪、減速機等中間環節,最大程度上避免了傳動絲桿傳動系統存在的反向間隙、慣性、摩擦力以及剛性不足的問題。
2. 高速度。直線電機的正常高峰速度可達5-10m/s;傳統滾珠絲桿,速度一般限制於1m/s,產生的磨損量也較高。
3. 高加速度。由於動子和定子之間無接觸摩擦,直線電機能達到較高的加速度;較大的直線電機有能力做到加速度3-5g,更小的直線電機可以做到30-50g以上(焊線機);通常DDR多套用於高加速度,DDL套用於高速度和高加速度。
4. 高精度。由於採用直接驅動技術,大大減小了中間機械傳動系統帶來的誤差。採用高精度的光柵檢測進行位置定位,提高系統精度,可使得重複定位精度達到1um以內,滿足超精密場合的套用。
5. 運動速度範圍寬。直線電機運行的速度最低可實現1um/s,最高可實現10m/s,滿足各種場合需求。
基本原理與結構
直驅式直線電機DDL1主要是為懸掛輸送系統開發的,這種電機在系統中必須滿足以下條件:
1)扁平型結構,限定體積
2)單向運行,頻繁起動,運行時間秒級;
3)起動電流要小於同容量電機,衝擊小、回響快;
4)結構簡單成本低、重量輕;
單相直線感應電機具有多種不同結構,適用於不同場合。若要滿足以上條件,需要採用結構最簡單的2 極電容運行電機,其主副相線圈都只有一個,由於系統運行速度不快,因此電機極距較小,限制了槽寬的大小,為了放置線圈初級鐵芯需大大增加槽高,槽高/槽寬比普通電機大,稱之為深槽結構。通過特深槽結構亦可提高啟動力矩。
直驅式直線電機DDL2主要是為食品切片機與電梯門機開發的,這些系統的直驅式直線電機要具備調速範圍寬、推力密度大、推力穩定回響快等特點,而現有直線電機往往會遇到體積過大、推力不足、推力波動大、回響慢、溫升過高等問題,這些問題對直驅式直線電機的設計提出了更高的要求。本直驅式直線電機DDL2由基本的動子(初級)和定子(次級)兩部分結構組成。定子部分主要由永磁體、導磁體和不鏽鋼套管構成,永磁體採用軸向充磁方式。動子部分由三相電樞繞組、繞組骨架以及機殼構成。繞組採用空心餅式線圈形式,它直接繞制在骨架槽內,槽滿率高,無端部,銅材利用率高,銅耗小,電機節能效果更好。
實際套用
直驅式抽油機系統的主要核心是低速大力矩電機的研製開發。目前國內外低速大力矩電機均採用永磁同步電機結構。永磁電機與傳統的電勵磁同步電機相比,省去了電勵磁繞組,實現了無刷化,具有結構簡單、運行可靠;體積小、重量輕;損耗少、效率高。但目前一些低速大力矩電機僅滿足了部分使用場合的要求,在大多數使用場合下,電機速度仍需通過減速箱降到所需速度輸出,電機有效面積不能充分利用,滿足不了用戶低速大力矩的要求。直驅複合式三維永磁電機完全改變了現有傳統電機的結構,充分利用了電機的三維空間,具有高功率密度的輸出特性,更符合電機機電能量變換的要求和低速大力矩驅動要求,可以在低速情況下直接驅動負載。滿足了用戶低速大力矩的要求。