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什么是直驱电机?

直驱电机是旋转或线性电机,其负载直接连接到电机,没有机械传动元件,如齿轮箱或皮带和皮带轮系统。换句话说,电机直接驱动负载。
 
直驱旋转电机
 
旋转式直驱电机通常被称为力矩电机,因为它们能够在低速时产生高扭矩,即使在堵转时。力矩电机多是无刷永磁同步电机 ,它很像传统的伺服电机,但却有很多磁极。通常它们被设计为无框架结构,没有外壳,轴承或反馈设备,而这些组件将交由用户单独购买并集成。
 
直驱转台
                          ▲旋转式直驱电机,也叫力矩马达通常设计为无框架结构,没有外壳,轴承或反馈装置。
 
      另外一种类型的旋转直驱电机是扁平式电机(pancake motor),也称为洛伦兹力电机(Lorentz force motor)或印刷电机(printed armature motor)。这些电机属于有刷直流电机,将电枢绕组印刷在非磁性绝缘材料盘上。电枢盘放置在两个定子盘之间,定子盘有交替分布的北极和南极的永磁体。磁通量沿着电机长度轴向延伸,电流径向地流动(而不是如在传统的电动机中轴向地流动)。根据洛伦兹力,这会在电机轴上产生扭矩。
直驱转台
▲扁平式电机由两个永磁定子之间的印刷电枢(转子)组成。这使它们具有非常薄的轮廓和较大的直径,也形象的称之为“薄饼马达”。
尽管压电电机和音圈电机(执行器)是高度专业化的电机类型,但是由于其负载与压电或音圈机构之间的直接耦合,它们也被归类为直驱电机,。
 
直驱线性电机.
 
直驱线性电机通常简称为“直线电机”。这些电机包括无铁芯和有铁芯两种,具体取决于初级部件(包含绕组)的结构。无铁芯的主要部件由嵌入环氧树脂的绕组制成,而有铁芯的,其绕组安装在片堆中。线性直接驱动马达的另一个显着特征是看它具有扁平的还是管状的结构。
 
扁平直驱驱动电机
 
直驱转台
 
▲扁平线性直接驱动电机可以具有无铁芯(顶部),开槽铁芯(中间)或无槽铁芯(底部)结构。
无铁芯扁平直驱电机具有扁平磁铁(次级部件),带有初级部件或压头,由安装在铝板上的线圈组成。这类电机具有出色的速度控制,但产生的力比其他类型电机少。另一种结构变型的无铁芯电机使用两个的磁轨(有时称为U形通道或空芯线性电机),其次级部件或者压头位于磁铁轨道之间。由于这些电机没有齿槽效应,因此它们可以产生很高的加速和减速度。
 
有铁芯直驱电机可以是开槽型或无槽型,开槽铁芯设计是更常见的变型。开槽铁芯线性电机的次级部分由基座和铁齿或叠片组成,线圈围绕所述叠片缠绕。它们具有最大的输出能力,但齿槽效应比较明显。
 
无槽设计被认为是无铁芯和传统开槽铁芯设计之间的混合,因为它们的线圈缠绕却没有铁芯层,且安装在铁板背部上,它们的次级部件通常装在铝制外壳中。与开槽铁芯设计相比,这些电机具有更小的齿槽效应和更低的惯性,但它们输出力也相对较小。
 
扁平直驱电机的另一种形式是线性步进电机。
 
管状线性直驱电机
 
直接驱动线性电机的另一种结构变化是将磁铁容纳在圆柱形管内,并将绕组容纳在围绕管的压力机或推力块中。与它们的扁平对应物一样,
 
管状线性电机可以在次要部分(即铁芯或无铁芯)中构造有或没有铁芯。管状线性电动机的主要优点是其对称设计允许所有磁通量用于产生推力。
 
直驱转台
▲管状直接驱动直驱电机可以是铁芯或无铁芯。它们提供了气动和滚珠丝杠执行器的替代方案,具有高速和高推力能力
 
直驱电机的优点和应用
直驱转台
▲旋转力矩电机通常用于机器人应用中 
无论如何设计- 旋转式或线性,扁平或管状,铁芯或无铁芯 - 直驱电机都具有消除因某些机械部件造成的间隙而降低定位精度和可重复性的优点。消除机械连接还可以减少负载惯性,并允许更大的动态相应 - 即负载更重时能提供更大的加速和减速的加速度- 具有更小的过冲和振荡。直接驱动电机的噪音也低于传统电机,这对于噪声敏感的应用非常重要,如医疗和实验室行业。
 
没有额外的传动元件,直接驱动电机往往比传统电机更紧凑,使它们更容易集成到狭小空间的机器和系统中。并且由于机械部件较少(通常,唯一的磨损部件是直驱导轨),维护工作量减少,平均故障间隔时间(MTBF)增加。
 
旋转直力矩电机用于驱动测角仪,万向节,旋转台,SCARA和6轴机器人手臂。许多设计都有一个中心孔,允许电缆和气动管路穿过电机中心。
直驱转台
▲管状(如此处所示)直接驱动直驱电机用于龙门架配置 
线性力矩电机用于众多自动化应用,包括需要连续快速行程的包装机,需要极高定位精度和高承载能力的机床,以及需要超平滑和精确运动的半导体制造设备
 
文章来源:运动控制平台
点击次数:  更新时间:2019-10-22