用作直接驱动的直线电机

对动态性能、精度和运行顺畅度日益增长的需求也带来了直线运动领域的技术转变,即向直接驱动电机的转变。与旋转直接驱动技术一样,如今也出现了线性直接驱动电机,其机械负载直接连接到电机的移动部件——无需任何进一步的耦合。这种刚性连接提供了与旋转直接驱动技术相同的优势,使得全新的机械设计成为可能。

与由旋转电机驱动的直线运动系统(参见执行器)相比,直接驱动的直线电机系统在长度上没有原则限制。固定磁铁组件可以进行堆叠,达到从标准模块轮廓,到任意所需的长度。因为移动部件(绕组)可用于任何所需的移动长度,所以性能不会因长度而变化。

相比之下,导螺杆系统在速度方面确实存在严重限制,同时惯性会随着导螺杆的长度而增加,也就是说会随着行程而增加。与长量程应用中的直接驱动直线电机系统相比,速度限制、高惯性和低刚度仍然是其他技术的主要缺点。

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直线电机的工作原理

直线电机在工作原理上与旋转电机一致。想象一下,就像切割一个旋转电机,再将其弯曲直到它变平。直线电机仅由两种部件组成:绕组(动子)和一块固定有磁铁的钢板(磁铁组件)。铜绕组嵌入环氧树脂或铁心中,并承载所有电机电流。

磁铁组件由根据交变极性安装在刚性钢底板上的稀土磁铁组成。它们产生垂直于底板的磁场。在铜绕组中流动的电流产生洛伦兹力F = I x B,可提供作用于负载惯性的加速度。

动子通常连接至机器的移动部件,而磁铁组件则固定在机器的静止部件上。动子和磁铁组件之间的气隙通常为 0.6 毫米,但在不导致大幅的性能损失的条件下,可变化+/-0.3 毫米。
 

无铁心与铁心直线电机

对于无铁心电机线圈嵌入环氧树脂材料中。这类电机非常适合极为平稳的直线运动。动子与U型磁铁组件和施力器之间不存在吸引力。

而对于铁心电机线圈则围绕钢心叠片缠绕。钢心用于将磁通量聚焦,因此与无铁心电机相比,力密度更高。由于铁的存在,动子和磁体组件之间存在显著的磁吸引力,可用作轴承预载。与传统的旋转电机一样,铁心直线电机也存在一些齿槽效应。

传感器

对于我们的直线电机的方向转换、数字速度控制和定位操作,我们提供替代位移测量系统或传感器。您可以在传感器类目下找到更多信息。