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直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類

時間:2019-12-24 18:21 來源:電工之家

說起直線電機,英文是linear servo motor。說起來,在我們現在常見的馬達,都是旋轉電機。
電機的發展史,從電機的發展歷史,來說電機的各類功能應用和優勢。
從電磁感應的開始,電動機的發展就沒有停止過。
全球第一臺嚴格意義上面的電機是俄羅斯科學家發明Moritz Hermann Jacobi發明第一臺可實用的整流電機。
從這開始之后的百年,電動機一直都是圍繞感應式電機在發展,并且最終不斷發展形成我們現在看到的繞線定子,卷繞型或鼠籠型電機。

直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類
后期在直流電機與交流電機的各類應用領域,逐步發展成為了極大方向。
1、直流無刷電機,空心杯電機。
2、交流步進電機,伺服電機,直線電機,以及目前在工業領域研發的U型電機。
在所有的電機發展歷程中,我們基本能夠看到這樣一個趨勢:
扭矩不斷增大,精度控制不斷增加。
這里要詳細說一下這兩個特性。我們常說的電機扭矩,反饋出來的就是電機的力有多大?
比如說,玩具賽車的扭矩,可能只有0.2N/m,大型的電動汽車的扭矩可以達到250N/m—900N/m,反饋出來的就是電力輸出的力很大。
比較常見的重型電動機應用場景,例如:破碎機,港機起重機,石油抽油機等等。以及超大型機床等等。大型的扭矩都達到10多萬N/M.同樣的價格也極其昂貴。
直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類
新能源汽車電機結構
精度控制,是對新場景應用的必然要求。
電機的精度控制,很多大眾朋友接觸的不多。在工業領域極為常見。例如我們需要起重機提升一個貨柜10米高,那么就涉及到最簡單的精度控制。
當今,比較常見的使用電機,進行精度控制的場景,是工業領域的傳送帶。
那么旋轉電機是怎么進行精度控制的?
通過在電機后端,鏈接電機的轉子的編碼器,通過旋變形式的編碼器,或者光電形式的編碼器實現轉的角度測量。
用最通俗的話說,如果電機轉動1°,對應的編碼器就可以記錄下來一次,那么換算出來,就可以得到直線的距離。
直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類
馬上就說道直線電機了,別急!
這種攜帶編碼器控制的伺服電機,成本勢必增高了。更主要的是這種旋轉電機的編碼器,目前比較好的分辨等級達到23位,也就是說這種以弧度進行精度區分的編碼器,是有精度的局限性的。那么有沒有辦法在一些特殊的領域,需要精度控制比較高,并且主要進行直線運動的領域,使用直線運動的電機?
答案肯定是可以的,如今應用直線電機,主要的優勢就在于其更高的精度,可達到μm級別。這種直線電機在激光加工機床具有極好的應用價值。
1、直線電機的原理:
行業內,把直線電機也叫做“直驅”,所以你如果看到直驅,那就是在描述直線電機和DD馬達兩種產品。記住啊,行業內的直驅是包含DD馬達的。
直線電機的原理并不復雜.你可以理解為把一臺旋轉運動的感應電動機沿著半徑的方向剖開,并且展平,這就是一臺直線電機。
直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類
如果同旋轉的電機進行對應去理解,在直線電機中,相當于旋轉電機定子的,叫初級;相當于旋轉電機轉子的,叫次級,初級中通過交流電,次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動。
直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類
從電磁感應的角度來分析:上圖的兩種平板的直線電機,(a)一種為扁平式直線電機,(b)為雙扁平式的直線電機。
我們以(b)中的情況來說明電磁力的變化,初級是上下兩側,永磁體提供完整的電磁回路。在次級線圈中的導線恰好能夠切割電磁感性線,產生安培力,根據左手定則,我們能夠看到次級會向左,或者向右運動。
2、直線電機的種類:
1、扁平式電機
直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類
 
直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類
2、DD馬達(直驅電機)
直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類 
這種直驅形式的DD馬達,可以提供較大的力矩。
3、音圈電機
音圈電機在原理上面,同直線電機相同,可以簡單的理解為是線圈匝數較少的直線電機。
直線電機是什么?直線電機的工作原理及種類
3、直線電機的主要玩家
目前中國市場更主要的直線電機玩家,并不多,主要集中在華南。
國內直驅伺服領域,驅動方面做的最好的是高創,在直線電機市場雅科貝思的市場規模最大。目前直驅市場,主要的玩家是自身設備比較長使用企業。例如大族激光等等。
4、直線電機主要應用的場景
主要使用領域包括:激光設備,3C非標設備例如檢測,貼合等等。還包括對潔凈度要求比較高的醫藥領域。
5、直線電機市場規模
根據行業內權威機構調研,直驅市場總體規模大約20億。目前仍然是屬于起步階段。
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