直驱旋转电机流线型整机设计

当电动机用于低速旋转应用时,通常安装一个变速器来降低电机速度以获得更高的输出扭矩。这降低了成本,因为传动装置允许小型高速电机在低速时产生高扭矩。然而,在高精度应用中,如薄膜涂层线和集成电路测试机器,设计人员避免齿轮传动,因为它…

通过科尔摩根的资深科学家乔治·埃利斯说。 2000年3月1日

当电动机用于低速旋转应用时,通常安装一个变速器来降低电机速度以获得更高的输出扭矩。这降低了成本,因为传动装置允许小型高速电机在低速时产生高扭矩。然而,在高精度应用中,如薄膜涂层线和集成电路测试机器,设计人员避免齿轮传动,因为它会导致一系列问题,如位置误差,运动损失(间隙),更多的维护和可听到的噪音。

大多数设计师会在经济条件允许的情况下指定所谓的直驱旋转电机(DDR)。直到最近,这种选择通常用于高端商业和军事应用,因为直接驱动对大多数工业机器来说太昂贵了。幸运的是,这种情况已经改变。

一些制造商生产的DDR电机的应用,仅仅几年前还不能考虑这种技术。制造商包括Kollmorgen (Radford, Va.);Compumotor (Rohnert Park, california), Parker Hannifin Corp.的一个部门;以及NSK(安娜堡,密歇根州;日本东京)。

直接驱动旋转电机,有时也叫转矩器电机在相对较低的速度下产生高扭矩,通常只有几百转/分钟。两种类型的DDR电机可供选择。在无框架电机,客户购买的部件,如转子,定子,和反馈装置。然后将这些部件与机器的其余部分组装在一起。

DDR电机将转子、定子和反馈装置集成到一个组件中。内置扭矩电机没有中间轴联轴器。相反,负载直接连接到DDR转子上。转子有一个通孔,直径通常约为50毫米,可以让管道和电线通过中心。有壳电机有独立的轴承,而无框电机依赖于机器的轴承。

为什么使用DDR电机?

增加机器的精度是选择DDR电机的主要原因。由于负载与电机刚性耦合,因此消除了由传动部件引起的误差:没有间隙、皮带拉伸或齿轮齿形误差。主要的限制是反馈装置的准确性,但DDR电机的反馈装置是非常准确的。

此外,通常可以消除粘滑现象。粘滑是一种情况下,移动负载在非常小的距离不能准确地完成。它通常来自于带来高摩擦和高遵从性的传动部件。由于DDR电机减少摩擦并几乎消除耦合遵从性,因此它们通常不受粘滑的影响。

另一个优点是电机和负载之间的高刚度有效地消除了机械共振——在高伺服增益下,顺从负载产生不稳定的现象。这意味着DDR系统的伺服增益可以设置得非常高,允许更快的伺服响应和更大的抗扭矩扰动。

由于运动部件更少,可听到的噪音也减少了。由于系统中唯一的磨损部件是轴承,因此减少了维护。如果轴承是永久润滑,总成可以实现零维护。使用DDR电机的机器通常更简单、更小,因为省去了传动装置。在需要高精度传动元件或反馈装置的情况下,DDR电机实际上可以降低成本。

不是到处都对

直驱电机并不适合所有的应用。它们通常比使用变速箱的传统旋转电机更昂贵,特别是当使用高齿轮传动比(>10:1)来获得机械优势时。用于DDR电机的反馈装置通常也更昂贵。基于ddr的机器系统的低摩擦-通常是一个优势-在某些设计中可能会成为一个问题,这些设计依赖摩擦在动力被移除时使运动停止。

最后,对于熟悉常规旋转电机设计的工程师,需要时间来学习如何应用DDR技术。

更多信息,请访问www.kollmorgen.com或www.globalelove.com/freeinfo。

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