盤點四種直接驅動旋轉電機及其控製優點
發布時間:2013-03-09 責任編輯:easonxu
【導讀】封閉式和開放框架式直接驅動旋轉電機,在多種應用中已經取代了傳統的、帶機械傳動的伺服電機係統。而如今一類全新的、稱為模塊化(cartridge)ddr的直接驅動旋轉(ddr)技術,將開放框架式直接驅動電機在性能方麵的優勢與全框架電機安裝方便的優點結合起來,其價位則比傳統的直接驅動技術低得多。
可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)產(chan)生(sheng)驅(qu)動(dong)作(zuo)用(yong)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)電(dian)機(ji)本(ben)質(zhi)上(shang)不(bu)過(guo)是(shi)一(yi)種(zhong)大(da)力(li)矩(ju)的(de)永(yong)磁(ci)電(dian)機(ji),它(ta)直(zhi)接(jie)與(yu)負(fu)載(zai)連(lian)接(jie)。這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)消(xiao)除(chu)了(le)所(suo)有(you)機(ji)械(xie)傳(chuan)動(dong)部(bu)件(jian),如(ru)齒(chi)輪(lun)變(bian)速(su)箱(xiang)、皮帶、滑輪和連軸器。直接驅動旋轉係統為設計者和使用者帶來了許多好處。
傳統的電機傳動係統
今jin天tian的de大da多duo數shu伺si服fu應ying用yong采cai用yong了le傳chuan統tong的de帶dai機ji械xie傳chuan動dong的de伺si服fu電dian機ji係xi統tong。傳chuan統tong係xi統tong的de初chu始shi成cheng本ben具ju有you吸xi引yin力li,而er且qie性xing能neng已yi經jing在zai各ge種zhong不bu同tong應ying用yong中zhong得de到dao了le驗yan證zheng,這zhe些xie應ying用yong包bao括kuo:電子組裝、包裝、航空和國防。然而,人們往往沒有注意到這類係統在設計和集成方麵額外的支出成本,這些附加的開支用於滑輪、變速箱和皮帶等需要添加的機械部件。這些部件在整個機器壽命中不斷磨損,這也增加了總壽命成本。
定位誤差和調諧困難是這些係統中常見的問題,它們是由傳動的柔性和無效間隙引起的。皮帶、滑輪和變速箱的維護以及這些易磨損部件的更換都需要付出昂貴的代價:首先,用戶不得不對更多的部件進行庫存管理;其次這些附加的部件所造成的係統故障會增加係統計劃外停機時間,使得機器的產量出現下降。

圖題:傳統的電機傳動係統
直接驅動旋轉電機
可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)產(chan)生(sheng)驅(qu)動(dong)作(zuo)用(yong)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)電(dian)機(ji)本(ben)質(zhi)上(shang)不(bu)過(guo)是(shi)一(yi)種(zhong)大(da)力(li)矩(ju)的(de)永(yong)磁(ci)電(dian)機(ji),它(ta)直(zhi)接(jie)與(yu)負(fu)載(zai)連(lian)接(jie)。這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)消(xiao)除(chu)了(le)所(suo)有(you)機(ji)械(xie)傳(chuan)動(dong)部(bu)件(jian),如(ru)齒(chi)輪(lun)變(bian)速(su)箱(xiang)、皮帶、滑輪和連軸器。直接驅動旋轉係統為設計者和使用者帶來了許多好處。
因yin為wei一yi個ge機ji械xie傳chuan動dong需xu要yao定ding期qi的de維wei護hu而er且qie會hui頻pin繁fan地di造zao成cheng計ji劃hua外wai停ting機ji,所suo以yi,直zhi接jie驅qu動dong旋xuan轉zhuan電dian機ji技ji術shu從cong根gen本ben上shang提ti高gao了le機ji器qi的de可ke靠kao性xing,減jian少shao了le維wei護hu時shi間jian和he開kai銷xiao。通tong過guo消xiao除chu機ji械xie傳chuan動dong帶dai來lai的de柔rou性xing,直zhi接jie驅qu動dong設she計ji避bi免mian了le對dui電dian機ji和he負fu載zai進jin行xing慣guan性xing匹pi配pei的de麻ma煩fan,同tong時shi,定ding位wei和he速su度du精jing度du也ye可ke以yi提ti高gao50倍。直接驅動電機還帶來另外一個好處:聽覺噪聲降低高達20db。
ddrdianjiduibandaotigongyishebeilaishuoshiyigelixiangdejiejuefangan,yinweidianjizhijieyubeiqudongdefuzaixianglian,xiaochulechuantongsifudianjixitongzhongtongchangbixucaiyongdepidai、滑輪和齒輪箱。零部件數目的減少也使得機器的總體尺寸減小,生產管理人員就可以在一個工藝隔間裏放置更多的、附加值高的工藝設備。機械傳動部件的消除帶來了一種無需維修的係統,而且這種係統的工作更為安靜。
無框架直接驅動旋轉電機
無框架直接驅動旋轉電機是ddr技術的“祖父”,毫無疑問,它們提供了目前最緊湊的機械伺服解決方案。無框架直接驅動旋轉電機采用了獨立的轉子和定子,而未使用軸承。zhexielingjianchengweijiqideyigezhengtizuchengbufen,lingwaihaibaokuolebiyaodefankuizhuangzhi。tamenduiyujiqiyuliukongjianyouxianhuozhezongzhongliangyouzheguanjianyingxiangdeyingyonglaishuoshilixiangdexuanze。
這些電機就本質上來說是專門定製的,因此更為昂貴,需要數周、甚至數月的設計和集成時間。此外,一旦係統出現故障,電機或者反饋裝置的取出更換過程也極為複雜。因此,無框架ddr技術並非適用於每一種應用,它最廣泛的應用是在機載和地麵車輛方麵,如夜視裝置、雷達係統和武器係統的瞄準控製,以及那些對尺寸、重量和/或性能有著較高要求的高端工業應用,如機器人或者精密研磨機。
封閉式直接驅動旋轉電機
帶外殼的(封閉式)直接驅動旋轉電機,則是將轉子、dingzihezaichuchangqianwanchengduizhundefankuizhuangzhijichengdaoyigedaiyoujingmizhouchengdewaikezhong,shuyuyizhongwanzhengdejiejuefangan。fengbishizhijiequdongxuanzhuandianjiduiyufuzaikeyiqikuazaidianjizhouchengshangdeyingyonglaishuojiweilixiang。duiyuyijingshiyonglezhouchengdedianjieryan,yonghuxuyaobadianjilianjiedaofuzaishang,huozherang3個或更多的軸承完成對準,這將是一項繁重、費時的工作。因此,封閉式ddr電機一般用於分度和速率轉台應用。
模塊化直接驅動旋轉電機
模塊化(cartridge)ddr電機是一種全新的直接驅動解決方案,其結構包括一個獨特的無軸承外殼以及外殼中集成的轉子、定子和出廠前完成了對準的高分辨率反饋裝置。圓筒式ddr技術的應用消除了機械傳動部件,既保留了直接驅動所有的優點,又避開了傳統的封閉式或者無框架ddrjiejuefanganfuzaerangguidequedian。mokuaihuadezhijiequdongxuanzhuandianjiliyongxinyingdeyasuolianjiezhuangzhilaijiangzhuanziyuzhoulianjiedaoyiqi,bingqiefudaitigongyizhongdutedejiatousheji,congershixianle“即裝即用”,所花時間不到30分鍾。
模(mo)塊(kuai)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)優(you)勢(shi),連(lian)同(tong)其(qi)有(you)競(jing)爭(zheng)力(li)的(de)價(jia)位(wei)和(he)總(zong)壽(shou)命(ming)成(cheng)本(ben)方(fang)麵(mian)的(de)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di),將(jiang)加(jia)速(su)直(zhi)接(jie)驅(qu)動(dong)技(ji)術(shu)在(zai)諸(zhu)多(duo)領(ling)域(yu)中(zhong)的(de)新(xin)機(ji)器(qi)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong),如(ru)冶(ye)煉(lian)、包裝、印刷、半導體和工廠自動化。請見如下的一個例子:一家正在努力使其機器的產量超過150件/分鍾的包裝oem,tamensuomianduidetiaozhanshi,chilunxiangzaiyigeguanjianzhoushangcunzaiderouxingzaitamenshitutigaochanliangshiyinrulejixieganrao。tongguozaizhegezhouxiangshanganzhuangmokuaihuazhijiequdongxuanzhuandianji,xiaochulejixierouxing,shidezhejiaoem能將其機器的產量提高到180件/分鍾。除了提高產量,這家oem還體會到了如下的好處:零維修工作量、可靠性的提高和聽覺噪聲的降低。
再舉一個模塊化直接驅動的應用實例:一家oem為輪胎和汽車工業服務提供測試/celiangshebei,gaigongsifaxian,shiyongzhijiequdongjishutigaoleceliangzhiliangyijijiqidekekaoxing,qiyuanyinjiushixiaochulewuxiaoxingchengheqitayoupidaihehualunxitongdailaidewaibuyingxiang。tamenzuichudeshejicaiyongleyigewukuangjiazhijiequdongdianji,yuchuantongjiejuefanganxiangbi,tadailaileduofangmiandehaochu,danyecunzaizuzhuangheanzhuangkunnandequedian——事shi實shi上shang,無wu框kuang架jia電dian機ji的de組zu合he及ji反fan饋kui裝zhuang置zhi的de對dui準zhun需xu要yao花hua費fei一yi整zheng天tian。於yu是shi,該gai公gong司si轉zhuan向xiang了le模mo塊kuai化hua的de直zhi接jie驅qu動dong技ji術shu,發fa現xian由you於yu其qi安an裝zhuang方fang式shi簡jian單dan,集ji成cheng隻zhi花hua費fei了le約yue30分鍾,時間和費用都大為節省。此外,他們還很高興地看到,與無框架直接驅動型號相比,模塊化電機的力矩密度更高。
由於其獨特的設計,模塊化ddr電機與機械傳動的傳統伺服電機相比,在價格方麵顯得更有競爭力。即使其初始成本稍微要高一些,但就5年的總使用期來看,這一新技術的運行成本要大大低於傳統係統。
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