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什么叫做直线电机(直线电机和平面电机的区别)

什么叫做直线电机(直线电机和平面电机的区别)

更新时间:2024-08-05 19:13:02

什么叫做直线电机

直线电机是直接产生直线运动的电动机。它可以看成是旋转电机演化而来的。与旋转电机相对应,直线电机按机种分类可分为直线感应电动机、直线同步电动 机、直线直流电动机和其它直线电动机(如直线步进电动机等)。

旋转电动机的定子和转子,在直线电动机中称为初级和次级。为了在运动过程中始终保持初级和次级耦合,初级侧或次级侧中的一侧必须做得较长。

在直线电动机中,直线感应电动机应用最广泛,因为它的次级可以是整块均匀的金属材料,即采用实芯结 构,成本较低,适宜于做得较长。

说起直线电机,英文是linear servo motor。说起来,在我们现在常见的马达,都是旋转电机。

电机的发展史,从电机的发展历史,来说电机的各类功能应用和优势。

从电磁感应的开始,电动机的发展就没有停止过。

全球第一台严格意义上面的电机是俄罗斯科学家发明Moritz Hermann Jacobi发明第一台可实用的整流电机。

从这开始之后的百年,电动机一直都是围绕感应式电机在发展,并且最终不断发展形成我们现在看到的绕线定子,卷绕型或鼠笼型电机。

后期在直流电机与交流电机的各类应用领域,逐步发展成为了极大方向。

1、直流无刷电机,空心杯电机。

2、交流步进电机,伺服电机,直线电机,以及目前在工业领域研发的U型电机。

在所有的电机发展历程中,我们基本能够看到这样一个趋势:

扭矩不断增大,精度控制不断增加。

这里要详细说一下这两个特性。我们常说的电机扭矩,反馈出来的就是电机的力有多大?

比如说,玩具赛车的扭矩,可能只有0.2N/m,大型的电动汽车的扭矩可以达到250N/m—900N/m,反馈出来的就是电力输出的力很大。

比较常见的重型电动机应用场景,例如:破碎机,港机起重机,石油抽油机等等。以及超大型机床等等。大型的扭矩都达到10多万N/M.同样的价格也极其昂贵。

新能源汽车电机结构

精度控制,是对新场景应用的必然要求。

电机的精度控制,很多大众朋友接触的不多。在工业领域极为常见。例如我们需要起重机提升一个货柜10米高,那么就涉及到最简单的精度控制。

当今,比较常见的使用电机,进行精度控制的场景,是工业领域的传送带。

那么旋转电机是怎么进行精度控制的?

通过在电机后端,链接电机的转子的编码器,通过旋变形式的编码器,或者光电形式的编码器实现转的角度测量。

用最通俗的话说,如果电机转动1°,对应的编码器就可以记录下来一次,那么换算出来,就可以得到直线的距离。

马上就说道直线电机了,别急!

这种携带编码器控制的伺服电机,成本势必增高了。更主要的是这种旋转电机的编码器,目前比较好的分辨等级达到23位,也就是说这种以弧度进行精度区分的编码器,是有精度的局限性的。那么有没有办法在一些特殊的领域,需要精度控制比较高,并且主要进行直线运动的领域,使用直线运动的电机?

答案肯定是可以的,如今应用直线电机,主要的优势就在于其更高的精度,可达到μm级别。这种直线电机在激光加工机床具有极好的应用价值。

1、直线电机的原理:

行业内,把直线电机也叫做“直驱”,所以你如果看到直驱,那就是在描述直线电机和DD马达两种产品。记住啊,行业内的直驱是包含DD马达的。

直线电机的原理并不复杂.你可以理解为把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开,并且展平,这就是一台直线电机。

如果同旋转的电机进行对应去理解,在直线电机中,相当于旋转电机定子的,叫初级;相当于旋转电机转子的,叫次级,初级中通过交流电,次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。


从电磁感应的角度来分析:上图的两种平板的直线电机,(a)一种为扁平式直线电机,(b)为双扁平式的直线电机。

我们以(b)中的情况来说明电磁力的变化,初级是上下两侧,永磁体提供完整的电磁回路。在次级线圈中的导线恰好能够切割电磁感性线,产生安培力,根据左手定则,我们能够看到次级会向左,或者向右运动。

2、直线电机的种类:

1、扁平式电机


2、DD马达(直驱电机)

这种直驱形式的DD马达,可以提供较大的力矩。

3、音圈电机

音圈电机在原理上面,同直线电机相同,可以简单的理解为是线圈匝数较少的直线电机。

3、直线电机的主要玩家

目前中国市场更主要的直线电机玩家,并不多,主要集中在华南。

国内直驱伺服领域,驱动方面做的最好的是高创,在直线电机市场雅科贝思的市场规模最大。目前直驱市场,主要的玩家是自身设备比较长使用企业。例如大族激光等等。

4、直线电机主要应用的场景

主要使用领域包括:激光设备,3C非标设备例如检测,贴合等等。还包括对洁净度要求比较高的医药领域。

5、直线电机市场规模

根据行业内权威机构调研,直驱市场总体规模大约20亿。目前仍然是属于起步阶段。

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