Полные линейные стадии двигателя - включая основание, линейный двигатель, линейные направляющие, энкодер и управления.

За последние несколько лет линейные сервоприводы в прямом эфире наблюдалось измеримое увеличение внедрения, отчасти благодаря требованиям пользователей в отношении более высокой пропускной способности и лучшей точности. И хотя линейные двигатели чаще всего распознаются за их способность обеспечивать комбинацию высоких скоростей, длинных ударов и отличной точности позиционирования, которая невозможна с другими механизмами привода, они также могут достичь чрезвычайно медленных, плавных и точных движений. Фактически, технология линейной моторики обеспечивает такой широкий спектр возможностей - усилия тяги, скорость, ускорение, точность позиционирования и повторяемость - что существует несколько приложений, для которых линейные двигатели не являются подходящим решением.

Изменения линейных двигателей включают линейные сервоприводы, линейные шаговые двигатели, линейные индукционные двигатели и линейные двигатели на тягах. Когда линейный сервопривод является лучшим вариантом для приложения, вот три вещи, которые следует учитывать во время начального выбора двигателя.

«Первичное» соображение: железное ядро ​​или без железа?
Линейные сервоприводы с прямым приводом бывают двух основных типов, железного ядра или без железа, ссылаясь на то, установлены ли обмотки в первичной части (аналогично статору в вращающемся двигателе) в стеке железного ламинирования или в эпоксидной смоле. Решение о том, требует ли применение железное ядро ​​или линейный мотор с уросгом, как правило, является первым шагом в дизайне и выборе.

Линейные двигатели железа лучше всего подходят для применений, которые требуют чрезвычайно высоких усилий. Это связано с тем, что ламинирование первичной части содержит зубы (выстыки), которые фокусируют электромагнитный поток в направлении магнитов вторичной части (аналогично ротору в роторном двигателе). Это магнитное притяжение между железом в первичной части и постоянными магнитами во вторичной части позволяет двигателю обеспечивать высокие силы.

Безелковые линейные двигатели, как правило, обладают возможностями более низкой тяги, поэтому они не подходят для чрезвычайно высоких требований к уточнению, найденных в таких приложениях, как прессование, обработка или литья. Но они преуспевают в высокоскоростной сборке и транспорте.

Недостатком конструкции железного ядра является загрязнение, что ухудшает гладкость движения. Завершение происходит потому, что прорезированная конструкция первичной части заставляет ее иметь «предпочтительные» позиции, когда он путешествует вдоль магнитов вторичной части. Чтобы преодолеть тенденцию первичной выравнивания с магнитами вторичной, двигатель должен придать большую силу, что вызывает волновую скорость, называемую завершение. Это изменение силы и скорости скорости ухудшает плавность движения, что может быть важной проблемой в приложениях, где качество движения во время движения (не только конечная точность позиционирования) важно.

Существуют многочисленные методы, которые производители используют для снижения завершения. Одним из распространенных подходов является перековое положение магнитов (или зубов), создавая более плавные переходы, когда первичные зубы проходят через вторичные магниты. Аналогичный эффект может быть достигнут путем изменения формы магнитов на удлиненный восьмиугольник.

Другой метод уменьшения завершения называется фракционной обмоткой. В этой конструкции первичный содержит больше ламинирования, чем есть магниты во вторичной, а стек ламинирования имеет особую форму. Вместе эти две модификации работают над отменой сил загрязнения. И, конечно же, программное обеспечение всегда предлагает решение. Алгоритмы антикогирования позволяют сервоприводам и контроллерам корректировать ток, подаваемый в первичный, так что изменения в силе и скорости были сведены к минимуму.

Слученные линейные двигатели не испытывают замирания, поскольку их первичные катушки инкапсулируются в эпоксидную смолу, а не намотаны вокруг стального ламинирования. И безручные линейные сервоприводы имеют более низкую массу (эпоксидная смола легче, хотя и менее жесткая, чем сталь), что позволяет им достичь некоторых из самых высоких ускорения, замедления и максимальных значений скорости, обнаруженных в электромеханических системах. Время оседания, как правило, лучше (ниже) для бездушных двигателей, чем для железных ядра. Отсутствие стали в первичной и связанной с этим отсутствие замирания или пульсации скорости также означает, что линейные двигатели без железа могут обеспечить очень медленное, устойчивое движение, как правило, при изменении скорости менее 0,01 процента.

Какой уровень интеграции?
Как и ротационные двигатели, линейные сервоприводы являются всего лишь одним из компонентов в системе движения. Полная линейная моторная система также требует подшипников для поддержки и направления нагрузки, управления кабелями, обратной связи (обычно линейного энкодера), а также сервопривода и контроллера. Высоко опытные производители производителей и машин, или те, у кого есть очень уникальные требования к проектированию или производительности, могут создать полную систему с внутренними возможностями и готовыми компонентами от различных производителей.

Линейная моторная система, возможно, проще, чем конструкция систем на основе ремней, стойки и шестерни или винтов. Существует меньше компонентов и меньше рабочих этапов сборки сборки (нет выравнивания шариковых опоров или натяжения ремней). А линейные двигатели не являются контактными, поэтому дизайнерам не нужно беспокоиться о создании положений для смазки, корректировок или другого обслуживания приводного блока. Но для тех OEM-производителей и строителей машин, которые ищут решение для под ключ, существуют множество вариантов для полных линейных моторных приводов, высоких этапов и даже картезианских и салотных систем.

Подходит ли среда для линейного двигателя?
Линейные двигатели часто являются предпочтительным решением в трудных средах, таких как чистые комнаты и вакуумные среды, поскольку они имеют меньше движущихся частей и могут быть в паре с практически любым типом линейного руководства или управления кабелями для удовлетворения генерации частиц, отстранения и температуры. А в крайних случаях вторичная (магнитная трасса) может использоваться в качестве движущейся части, причем основная часть (обмотки, включая кабели и управление кабелями), оставаясь неподвижными.

Но если среда будет состоять из металлических чипсов, металлической пыли или частиц металла, линейный сервопривод может быть не лучшим вариантом. Это особенно верно для линейных двигателей железного ядра, потому что их дизайн по своей сути открыт, в результате чего магнитный трек подвергается воздействию загрязнения. Полуполизованная конструкция линейных двигателей без железа обеспечивает лучшую защиту, но следует проявлять осторожность для обеспечения того, чтобы слот во вторичной части не подвергался непосредственному воздействию источников загрязнения. Существуют варианты дизайна для охвата как железного ядра, так и линейных линейных двигателей, но они могут снизить способность двигателя рассеивать тепло, потенциально обменивая одну проблему на другую.