Двигатели с прямым приводом: надежность, точность и производительность

Двигатели с прямым приводом имеют давнюю историю как технология, которая постоянно развивалась и совершенствовалась на протяжении нескольких десятилетий. Несмотря на мнение, что он достиг своих пределов, новаторы, такие как ETEL, постоянно развиваются и улучшают производительность и эффективность своих продуктов с прямым приводом.

В этой статье мы представим технологию, лежащую в основе двигателей с прямым приводом, рассмотрим их преимущества и обсудим примеры применения.

Двигатели с прямым приводом, линейные или ротационные, непосредственно соединяют полезную нагрузку с источником движения. Это устраняет необходимость в механических элементах передачи, таких как коробки передач, зубчатые ремни, редукторы и червячные передачи. В результате конструкции машин могут быть упрощены и достигнуты более компактные решения.

Моментные двигатели и линейные двигатели относятся к особой категории бесщеточных синхронных двигателей с постоянными магнитами. Линейные двигатели представляют собой спиральный узел, который движется по прямой линии постоянных магнитов. Используя электромагнитную индукцию между узлом катушки (первичная часть) и узлом постоянного магнита (вторичная часть), линейные двигатели эффективно преобразуют электрическую энергию в линейную механическую энергию. Эти двигатели разработаны для создания значительной силы на низких скоростях или даже в стационарных условиях.

Моментный двигатель можно рассматривать как традиционный сервопривод с множеством полюсов, напоминающий линейный двигатель во вращательной конфигурации. Значительное количество полюсов в обычных моментных двигателях позволяет им достигать высоких уровней крутящего момента на умеренных скоростях даже без движения. Кроме того, привлекательным является их компактный дизайн, включающий в себя тонкий пакет пластин и большой полый вал или отверстие.

Как линейные, так и моментные двигатели относятся к категории «безрамных» двигателей. Это означает, что эти двигатели не имеют корпуса, подшипников или устройства обратной связи. Производители машин имеют возможность выбирать и оптимизировать эти компоненты в зависимости от требуемой производительности или приобретать их как часть предварительно собранного агрегата.

В отличие от коллекторных роторных двигателей, двигатели с прямым приводом не имеют контакта между ротором и статором. Отсутствие механического износа значительно повышает надежность. Уменьшенное количество механических частей сводит к минимуму требования к техническому обслуживанию и снижает общую стоимость системы.

Двигатели с прямым приводом предлагают несколько важных преимуществ по сравнению с конкурирующими решениями. Во-первых, они более надежны, имеют меньше проблем и меньше времени простоя по сравнению с альтернативами, в которых используются коробки передач или ременные передачи, которые часто требуют существенной смазки и технического обслуживания.

Еще одним преимуществом является отсутствие люфта или несоответствия инерции. В системах с несколькими шестернями часто возникает небольшое отсоединение или задержка между взаимосвязанными частями из-за крошечных промежутков между шестернями. Это может привести к потере точности к моменту передачи движения от одного конца к другому. Двигатели с прямым приводом позволяют избежать этой проблемы, повышая точность и повторяемость движения двигателя.

Превосходная надежность, сокращение времени простоя, упрощенное обслуживание и повышенная точность делают двигатели с прямым приводом привлекательным выбором для инженеров, которым нужны оптимальные характеристики и эффективность в конструкциях машин.

Интеграция двигателя с прямым приводом может потребовать дополнительных усилий на начальном этапе для новичков в его использовании, поскольку необходимы точное позиционирование двигателя и выравнивание различных компонентов. Кроме того, необходимо принять меры предосторожности из-за наличия в двигателе сильных постоянных магнитов.

Однако время настройки и интеграции последовательно сокращается, поскольку процесс становится более воспроизводимым благодаря опыту, накопленному персоналом заказчика. Поставщики двигателей с прямым приводом обычно предлагают обучение и высокий уровень поддержки, чтобы помочь своим клиентам в процессе установки.

Двигатели с прямым приводом часто имеют водяное охлаждение, при этом жидкость течет по его внешней поверхности для рассеивания тепла. ETEL разработала то, что она назвала рукавом «закрытого охлаждения», который упрощает установку, служа корпусом для воды и поставляется с предварительно установленным двигателем только с входом и выходом для потока жидкости. Это избавляет клиентов от необходимости строить собственный охлаждающий корпус.