直線電機用于許多工業(yè)應(yīng)用。氣動、液壓和機電技術(shù)是提供直線驅(qū)動的主要選擇,但這些技術(shù)的選擇和使用在很大程度上取決于技術(shù)知識、預(yù)算、可用能源以及對不同方法的性能權(quán)衡的仔細考慮。
比如氣動電機不提供大功率輸出,但需要經(jīng)濟、高效、易啟動時非常實用。相反,液壓直線電機適用于大功率應(yīng)用,但會產(chǎn)生很大的噪聲。此外,雖然機電執(zhí)行器更安靜,但它們的安裝和維護要困難得多。那么,在直線運動應(yīng)用中選擇直線電機時,需要考慮和權(quán)衡哪些因素?
1、氣動
氣動設(shè)計最近有幾項改進,包括接近和直線位置傳感器的位置反饋能力。更好的密封性還使氣動直線電機能夠更頻繁地用于具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境或需要沖洗的應(yīng)用中。
然而,壓力損失和空氣的可壓縮性會使氣動技術(shù)的效率低于其他直線技術(shù)。雖然速度范圍從每秒幾厘米到150厘米/秒,但力輸出取決于最大額定壓力和相關(guān)的孔徑。然而,通常情況下,氣動電機的最大額定壓力為10bar,孔徑范圍為12至320mm,大約為80N至80kN。
2、液壓
因此,液壓系統(tǒng)可能具有更高的力輸出,典型的壓力額定值高達210巴,孔徑范圍從大約12到355毫米,轉(zhuǎn)換為大約220到171,000牛的力。液壓驅(qū)動也會產(chǎn)生大量噪音,如果沒有適當?shù)木S護,可能會泄漏。
3、機電
當由旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動時,機電直線運動系統(tǒng)采用四種旋轉(zhuǎn)到直線轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之一:滾珠絲杠、滾柱絲杠、Acme(導(dǎo)引)絲杠或皮帶傳動。此外,直線電機可用于提供運動。
直線電機類似于旋轉(zhuǎn)電機,但電機線圈構(gòu)成了力。根據(jù)設(shè)計,一排或兩排磁鐵構(gòu)成磁軌。在旋轉(zhuǎn)電機中,轉(zhuǎn)子在定子固定的情況下旋轉(zhuǎn),但在直線電機中,驅(qū)動器或磁軌都可以是運動部件,然后與適當?shù)闹本€軸承集成在一起。通過向驅(qū)動器發(fā)送電流,產(chǎn)生的磁場與磁軌相互作用并來回驅(qū)動直線電機托架。
直線電機具有很高的動態(tài)性能,在10m/s或更高的速度下加速度大于20G。由于直線電機的直接驅(qū)動特性,沒有機械部件會增加背隙、扭轉(zhuǎn)繞組或其他定位誤差。亞微米分辨率和可重復(fù)性是可實現(xiàn)的,并且由于電機直接與負載耦合,因此發(fā)生故障的組件更少,從而增加了長期可靠性。
4、做出慎重的選擇
氣動、液壓、電機是自動化系統(tǒng)中不可缺少的部分,沒有比其他電機更好的電機,因為選擇取決于特性和應(yīng)用要求。時至今日,這三項技術(shù)似乎都已經(jīng)發(fā)展得很好,成熟性也很好,雖然它們的運行特性不同,但都可以保證長壽命和良好的可靠性。優(yōu)先考慮一種類型的應(yīng)用程序參數(shù)可能意味著犧牲另一個字段的性能。然而,在最終選擇電機設(shè)備之前,應(yīng)仔細權(quán)衡所有決策類別。