經(jīng)常,振合的客戶會(huì)電話咨詢我們?yōu)槭裁?3000的混合式直線步進(jìn)輸入功率是7w但性能卻比輸入功率是10W的46000永磁式直線步進(jìn)電機(jī)更好?
問(wèn)題的答案是電機(jī)自身的效率。混合式電機(jī)的平均效率大約為65%,而永磁式電機(jī)的效率大約是25%。效率差異的主要原因有以下兩個(gè): 第一個(gè)原因是混合式電機(jī)采用的是硅鋼疊片定子總成(見(jiàn)圖1),相比于永磁式電機(jī)的低碳鋼沖壓成形的定子總成,混合式電機(jī)的疊片定子具有更小的渦流損耗并且疊片結(jié)構(gòu)中的硅鋼材料能減少磁滯損耗;所以混合式直線電機(jī)的整體鐵損要小于永磁式電機(jī),因此混合式電機(jī)的效率更高。同時(shí),混合式電機(jī)的步距角是1.8度或者0.9度,對(duì)比于永磁式電機(jī)的步距角15度或者7.5度,將每步的分辨率提高到整步0.000060英寸[0.001524mm],對(duì)比于0.00025英寸[0.00635mm],混合式電機(jī)具有更好的定位性能。
圖1:硅鋼疊片定子總成和低碳鋼沖壓成形總成 第二個(gè)原因是電機(jī)的磁回路。混合式電機(jī)的結(jié)構(gòu)使得其定轉(zhuǎn)子的氣隙為永磁電機(jī)的1/2左右。典型的混合式電機(jī)的設(shè)計(jì)氣隙是0.003~0.004英寸(0.0762~0.01016mm),相比于永磁式電機(jī)的氣隙0.007~0.008英寸(0.1778~0.2032mm)。更小的氣隙提供更高效率的磁力耦合,從而得到更高的力矩。見(jiàn)圖2. Size 17(43000)單疊厚的混合式電機(jī)和46000永磁式電機(jī),對(duì)應(yīng)7W和10W的輸入功率,相同絲桿,同樣的線性速度下的性能對(duì)比曲線,混合式的電機(jī)較高
圖2混合式和永磁式電機(jī)的氣隙比對(duì) 除了上述效率優(yōu)勢(shì)以外,相比較于永磁式電機(jī),混合式電機(jī)還有其他以下優(yōu)勢(shì): 1,直線步進(jìn)電機(jī)在定位應(yīng)用場(chǎng)合特別有優(yōu)勢(shì),因?yàn)榭刂破髅堪l(fā)一個(gè)脈沖,電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一步。運(yùn)動(dòng)的分辨率取決于絲杠的導(dǎo)程和電機(jī)的步距角。混合式電機(jī)1.8度或者0.9度的步距角(VS典型永磁式電機(jī)的15度或者7.5度步距角)將分辨率提高到整步0.000060英寸[0.001524mm],相比較于永磁式電機(jī)的整步0.00025英寸[0.00635mm],混合式電機(jī)具有更好的定位性能。 2,在很多應(yīng)用場(chǎng)合電機(jī)的安裝對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能起到至關(guān)重要的作用。混合式電機(jī)的前端蓋上有一個(gè)和電機(jī)軸承同心的定位凸臺(tái),在安裝時(shí)可更好的在機(jī)構(gòu)上將電機(jī)定中心。見(jiàn)圖3
圖3:定位凸臺(tái)有利于安裝的同心度 3,混合式電機(jī)可以更便捷的安裝編碼器,從而達(dá)到閉環(huán)控制的目地。因?yàn)榛旌鲜诫姍C(jī)采用的金屬轉(zhuǎn)子軸,可以加工到更精密的尺寸公差,更好的與編碼器碼盤安裝,減小跳動(dòng)并能使用更高分辨率的碼盤。 4,不改變電機(jī)尺寸而提高輸出性能是很多場(chǎng)合應(yīng)用的需求。同樣法蘭尺寸的混合式電機(jī)可通過(guò)改變整體電機(jī)厚度來(lái)提供幾種不同的輸出功率。而永磁式電機(jī)則需要重新調(diào)整并設(shè)計(jì)整套模具,需要比較大的模具費(fèi)用投入。 綜上所述,相比較于永磁式電機(jī),混合式電機(jī)具有更高的效率,源于其更小的鐵損,更小的定轉(zhuǎn)子氣隙以及更高的輸出功率密度。這些性能特點(diǎn)也確實(shí)影響到了成本;在適配的推力、速度和分辨率要求下,永磁式電機(jī)是可行的低成本解決方案。 如果你的應(yīng)用需求的較高的重復(fù)精度,高分辨率,要求高速穩(wěn)定性,或者定制高效率的模組,振合機(jī)電的混合式電機(jī)是滿足您要求的理想解決方案。 該文版權(quán)歸振合直線電機(jī)所有,禁止轉(zhuǎn)載!
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