Lineaire motoren begrijpen: Van elektrische energie naar nauwkeurige lineaire beweging

Wat is een lineaire motor?

In de metalverwerkende industrie is een lineaire motor per definitie een elektrisch motor waarvan de stator en rotor ontwonden zijn, daarom produceert de lineaire motor in plaats van een koppel (d.w.z. rotatie) een lineaire kracht langs zijn lengte. Belangrijk is dat, hoewel de kracht lineair is, lineaire motoren niet altijd lineair zijn.

Ontwikkeling

De ontwikkeling van lineaire motoren kan worden teruggevolgd tot de jaren 1840 in het Verenigd Koninkrijk. In praktische toepassingen is er een haalbare lineaire inductiemotor gebruikt om treinen en liften in de Verenigde Staten te drijven. Later bouwde een Duitse ingenieur in de jaren 1930 een werkend model. Toen in de late jaren 1940 werd het eerste volschaal werkend model gebouwd.

In ongeveer een eeuw begon de ontwikkeling van lineaire motoren met een concept, daarna gepromoveerd door veel getalenteerde uitvinders en ingenieurs in de geschiedenis, en daarna toegepast in de industrie. Deze lineaire motoren zijn allemaal lage versnelling lineaire motoren.

Vergelijking met het concept van BLDC-motoren

Een ander veelvoorkomend type dat vergeleken wordt met lineaire motoren is BLDC-motoren. De BLDC-motor is een synchrone motor aangedreven door gelijkstroom via een omvormer die wisselstroom uitzendt om elke fase van de motor te exciteren via een gesloten-lus controller. Tegelijkertijd levert de controller stroompulzen aan de motorwikkelingen om het koppel en de snelheid van de motor te controleren. Over het algemeen is de structuur van een borstelloze motor vergelijkbaar met een permanente magneet synchrone motor (PMSM voor kort), en de eerste kan worden beschouwd als een geschakelde reluktantiemotor of een inductiemotor, maar geen synchrone motor.

Voordelen van de BLDC

Wat de voordelen van borstelloze motoren ten opzichte van geborstelde motoren betreft, heeft het eerste ontwerp een hogere vermogen-gewicht verhouding, hogere snelheid, betere elektronische controle en lagere onderhoudskosten. Op basis van deze voordelen worden borsteloze DC-motoren breed gebruikt in veel wetenschappelijke toepassingen. Bijvoorbeeld, servo borsteloze motoren (DC en AC) worden veel gebruikt in robotica.

Onlangs zijn AC-servomotoren ook breed gebruikt omdat controle makkelijker is geworden dan vroeger en nog steeds hogere koppel kan weerstaan. Met de introductie van BLDC-motoren kunnen industriële robotarmen nu zware objecten met hoge precisie bewegen, maar tegen lagere kosten dan andere alternatieve oplossingen. Daarom zijn in het industriële veld veel robotarmen uitgerust met borsteloze DC-motoren, wat de beste uitvoerkwaliteit voor de productielijn biedt. BLDC-motoren kunnen in een breder bereik van industriële velden worden gebruikt, en robotarmen zijn er maar één van.

BLDC-motor gebruikt in lineaire motoren

Lineaire motoren zijn apparaten die lineaire beweging kunnen produceren zonder transmissiesysteem. Conventionele transmissiesystemen vereisen veel componenten, zoals tandstaven en tandwielen, bal- en leidspindels, kamen, etc.

In een rotatiemotor zijn alle bovenstaande componenten noodzakelijk. Het technische ontwerp van de borsteloze DC-lineaire motor is een gestande stator met magnetische tanden en een bewegende actuator. Actuatoren hebben meestal permanente magnetten en spoelwikkelingen. Om lineaire beweging te verkrijgen, trekt de motorcontroller de spoelwikkelingen in de actuator aan, wat het magnetische veld activeert, en dus een perfect lineair effect bereikt.

Industriële trend van lineaire motor

Tegenwoordig, in de velden van automatisering en 3C-consumptiegoederen, neigen fabrikanten ertoe om bewerkingscentra met robotarm te kopen om een breder bereik aan toepassingen te bereiken. De werktuigmachine is het meest basale activum van de fabrikant, en speelt een vitale rol bij het bepalen van de uitvoerkwaliteit. Lineaire motoren, robotarm en andere automatiseringsapparatuur op de werktuigmachine kunnen hogere prestaties en efficiëntie brengen.

BLDC springt uit

Na de uitvinding van het bewerkingscentrum en het geprogrammeerde besturingssysteem (CNC, computernumerieke besturing), werden de bewerkingsstandaarden strenger dan voorheen. Naast CNC-werkcentra, zijn er CNC-draaicentra, CNC-freesmachines, CNC-tappen- en freescentra, CNC-boor- en freesmachines, en andere aangepaste machines, die geïntegreerd kunnen worden met geautomatiseerde systemen of semi-automatische systemen.