科爾摩根直接驅(qū)動(dòng)直線(xiàn)（DDL）系列電機(jī)

    科爾摩根公司于二十世紀(jì)七十年代晚期推出了其第一臺(tái)直線(xiàn)電機(jī)，該電機(jī)用于精密X-Y工作臺(tái)和表面噴涂系統(tǒng)。此種電機(jī)是有刷直流電機(jī)，并采用科爾摩根公司已獲得專(zhuān)li的push-through換向條方法。這為科爾摩根公司在二十世紀(jì)八十年代早期開(kāi)發(fā)出無(wú)刷型直線(xiàn)電機(jī)奠定了基礎(chǔ)，該電機(jī)用于需要平穩(wěn)、高剛度、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的膠片加工。在過(guò)去的30年 間，隨著永磁體材料、功率半導(dǎo)體器件以及微處理器技術(shù)的進(jìn)步，使進(jìn)一步提高直線(xiàn)電機(jī)的性能并降低其成本成為可能。DDL系列電機(jī)符合關(guān)于機(jī)器裝置的《低壓指令73/23/EEC》,在安裝和配置電機(jī)的時(shí)候需要按照制造商的建議操作， 才能確保安全。安裝有此產(chǎn)品的的機(jī)器必須符合《EC指令89/336/EEC》的規(guī)定。安裝方應(yīng)確保zui終產(chǎn)品符合設(shè)備所在國(guó)家的所有相關(guān)法律。

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品特點(diǎn)無(wú)鐵芯：

? 零吸引力

? 零齒槽效應(yīng)

? 輕型線(xiàn)圈組件，可以實(shí)現(xiàn)高加速度

? 持續(xù)推力21到450 N（4.6到101 lbf）

? 峰值推力60到1600 N（13.6到360 lbf）

? 可在低達(dá)1微米/秒（0.00004英寸/秒）的速度下平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品特點(diǎn)有鐵芯：

? IC系列峰值推力：320到8407 N（71.9到1890 lbf）

? IC系列持續(xù)推力：144到6916 N（32.4到1555 lbf）

? ICD系列峰值推力：165到1099 N（38到254 lbf）

? ICD系列持續(xù)推力：57.0到315 N（12.8到70.8 lbf）

? 熱損失低

? 高推力密度

? 整定時(shí)間極短

? 三相正弦波換向

? 采用模塊化磁體設(shè)計(jì)

? 高定位精度和高分辨率

? 零接觸、免維護(hù)、無(wú)刷設(shè)計(jì)

? zui高加速度很容易超過(guò)10 G

? ICD系列電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：外形極小 低吸引力 適合替換很多無(wú)鐵芯應(yīng)用

? 采用防齒槽效應(yīng)的專(zhuān)li技術(shù)，zui大限度降低齒槽效應(yīng)， 并不采用無(wú)磁體偏斜

標(biāo)準(zhǔn)選件：

? 熱保護(hù)

? 熱敏電阻

? 霍爾效應(yīng)反饋

? 熱開(kāi)關(guān)（有鐵芯）

? 附加空冷或水冷（有鐵芯）

? 易清潔的磁路蓋板（有鐵芯）

? 通過(guò)FM認(rèn)證，可在危險(xiǎn)環(huán)境下運(yùn)行

我們的直接驅(qū)動(dòng)直線(xiàn)（DDL）電機(jī)系列產(chǎn)品為無(wú)框永磁體三相無(wú)刷伺服電機(jī)。直線(xiàn)電機(jī)相當(dāng)于具有平鋪結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

平鋪的旋轉(zhuǎn)電機(jī)

永磁無(wú)刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的兩個(gè)基本部件是定子（初級(jí)線(xiàn)圈） 和轉(zhuǎn)子（次級(jí)或旋轉(zhuǎn)磁體）。在無(wú)刷直線(xiàn)電機(jī)中，將轉(zhuǎn)子平鋪成為磁體軌道（也稱(chēng)為磁路）。將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主機(jī)線(xiàn)圈平鋪成為線(xiàn)圈組件（有時(shí)也稱(chēng)為滑塊）。

在大多數(shù)無(wú)刷直線(xiàn)電機(jī)應(yīng)用中，通常磁路保持靜止，線(xiàn)圈組件運(yùn)動(dòng)，其原因是這兩個(gè)部件的相對(duì)質(zhì)量相差較大。但有時(shí)將此種布置反過(guò)來(lái)更有利，并且完全可以接受。在這兩種情況下，基本電磁工作原理是相同的，并且與旋轉(zhuǎn)電機(jī)完全一樣。

直接驅(qū)動(dòng)直線(xiàn)電機(jī)綜述和選件

目前有兩種類(lèi)型的直線(xiàn)電機(jī)：有鐵芯和無(wú)鐵芯電機(jī)。每種電機(jī)都根據(jù)應(yīng)用需求采用了zui優(yōu)特性和功能。 

有鐵芯電機(jī)：有纏繞在硅鋼片上的線(xiàn)圈，可以通過(guò)一個(gè)單側(cè)磁路產(chǎn)生極大的推力。DDL直線(xiàn)電機(jī)采用了已獲得專(zhuān)li的電磁設(shè)計(jì)方案，單位尺寸的額定推力zui大，電機(jī)常數(shù)Km很高（相當(dāng)于熱損耗低）， 并且齒槽效應(yīng)很低，不需要磁體偏斜。此類(lèi)電機(jī)的高推力使其非常適合加速和移動(dòng)較重的負(fù)載，在機(jī)加工或施加推力的過(guò)程中也能保持剛度。無(wú)鐵芯電機(jī)沒(méi)有鐵芯或用于纏繞線(xiàn)圈的槽。因此，這些電機(jī)沒(méi)有齒槽效應(yīng)，重量很輕， 在線(xiàn)圈組件和磁路之間絕對(duì)沒(méi)有吸引力。因?yàn)榫哂羞@些特點(diǎn)，所以非常適合需要極低軸承摩擦力、輕負(fù)載高加速度、以及能在極小的恒定速度下運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用。模塊化磁體由雙排磁體組成，可以zui大限度提高產(chǎn)生的推力，并形成磁通返回路徑。

無(wú)鐵芯電機(jī)：所有無(wú)刷電機(jī)都需要換向反饋。常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)通常利用一個(gè)安裝在電機(jī)后面的旋轉(zhuǎn)變壓器或者集成在線(xiàn)圈繞組上的霍爾效應(yīng)裝置。 對(duì)于直線(xiàn)電機(jī)，也可以通過(guò)各種方法實(shí)現(xiàn)換向反饋?？茽柲Ω究商峁┻m合DDL系列電機(jī)的數(shù)字型或線(xiàn)性霍爾效應(yīng)裝置，它們與旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣驅(qū)動(dòng)電子器件實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)電機(jī)換向。

如果需要特別平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)，可以使用正弦波驅(qū)動(dòng)電子部件（比如采用數(shù)字霍爾效應(yīng)的科爾摩根AKD系列產(chǎn)品）為電機(jī)提供正弦波驅(qū)動(dòng)電流，以實(shí)現(xiàn)zui佳的恒力和恒速性。另外，直線(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)還經(jīng)常采用一個(gè)直線(xiàn)編碼器實(shí)現(xiàn)位置反饋?，F(xiàn)在越來(lái)越多地利用AKD數(shù)字放大器等驅(qū)動(dòng)放大器直接從此類(lèi)直線(xiàn)編碼器中產(chǎn)生所需的換向信息（在啟動(dòng)時(shí)無(wú)論是否有附加的數(shù)字霍爾效應(yīng)裝置）。直線(xiàn)電機(jī)應(yīng)用中所使用的其它類(lèi)型反饋包括直線(xiàn)感應(yīng)同步器、激光干涉儀以及LVDT。

優(yōu)點(diǎn)

寬速度范圍：由于直線(xiàn)電機(jī)的無(wú)框部分為非接觸式部件，不存在機(jī)械傳動(dòng)限制，因此很容易達(dá)到極高和極低的速度。速度不受電機(jī)的限制，但是會(huì)受系統(tǒng)中其他部件的限制，比如直線(xiàn)軸承以及能夠從任何反饋裝置實(shí)現(xiàn)的帶寬。通?？梢詫?shí)現(xiàn)超過(guò)5米/秒的應(yīng) 用速度。相比而言，由于共振和磨損，滾珠絲杠等機(jī)械驅(qū)動(dòng)通常將直線(xiàn)速度限制為0.5到0.7米/秒（20-30英寸/秒）。除了寬速度范圍之外，直線(xiàn)電機(jī)（包括有鐵芯電機(jī)和無(wú)鐵芯電機(jī)）都具有非常好的恒速特性，速度波動(dòng)通常低于± 0.01%。

高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能：除了高速能力之外，直接驅(qū)動(dòng)直線(xiàn)電機(jī)還具有極高的加速度。它僅受系統(tǒng)軸承的限制。大型電機(jī)通?？蛇_(dá)到3到5G的 加速度，而小型電機(jī)通常很容易達(dá)到超過(guò)10 G的加速度。由于科爾摩根的DDL系列產(chǎn)品采用了獨(dú)特的電機(jī)設(shè)計(jì)，所以 無(wú)鐵芯電機(jī)和有鐵芯電機(jī)都具有非常平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)。在有鐵芯設(shè)計(jì)中，大大降低了齒槽效應(yīng)，該效應(yīng)是產(chǎn)生推力的原因之一；而在無(wú)鐵芯設(shè)計(jì)中，則完全消除了該效應(yīng)。因此， 此種直接驅(qū)動(dòng)直線(xiàn)電機(jī)具有適合平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)要求的極低推力和速度波動(dòng)。定位精度僅受反饋分辨率的限制，通?？蛇_(dá)到微米以下的分辨率。

無(wú)限行程：DDL電機(jī)系列磁路由5個(gè)模塊化部分構(gòu)成，其長(zhǎng)度分別為64毫 米、128毫米、256毫米、512毫米和1024毫米。在任何模塊上都可以添加任意多個(gè)其它模塊，以實(shí)現(xiàn)無(wú)限行程。無(wú)論所需行程是1毫米（0.04英寸）還是100米（330英尺），DDL系列產(chǎn)品都能滿(mǎn)足要求。

無(wú)磨損或免維護(hù)：直線(xiàn)電機(jī)部件很少，因此不需要螺母、軸承座、聯(lián)軸器、電機(jī)底座等滾珠絲杠部件，也不需要維護(hù)這些部件。 因此， 它們使用壽命極長(zhǎng)，操作清潔，無(wú)需對(duì)此類(lèi)部件進(jìn)行潤(rùn)滑或維護(hù)。

顯著降低部件集成難度：與配有機(jī)械驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，無(wú)框直線(xiàn)電機(jī)需要的部件更少。對(duì)于無(wú)框直線(xiàn)電機(jī)部件，只需調(diào)整0.8毫米（0.031英寸）氣隙（有鐵芯設(shè)計(jì)）和0.5毫米（0.020英寸）氣隙（無(wú)鐵 芯設(shè)計(jì)）即可。不需要像滾珠絲杠那樣進(jìn)行關(guān)鍵調(diào)整。系統(tǒng)的直線(xiàn)軸承確保全行程直線(xiàn)度，完全滿(mǎn)足科爾摩根電機(jī)的要求。

直線(xiàn)電機(jī)的典型應(yīng)用包括：

機(jī)床 測(cè)量/檢查鉆孔 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器銑削 電子裝配研磨 “貼片”設(shè)備激光切割 組件插裝凸輪研磨 絲網(wǎng)印刷 半導(dǎo)體  膠黏劑投放器 處理加工 PC板檢查，鉆孔晶片檢查晶片切片  標(biāo)簽粘合 飛行模擬器引線(xiàn)焊接 加速拖運(yùn)器離子注入 彈射器平版印刷 重力測(cè)量 紡織地毯簇絨等