直接驱动电机
发布时间:2018-05-28
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文章来源:博智达
导读:
DD马达(DirectDriveMotor,直接驱动电机)是伺服技术发展的产物。除延续了伺服电机的特性外,因为其低速大扭矩、高精度定位、高响应速度、结构简单,减小机械损耗、低噪声、少维护等
DD马达(DirectDriveMotor,直接驱动电机)是伺服技术发展的产物。除延续了伺服电机的特性外,因为其低速大扭矩、高精度定位、高响应速度、结构简单,减小机械损耗、低噪声、少维护等独有的特点,被广泛应用于各行各业。
随着科技的发展,传统的伺服电机加减速机的结构已远不能满足现在工业的高精度要求。其局限性在于减速机的背隙、振动,以及伺服电机本身的性能等。DD马达作为伺服产品的延伸,除延续了伺服电机的优良特性以外,不用连接减速机,直接与负载相连。省掉了减速机等机械结构,提高了系统的精度。同时消除了由于使用减速机而产生的效率损失,充份利用了能源。
1. 普通的伺服电机要实现低速大扭矩输出时,必须加减速机等减速机构,以实现降低转速,提升扭矩。虽然这种解决办法可以实现低速大扭矩的运行,但在此过程中,由于加入了减速机构,降低了系统的精度及效率。给系统带来了能量损耗、精度损失、噪音等等不良后果。DD马达的也现,完美的解决了此类问题的发生。DD马达本身为低速大扭矩输出,不用减速机构,直接与负载相连。消除了由于减速机构所带来的不良后果,整体上提高了系统的精度。另外,由于DD马达本身的高定位精度、高响应速度等特点,更好的保证和提高了系统的精度,简化了系统结构,同时,也节省成本。
2. 普通伺服电机要实现高动态响应时,负载惯量必须匹配到转子转动惯量的10倍以内。在这种情况下,如果负载转动惯量过大,传统的解决方案是加减速机,使负载的转动惯量折算到电机转子上时,能够和伺服电机的转子相匹配。对于DD马达来说,本身为低速大扭矩输出,可匹配负载转动惯量为转子转动惯量的50~1000倍,在运行平稳的同时,提供了充份的负载匹配空间。提高了系统的响应速度。
3. 普通伺服电机在低速运行时,由于其本身的性能特点,使其在低速运行时会产生抖动等不良现象。所以,在此类应用时,一般采用伺服电机加减速机的方法来降低输出的转速。但由于减速机的引入,使系统结构复杂化,也给系统带来了很多负面效应。而DD马达本身具有优良的低速特性。在低速运行时,依然能够运行平稳。从而为低速运行类应用提供了完美的解决方案。
4. 轴向、径向跳动。传统的机械连接,驱动转台时,由于转台部份的机械安装等原因,使转台在轴向、径向机械跳动较大,影响系统精度。DD马达直接驱动负载,免除其它机械连接,最大限度的减小了系统的轴向、径向机械跳动值。使系统的运行精度、测量精度得到最大限度提升。
5. 通孔设计。以往的旋转动力提供产品,一般为轴输出型。遇到走线或通过其它物料等情况,就要用其它机械连接来实现。DD马达为通孔设计,驱动旋转负载的同时,可满足走线、通过物料等需求,免除其它机械安装等。
6. 高动态响应。对于一些需要高响应特性的应用,如频繁的定位等,普通的伺服机难在实现。而DD马达在这方面表现出色。应用于芯片分选机等设备上的NIKKIDENSO的DD马达,整定时间为2ms。实现了40KPH的超高分选效率。这是其它伺服类产品所做不到的。在频繁高速、高精度定位的使用场合,此DD马达是不二之选。
7. 安装方式。
DD马达提供侧面出线、底面出线两种安装方式。侧面出线的法兰安装式可直接固定在台面上,无需再打其它机械孔等。减少了因机械安装带来的机加工项。节省安装空间,减少安装步骤。8,超薄结构设计。传统的伺服电机为细长结构。在轴向距离较长。在一些有空间尺寸限制的场合,传统伺服的尺寸结构,是设计师一个很头疼的问题。如需加减速机的情况,更是增加了很多轴向安装空间。设计师们也因此需要做很多的工作,来避免此机械尺寸所带来的烦恼。而NIKKIDENSO的DD马达,采用超薄的结构设计,提供大扭矩的同时,轴向距离只有45mm。最大限度的节省了安装空间,使机械设计不再为安装尺寸所烦恼。
除此之外,DD马达因为其特有的性能,还有着其独特的行业发展空间。
DD马达的特点
设备制造商和集成商经常认为直驱电机的成本很高,但事实上如果从设备系统的整个生命周期看,由于能够帮助简化机械设计、优化动力传动环节、减少连接组件、减轻总体负载,使用直驱电机将有机会帮助企业极大的提升其运营效率,并降低总体使用成本。
寿命更长 – 维护更少
传统的系统中丝杆、齿轮、皮带...等机械传动部件会产生磨损。因此,这些机械部件均需要定期维护和检修,如:丝杆和齿轮需要定期进行润滑或更换,皮带需要定期张紧...等。
由于直接驱动系统中没有这些传动部件,因此几乎没有磨损。由于不再需要更换皮带、齿轮和润滑油...等,直接驱动系统的维护时间和成本都会显著减少。
能效更高
由于减少了中间的传动部件和不必要的磨损,能源利用的效率得以大幅的提升。
直接驱动系统最大程度上消除了能量传输过程中的损耗,因此非常利于节能。经验表明,相比于普通伺服电机,直驱电机大约能提高 40% 的能效,节约 60% 的能源消耗。
实时性更强
传统的机械传动部件限制了机器的启停速度和调整时间。
直接驱动技术则消除了这些限制因素。由于传动系统不需要弹性联轴器元件, 因此传动系统实时性更佳,动态性能更好,可以实现更快地启停操作,并显著缩短了整定时间。
精度和重复性精度更高
传统驱动系统的性能通常会受到多种机械间隙的限制,导致最终的定位精度产生偏差。例如,高精度行星齿轮头的背隙可以达到 1 弧分,这意味着负载的定位也会相应的产生至少 1 弧分的偏差。虽然可以使用复杂的机械结构对其进行补偿,但是这通常意味着更高的研发、设计和实施成本。
而直接驱动系统由于没有额外的机械部件,可以将机械误差降到最低,从而提高最终的定位精度。一款精密的直驱力矩电机的重复精度通常可以高达 1 弧秒。
设计紧凑
直接驱动系统完全摒弃了通过传统机械结构提升传动力矩的理念,将电机直接与机械设备相连,从而因消除了复杂的传动结构而省去大量空间占用。
这样直驱系统中的组件将得以大幅减少,整个系统非常紧凑。对于设备制造商来说,整体设备的设计更加优化;而对于最终用户来说,设备所需的安装空间则会更小