Part II:步进电机,电池供电和集成运动设计的趋势

来源:未知日期:2018/04/10 22:30 浏览:

上期《Part I:步进电机、电池供电和集成运动设计的趋势》,我们汇总运控网技术研讨会的内容,阐述了“分销商对运动控制趋势的洞察”,“电机应用中电池供电的设计”等行业趋势,这期我们将继续讲述“电机小型化需求”,"完整的电机驱动组件“方面的内容。

 

 
设计小型化以及
 

 

近年来,伺服电机的建设取得了重大进展。 物理原理下,优化稀土磁体组件产生的磁通量(以及新的生产技术)使电机的设计不断改进。 因此,我们看到伺服电机的转矩密度不断提高,远远超出了我曾经相信的水平。

通俗地说,810年前从NEMA-34机架伺服电机中获得扭矩输出,现在可以用NEMA-23机架伺服电机实现。 同样,810年前从NEMA-23机架伺服电机的扭矩输出,现在可以用NEMA-17机架伺服电机生。一些电机,与十年前的同等大小的电机相比,其功率密度比过去高得多,且可以输出1.5倍或者2倍的扭矩容量                                          
 

基本的步进电机已经应用于高度集成的设计中,包括用于线性运动的设计.例如施耐德电气Motion的线性执行器,尺寸为NEMA 14,17和23号。基于具有丝杠的单堆叠1.8°步进电机,有时制造商也将执行器与可编程运动控制器,驱动电子装置和可选编码器集成在一起,形成MDrive Plus执行器。

案例:ISL Products Intl的一个工程团队, 最近将现有电机的电流消耗降低了40。除了帮助OEM减少EMI和射频干扰之外,还让在最终产品区域的运动功能对这些影响做出敏捷反应。据相关报道称,该团队还设计了微型减速电机,其运行寿命是标准减速电机的20倍。

小型化将持续下去,因为微型化可以更好地利用空间,减少质量并降低成本。当然,我们应会得到一个收益递减的点 - 伺服电机结构中的增益并不会明显提高扭矩输出 - 但目前我们还没有得到。

除了电机的结构之外,控制器、连接硬件和直线运动PT组件更紧密地集成,有助于保持电机驱动设计的紧凑性。 集成电机将继续为客户提供简单和完整的操作。 

 

 
完整的电机驱动组件
 

 

电机和运动部件制造商的努力已经发展到可以简化OEM工程师的整合 Maxon已经在美国提供了一段时间的增值服务 - 例如,通过提供OEM选择的飞线或预连接器。 此外,美国的电动机供应商加工、定制安装板。这些定制模式通常以小批量或中批量订货, 但是现在这种服务正在扩大。

Lin EngineeringLinFinity执行器包括一个螺母,抛光丝杠和步进电机。 操作过程中,螺母中的储存器分配一致的油脂层。

几十年来,马萨诸塞州一直是Maxon精密电机的家园,但该公司目前正迁到位于马萨诸塞州Taunton,以扩大设备规模和产能 — 转移增值和工程工作 —甚至引进和完成子装配 (至今)大部分都是在制造商的瑞士总部完成的组件构建。 目前他们正在美国聘请能够进行设计、绘图和布局工作的工程师来扩展本地服务。 其目的是从海外进口更多的基本产品,然后执行美国的定制,

一些定制是针对电机电缆和连接器的,这并不像听起来那么容易 - 因为定制连接需要测试,而这又需要为每次布线迭代设置测试布置。

在编码器方面,Applied Motion ProductsCUI Inc.合作,为NEMA 172324框架尺寸的步进电机推出一系列电容式增量编码器。从成本角度来看,电容式编码器技术非常具有吸引力,并且对环境污染物具有固有的耐受性,使其成为可靠的反馈选项。Maxon可以为各种应用量身定制集成编码器,电子设备和控制器。

多年前,大多数公司都使用直流转速计和模拟反馈,但在过去的十年中几乎每个人都已经转向使用编码器。 人们制造和购买用于安装到电机的第三方编码器。 整合的大多数编码器都是增量编码器,市场上提供一些单圈绝对值编码器 – 因为这些编码器的需求增加,还有基于磁力操作的可高压灭菌的编码器,用于与可消毒的电机和变速箱配对,为医疗和实验室应用提供完整设置。

专注于与那些不能使用现成产品以及所需的增值功能来完成设计的工程师合作变得显要。在内部,这可能意味着调整扭矩与速度与效率。 从外部来说,它可能意味着开发一个带有标准或定制滑轮,凸轮,挡块,弹簧等的组件,甚至可以为客户提供完整的即插即用解决方案。

OEM或设计工程师与电机制造商之间的早期合作可以优化设计
 

这里,一些电机制造商还提供了其他替代方案,以帮助OEM避免更改设计机械系统和尺寸的难度。 例如直流无芯电机,它可以从给定的设计包中提供不同的扭矩水平。

Athlonix dc平台的DCPDCT电机简化了可能需要多次迭代的设计。通过为给定封装尺寸提供更多扭矩的选项,使得设计的机械配置在不需要改变的情况下,测试更高转矩的电机。额外的选项从直径略大一点到扭矩多输出一点等。多种选择意味着设计工程师能够更轻松地获得最佳运动解决方案。

当然,设计工程师也可以从头开始选择指定定制电机。电机可以是从简单的有刷电机到无刷电机,无铁芯电机,混合式步进电机等等

首页
电话
短信
联系