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转矩、转速、精度三合一. 打破孔径局限,让应用“畅行无阻”
作者:FAULHABER
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伺服与运动控制展厅
电机驱动器, 伺服电机, 伺服控制系统, 数控系统, ...
在许多应用领域内驱动装置需要有一个中心孔,使光束、电缆或其它应用部件穿过。比如,光学和光电行业的激光引导装置,或者自动化机器人领域的半导体加工设备(图1)。到目前为止,传统设备在这个技术上都打折扣。空心轴通常比较小,导致驱动装置速度慢,重量大,或者机械安装操作复杂难度大。一种新型直接驱动装置带来希望。它的孔径高达40 mm,借助步进电机技术可以实现转速、转矩之间的最佳结合,同时保证重量轻,体积小的优点。

有很多驱动技术和方案适用于需要穿孔的应用场合。但是在实际使用过程中,它们都有着自己的不足之处。比如,由于必要的铜填充系数或磁轭,混合式步进电机的空心轴直径通常最大不超过10至12 mm左右。采用多极设计的转矩电机确实允许更大的中心孔,但由于其运动质量太大,因而无法实现高转速。此外,它们相对来说价格更昂贵,安装难度更高。因此很多应用都采用由一台普通电机驱动的,带中心孔的旋转台。但该方案需要传动装置和复杂的机械结构来完成。如果要将这类电机应用在高精度的应用场合,则必须先采取复杂的措施来补偿回差。这又会大大增加系统整合的难度。此外,由于有大量的磨损件,后期维护成本也很高。由混合式步进电机带动的旋转台通常是不得而已的选择,为实现高效率,它们的体积和重量非常大。对于需要中心孔的应用来说,要找到一个最实际的技术方案实为不易。

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新突破、新技术

驱动技术专家——FAULHABER公司(参阅“企业介绍”)敢于面对此项技术挑战,成功研制出一种全新驱动方案——DM66200H系列步进电机(图2)。该系列产品尤其适合需要大孔径的应用场合。由于总直径高达66 mm,该系列电机的空心轴内径非常大,可达到40 mm,它的厚度仅为24 mm,重量轻达218 g。依靠这些紧凑型驱动装置的优势,该产品还具有安装简便,所需安装空间非常小的特点。带开孔的转子直接驱动中心孔周围的机械部件,因此无需额外的传动装置(图3)。这样就避免了机械回差的产生。

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DM66200H

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虽然新型空心轴直接驱动装置最初专为光学和光电应用研制,但它们也同时开拓出其他有趣的应用领域,比如由于空间限制需要将驱动轴穿过电机的车轮驱动装置,或者膝盖和肩膀假肢。理论上任何需要将电缆、气体、液体或光信号穿过中心孔的应用场合都可以使用(图4)。除了显微镜载物台、光圈孔、变焦镜头、激光束控制器等光学应用领域外,它还可以用于完成众多的控制和定位任务。典型应用还包括转台、天线底座和空气或燃气阀。

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DM66200H Explosion

以最佳组合实现高效率值

直接驱动装置基于FAULHABER久经考验的步进电机技术。这款多极、两相永磁电机每转有200步。它在整步模式下的分辨率高达1.8°,因此可以在开环工作模式下实现精确的定位。它的动态转矩高达200 mNm,因而能够带动大型负载。最大保持转矩为307 mNm,升压时甚至可达581 mNm。因此也就无需制动装置。最高可实现每分钟2000转的速度。对于许多应用来说,紧凑的直接驱动装置是转速和转矩方面的最佳组合。由于滚珠轴承是唯一的磨损件,因此它可以保证零维护持续工作。可根据应用需要进行调整,比如特殊润滑剂、客户定制绕组、特制电缆和连接器以及装配法兰。

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企业介绍:来自德国舍奈希的驱动技术专家

FAULHABER 致力于高精度小型和微型驱动系统、伺服组件以及最高输出功率250瓦的驱动电子部件的研发、生产和销售。其中包括客户定制的专用解决方案以及范围齐全的标准化产品,例如无刷电机、直流微电机、编码器和运动控制器。FAULHABER 品牌在全球被公认为复杂和严苛应用领域的高品质和高可靠性的象征,如医疗技术、工厂自动化、精密光学、电信、航空航天和机器人技术。从224 mNm持续扭矩的强大直流电机到外径为1.9 mm的精巧微型驱动,FAULHABER标准系列有超过2500万种组合,为特定应用带来最佳驱动系统。与此同时,这种技术上的“构造组合”也是调整解决方案的基础,从而让我们能够设置各种特殊版本来满足客户的具体需求。www.faulhaber.com(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (12/10/2020)
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