發布日期:2022-04-17 點擊率:9
Carsten Schulz先生說:“利用高能合金,例如鐵-鈷合金制成的勵磁電動機可以明顯縮小電動機體積?!?/p>
微型驅動裝置已經在世界各地得到了廣泛應用。為什么會出現這種微型驅動裝置呢?它們以后如何更加小型化呢?Harmonic公司的領導人對此作了介紹。
隨著科學技術的發展,很多領域都停止巨型化發展,轉而趨于小型化,如人們熟悉的大型飛機,起飛重量高達500 t的空中巨無霸。事實上,大型飛機、船舶或建筑并未因巨大而帶來更多收益,且無法掩蓋體積巨大、超重和高噪聲帶來的高昂的維護保養費用。
在很多情況下,微小型的驅動系統也有著非常重要的用途:您可以想一想汽車中車窗玻璃的升降機構。這樣的小型驅動系統同樣要求高可靠性和高精確,因此也對其制造商提出了非常高的研發和生產制造的要求。Harmonic公司的伺服技術研發主管Carsten Schulze先生對微型化的重要性以及如何才能使系統進一步向微型化發展做了說明并指出了從事小型化生產企業應具備的前提條件(如圖)。
零部件小型化
在航空航天、醫療器械、機器人、光學、半導體和自動化技術領域中,要求零部件必須有很輕的重量、小巧的體積和非常高的效率,并且要求所使用的零部件性能和質量都越來越好。當然,不同應用對零部件重量的要求也不同。醫療器械領域希望零部件體積盡可能??;而工業機器人、光學和半導體領域則把很高的動態性能列為第一位。自動化的移動系統,如用于服務和行駛的機器人設備則把最大的效率和盡可能大的有效作用半徑視為最重要的因素。
同樣重要的還有政策環境:由于各種資源日益緊缺,政策法規要求并引導企業的產品研發向小型化發展。如汽車的舒適性,隨著車輛的小型化舒適性大大提高。若車輛總重增加,或油耗略有增加,則汽車對燃油的消耗將明顯增多。
Harmonic公司走在前列
當驅動系統的電動機后面連接一個高減速比的變速器時,整個驅動系統的體積可以明顯縮小。所需傳遞的功率則要依靠提高轉速來實現。Harmonic公司研發生產的變速器有著很高的一級變速比(可達1:320,微型驅動系統的可達1:1000)。另外,這種變速驅動裝置在整個使用壽命周期內還是無間隙的。這樣,這種電動機-變速器一體化的驅動裝置幾乎就是一個直接驅動系統。變速裝置很高的扭轉剛性對其直接驅動性能有著很好的作用。
進一步小型化的潛力
小型化驅動系統進一步微型化的最大潛力是開發新的驅動方案和動力學應用:即集成有智能化電子控制模塊的應用。采用新材料或者零部件進一步的相互匹配都是小型化的輔助方法。使用高性能的材料,例如鎳-鐵合金,可以在外形尺寸相同的情況下傳遞更高的扭矩。使用高性能塑料材料可以減輕重量,因為纖維增強的聚酯材料有著更高的強度和更輕的重量。減少損耗但同時保證密封的材料同樣也是微型化的關鍵。
電動機的體積也可以通過提高轉速來減小。這時,選擇合適的技術也非常重要。例如,永磁勵磁同步電動機比傳統電動機有著更高的效率和更緊湊的結構。利用高合金成分的合金材料,如銣-鐵合金或釤-鈷合金制作的電動機磁鐵或鐵-鈷合金制作的勵磁磁鐵還可進一步縮小電動機的體積,減輕電動機重量。為進一步減小系統體積,集成化意義非凡。不同功能集成在一個系統中有著很大的微型化潛力。很多情況下,與負載持續時間和負載出現頻率有關的微型化潛力往往被人們所忽視。生產中使用的驅動裝置的規格是可以減少兩檔的,但是閥門調節裝置卻很少使用。必要時可以利用驅動系統的最大極限負荷來承擔這些平常不用的閥門調節控制,而不會對驅動系統的使用壽命帶來不利影響。
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