科爾摩根直接驅動直線（DDL）系列電機

    科爾摩根公司于二十世紀七十年代晚期推出了其第一臺直線電機，該電機用于精密X-Y工作臺和表面噴涂系統(tǒng)。此種電機是有刷直流電機，并采用科爾摩根公司已獲得專li的push-through換向條方法。這為科爾摩根公司在二十世紀八十年代早期開發(fā)出無刷型直線電機奠定了基礎，該電機用于需要平穩(wěn)、高剛度、直線運動的膠片加工。在過去的30年 間，隨著永磁體材料、功率半導體器件以及微處理器技術的進步，使進一步提高直線電機的性能并降低其成本成為可能。DDL系列電機符合關于機器裝置的《低壓指令73/23/EEC》,在安裝和配置電機的時候需要按照制造商的建議操作， 才能確保安全。安裝有此產品的的機器必須符合《EC指令89/336/EEC》的規(guī)定。安裝方應確保zui終產品符合設備所在國家的所有相關法律。

標準產品特點無鐵芯：

? 零吸引力

? 零齒槽效應

? 輕型線圈組件，可以實現(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1微米/秒（0.00004英寸/秒）的速度下平穩(wěn)運動

標準產品特點有鐵芯：

? 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

? 整定時間極短

? 三相正弦波換向

? 采用模塊化磁體設計

? 高定位精度和高分辨率

? 零接觸、免維護、無刷設計

? zui高加速度很容易超過10 G

? ICD系列電機的優(yōu)點：外形極小 低吸引力 適合替換很多無鐵芯應用

? 采用防齒槽效應的專li技術，zui大限度降低齒槽效應， 并不采用無磁體偏斜

標準選件：

? 熱保護

? 熱敏電阻

? 霍爾效應反饋

? 熱開關（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FM認證，可在危險環(huán)境下運行

我們的直接驅動直線（DDL）電機系列產品為無框永磁體三相無刷伺服電機。直線電機相當于具有平鋪結構的旋轉電機。

平鋪的旋轉電機

永磁無刷旋轉電機的兩個基本部件是定子（初級線圈） 和轉子（次級或旋轉磁體）。在無刷直線電機中，將轉子平鋪成為磁體軌道（也稱為磁路）。將旋轉電機的主機線圈平鋪成為線圈組件（有時也稱為滑塊）。

在大多數(shù)無刷直線電機應用中，通常磁路保持靜止，線圈組件運動，其原因是這兩個部件的相對質量相差較大。但有時將此種布置反過來更有利，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，并且與旋轉電機完全一樣。

直接驅動直線電機綜述和選件

目前有兩種類型的直線電機：有鐵芯和無鐵芯電機。每種電機都根據(jù)應用需求采用了zui優(yōu)特性和功能。 

有鐵芯電機：有纏繞在硅鋼片上的線圈，可以通過一個單側磁路產生極大的推力。DDL直線電機采用了已獲得專li的電磁設計方案，單位尺寸的額定推力zui大，電機常數(shù)Km很高（相當于熱損耗低）， 并且齒槽效應很低，不需要磁體偏斜。此類電機的高推力使其非常適合加速和移動較重的負載，在機加工或施加推力的過程中也能保持剛度。無鐵芯電機沒有鐵芯或用于纏繞線圈的槽。因此，這些電機沒有齒槽效應，重量很輕， 在線圈組件和磁路之間絕對沒有吸引力。因為具有這些特點，所以非常適合需要極低軸承摩擦力、輕負載高加速度、以及能在極小的恒定速度下運動的應用。模塊化磁體由雙排磁體組成，可以zui大限度提高產生的推力，并形成磁通返回路徑。

無鐵芯電機：所有無刷電機都需要換向反饋。常規(guī)旋轉電機通常利用一個安裝在電機后面的旋轉變壓器或者集成在線圈繞組上的霍爾效應裝置。 對于直線電機，也可以通過各種方法實現(xiàn)換向反饋。科爾摩根公司可提供適合DDL系列電機的數(shù)字型或線性霍爾效應裝置，它們與旋轉電機一樣驅動電子器件實現(xiàn)直線電機換向。

如果需要特別平穩(wěn)的運動，可以使用正弦波驅動電子部件（比如采用數(shù)字霍爾效應的科爾摩根AKD系列產品）為電機提供正弦波驅動電流，以實現(xiàn)zui佳的恒力和恒速性。另外，直線電機系統(tǒng)還經常采用一個直線編碼器實現(xiàn)位置反饋。現(xiàn)在越來越多地利用AKD數(shù)字放大器等驅動放大器直接從此類直線編碼器中產生所需的換向信息（在啟動時無論是否有附加的數(shù)字霍爾效應裝置）。直線電機應用中所使用的其它類型反饋包括直線感應同步器、激光干涉儀以及LVDT。

優(yōu)點

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

高系統(tǒng)動態(tài)性能：除了高速能力之外，直接驅動直線電機還具有極高的加速度。它僅受系統(tǒng)軸承的限制。大型電機通常可達到3到5G的 加速度，而小型電機通常很容易達到超過10 G的加速度。由于科爾摩根的DDL系列產品采用了獨特的電機設計，所以 無鐵芯電機和有鐵芯電機都具有非常平穩(wěn)的運動曲線。在有鐵芯設計中，大大降低了齒槽效應，該效應是產生推力的原因之一；而在無鐵芯設計中，則完全消除了該效應。因此， 此種直接驅動直線電機具有適合平穩(wěn)運動要求的極低推力和速度波動。定位精度僅受反饋分辨率的限制，通常可達到微米以下的分辨率。

無限行程：DDL電機系列磁路由5個模塊化部分構成，其長度分別為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其它模塊，以實現(xiàn)無限行程。無論所需行程是1毫米（0.04英寸）還是100米（330英尺），DDL系列產品都能滿足要求。

無磨損或免維護：直線電機部件很少，因此不需要螺母、軸承座、聯(lián)軸器、電機底座等滾珠絲杠部件，也不需要維護這些部件。 因此， 它們使用壽命極長，操作清潔，無需對此類部件進行潤滑或維護。

顯著降低部件集成難度：與配有機械驅動的旋轉電機相比，無框直線電機需要的部件更少。對于無框直線電機部件，只需調整0.8毫米（0.031英寸）氣隙（有鐵芯設計）和0.5毫米（0.020英寸）氣隙（無鐵 芯設計）即可。不需要像滾珠絲杠那樣進行關鍵調整。系統(tǒng)的直線軸承確保全行程直線度，完全滿足科爾摩根電機的要求。

直線電機的典型應用包括：

機床 測量/檢查鉆孔 坐標測量機器銑削 電子裝配研磨 “貼片”設備激光切割 組件插裝凸輪研磨 絲網印刷 半導體  膠黏劑投放器 處理加工 PC板檢查，鉆孔晶片檢查晶片切片  標簽粘合 飛行模擬器引線焊接 加速拖運器離子注入 彈射器平版印刷 重力測量 紡織地毯簇絨等