Моментные двигатели: что это, принцип работы, особенности

alexxlab | 23.04.2023 | 0 | Разное

что это, принцип работы, особенности

Аналоги мировых брендов. Подробнее>>

Содержание

• Что такое моментный двигатель
• Особенности и отличия
• Виды
• Преимущества
• Области применения

Что такое моментный двигатель

Моментный двигатель представляет собой электрический двигатель с очень большим количеством пар полюсов. Благодаря большому количеству полюсов такой двигатель может создавать очень большой момент и при этом работать на относительно невысоких скоростях. Благодаря большому крутящему моменту и невысокой скорости такие двигатели хорошо соответствуют требованиям со стороны большого числа прикладных задач, требующих от электропривода именно такого сочетания параметров. По этой причине моментный электродвигатель часто используется в системах прямого привода, без редуктора.

Большинство встречающихся моментных двигателей имеют конструкцию, схожую с синхронными двигателями с постоянными магнитами.

Конструктивно такой электродвигатель представляет собой статор, включающий в себя обмотку, намотанную на сердечник из пакета ламинированных стальных пластин. Ротор двигателя представляет собой многополюсной магнит.

Особенности и отличия моментных двигателей от других типов двигателей

Крутящий момент

Моментные электродвигатели могут создавать значительный крутящий момент даже при небольших скоростях и даже при остановленном роторе.

Высокий крутящий момент, который характерен для моментных двигателей, даёт возможность достигать высоких угловых ускорений. Это особенно важно для применений, связанных с позиционированием, где требуется высокое быстродействие при разгонах и торможениях.

Внешнее исполнение

Часто моментные двигатели изготавливаются в бескорпусном исполнении (называются бесконтактными). Это означает, что двигатель не имеет корпуса, подшипников, вала и датчиков обратной связи. Эти компоненты создаются разработчиком конечного устройства оптимальным образом для конкретного применения и условий работы или покупаются как готовые комплектующие изделия и устанавливаются в процессе сборки.

Достаточно часто моментные двигатели выпускаются в виде бескорпусного решения с полым валом. Такая конструктивная особенность позволяет гибко подходить к конструированию системы, особенно в случае многоосевых систем. Через полый вал можно пропустить электрические кабели (а также гидравлические или оптические линии – если они есть), получая возможность располагать элементы конструкции в наиболее удобном месте, а также убрать внутрь все кабельные линии связи.

Размер

Размеры моментного двигателя заметно отличаются от размеров классического редукторного серводвигателя: хотя по диаметру моментный двигатель гораздо больше редукторного серводвигателя, зато по длине он часто оказывается короче. Это нельзя однозначно назвать преимуществом или недостатком моментного двигателя – это его особенность, которая диктует другую конструкцию конечного изделия и может стать преимуществом или недостатком лишь в рамках определённого применения.

Отсутствие механической передачи сильно снижает шум, производимый системой, построенной с применением моментного двигателя, а также повышает надёжность приводного решения.

Виды моментных двигателей

Несмотря на то, что подавляющее большинство моментных двигателей, присутствующих на рынке в настоящее время, выполнено по конструкции синхронного двигателя – многополюсный постоянный магнит на роторе и трёхфазная обмотка на статоре – существуют и моментные двигатели, относящиеся и к другим типам.

Менее распространена другая разновидность моментных двигателей – бесколлекторные двигатели постоянного тока. По конструкции они схожи с синхронными двигателями, однако если синхронные моторы предполагают питание системой синусоидальных напряжений, то конструкция бесколлекторных двигателей допускает возможность питания их напряжениями прямоугольной формы.

В большинстве случаев у моментных двигателей ротор располагается внутри статора, соосно ему. Двигатели такой конструкции называют двигателями с внутренним ротором. В случае другого варианта конструкции моментного двигателя – конструкции с внешним ротором – ротор располагается снаружи статора.

Эти два варианта конструкции несколько отличаются по параметрам. Двигатели с внешним ротором при одинаковых габаритных размерах будут иметь больший момент, чем двигатели с внутренним ротором, и больший момент инерции ротора.

Преимущества

Указанные ниже преимущества являются основными характеристиками моментных двигателей:

• Высокая точность
• Отличная плавность хода
• Высокий момент на низких скоростях
• Низкий шум
• Компактные и прочные
• Высокая надёжность и низкий износ электродвигателя
• Высокое значение показателя КПД приводной системы благодаря отсутствию редуктора
• Наличие полого вала даёт возможность гибко подходить к компоновке системы
• Высокое отношение крутящего момента к моменту инерции обеспечивает возможность достижения больших угловых ускорений
• Высокое отношение момента к потребляемой мощности обеспечивает возможность получения требуемого момента при небольших затратах энергии
• Снижение расходов на обслуживание по сравнению с редукторным приводом

Области применения

• Станки и обрабатывающие центры
• Опорно-поворотные устройства
• Радары и системы связи
• Промышленное оборудование

Поделиться:

Нельзя добавить товар к сравнению. Вы уже добавили к сравнению товар из категории « XXX». Очистите список сравнения и попробуйте ещё раз.

Товар успешно добавлен в корзину

Сайт использует cookies для вашего удобства. Политика конфидинциальности и Правила использования. Принять

Что такое моментный двигатель? ИНЕЛСО

Как изменились электродвигатели? Какие инновации были сделаны? 

Что такое моментный двигатель?

Электродвигатели вращения существуют уже много лет, но с тех пор многое изменилось. Как изменились электродвигатели? Какие инновации были сделаны?

Разработчики моментных двигателей учли всю пользу и накопленный опыт использования линейных двигателей.

 Используя бесщеточную трехфазную конструкцию, они могут обеспечить еще большую эффективность и мощность, особенно при низких оборотах. При этом минимизируются требования к обслуживанию.

 Моментные двигатели превосходны для безредукторных применений.  

Нет необходимости в механических элементах. Движущийся ротор моментного двигателя приклеен или зажат непосредственно на ведомой детали. Во всем диапазоне оборотов – высокий непрерывный крутящий момент.

Необходимый крутящий момент и доступное пространство помогают определить диаметр и ширину двигателя. Двигатели могут быть очень тонкими, но большого диаметра (большие оси и поворотные столы) или иметь «высоту», близкую к их диаметру, в результате чего получается компактный двигатель, но с высоким крутящим моментом.

Двигатели QTR-A-78-60 и QTR-A-160-17.
Два разных исполнения двигателя с крутящим моментом более 4 Нм.

 

Особенности:

Все моментные двигатели, большие или маленькие, имеют одинаковую конструкцию. 

Важными характеристиками моментного двигателя являются:

• 3-фазный синхронный

• бесщёточное исполнение

• не требуется обслуживание

• ротор с постоянным магнитом (4+ полюса)

• прямой привод

• отсутствие зубцового эффекта

• высокий уровень контроля

• низкая масса

    Высокий крутящийся момент и отсутствие потерь из-за инерции делают моментные двигатели лучшим решением прямого привода, которое не требует установки редукторов или других устройств передачи момента.

 

Ротор моментного двигателя может быть непосредственно установлен на ось. Сквозь полый вал могут проходить кабельные изделия или может быть установлено Вращающееся Контактное Устройство (ВКУ), что позволяет полностью убрать ограничения по углу вращения.

 В нашем каталоге представлены моментные двигатели со следующими диапазонами параметров:

• внешний диаметр от 13 мм до 310 мм

• крутящий момент от 0,01 Нм до 778 Нм

• скорость вращения до 87500 об/мин

• исполнения с естественным и жидкостным охлаждением

 Моментные двигатели используются в широком спектре продуктов. От поворотных столов до роботизированных рук. 

У вас есть приложение, которое может извлечь выгоду из моментных двигателей?

Свяжитесь с нашей командой для получения дополнительной информации

по телефону +7 (812) 628-00-18, оставив сообщение в форме обратной связи,

или отправив ваши вопросы на sales@inelso. ru

Подробнее ассортимент моментных двигателей смотрите в нашем каталоге товаров.

Что такое моментные двигатели и почему они так хорошо работают?

Перейти к содержимому

20 мая 2020 г.

Это сообщение было проверено Брайаном Злоторжицки, инженером по приложениям в Северной Америке в ETEL Torque Motors. Обновлено 2 декабря 2022 г.

Сегодня технология прямого привода признана ведущим решением для требований высокой производительности, повышенной точности и повышенной динамики современных машин. Они жесткие, более компактные, обеспечивают высокие динамические характеристики, снижают стоимость владения, упрощают конструкцию машины и сокращают износ и техническое обслуживание.

Что такое моментный двигатель?

Моментные двигатели представляют собой особый класс бесщеточных синхронных двигателей с постоянными магнитами. Поскольку полезная нагрузка напрямую связана с ротором без использования передаточных элементов, моментные двигатели относятся к классу прямых приводов.

В зависимости от точки зрения, моментный двигатель — это либо свернутый линейный двигатель, либо классический сервопривод с большим количеством полюсов. Именно большое количество полюсов позволяет обычным моментным двигателям достигать высокого крутящего момента при умеренных скоростях. Еще одной привлекательной особенностью является их компактная конструкция, которая включает в себя узкий пакет ламинирования и большой полый вал или отверстие.

Как и линейные двигатели, моментные двигатели относятся к типу «бескаркасных» двигателей. Это означает, что двигатель не включает в себя корпус, подшипники или устройство обратной связи. Эти компоненты могут быть выбраны изготовителем оборудования и оптимизированы в соответствии с требуемой производительностью или приобретены как часть сборки.

Моментные двигатели создают высокий крутящий момент на умеренных скоростях и даже в неподвижном состоянии. В отличие от традиционных приводов, размер и выбор моментного двигателя основан исключительно на крутящем моменте, а не на мощности. По сути, пиковый крутящий момент определяет максимальный крутящий момент, физически создаваемый двигателем, а непрерывный крутящий момент определяет величину крутящего момента, который двигатель может постоянно обеспечивать. Рабочий цикл приложения будет определять зависимость от конструкции с пиковым или непрерывным крутящим моментом.

Зачем использовать моментные двигатели?

Моментные двигатели могут многое предложить инженерам. Многие приложения требуют точности и аккуратности в различных отраслях промышленности, от станкостроения до аэрокосмической промышленности, — моментные двигатели обеспечивают преимущества, которые не могут быть обеспечены альтернативными конструкциями.

1. Снижение стоимости владения

Прямое соединение полезной нагрузки с ротором устраняет необходимость в элементах механической передачи, таких как редукторы, зубчатые ремни, редукторы скорости и червячные передачи. И в отличие от щеточных роторных двигателей, между ротором и статором нет контакта; поэтому отсутствует механический износ, что обеспечивает превосходную надежность и длительный срок службы. Меньшее количество механических частей также сводит к минимуму техническое обслуживание и снижает стоимость системы. Технология прямого привода, присущая системе моментного двигателя, обеспечивает эффективную и действенную безредукторную сборку.

2. Простота интеграции

Благодаря использованию магнитов и ограниченному воздушному зазору получается большой полый вал или отверстие для легкой интеграции кабелей, охлаждающих трубок или другого оборудования, связанного с применением. Кольцевая конфигурация моментного двигателя минимизирует объем, необходимый для монтажа. Это дает разработчику машин большую гибкость при выборе расположения двигателя для работы с подшипниками, устройствами обратной связи и полезной нагрузкой. Кроме того, чтобы не отставать от новейших технологий и требований к приложениям, модернизация, такая как TMB+, позволила моментным двигателям достичь большего крутящего момента, скорости, размеров и вариантов и снизить тепловыделение, оставаясь при этом полностью совместимыми с предыдущими моделями.

3. Динамические характеристики

Динамические характеристики значительно улучшены благодаря очень высокой пропускной способности контура управления. Прямая связь нагрузки и обратной связи по положению с двигателем имеет то преимущество, что устраняет все явления, которые ограничивают динамические характеристики машин с непрямым приводом. Устранение долговременного дрейфа, эластичности и люфта является огромным преимуществом для производительности и срока службы машины. Моментные двигатели имеют широкий спектр требований к динамическим характеристикам. В зависимости от специфики рабочего цикла системы пиковый крутящий момент, постоянный крутящий момент или и то, и другое будут определять выбор двигателя.

4. Моментные двигатели имеют широкий рабочий диапазон

Пока двигатель не выходит за предел своего усилия или не перегревается, регулировка рабочего цикла моментного двигателя сводится к простому изменению элементов управления. Моментные двигатели могут легко переключаться между высоким крутящим моментом и высокоскоростными движениями без каких-либо механических регулировок. Эта универсальность двигателя позволяет ему выполнять более сложные рабочие циклы и расширяет его рабочий диапазон по сравнению с другими методами, при которых необходимо заменять детали.

В случае отмеченного наградами моментного двигателя TMK от ETEL эти возможности расширяются еще больше благодаря его уникальной конструкции с использованием специальной конфигурации магнита, которая позволяет ему работать как при низком крутящем моменте/высокой скорости, так и при низкой скорости/высоком крутящем моменте. операции в гораздо большей степени, чем традиционные формы магнита.

5. Тихий цех

Хотя демонтаж редуктора может показаться сложной задачей, двигатели с прямым приводом имеют меньше движущихся частей, чем их аналоги с редуктором. Это приводит к уменьшению вибрации, шума и пульсаций крутящего момента. Помимо более тихой работы, отказ от ремней и цепей устраняет целый класс отказов двигателя.

Пример промышленного применения: 5-осевое фрезерование и токарная обработка

Hermle, партнер ETEL, фрезерные и токарные станки могут переключаться между фрезерным режимом, в котором используются моментные двигатели для приложений с низкой скоростью/высоким крутящим моментом, и токарным режимом, для которого требуется двигатель с высоким скорость/низкий крутящий момент. Это возможно в рамках одной машины благодаря технологии моментного двигателя TMK.

Другие соответствующие отрасли, в которых моментные двигатели играют ключевую роль, включают производство полупроводников, автоматизацию производства, робототехнику и станкостроение.

Общие советы по выбору моментного двигателя

При выборе моментного двигателя необходимо учитывать множество факторов, чтобы обеспечить выдающуюся производительность системы:

• Типоразмер двигателя
• Фиксирующие эффекты
• Постоянная двигателя
• Тепловые аспекты

Вы можете прочитать нашу более техническую статью Как выбрать правильный моментный двигатель , в которой подробно рассматриваются эти четыре соображения.

Семейство торговых марок HEIDENHAIN давно занимается разработкой технологии прямого привода. Благодаря многочисленным инновациям и запатентованным конструкциям мы продолжаем обеспечивать непревзойденную эффективность крутящего момента для максимально оптимизированной производительности.

 

Ссылка загрузки страницы

Что такое моментный двигатель?

Моментные двигатели

представляют собой двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах, которые вращаются вокруг оси. Их можно использовать везде, где требуется вращательное движение, и они обладают многочисленными преимуществами по сравнению с обычными сервоприводами.

Наши моментные двигатели чрезвычайно компактны, имеют чрезвычайно жесткую трансмиссию, устраняют необходимость в трудоемких процедурах монтажа, практически не требуют технического обслуживания и могут быть встроены непосредственно в конструкцию машины, а большой открытый внутренний диаметр позволяет использовать провода и кабели. проходной. В довершение всего вся серия поставляется с полностью герметичными статорами и встроенной температурной защитой и измерительными датчиками.

Требуемый крутящий момент и доступное пространство помогают определить диаметр и ширину двигателя. Двигатели могут быть очень тонкими, но большого диаметра (большие оси и поворотные платформы) или иметь «высоту», близкую к их диаметру, что приводит к компактному двигателю с высоким крутящим моментом.

Двигатель QTR 78-60 (слева) и QTR 160-17. Два двигателя разной формы с крутящим моментом более 4 Нм и небольшим объемом/массой.

Характеристики

• 3-фазный синхронный
• Бесщеточный и необслуживаемый
• Ротор с постоянными магнитами (4+ полюса)
• Прямой привод
• Высокий уровень контроля
• Низкая масса

Благодаря постоянному крутящему моменту в диапазоне от 0,29 Нм до 329 Нм эти двигатели могут играть ключевую роль в повышении доступности и рентабельности многих различных приложений в таких отраслях, как:

• Полупроводники
• Печать
• Робототехника
• Станкостроение

 

Для получения дополнительной информации и спецификаций, пожалуйста, посетите нашу страницу с описанием моментного двигателя.

Спросите нас напрямую

Майк Ролинк и Стефан Янсен
Инженеры по приложениям

«У вас есть вопрос о моторе? Или вам нужна техническая поддержка во время установки? Позвоните нам, и один из наших инженеров по применению поможет и поддержит вас на протяжении всего процесса».