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管状直线电机为何优于传统铁芯和无芯设计?

2021年10月21日17:33 

  “管状直线电机”在工业应用中越来越受欢迎,尤其是在包装和医疗行业。管状直线电机已被证明是气动的理想替代品,外观相似,但效率和可靠性要好得多。像扁平电机一样,管状线性电机有两个主要部分:永磁体和包含绕组的定子。然而,在管状直线电机的设计中,磁体不是布置在平坦的轨道上。取而代之的是,一个圆盘状的磁铁嵌入一根管子(通常称为推力杆),一个定子(也称为推力器)围绕着推力杆。


  与扁平直线电机相比,管状设计有几个关键优势。首先,来自永磁体的所有磁通量用于产生力。此外,根据洛伦兹力原理,推杆磁体和定子线圈之间的相互作用产生的力垂直于磁场和电流-在行进方向上。这两个特性使得管状直线电机具有较高的效率。这种更高的效率意味着产生的热量更少,因此由于热效应导致的部件膨胀和收缩更少,传递到外部负载的热量也更少。更高的效率和更少的热量产生的最终结果是更好的定位精度。


  管状设计的力产生是驱动电流的线性函数,因为定子和推力杆之间的气隙并不重要。这意味着,即使气隙随着冲程长度而变化,电机的力产生也将保持不变。


  管状设计相对于扁平直线电机的另一个优点是占地面积小。管状直线电机可以在定子(推进器)移动而推力管静止的情况下运行,或者在定子静止的情况下推力管移动。移动管子的能力是管状线性马达很好地替代气缸的特征之一,气缸通常与伸缩杆一起操作,用于推动或挤压操作。

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  像扁平电机一样,管状线性电机可以在线圈周围的定子中使用铁,也可以使用非铁定子结构。无芯型产生的力较小,但没有齿槽效应,因此即使在低速下也能实现非常平稳的运动。


  定子中有铁的管状设计比平铁芯设计更容易使用,因为圆柱形设计有效地平衡了定子和推杆之间的吸引力和排斥力,所以组装铁芯并不难,因为它适用于平铁芯设计。然而,与平板电机一样,管状铁芯的直线电机也有齿槽效应。

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