Vergleich zwischen Linearmotor und gewöhnlichem Rotationsmotor + Kugelumlaufspindel
Prinzip_
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Der Linearmotor ähnelt im Prinzip dem gewöhnlichen Motor. Es ist nur die Entfaltung der zylindrischen Oberfläche des Motors. Dieser Typ ist derselbe wie ein herkömmlicher Motor. Wie DC-Linearmotor, AC-Permanentmagnet-Synchron-Linearmotor, AC-Induktions-Asynchron-Linearmotor, Schritt-Linearmotor. Wie bei einem bürstenlosen rotierenden Motor gibt es keine mechanische Verbindung zwischen Mover und Stator. Linearmotoren verwenden dieselbe Steuerung und programmierbare Konfiguration wie Rotationsmotoren. Die Form des Linearmotors kann flach und U-förmig sein. Die am besten geeignete Konfiguration hängt von den Spezifikationen und der Arbeitsumgebung der tatsächlichen Anwendung ab.
Vorteil:
1. Dynamische Leistung
Anwendungen mit linearer Bewegung haben eine Vielzahl von Anforderungen an die dynamische Leistung. Abhängig von den Besonderheiten des Arbeitszyklus eines Systems bestimmen die Spitzenkraft und die maximale Geschwindigkeit die Auswahl eines Motors:
Eine Anwendung mit einer leichten Nutzlast, die eine sehr hohe Geschwindigkeit und Beschleunigung erfordert, verwendet typischerweise einen eisenlosen Linearmotor (der ein sehr leichtes bewegliches Teil hat, das kein Eisen enthält). Da sie keine Anziehungskraft haben, werden luftgelagerte eisenlose Motoren bevorzugt, wenn die Drehzahlkonstanz unter 0,1 % liegen muss.
2. Großer Kraft-Geschwindigkeitsbereich
Die lineare Bewegung mit Direktantrieb liefert eine hohe Kraft über einen breiten Geschwindigkeitsbereich, von einem blockierten oder niedrigen Geschwindigkeitszustand bis hin zu hohen Geschwindigkeiten. Linearbewegungen können sehr hohe Geschwindigkeiten (bis zu 15 m/s) erreichen, mit einem Kompromiss bei der Kraft für Motoren mit Eisenkern, da die Technologie durch Wirbelstromverluste begrenzt wird.
Linearmotoren erreichen eine sehr sanfte Geschwindigkeitsregelung mit geringer Welligkeit. Die Leistung eines Linearmotors über seinen Geschwindigkeitsbereich ist aus der Kraft-Geschwindigkeits-Kurve im entsprechenden Datenblatt ersichtlich.
3. Einfache Integration
Magnetische Linearbewegungen sind in einer Vielzahl von Größen erhältlich und können leicht an die meisten Anwendungen angepasst werden.
4. Reduzierte Betriebskosten
Die direkte Kopplung der Nutzlast mit dem beweglichen Teil des Motors macht mechanische Übertragungselemente wie Leitspindeln, Steuerriemen, Zahnstangen- und Ritzel- und Schneckengetriebe überflüssig. Im Gegensatz zu Bürstenmotoren gibt es bei einem Direktantriebssystem keinen Kontakt zwischen den beweglichen Teilen. Daher gibt es keinen mechanischen Verschleiß, was zu einer hervorragenden Zuverlässigkeit und langen Lebensdauer führt. Weniger mechanische Teile minimieren die Wartung und senken die Systemkosten.
Nachteil:
Es gibt einen unvermeidlichen "Randeffekt", das heißt, die Verzerrung des Endmagnetfelds des Linearmotors beeinträchtigt die Integrität des Wanderwellenmagnetfelds, so dass der Verlust des Motors zunimmt, der Schub abnimmt und es zu einer große Schubschwankung.
Vergleich zwischen Linearmotor und gewöhnlichem Rotationsmotor + Kugelumlaufspindel
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Index
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Rotationsmotor + Kugelumlaufspindel
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Linearmotor
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Präzision (μm/300 mm)
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10
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0,5
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Wiederholgenauigkeit (µm)
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5
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0,1
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Höchstgeschwindigkeit (m/min)
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20~30
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60~200
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Maximale Beschleunigung (g)
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0,1 ~ 0,3
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2~10
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Statische Steifigkeit (N/µm)
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90~180
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70~270
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Dynamische Steifigkeit (N/µm)
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90~180
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160~210
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Stationarität (% Geschwindigkeit)
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10
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1
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Einstellzeit (m/s)
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100
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10~20
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Lebensdauer (h)
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6.000 bis 10.000
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50.000
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