線性伺服馬達

1、線性伺服馬達Linear DrivesAir/Hydraulic CylinderBeltLinear MotorBallscrewRack & PinionNo BacklashNo WearHigh SpeedHigh PrecisionHigh DynamicUnlimited TravelSmooth MotionMulti-HeadsOperationLow Part Count線性馬達優(yōu)點線性馬達優(yōu)點Linear Motion線性馬達種類線性馬達種類NSSNSSSN線性步進馬達線性步進馬達鐵心式線性伺服馬達鐵心式線性伺服馬達線性感應(yīng)馬達線性感應(yīng)馬達無鐵心式線性伺服馬達無鐵心

2、式線性伺服馬達線性步進馬達線性步進馬達 動作原理動作原理1)2)3)4)/ 4/ 4/ 4AB+ -動子定子AB+ -AB+-AB+-磁鐵磁鐵線性步進馬達基本模組線性步進馬達基本模組( a )( b )( c )直線式直線式旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式平面式平面式直線式直線式 線性步進馬達線性步進馬達1.5m LMPA for BOSCH, Germany直線式線性步進馬達直線式線性步進馬達定子定子動子動子壓縮空氣壓縮空氣入口入口線性步進馬達定子凹槽線性步進馬達定子凹槽旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式 線性步進馬達線性步進馬達平面式平面式 線性步進馬達線性步進馬達LMSP,TOKYO ELECTRONTravel: 640 x

3、640 mmAccuracy: +/- 0.002 mmVelocity: 1 m/sYaw: 2 arc sec10 mm Settling: 100 ms直線式之變化直線式之變化L-TypeU-TypeO-Type各式之組合各式之組合直線式直線式 旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式 平面式平面式結(jié)合直線與旋轉(zhuǎn)式步進馬達之結(jié)合直線與旋轉(zhuǎn)式步進馬達之XY Table雙動子線性步進馬達雙動子線性步進馬達直線式直線式平面式平面式平面式雙動子馬達平面式雙動子馬達典型應(yīng)用例典型應(yīng)用例 :晶圓檢測機，PCB / LCD檢測機，PCB 飛針檢測機，雷射切割機線性永磁交流馬達線性永磁交流馬達(線性伺服馬達線性伺服馬達)(Line

4、ar PMSM Motor)鐵心式線性伺服馬達原理鐵心式線性伺服馬達原理 NSSNSNNS 通常繞線部份為動子, 磁鐵部份為定子 需要光學尺回授做伺服控制 有顯著的 Cogging Force移動移動導磁鐵心導磁鐵心鐵心式線性伺服馬達形式鐵心式線性伺服馬達形式* From Linear Synchronous Motors, by G. Gieras and Z. Piech單側(cè)式單側(cè)式管狀馬達管狀馬達 外線圈外線圈雙側(cè)式雙側(cè)式管狀馬達管狀馬達 內(nèi)線圈內(nèi)線圈鐵心式伺服馬達鐵心式伺服馬達磁鐵磁鐵動子動子光學光學尺尺雙動子鐵心式伺服馬達雙動子鐵心式伺服馬達線性伺服馬達線性伺服馬達XY 平臺平臺PC

5、B Drilling Machines應(yīng)用應(yīng)用PCB Drilling Machines馬達馬達無鐵心式線性伺服馬達原理無鐵心式線性伺服馬達原理 定子由磁鐵排列而成, 通常雙側(cè)式 動子由不導磁材料構(gòu)成(如塑膠), 繞線粘在材料上 氣隙較大, 推力較小, 但Cogging Force 很小動子定子SNSNSSNNNSSNSNSSNNNS無鐵心式線性伺服馬達無鐵心式線性伺服馬達磁鐵磁鐵動子動子無鐵心與有鐵心馬達組成的無鐵心與有鐵心馬達組成的XY Table無鐵心馬達無鐵心馬達有鐵心馬達有鐵心馬達雙動子無鐵心伺服馬達雙動子無鐵心伺服馬達Wafer Robot 應(yīng)用應(yīng)用無鐵心伺服馬達組成的無鐵心伺服馬

6、達組成的XY Gantry(龍門式平臺龍門式平臺)XYZ Gantry 管狀線性伺服馬達管狀線性伺服馬達 (LinMot)* From 馬達技術(shù)實驗室馬達技術(shù)實驗室(Motor Technology Lab.)目前的研究目前的研究磁力軸承與軸流式磁力軸承與軸流式 pump設(shè)計設(shè)計軸向磁通馬達設(shè)計與應(yīng)用軸向磁通馬達設(shè)計與應(yīng)用開關(guān)磁阻馬達自軸承開關(guān)磁阻馬達自軸承(Self-bearing)控制控制開關(guān)磁阻馬達震動抑制策略開關(guān)磁阻馬達震動抑制策略開關(guān)磁阻馬達開關(guān)磁阻馬達 pumprotor impellerBerlin Incor I, Berlin Heart AG,GermanyMagnetic

7、ally Levitated Axial Flow Blood Pump 轉(zhuǎn)子葉片由輪殼往外設(shè)計為實心結(jié)構(gòu)，葉片容易製造與安裝，但 air gap較大轉(zhuǎn)子為空心結(jié)構(gòu)，葉片由輪殼往內(nèi)的設(shè)計， air gap較小，馬達效率與磁力軸承的可靠度較高Outer and Inner Impeller Designouter impeller inner impellerring permanent magnetselectromagneticactuatorrotorimpeller (not shown)motor單軸磁力軸承控制之單軸磁力軸承控制之Axial Flow Pump設(shè)計設(shè)計(Inner I

8、mpeller)fluid flow2組環(huán)形磁鐵磁鐵(Passive Radial Bearing)提供轉(zhuǎn)子徑向平衡力1組環(huán)型電磁鐵電磁鐵(Active Thrust Bearing) 提供轉(zhuǎn)子軸向力控制軸向位移PrototypeBLDCHall sensorsfluid flowelectromagneticactuatorring permanent magnets實驗室設(shè)計之實驗室設(shè)計之BLDC Motor定子線圈定子線圈 輪椅電動機車電動腳踏車Wheel Motor Applicationsmagnetsbearingstatorrotor3相相48極軸向磁通車輪馬達設(shè)計極軸向磁通車輪馬達設(shè)計實驗室設(shè)計之實驗室設(shè)計之Wheel Motor定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子實驗室設(shè)計製作之實驗室設(shè)計製作之12/8極極 SRM定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子12極驅(qū)動器極驅(qū)動器 實驗平臺實驗平臺實驗系統(tǒng)實驗系統(tǒng)6/4 極極 SRM因為SRM之轉(zhuǎn)子必需為凸極結(jié)構(gòu), 若能將轉(zhuǎn)子設(shè)計成近似葉片之形狀近似葉片之形狀, 則轉(zhuǎn)子不只可導引磁場, 亦可用來推動流體60o同一極設(shè)計修正設(shè)計修正:定子分成 3 段