案例研究
用于复杂应用的动态内转子
发表于02/23/2017
基于客户要求,高效750 W ECI驱动器
在现代驱动工程中,使用电子控制回路以获得最大的性能和可靠性。但如果没有有效的执行器,即使是最好的控制系统也无能为力。这是一个强大的,电子换向内部转子电机(ECI)进入自己的。这些高度动态的驱动单元允许高速运动,允许短期高负荷和可靠的运行,即使没有维护长时间。一种新的ECI电机,其轴输出功率高达750w,直径仅为80毫米,目前在功率密度、动态和多功能性方面制定了新的标准,同时提供了通用的标准机械接口。
图1:高动态过载能力和长免维护的使用寿命,ECI 80与750w输出功率。
高度专业化的一次性发展可以实现最佳性能,但以相当大的成本为准。对于串联部件,可以在大量的大量制造,然而,可以获得相同的性能水平,而不是多功能模块化概念的形式的高消耗。可以组合各个模块以生产针对客户规格的驱动器单元。因此,专业制造商EBM-PAPST迅速采用其驱动系统的模块化概念。通过汇集个人组件来满足客户要求,公司可以提供各种驱动单元“关闭钉”。为了能够实现更高的功率输出,新的ECI 80电机现已向现有的ECI 42和ECI 63系列(图1)沿着现有的ECI 42和ECI 63系列(图1)延伸到产品系列,特别是对于需要高功率的应用,高度动态的性能和低重量。
开放新观点......
现代机器人、物流、发电、医疗工程和木工等传统行业都依赖高效、高度紧凑和强大的驱动单元。驱动单元的需求越来越大,甚至比现有的模块化驱动器更强大,也提供一个紧凑的设计。对用户要求的深入分析表明,750w轴输出的电机将是模块化范围的理想补充。根据他们在小型驱动单元上的经验,ebm-papst开发工程师随后提出了一个具有EC技术的高动态三相内部转子电机的概念。在实际满足这些要求之前,必须克服一些技术障碍。
并把它们付诸实践
图2:具有极好的功率/重量比的紧凑型驱动器也适用于机器人。(图片|fotolia.com/Patrick P. palj)
主要的重点是尽可能高的功率密度,换句话说,低重量,高功率和高效率。开发过程并没有因为试图同时实现最低的齿槽转矩和高动态动作这一多少有些矛盾的目标而变得容易。内部计算和模拟程序结合大量的测试,最终产生了最佳的结果。今天的ECI 80的性能数字和低重量完全符合当前和未来的需求。因此,它是当今市场上同类发动机中最轻的。标准化的系统设计,使汽车自动化生产线上制造一个非常高水平的所有操作过程监控,性能特点和系统功能为各种潜在应用所有加起来一个汽车概念类这是无与伦比的。
随着他的性能数据,ECI 80完全相同的对应于当前和未来的要求。
例如,它可以像步进电机一样在低速时进行精确运动,也可以高速切换到动态操作。该电机设计和构造为一个内部转子同步电机与三相永磁励磁和八极转子旋转在一个十二槽定子。采用鲁棒定子绕组,铜损耗小,制造成本可优化。通过理想地调整转子盘的轮廓,可以将齿槽转矩减小到最小。完全没有斜面在定子和转子也是高度有利的从制造的观点。由钕-铁-硼制成的棒状永磁体嵌入在叠片转子铁芯中。
性能数据
图3:可靠性和EMC保护对于医学工程至关重要,例如,用于高功率操作台调节器。
三相无刷内转子电机配有安静运行,坚固的球轴承,无需维护运行。在20,000小时的预期寿命期间,传动轴可以承受的径向和轴向载荷高达28公斤的公称速度。ebm-papst可以提供24 VDC和48 VDC版本的电机,标称转速为4000转/分,电机轴上的额定扭矩高达1800毫米。启动扭矩最高可达5600 mm。轴输出750w,标称电流绘制低于20a。具有短期高过载能力的驱动器的峰值启动电流可达100a。长度为136毫米,直径为80毫米的最强大的电机总重量约为2.1公斤。
适用于各种应用的可适应性驱动解决方案
模块化设计意味着可以设计和配置包括电机,电子,变速箱,制动器等的驱动系统以满足各个要求。这允许最佳结合到许多不同的应用中。强大的ECI 80电机的标准使用领域包括具有典型应用的自动化,如木工机器和储载器系统的定位器以及储叉和带驱动器。
图4:使用适用于太阳能电池板的跟踪器等调节器捕获更多的太阳能是稳健,无需维护ECI 80电机的另一个人才。(照片| fotolia.com/idrive)
具有其特殊功率/重量比的紧凑型驱动器也用于机器人技术领域(图2)。Christleven解释说:“电机的设计使其适用于具有特殊要求的地区,如医疗工程,在可靠性和EMC保护方面必须满足特别高的标准。示例包括高功率操作台调节器(图3),将每个患者移动到正确的位置,以及用于个体和人体工程学床头的移动患者升降机。尽管所涉及的电力量,但高效率确保了长电池运行时间。“新的节能顶级表演者还对能源转换过程做出了贡献。诸如太阳能电池板的跟踪器等调节器(图4)不断保证与阳光相对于太阳的理想设置,无论天气如何以及几十年的过程。