集成电机:定义，设计，应用

集成和齿轮电机自动化繁荣的基础设施

马达使东西运转。加上当前市场的计算和信息处理能力不断增强，技术成本不断降低，各种各样的电机，包括不断增长的集成电机和齿轮电机，构成了当前自动化热潮的基础设施。

自动化技术供应商称当前市场是在正确时间的正确空间，因为越来越多的公司希望在劳动力成本上升、技术成本下降的地方实现流程自动化。“2016年，运动控制市场较2015年大幅反弹，2015年是下滑的一年。MCMA市场分析总监Alex Shikany表示:“制造业在今年的大部分时间里都在扩张，每个产品类别的需求都在上升。”MCMA跟踪的每个产品类别的增长率都是正的。汽车(9.6%，12亿美元)、电子驱动器(10.5%，6.031亿美元)和执行器与机械系统(19.5%，5.721亿美元)这三大市场份额均同比增长，帮助推动了整体增长。较小的交流电机业务增长最快，达到24.3%，达到3430万美元。

定义和描述
最近mcma赞助的研究将电机定义为通用运动控制(GMC)和计算机数控(CNC)类，以更好地跟踪应用和增长。GMC电机被定义为与独立于最终应用的通用运动控制器结合使用的电机和驱动器，如用于包装机械、食品加工线、半导体制造、印刷设备等。相比之下，数控电机和驱动器用G代码编程，用于传递离散部件的机床，包括车削中心、加工中心、多轴多任务机床、传输线等。

根据该报告（“运动控制：全球市场更新”，GMC电机占全球市场的56.5％，由2014年推进自动化协会赞助）。CNC电机占43.5％。机床，金属切割和金属成型类别，占市场收入的近45％。加入GMC主导的包装和标签设备，半导体机械，机器人，橡胶和塑料设备，以及物料处理应用，并单独占MOTORS市场的70％以上的70％。

那么集成电机集成了什么呢?
营销副总裁Ken Wyman盟友运动技术他在冠致2017大会上发表演讲后，花时间谈论了“什么电机技术适合您的自动化系统?”他说，定义一个整合的马达就像在观察者眼中的美。集成电子驱动器与电机可以是一种描述;齿轮头安装到各种类型的电机是另一种描述在市场上使用。

这个概念不是那么老，他继续。自1995年以来，Animatics（现在的Moog Animatics）将其控制，放大器和编码器技术集中在SmartMotor产品线上，称为“典型的集成运动控制形式”。

由于他们如何机械和电子方式巩固物品，集成电片继续发展。例如，一个好处是降低了控制器和电机之间的布线水平。“集成电机可能会机械地简化事物，但有缺点是为观看的，”Wyman建议。“苛刻或高温工业环境可能会出现可能导致集成电机迅速达到上层性能限制的热管理问题。集成驱动器可能不会为电机供电到其最高性能水平。”

齿轮电动机的发展
用电动机集成齿条是一种不断变化的电动机应用。最初，当AC电机是一个简单的旋转装置时，齿轮头主要用于改变电动机速度和扭矩放大器。随着引入速度控制功能的电动机，齿轮头的主要作用是放大扭矩。

但随着步进电机的开发和广泛接受，以满足控制速度和位置的要求，齿轮头发现了新的目的，包括允许惯性的改进和电机振动的降低。此外，与AC电动机的传统齿轮发动机不同，电动机的精确定位能力已经产生了对高精度的无齿轮齿轮齿轮的需求。

博丹电气的技术论文建议您需要多确定正确的速度和扭矩来设计给定应用程序的最佳齿轮。考虑因素包括：

• 安装方向。齿轮电动机通常设计用于与电动机的齿轮箱电平安装，并在水平方向上与驱动轴安装。如果油润滑的齿轮电动机安装在水平以外的位置，则静电和动态条件泄漏的可能性随着轴封磨损而增加。润滑脂润滑的产品不太容易发生泄漏，但齿轮寿命可能会受到损害。
• 齿轮率效率。在大多数右角齿轮箱中发现的蜗轮不太高效，并且产生比在并联轴齿轮箱中使用的浇口或螺旋齿轮组件的热量更高。因此，直角齿轮电机通常需要较大的电动机以匹配具有相同齿轮比的平行轴齿轮电机的输出扭矩。
• 噪音和冲击载荷。齿轮箱的噪声由齿轮级，负载和电枢/转子输入速度的数量实现。一些较小的平行轴和行星齿轮箱使用尼龙型第一级齿轮来减少噪音和振动。蠕虫齿轮通常比刺激/螺旋齿轮减速器更安静，因为它们在滑动作用上运行。由于蜗杆和齿轮齿在破碎而不是悬臂载荷，并且通常牙齿通常接触，因此蜗轮具有比施力或螺旋齿轮更高的冲击载荷抵抗力。
• 其他磨损。齿轮寿命受到许多因素的影响。显而易见的是运行速度，负载，占空比和环境温度。这些操作条件中的任何一个都越高，较早的齿轮头部部件将磨损。但是，齿轮箱内的设计细节也确定齿轮寿命。例如：蜗轮的滑动作用更难以润滑并且比螺旋和螺旋齿轮的滚动作用更效率。因此，金属蜗杆和齿轮齿将比金属刺齿和螺旋齿轮齿更快。如果没有施加严重或冲击载荷，则非金属齿轮将比金属齿轮磨损。油润滑齿轮将比润滑脂润滑齿轮更长，因为油在负载条件下提供更一致的润滑齿轮齿。

调整和定制
此次北美技术支持经理北美技术支持经理乔治松村也发言东方电机美国。他概述了许多转换工具，他的公司可以在线推荐给工程师，帮助尺寸电机为许多应用，包括指数桌，皮带输送机，球/铅螺钉，门/闸门和旋转装置。单击索引表，例如，通过为表格，驱动轴，负载直径，摩擦系数，传输选择（齿轮或带）等来形成用于供应尺寸的形式。添加操作条件，如定位精度和安全因子，和转换工具有助于计算右电机的惯性特性的尺寸，功率，速度，扭矩和矩形。

怀曼说:“对定制电机设计和配置的需求也在不断增长。”他说:“我们为基于标准技术的许多应用程序的定制而感到自豪。”他介绍了一个定制扭矩电机的例子，该扭矩电机配有集成驱动、编码器和专门的电子设备，安装在农业设备的转向轴上，使其能够进行gps导航。该系统可以改装到较旧的设备上，这对希望从现有系统中获得更多收获的小农户来说是一个巨大的福音。这一发展为小农户提供了先进的精度、一致性和控制，成本仅为购买预装了这些功能的全新拖拉机的一小部分。

培训和认证也可以是在电机、驱动器和运动控制问题上采用最新思想的关键区别。认证通过运动控制和电机协会使每个人受益-系统集成商，技术供应商，和运动控制，电机和自动化技术的最终用户。