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什么是直線電機的齒槽效應?

作者:Mosen摩森機電 日期:19/02/20 10:27 瀏覽:902

直線電機通常按電機主要部件的結構分類:無鐵芯或鐵芯。在無鐵芯線性電動機中,初級繞組嵌入環氧樹脂中,而鐵芯線性電動機的繞組安裝在鐵疊片堆中。層壓件包含齒或突起,其將電磁通量聚焦到次級部件的磁體。繞組安裝在齒之間的槽中。

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這種設計在初級和次級之間提供了強大的磁吸引力,并允許鐵芯線性電動機產生非常高的力,但是層壓槽引起稱為齒槽效應的現象。

當開槽的主要部分穿過次級磁體時,它相對于磁體具有“優選”位置。為了在初級到達這些優選位置時保持電動機運動,需要更大的力。這種力的變化(以及由此產生的速度波動)被稱為齒槽效應。齒槽減少了鐵芯電機運動的平穩性,并且通常使它們不如無鐵設計適用于需要平滑,恒定力或速度的應用。


齒槽的硬件和軟件解決方案

有幾種方法可用于減少齒槽效應。最常見的一種是扭曲磁鐵的位置。當主要穿過次級磁體時,這減小了吸引力的大小變化。傾斜疊片中的槽產生類似的結果,改變磁體的形狀也是如此。但是,所有這三種方法都會通過使疊片和磁鐵不對準而削弱齒槽力,從而降低了電機的力生產和效率。



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有助于減輕齒槽效應的兩種常見方法是使磁鐵傾斜(左)或使它們成形(右)以減小吸引力在磁鐵穿過磁鐵時的急劇變化。

解決鐵芯電機齒槽問題的另一種方法依賴于破壞性干擾。該方法使用被稱為分數繞組的纏繞方法,其中在初級中存在比次級中的磁體更多的層疊齒。這種設計消除了由疊層的“內”齒引起的齒槽力。然后通過特殊組件消除來自最外齒的力,該組件有效地將三角形組件添加到層壓件的每個端部(使其形狀為平行四邊形而不是矩形)。這種“反齒輪組件”產生的齒槽力與層壓的齒槽力相等但相反,并且抵消了由于層壓件的最外齒所留下的齒槽力。


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除了這些機械解決方案之外,許多伺服驅動器和控制器還包括可以補償齒槽力的算法。這是通過調節電動機的電流來實現的,以便最小化力和速度的變化??过X槽算法可以幫助鐵芯電機實現與無鐵版本平滑和一致性相媲美的運動。

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先進的伺服算法,可以識別和補償鐵芯電機的齒槽效應,因此它們可以提供與無鐵電機相同或相似的性能。


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