直流电动机与直流电动机的比较

工厂自动化和机器人应用工程师经常面临的挑战是要求在小的分配容量内快速、准确和强大的线性驱动器。两种最常用的技术是旋转直流电动机驱动执行器和线性直流电动机执行器。当然，所有的技术都有优点和缺点，有时很容易被忽视。这个简短的摘要包含一些常见的注意事项。

线性马达
一个简单的方法来思考线性直流电机是拿一个标准的直流电机，并把它平放。例如:经过或沿着永磁体滑动执行器的一排电机定子线圈。它们也可以制成带有移动线圈的磁轨。它们可以是扁平的或圆形的。

优点:

• 直流直线电机的主要优点是速度快。更小和高质量的单位可以实现卓越的加速速度。
• 另一个优点是使用寿命。因为没有传动装置，唯一的摩擦点是所需的直线导轨，因此寿命相对较长。

缺点:

• 与直流电动机相比，直流电动机具有非常低的力或特别低的速度力梯度。特别重要的是需要比较相同的数字。来自全球不同地区的制造商通常使用完全不同的立场来选择与力相关的目录评级。峰值力，失速力，额定力，持力，反驱动力等等。最全面的测试是使用力梯度。这可以被计算出来，或者信息公司会提供给你代表米每秒牛顿(m/s/N)的数字。速度力线的梯度表示每施加一牛顿的载荷单位减速多少这是对其强度的真正测试。
• 第二个缺点是目前的平局。因为直线电机是一种直接驱动解决方案，需要的进给力有更高水平的电流上升，齿轮传动解决方案将比例较低。

线性致动器
在这个比较中，我们只考虑直流电机驱动的线性执行器。它们以许多形式提供，从内联OEM风格的单元到现成的自包含单元。为了公平起见，我们也应该在这个子类别中做一个快速的比较。

OEM单位
这些单元是专门为集成到从头开始开发的产品而设计的，其中单元的执行器部分成为产品本身的一部分。这样做是为了使整体尺寸和重量降到最低。这可以是一个简单的系统，如使用驱动螺母的直流电机驱动螺纹部分，或集成滚珠丝杠、止推块、直流电机、齿轮头和编码器组件的更稳健的设计。

独立的单位
这些是通常可用的线性驱动器，通常有一个直流电机安装在螺纹部分旁边，由皮带和皮带轮驱动。螺纹部分或主轴部分包含在管子中。一个固定螺母连接到一个推动驱动杆进出的过管上。这些螺栓通常用于医院病床和低占空比应用，乍一看似乎是一个很好的解决方案，但与OEM风格的主轴驱动器相比，它们体积庞大，效率低下。在这种类型的执行机构中，通常使用的低成本直流电机可以从皮带和皮带轮机构施加相当高的径向负载。这可能导致电机轴承过早失效。

由于本应用说明是为自动化和机器人设计工程师编写的，我们可以假设OEM风格将在空间、功率、效率和可靠性方面更加适用，因此我们将比较OEM风格执行器和直线电机之间的优缺点。

优点:

• 直流电动机驱动的执行机构可以产生比直线电机高得多的力。
• 螺纹或主轴部分的性质提供了自锁和自由运行的选择。
• 高效率是可能的。特别是最近陶瓷和其他高级运行材料的发展。
• 在电机后部安装标准编码器非常容易控制。结合齿轮传动比和螺纹螺距，这提供了一个非常高的定位分辨率，从标准电机位置控制器。
• 成本:必须对相同的总体结果所需的额外系统组件进行比较。线性编码器，线性导轨，限位开关等通常需要线性电机。这些额外的成本可以通过集成OEM风格的单元来避免，这些单元不需要所有这些附加组件。

缺点:

• 与直线电机相比，直流直线执行器的主要缺点是速度。最高速度约180至200mm/s是典型的。
• 第二个主要缺点是整合。为了减少整机尺寸，通过设计，主轴螺母的固定是应用负载本身的一部分，因此客户需要一定水平的系统设计和集成。

总结
这个简短的文件只涉及在复杂的设计项目中考虑的一些问题，以及在购买产品之前需要彻底调查的细节。这突出了与具有全球代表性、您可以信任的数据表和愿意根据应用需求定制产品的供应商打交道的重要性。