ม้านั่งทดสอบมอเตอร์เชิงเส้น: แรงผลักดัน, ระลอกคลื่นความเร็ว, และการตรวจสอบความแม่นยำของตำแหน่ง

มอเตอร์เชิงเส้นเป็นปัญหาการทดสอบที่แตกต่างกัน

มอเตอร์เชิงเส้นตรงแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงในการแปลโดยตรงโดยไม่ต้องใช้กลไกตัวกลางของกระปุกเกียร์, เข็มขัด, หรือบอลสกรู. ความสง่างามของการขับเคลื่อนโดยตรง—ไดนามิกสูง, ฟันเฟืองเป็นศูนย์, อายุการใช้งานยาวนาน—ยังหมายความว่าไม่มีการกรองแรงกระเพื่อมทางกลอีกด้วย. ฟันเฟืองจุ่มทุกครั้ง, ทุกกระแสฮาร์มอนิก, ความผิดปกติของ slot-pitch ทุกครั้งจะปรากฏเป็นการรบกวนที่โหลดโดยตรง. สำหรับระยะเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ต้องวางตำแหน่งไว้ที่ ±10 นาโนเมตร, หรือเครื่องมือกลที่ต้องรักษาผิวสำเร็จให้ต่ำกว่า Ra 0.2 ไมโครเมตร, ดังนั้นการทดสอบมอเตอร์เชิงเส้นจึงเป็นแบบฝึกหัดมาตรวิทยาที่มีความแม่นยำพอๆ กับการวิเคราะห์คุณลักษณะของเครื่องจักรทางไฟฟ้า.

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงรายการทดสอบหลักสำหรับมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเชิงเส้น (แอลพีเอ็ม), ความท้าทายด้านเครื่องมือวัดเฉพาะ, และผลการทดสอบขับเคลื่อนการตัดสินใจในการออกแบบในการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงได้อย่างไร.

ภูมิทัศน์เทคโนโลยีมอเตอร์เชิงเส้น

สามตระกูลปรากฏบ่อยที่สุดในการใช้งานด้านอุตสาหกรรมและการขนส่ง:

• LPM แกนเหล็กเจาะรู (U-channel หรือเตียงแบน): ความหนาแน่นของแรงขับสูง; แรงฟันเฟืองที่เด่นชัด. ใช้ในเครื่องมือกล, ระบบโครงสำหรับตั้งสิ่งของ, กดเบรก.
• ไม่มีช่อง (แกนอากาศหรือแรงไร้เหล็ก): ฟันเฟืองใกล้ศูนย์; ความหนาแน่นของแรงขับต่ำ; มวลเคลื่อนที่ต่ำมาก. โดดเด่นในด้านการพิมพ์หินเซมิคอนดักเตอร์, ขั้นตอนมาตรวิทยา, และเลือกและวาง.
• มอเตอร์เชิงเส้นแบบท่อ: เส้นทางฟลักซ์แบบสมมาตร; หน้าตัดขนาดกะทัดรัด; ใช้ในการฉีดขึ้นรูป, บรรจุภัณฑ์, และโมดูลการขนส่งเชิงเส้น.

ประเภทที่สี่ที่เกิดขึ้นใหม่คือมอเตอร์เชิงเส้นตรงแบบสเตเตอร์ยาวที่ใช้ในระบบรางแม่เหล็กแม็กเลฟ (แม็กเลฟ, แนวคิดไฮเปอร์ลูป), โดยที่สเตเตอร์อาจมีระยะทางเป็นกิโลเมตร และความท้าทายในการทดสอบจะเปลี่ยนไปใช้การกำหนดลักษณะเฉพาะระดับยานพาหนะมากกว่าการทดสอบส่วนประกอบ.

รายการทดสอบหลัก

1. แรงขับสูงสุดและต่อเนื่อง

แรงขับเป็นพารามิเตอร์พิกัดหลัก. ม้านั่งทดสอบจะจำกัดแรง (ส่วนที่เคลื่อนไหว) ในทิศทางการเคลื่อนที่ขณะวัดแรงที่เกิดขึ้นจากโหลดเซลล์. สำหรับกองกำลังที่ไร้เหล็ก, โดยทั่วไปแรงขับสูงสุดจะอยู่ที่ 2–4 ×ของค่าต่อเนื่อง (จำกัดทางความร้อน) การให้คะแนน. สำหรับกองกำลังแกนเหล็ก, แรงขับสูงสุดสามารถเข้าถึง 3–6 ×ต่อเนื่อง. แรงวัดที่ตารางของแอมพลิจูดปัจจุบันและมุมเฟส (dq พื้นที่ปัจจุบัน), ทำให้เกิดแรงขับปะทะกระแส (เอฟ-ไอ) แผนที่ที่กำหนดแรงคงที่ (กิโลเอฟ, ไม่มีข้อมูล) และการแปรผันตามความอิ่มตัวของกระแส.

ตัวชี้วัดที่สำคัญ: บังคับความเป็นเส้นตรงคงที่ ±2% ขึ้นไป 80% ของกระแสสูงสุด; แรงผลักดันสูงสุดภายใน 5% ของเป้าหมายการออกแบบ; แรงขับต่อเนื่องที่อุณหภูมิขดลวดที่กำหนดภายใน 3%.

2. Cogging และ Detent Force

แรงฟันเฟือง (ยกเลิกพลังงาน, เป็นระยะพร้อมช่องสล็อต) คือการรบกวนที่โดดเด่นในเครื่องจักรแกนเหล็ก. ม้านั่งจะเคลื่อนแรงด้วยความเร็วต่ำคงที่ (1–5 มม./วินาที) ในสถานะไม่มีพลังงานและวัดแรงด้วยโหลดเซลล์ที่มีความละเอียดสูง (ปณิธาน < 0.1 เอ็น). แรง Detent - ปฏิสัมพันธ์ของเอฟเฟกต์สุดท้ายของแรงที่มีความยาวจำกัดเหนืออาร์เรย์แม่เหล็ก - เพิ่มองค์ประกอบที่มีคาบยาวนานกว่า. ทั้งสองต้องมีลักษณะเฉพาะเนื่องจากตารางการชดเชยฟีดไปข้างหน้าในเซอร์โวไดรฟ์ต้องการเนื้อหาฮาร์มอนิกที่แม่นยำจนถึงลำดับที่ 5 หรือ 6.

3. ระลอกคลื่นความเร็วและความแข็งแบบไดนามิก

ระลอกความเร็วนั้นเทียบเท่ากับการแปลของระลอกแรงบิดในเครื่องโรตารี. ม้านั่งจะขับเคลื่อนแรงด้วยความเร็วคงที่ตามคำสั่ง ในขณะที่เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์หรือตัวเข้ารหัสระดับแก้วจะวัดตำแหน่งและความเร็วจริงที่ความละเอียดต่ำกว่าไมโครเมตร. ระลอกความเร็วแสดงเป็นส่วนเบี่ยงเบนจากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุดจากจุดที่กำหนด, โดยทั่วไปจะระบุด้วยความเร็วหลายระดับ (เช่น, 10, 50, 500 มิลลิเมตร/วินาที) และเป็นสเปกตรัมฮาร์มอนิก. ความแข็งแบบไดนามิกวัดโดยการซ้อนการรบกวนของแรงไซน์ซอยด์ที่ความถี่ต่างๆ และการวัดความเบี่ยงเบนของตำแหน่ง.

ตัวชี้วัดที่สำคัญ: ระลอกความเร็ว < 0.1% ที่ 100 มิลลิเมตร/วินาที; ความสามารถในการทำซ้ำของตำแหน่ง ±0.5 μm (แกนเหล็ก), ±0.05 ไมโครเมตร (ไม่มีเหล็ก).

4. การทำแผนที่ความร้อนและความต้านทานความร้อน

มอเตอร์แนวราบมีเส้นทางการไหลของความร้อนที่จำกัด โดยแรงจะสูญเสียความร้อนเป็นหลักผ่านแท่นและโซ่ลากสายเคเบิล, ไม่เหมือนมอเตอร์โรตารีที่มีตัวเรือน 360°. ม้านั่งวัดอุณหภูมิของขดลวด (เทอร์มิสเตอร์ PTC หรือเซ็นเซอร์ PT100 ฝังต่อเฟส) และอุณหภูมิพื้นผิวของแท่นวางภายใต้แรงผลักดันต่อเนื่องในสภาวะคงที่. ต้านทานความร้อน (เค/ดับบลิว) ตั้งแต่ขดลวดจนถึงสารหล่อเย็นจะถูกแยกออกจากความชันของอุณหภูมิเทียบกับกำลังที่กระจายไป. คีมบังคับแบบไม่มีเหล็กระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มีความไวเป็นพิเศษ เนื่องจากอัตราการไหลของสารหล่อเย็นส่งผลต่อความสามารถในการทำซ้ำด้วยแรงคงที่ผ่านการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของแม่เหล็ก.

5. การระบุพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า

ความต้านทานเฟส (ที่อุณหภูมิใช้งาน), ตัวเหนี่ยวนำที่คดเคี้ยว (ร.ด, Lq ในหลายระดับปัจจุบัน), และค่าคงที่แรงดัน back-EMF (เคอี) วัดบนม้านั่งโดยใช้วิธีกรอบอ้างอิงคงที่โรเตอร์. สำหรับมอเตอร์ไร้เหล็กที่มีความลื่นเล็กน้อย (แอลดี µ ลคิว), สิ่งนี้จะช่วยลดการวัดความต้านทาน-ความเหนี่ยวนำอย่างง่าย. สำหรับมอเตอร์แกนเหล็ก, เส้นโค้งความอิ่มตัววัดโดยการกวาดกระแสในแกน d และ q อย่างอิสระ.

6. ความเป็นฉนวนและความทนทานต่ออิเล็กทริก

ตัวบังคับมอเตอร์แนวราบมักทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีสารหล่อเย็นที่มีฤทธิ์รุนแรง, น้ำมันเครื่อง, หรือเครื่องทำความชื้นในห้องสะอาด. ม้านั่งทำหน้าที่ AC hipot (2×ยูเรต + 1,000 V ต่อ IEC 60664-1) และการวัดความต้านทานของฉนวน (1,000 การทดสอบเมกะโอห์มของ V DC) หลังการหมุนเวียนด้วยความร้อนและหลังการแช่น้ำหล่อเย็นตามความเหมาะสม.

ความท้าทายด้านเครื่องมือวัด

ความท้าทายที่สำคัญที่สุดในการทดสอบมอเตอร์เชิงเส้นตรงคือการต่อโหลดเซลล์การวัดแรงเข้ากับตัวเคลื่อนย้ายแรงโดยไม่ทำให้เกิดโมเมนต์การโก่งตัว. โหลดเซลล์ที่ใช้แรงดัดงอควบคู่กับแกนเดียวในทิศทางตามขวางถือเป็นสิ่งสำคัญ; สิ่งที่แนบมาแข็งจะอ่านแรงผลักดันผิดเนื่องจากความเรียบของแท่นวางที่แตกต่างกัน. ระยะการเดินทางยังจำกัดลักษณะเฉพาะด้วย: แรงเคลื่อนตัวไปที่ 3 เมตร/วินาที เหนือก 0.5 รางแม่เหล็ก m เสร็จสิ้นการเคลื่อนที่หนึ่งครั้ง 167 นางสาว, ซึ่งจำกัดเวลาในการตรวจวัดความร้อนด้วยความเร็วสูง.

การเลือกม้านั่งทดสอบหมายความว่าอย่างไร

แท่นทดสอบมอเตอร์เชิงเส้นตรงมีลักษณะเฉพาะการใช้งานโดยเฉพาะ. โต๊ะสำหรับเครื่องบังคับเหล็กไร้เหล็กเกรดเซมิคอนดักเตอร์ต้องใช้อินเทอร์เฟอโรเมทที่มีความละเอียดระดับนาโนเมตรและวัสดุที่เข้ากันได้กับห้องคลีนรูม; โต๊ะสำหรับมอเตอร์แกนเหล็กของเครื่องมือกลต้องใช้โหลดเซลล์ช่วงกิโลนิวตันและการจัดการน้ำหล่อเย็นน้ำท่วม. การกำหนดช่วงแรง, ช่วงความเร็ว, และข้อกำหนดในการกำหนดตำแหน่งความละเอียดก่อนที่จะระบุบัลลังก์จะช่วยป้องกันค่าใช้จ่ายสูง- หรือต่ำกว่าข้อกำหนด.

ทีมงานของเราได้กำหนดค่าระบบทดสอบมอเตอร์เชิงเส้นสำหรับสถาปัตยกรรมไร้เหล็กและแกนเหล็กตลอดช่วงแรงขับตั้งแต่ 50 ยังไม่มี 20 กิโลนิวตัน. เพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณ, พูดคุยกับทีมวิศวกรของเรา.