Прямой привод | Bartholet
Технология, обладающая многими преимуществами для приведения в гармонию экономику и экологию. Прямой привод от компании Бартолет явно отличается от уже существующих на рынке.
Как следует из названия, Direct Drive означает электрический прямой привод. Обычные приводные системы состоят из двигателя и редуктора. С помощью решения, разработанного компанией Бартолет, силовая передача идет непосредственно к приводному диску, исключается риск поломки редуктора и полностью исключаются такие дорогостоящие компоненты, как карданные валы и зубчатые колеса.
Резервная система (редундантная)
Модульный двигатель может быть сконфигурирован в соответствии с потребляемой мощностью. В случае выхода из строя сегмента статора можно в любой момент изолировать его и продолжить работу с соответствующе сниженной производительностью. Модульность привода позволяет легко настроить резервы мощности.
Простота в обслуживании
Der Motor wurde so konzipiert, dass ein Helikoptertransport der einzelnen Baugruppen problemlos gewährleistet ist.
Das schwerste Element des Bartholet Direct Drives (ein Stator-Segment) wiegt nur 1,3 Tonnen und das Hauptlager des Rotors ist obenliegend. Eine gute Zugänglichkeit zu den einzelnen Wartungspunkten ist sichergestellt.
Energieeffizienz
Повышение эффективности и отказ от использования редуктора приводят к ежегодной экономии электроэнергии в объеме около 20 МВт/ч для туристических объектов и до 100 МВт/ч для объектов в городской черте. Это соответствует годовому потреблению 5 — 30 семей. Благодаря повышению энергоэффективности, оператор оборудования канатной дороги снижает затраты, а также бережно относится к окружающей среде — важный критерий для принятия решения!
Экологическая грамотность
В обычной коробке передач содержится примерно 200 литров масла. В случае повреждения или проведения сервисных работ это может быть сброшено в окружающую среду и причинить значительный ущерб. Регулярная замена масла при прямом приводе больше не требуется, и упомянутые факторы риска полностью исключены.
Шумовой уровень
Сегодня требования к канатной дороге постоянно растут, и компания Бартолет делает все возможное, чтобы оборудование канатной дороги работало как можно тише. Прямой привод от компании Бартолет оснащен системой водяного охлаждения. Это практически бесшумно по сравнению с системами воздушного охлаждения. Особенно для канатных дорог в городской черте со временем эксплуатации более 15 часов в день важно, чтобы оборудование канатной дороги работало как можно тише.
Ограничение теплопотери
Энергия, получаемая от охлаждающей жидкости, может быть рекуперирована с помощью теплообменника. Так как потеря мощности может составлять несколько кВт, можно обогреть, например, помещения на станции.
Конструктивные особенности
Двигатель с постоянным магнитом с ротором в качестве магнита и статором в качестве держателя обмотки. Приводной вал шкива зацепляется непосредственно за полую ось ротора и таким образом обеспечивает поток силы.
Статор разделен на 6 сегментов на каждом уровене, каждый мощностью 115 кВт. С одной стороны, это опоры для обмотки и в то же время они обеспечивают отвод тепла для охлаждения. Диапазон применения прямого привода от компании Бартолет может быть модульно настроен от 115 кВт до 1380 кВт в соответствии с требованиями оборудования канатной дороги.
Отличие редукторного мотор-колеса от прямого привода.
Нас очень часто спрашивают, какое мотор-колесо лучше, редукторное или с прямым приводом. Однозначного ответа мы не дадим, так как у каждого из этих двух типов мотора есть свои преимущества и недостатки. Для кого-то важным покажется одно, для кого-то другое.
Чтобы сэкономить ваше время — напишем краткую выдержку:
- Если вам нужна скорость выше 30 км/ч, то вам нужно мотор-колесо с прямым приводом, мощностью 500 Вт и более, но при этом готовьтесь к тому, что выключенный мотор будет оказывать небольшое сопротивление при езде, а если захотите уверенный подъем в гору, то мощность должна быть 1500 Вт и более.
- Если вас устроит скорость до 30 км/ч, то вам подойдет редукторное мотор-колесо 350 Вт, при этом вы получите уверенный подъем в гору, отсутствие сопротивления при езде с выключенным двигателем, а также малый вес и габариты мотора. Если вас это устроит, то минусы редукторного мотора уже несущественны.
- Оба мотор-колеса безщеточные.
Редукторное мотор-колесо 250-350 Вт.
Для начала вкратце расскажем что такое редуктор и зачем его устанавливают в мотор электровелосипеда. Редуктор — это устройство, которое увеличивает крутящий момент мотор-колеса, но при этом снижает максимальную скорость движения до 30 км/ч. То есть заезжать на горку будет легко, но на прямой дороге скорость будет невелика. Это то же самое, как ехать на автомобиле на первой-второй передаче. У мотор-колеса с прямым приводом такой же крутящий момент будет доступен при мощности 1500 Вт.
Редуктор состоит из планетарной передачи с тремя пластиковыми шестернями внутри.
Срок службы этих шестеренок зависит от режима эксплуатации и в среднем составляет 6-9 тыс.км. Замена шестеренок — дело несложное, занимает 1-2 часа, а их стоимость можно узнать здесь. Есть модификации со стальными шестернями, но это редкость, так как такие моторы довольно шумные.
У редукторных мотор-колес отсутствует сопротивление при езде с выключенным мотором. Иначе говоря, если у вас сядет аккумулятор, то вы сможете ехать как на обычном велосипеде. Хороший накат обеспечивается наличием обгонной муфты, которая механически отсоединяет мотор от колеса, её можно сравнить с трещоткой на заднем колесе велосипеда — когда вам нужно, вы начинаете крутить педали и передавать крутящий момент на колесо, но колесо не может обратно передать свой крутящий момент на педали. Обратная сторона этого преимущества — невозможность рекуперации, то есть вы не сможете тормозить двигателем и заряжать батареи.
Следующая отличительная черта редукторного мотор-колеса — это компактность и малый вес.
Большинство редукторных мотор-колес обладают максимальной мощностью 350 Вт, чуть реже 500 ватт, но не более. Это является относительно отрицательной стороной такого типа мотор-колес, так как далеко не всем нужны более мощные моторы.
Также стоит отметить низкий уровень шума у редукторных мотор-колес, они практически бесшумные. Не сказать что прямой привод шумит, но все-таки он немного громче работает, чем редукторное мотор-колесо.
Ну и напоследок про цену… Редукторное мотор-колесо стоит дешевле чем мотор-колесо с прямым приводом.
Мотор-колесо с прямым приводом (безредукторное).
У такой конструкции есть две основные части — ротор и статор. Ротор — это ось колеса с обмотками, она неподвижна и жестко закреплена к раме велосипеда. Статор — это втулка колеса с мощными постоянными магнитами, к которой закреплены спицы и обод, она подвижна.
Преимущества такого мотор-колеса:
- Надежность и простота конструкции
- Возможность тормозить двигателем (рекуперация)
- Большая мощность до 5000 вт
- Скорость передвижения до 100 км/ч
- КПД выше за счет отсутствия редуктора
Недостатки:
- Небольшое сопротивление при езде с выключенным мотором. То есть если у вас сядет аккумулятор, то крутить педали будет чуть-чуть тяжелее, чем на таком же велосипеде без мотора. Это сопротивление сравнимо с легким встречным ветерком.
- Большие габариты и вес мотора
- Мотор-колесо с прямым приводом дороже редукторного при одинаковой мощности.
Итог: если вам нужна хорошая скорость от 30 км/ч — выбирайте прямой привод. В остальных случаях стоит отдать предпочтение редукторному мотор-колесу.
Что такое двигатель с прямым приводом?
Двигатель с прямым приводом — это любой двигатель — вращательный или линейный, — в котором нагрузка подключается непосредственно к двигателю, без элементов механической передачи, таких как редукторы или системы ремней и шкивов. Другими словами, двигатель напрямую приводит в движение нагрузку.
Вращательные двигатели с прямым приводом
Вращательные двигатели с прямым приводом часто называют моментными двигателями из-за их способности создавать высокий крутящий момент на низких скоростях, даже при остановке. Моментные двигатели, как правило, представляют собой бесщеточные синхронные двигатели с постоянными магнитами, очень похожие на традиционный серводвигатель, но с большим количеством полюсов. Они часто поставляются в виде бескаркасных конструкций, что означает, что они не включают в себя корпус, подшипники или устройство обратной связи, а эти компоненты приобретаются отдельно и интегрируются пользователем.
Моментные двигатели часто поставляются в бескаркасном исполнении, без корпуса, подшипников или устройства обратной связи.
Изображение предоставлено: ETEL S.A.
Другим типом вращающегося двигателя с прямым приводом является блинчатый двигатель, также называемый двигателем силы Лоренца или двигателем с печатным якорем. Эти двигатели представляют собой коллекторные двигатели постоянного тока, в которых обмотки якоря напечатаны на диске из немагнитного изоляционного материала. Диск якоря расположен между двумя дисками статора, на которых установлены постоянные магниты с чередующимися северным и южным полюсами. Магнитный поток проходит аксиально по длине двигателя, а ток течет радиально (а не аксиально, как в традиционном двигателе). Это вызывает создание крутящего момента вокруг оси двигателя в соответствии с силой Лоренца.
Двигатели-блинчики состоят из печатного якоря (ротора) между двумя статорами с постоянными магнитами. Это дает им очень тонкий профиль с большим общим диаметром, отсюда и термин «блинчатый двигатель».Изображение предоставлено: Energies, Vol. 9, выпуск 4: апрель 2016 г.
Пьезодвигатели и двигатели со звуковой катушкой (приводы) также классифицируются как двигатели с прямым приводом, хотя и являются узкоспециализированными типами из-за непосредственной связи между нагрузкой и механизмом с пьезоэлементом или звуковой катушкой.
Варианты линейных двигателей с прямым приводом
Линейные двигатели с прямым приводом часто называют просто «линейными двигателями». К ним относятся версии без сердечника и с железным сердечником, в зависимости от конструкции первичной части (части, содержащей обмотки). Версии без сердечника имеют первичную обмотку, состоящую из обмоток, залитых эпоксидной смолой, тогда как версии с железным сердечником имеют обмотки, которые смонтированы в пакете пластин из железа. Другой отличительной чертой линейного двигателя с прямым приводом является то, имеет ли он плоскую или трубчатую конструкцию.
Плоские линейные двигатели с прямым приводом
Плоские линейные двигатели с прямым приводом могут иметь конструкцию без сердечника (вверху), с железным сердечником с прорезями (посередине) или без пазов с железным сердечником (внизу).
Изображение предоставлено: Parker Hannifin Corporation
Плоские линейные двигатели без сердечника имеют плоский магнит (вторичная часть) с первичной частью или силовым элементом, состоящим из катушек, установленных на алюминиевой пластине. Эти двигатели имеют отличный контроль скорости, но производят меньше силы, чем другие конструкции. В другом варианте конструкции безжелезных двигателей используются две магнитные дорожки, обращенные друг к другу (иногда называемые линейными двигателями с U-образным каналом или воздушным сердечником). Вторичная часть, не содержащая железа, или силовая установка, перемещается между дорожками магнита. Эти двигатели не имеют зубчатых зацеплений и могут производить очень высокие скорости ускорения и торможения.
Плоский с железным сердечником Линейные двигатели могут быть как с прорезями, так и без прорезей, при этом конструкция с прорезями на железном сердечнике является более распространенным вариантом.
Вторичная часть линейного двигателя с железным сердечником с прорезями состоит из задней железной пластины и железных зубьев или пластин, вокруг которых намотаны катушки. У них самые высокие силовые возможности, но они могут испытывать значительные зубчатые зацепления.
Конструкции без прорезей считаются гибридом между безжелезными и традиционными конструкциями с железными сердечниками с прорезями, потому что они имеют катушки, которые намотаны без металлического ламинирования, но прикреплены к задней металлической пластине. Вторичная часть часто содержится в алюминиевом корпусе. Эти двигатели имеют меньшее зубчатое зацепление и меньшую инерцию, чем конструкции с железным сердечником с прорезями, но они также имеют меньшую мощность.
Другой вариант плоского линейного двигателя — линейный шаговый двигатель.
Трубчатые линейные двигатели с прямым приводом
Еще один вариант конструкции линейного двигателя с прямым приводом состоит в том, что магниты размещаются внутри цилиндрической трубы, а обмотки размещаются в силовом или упорном блоке, который окружает трубу.
Как и их плоские аналоги, трубчатые линейные двигатели могут быть сконструированы с железом во вторичной части или без него (т. Е. С железным сердечником или без него). Основное преимущество трубчатого линейного двигателя заключается в том, что его симметричная конструкция позволяет использовать весь магнитный поток для создания силы тяги.
Изображение предоставлено: LinMot USA, Inc.
Преимущества и области применения двигателя с прямым приводом
Моментные двигатели с прямым приводом часто используются в робототехнике.Изображение предоставлено: TorqueTec GmbH
Независимо от конструкции — вращающейся или линейной, плоской или трубчатой, с железным сердечником или без сердечника — двигатель с прямым приводом имеет то преимущество, что исключает механические компоненты, которые могут создавать люфт или податливость и ухудшать точность позиционирования и повторяемость.
. Устранение механических соединений также снижает инерцию нагрузки и обеспечивает более динамичные движения — т. е. более высокие скорости ускорения и замедления при более тяжелых нагрузках — с меньшим выбросом и колебаниями. Двигатели с прямым приводом также имеют более низкий уровень шума, чем обычные двигатели, что важно для приложений, чувствительных к шуму, например, в медицинской и лабораторной промышленности.
Без дополнительных передаточных элементов двигатели с прямым приводом, как правило, более компактны, чем традиционные двигатели, что упрощает их интеграцию в машины и системы с ограниченным пространством. А при меньшем количестве механических компонентов (часто единственными изнашиваемыми компонентами являются линейные направляющие) сокращается объем технического обслуживания и увеличивается среднее время наработки на отказ (MTBF).
Вращающиеся двигатели с прямым приводом используются для привода гониометров, подвесов, поворотных столов, а также SCARA и 6-осевых манипуляторов роботов.
Многие конструкции имеют центральное отверстие, которое позволяет прокладывать электрические кабели и пневматические линии через центр двигателя.
Изображение предоставлено: Dunkermotoren GmbH
Линейные версии используются во многих приложениях автоматизации, включая упаковочные машины, которые требуют быстрых ходов в непрерывном режиме, станки, которые требуют чрезвычайной точности позиционирования и высокой грузоподъемности, а также оборудование для производства полупроводников, которое требует ультра -плавное и точное движение.
Автор изображения: Kollmorgen
Двигатели с прямым приводом | Коллморген
Компания Kollmorgen стала пионером в разработке технологии прямого привода и сегодня предлагает самый широкий ассортимент двигателей с прямым приводом в отрасли. Двигатели с прямым приводом обеспечивают лучшую в отрасли производительность, отсутствие обслуживания, чистую механическую сборку, повышенную точность, более высокую пропускную способность, повышенную надежность и плавную и бесшумную работу, что соответствует широкому спектру требований к конструкции машин.
Механические трансмиссии, такие как коробки передач, зубчатые ремни, шкивы или ходовые винты, вызывают люфт, механические потери и неприятный звуковой шум, которые могут снизить производительность машины, увеличить размер и массу машины.
Двигатели с прямым приводом, корпусные роторные (DDR), картриджные роторные (CDDR) или бескаркасные (высоковольтные роторные KBM или низковольтные ротационные TBM или линейные двигатели DDL) непосредственно монтируются на приводимую в движение нагрузку, тем самым исключая трансмиссию, предоставление гораздо более надежной альтернативы (Хотите узнать больше о бескаркасных двигателях или технологии линейного привода с прямым приводом? Просмотрите нашу страницу «Что такое бескаркасный двигатель?» или статью в блоге «Как работает линейный привод с прямым приводом?»). Техническое обслуживание системы значительно сокращается, так как механические детали, подверженные износу, удаляются, что значительно увеличивает среднее время безотказной работы.
Бескаркасные двигатели серии TBM2G >
Эти бескаркасные двигатели нового поколения обеспечивают высокую плотность крутящего момента для вашего самого компактного и легкого электромагнитного блока, стандартные размеры для гармонического редуктора и масштабируемую конструкцию, чтобы вы могли справиться с глобальными производственными потребностями.
Cartridge DDR® >
Наши эксклюзивные серводвигатели Cartridge DDR® сочетают в себе преимущества безрамных двигателей с простотой установки полноразмерных двигателей. Усовершенствованная электромагнитная конструкция обеспечивает плотность крутящего момента на 50 % выше, чем у обычных серводвигателей сопоставимого размера.
Корпусные D и DH >
Корпусные серводвигатели DDR обеспечивают высокую плотность крутящего момента, точную производительность и не требуют обслуживания в легко устанавливаемом сервоприводе.