這些電機在驅(qū)動負(fù)載時，需要經(jīng)過傳動裝置(如傳動皮帶等)來進行驅(qū)動，實際上還有一種電機可以省去傳動裝置，直接驅(qū)動負(fù)載，這種電機就是采用了“直接驅(qū)動技術(shù)”的直驅(qū)電機。

什么是“直接驅(qū)動技術(shù)”?

簡單的講，就是將移動負(fù)載和電機動子直接耦合在一起的技術(shù)。我們知道普通電機的傳動機構(gòu)是電機動子通過電機軸再通過一系列的機械傳動機構(gòu)如聯(lián)軸器、絲桿、同步帶、齒條、減速機等等連接負(fù)載，在這個過程中，從機械角度上就已經(jīng)增加了存在間隙、彈性變形、摩擦阻尼等等因素的可能性，從而造成設(shè)備剛性、響應(yīng)特性的降低與損失。但是，使用直接驅(qū)動技術(shù)驅(qū)動負(fù)載的電機就可以避免和減少這些損失。

一、直驅(qū)電機的優(yōu)勢直驅(qū)電機具有如下優(yōu)勢：

★直接驅(qū)動。電機與被驅(qū)動工件之間，直接采用剛性連接，無需絲桿、齒輪、減速機等中間環(huán)節(jié)，最大程度上避免了傳動絲桿傳動系統(tǒng)存在的反向間隙、慣性、摩擦力以及剛性不足的問題。

★高速度。直線電機的正常高峰速度可達5-10m/s;傳統(tǒng)滾珠絲桿，速度一般限制于1m/s，產(chǎn)生的磨損量也較高。

★高加速度。由于動子和定子之間無接觸摩擦，直線電機能達到較高的加速度;較大的直線電機有能力做到加速度3-5g，更小的直線電機可以做到30-50g以上(焊線機);通常DDR多應(yīng)用于高加速度，DDL應(yīng)用于高速度和高加速度。

★高精度。由于采用直接驅(qū)動技術(shù)，大大減小了中間機械傳動系統(tǒng)帶來的誤差。采用高精度的光柵檢測進行位置定位，提高系統(tǒng)精度，可使得重復(fù)定位精度達到1um以內(nèi)，滿足超精密場合的應(yīng)用。

★運動速度范圍寬。直線電機運行的速度最低可實現(xiàn)1um/s，最高可實現(xiàn)10m/s，滿足各種場合需求。

★噪音小，結(jié)構(gòu)簡單，維護成本低，可運行于無塵環(huán)境等等。

二、直驅(qū)電機的分類直驅(qū)電機主要分為直線電機(線性馬達)、力矩電機(DD馬達)、音圈電機三類，下面讓我們來一一了解。

直線電機直線電機原理上可視為將傳統(tǒng)伺服電機沿徑向剖開，并將電機的圓周展開成直線。當(dāng)線圈(動子)通入電流后，在定子之間的氣隙產(chǎn)生磁場，在磁場與定子永磁體的作用下切割磁力線產(chǎn)生驅(qū)動力，從而實現(xiàn)直線運動。直線電機的分類：(1)無鐵芯直線電機(U型電機)動子只有線圈，沒有磁鐵，動定子之間無吸力;無齒槽效應(yīng)，容易實現(xiàn)更平穩(wěn)的運動，實現(xiàn)更高精度。

電機驅(qū)動

(2)有鐵芯直線電機(平板電機)動子只有線圈內(nèi)部繞有磁鐵，動定子之間有較強的吸力，可以產(chǎn)生較大的推力。

(3)直線電機模組

力矩電機(DD馬達)DD馬達屬于一個成品，包含了電機的動子、定子、軸承、讀數(shù)頭等等，通俗的說客戶購買后可直接安裝使用，類似直線模組。主要用于分度盤的應(yīng)用，類似工位的轉(zhuǎn)停。

音圈電機音圈電機也是直驅(qū)電機的一種，主要應(yīng)用于Z軸輕型負(fù)載，短行程，高頻往返運動，也適用于力控制場合

三、直驅(qū)電機的典型應(yīng)用作為一種新技術(shù)，直驅(qū)電機的使用范圍還有待擴大，目前主要使用在如下幾個設(shè)備行業(yè)上：

1.FPC補強機 2.高速貼片機 3.激光切割焊接 4.COG FOG 綁定 5.高精密檢測設(shè)備 6.LED分選綁定 7.Iphone、Apple周邊相關(guān)設(shè)備

四、直驅(qū)電機的品牌分布

歐美品牌：Kollmorgen、 Paerker 、Aerotech、Siemens、ETEL ……

日系品牌：安川、橫河、NSK、Nikki denso、ckd、FANUC……

新加坡品牌：Akribis、PBA、Accel……

臺灣品牌：HIWIN、CPC、臺達……

國產(chǎn)品牌：大族電機、德康威爾、橫川、CSK、線馬、匯川、美思安……

其中，直線電機市場占有率高有Akribis 、HIWIN 、大族電機等品牌，DD馬達市場占有率較高的為CKD、橫河、NSK等品牌。

五、直線電機的選型下面為大家介紹下直線電機的選型：

1. 直線電機的選型包括最大推力和持續(xù)推力需求的計算。

2. 最大推力由移動負(fù)載質(zhì)量和最大加速度大小決定。 推力 = 總質(zhì)量×加速度+摩擦力+外界應(yīng)力 例子:(假定摩擦力和外界應(yīng)力忽略不計)當(dāng)移動負(fù)載是 2.5 千克(包括動子)，所需加速度為 30 m/s2時，電機將產(chǎn)生 75N 的力。

3. 通常，我們不知道實際加速度需求。但是，我們有電機運行時間要求。給定運動行程距離和所需行程時間，便可以此計算出所需的加速度。

一般，對于短行程來說，我們推薦使用三角型速度模式(無勻速)，長行程的話，梯形速度模式會更有效率。在三角型速度模式中，電機的運動無勻速段。

4. 三角模式，加速度 = 4×位移 / 運動時間2

5.梯形模式，預(yù)設(shè)勻速度可以幫助決定加速度。

加速度 = 勻速 /(運動時間 - 位移/勻速) 6. 相類似的，計算減速度大小與計算加速度相類似。除非存在一個不平衡的力(重力)作用在電機上。 7. 通常為了要維持勻速過程 (cruising) 和停滯階段 (dwelling) ，摩擦力和外界應(yīng)力的施力也需要計算。 注：為了維持勻速，電機會對抗摩擦力和外界應(yīng)力。電機上伺服停滯時則會對抗外界應(yīng)力。 8.計算持續(xù)推力公式如下：

RMSForce = 持續(xù)推力 Fa = 加速度力 Ta = 加速時間 Fc = 勻速段力 Tc = 勻速時間 Fd = 減速度力 Td = 減速時間 Fw = 停滯力 Tw = 停滯時間 9.根據(jù)最大推力和持續(xù)推力選擇一個電機?？蛻魬?yīng)該將安全系數(shù)設(shè)為 20-30%以便將摩擦力和外界應(yīng)力抵消為 0。 10. 舉個例子，一個應(yīng)用中，電機需要在三角模式下讓電機在 0.2 秒內(nèi)，讓 4KG 的負(fù)載移動 0.3 米。 電機同行程中返程前停滯時間為 0.15 秒。假設(shè)摩擦力和其他不平衡力不存在。

加速度 = 減速度 = 4×0.3 / (0.2)2 = 30 m/s2 最大推力= 加速度力 = 減速度力 = 負(fù)載×加速度 = 4×30 = 120N 假如安全緩沖系數(shù)設(shè)為 30%，通過選型，合適的電機為 AUM3-S4。