SEW減速電機(jī)是指減速機(jī)和電機(jī)(馬達(dá))的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。通常由專業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行集成組裝好后成套供貨。減速電機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等。
使用SEW減速電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)省空間。第二次世界大戰(zhàn)后，軍事電子裝備的迅速發(fā)展促進(jìn)了美國(guó)、蘇聯(lián)等國(guó)家微型減速電機(jī)，直流減速電機(jī)的開發(fā)和生產(chǎn)。隨著減速電機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)和企業(yè)運(yùn)用到了減速電機(jī)，也有一批企業(yè)進(jìn)入到了減速電機(jī)行業(yè)。
當(dāng)前，在世界微型減速電機(jī)，直流減速電機(jī)市場(chǎng)上微型減速電機(jī)，直流減速電機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)建于20世紀(jì)50年代，從為滿足裝備配套需要開始，歷經(jīng)仿制、自行設(shè)計(jì)、研究開發(fā)、規(guī)模制造階段，已形成產(chǎn)品開發(fā)、規(guī)模化生產(chǎn)、關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵材料、專用制造設(shè)備、測(cè)試儀器等配套完整、國(guó)際化程度不斷提高的產(chǎn)業(yè)體系。
概述
1、SEW減速電機(jī)結(jié)合國(guó)際技術(shù)要求制造，具有很高的科技含量。
2、節(jié)省空間，可靠耐用，承受過載能力高，功率可達(dá)95KW以上。
3、能耗低，性能，減速機(jī)效率高達(dá)95%以上。
4、振動(dòng)小，噪音低，節(jié)能高，選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼材料，鋼性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過高頻熱處理。
5、經(jīng)過精密加工，確保軸平行度和定位精度，這一切構(gòu)成了齒輪傳動(dòng)總成的齒輪減速電機(jī)配置了各類電機(jī)，形成了機(jī)電一體化保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特征。
6、產(chǎn)品采用了系列化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，有廣泛的適應(yīng)性，本系列產(chǎn)品有極其多的電機(jī)組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案，可按實(shí)際需要選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)形式。
SEW減速電機(jī)的特點(diǎn)是效率及可靠性高，工作壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛等。它的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)齒輪減速電機(jī)，安裝布置方式主要有展開式、同軸式和分流式。
1、兩級(jí)圓柱減速電機(jī)展開式里面，齒輪相對(duì)于支承位置不對(duì)稱，當(dāng)軸產(chǎn)生彎扭變形時(shí)，載荷在齒寬分布不均勻，因此軸應(yīng)設(shè)計(jì)的具有較大剛度，并使得齒輪遠(yuǎn)離輸入端或輸出端。
2、兩級(jí)圓柱減速電機(jī)的分流式的特點(diǎn)：分流式減速電機(jī)的外伸軸位置可由任意一邊伸出，便于進(jìn)行機(jī)器的總體配置，分流級(jí)的齒輪均加工成斜齒，一邊右旋，一邊左旋，以抵消軸向力。應(yīng)使其中的一根軸能做稍許軸向游動(dòng)，以免卡死齒輪。
3、 同軸式減速電機(jī)的特點(diǎn)：徑向尺寸緊湊，但軸向尺寸較大。由于中間軸較大，軸在受載時(shí)的擾曲較大，因此沿齒寬上的載荷集中現(xiàn)象較嚴(yán)重。同時(shí)由于兩級(jí)齒輪的中心必須一致，所以高速級(jí)齒輪的承載能力難以充分利用，而且位于減速電機(jī)中間部分的軸承潤(rùn)滑也比較困難。減速電機(jī)的輸入端和輸出端位于同一軸線的兩端，給傳動(dòng)裝置的總體配置帶來限制。
該內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖是結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單的2極(2個(gè)磁體)3槽(3個(gè)線圈)電機(jī)示例。它類似于極數(shù)和槽數(shù)相同的有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，但線圈側(cè)是固定的，磁體可以旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，沒有電刷。
在這種情況下，線圈采用Y形接法，使用半導(dǎo)體元件為線圈供給電流，根據(jù)旋轉(zhuǎn)的磁體位置來控制電流的流入和流出。在該示例中，使用霍爾元件來檢測(cè)磁體的位置。霍爾元件配置在線圈和線圈之間，根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)產(chǎn)生的電壓并用作位置信息。在前面給出的FDD主軸電機(jī)的圖像中，也可以看到在線圈和線圈之間有用來檢測(cè)位置的霍爾元件(線圈的上方)。
SEW減速電機(jī)可將磁場(chǎng)的大小轉(zhuǎn)換為電壓的大小，并以正負(fù)來表示磁場(chǎng)的方向。下面是顯示霍爾效應(yīng)的示意圖。
SEW減速電機(jī)會(huì)在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上產(chǎn)生電壓VH”的這種現(xiàn)象，美國(guó)物理學(xué)家Edwin Herbert Hall(埃德溫·赫伯特·霍爾)發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象并將其稱為“霍爾效應(yīng)”。產(chǎn)生的電壓VH由下列公式表示。
SEW減速電機(jī)如公式所示，電流越大，電壓越高。常利用這個(gè)特性來檢測(cè)轉(zhuǎn)子(磁體)的位置。
三相全波無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理
下面將按照步驟①～⑥來說明無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理。為了易于理解，這里將永磁體從圓形簡(jiǎn)化成了矩形。
①在三相線圈中，設(shè)線圈1固定在時(shí)鐘的12點(diǎn)鐘方向上，線圈2固定在時(shí)鐘的4點(diǎn)鐘方向上，線圈3固定在時(shí)鐘的8點(diǎn)鐘方向上。設(shè)2極永磁體的N極在左側(cè)，S極在右側(cè)，并且可以旋轉(zhuǎn)。
使電流Io流入線圈1，以在線圈外側(cè)產(chǎn)生S極磁場(chǎng)。使Io/2電流從線圈2和線圈3流出，以在線圈外側(cè)產(chǎn)生N極磁場(chǎng)。
在對(duì)線圈2和線圈3的磁場(chǎng)進(jìn)行矢量合成時(shí)，向下產(chǎn)生N極磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)是電流Io通過一個(gè)線圈時(shí)所產(chǎn)生磁場(chǎng)的0.5倍大小，與線圈1的磁場(chǎng)相加變?yōu)?.5倍。這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于永磁體成90°角的合成磁場(chǎng)，因此可以產(chǎn)生最大扭矩，永磁體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置減小線圈2的電流并增加線圈3的電流時(shí)，合成磁場(chǎng)也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，永磁體也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
②在旋轉(zhuǎn)了30°的狀態(tài)下，電流Io流入線圈1，使線圈2中的電流為零，使電流Io從線圈3流出。
線圈1的外側(cè)變?yōu)镾極，線圈3的外側(cè)變?yōu)镹極。當(dāng)矢量合成時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)是電流Io通過一個(gè)線圈時(shí)所產(chǎn)生磁場(chǎng)的√3(≈1.72)倍。這也會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于永磁體的磁場(chǎng)成90°角的合成磁場(chǎng)，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置減小線圈1的流入電流Io、使線圈2的流入電流從零開始增加、并使線圈3的流出電流增加到Io時(shí)，合成磁場(chǎng)也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，永磁體也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
※假設(shè)各相電流均為正弦波形，則此處的電流值為Io × sin(π⁄3)=Io × √3⁄2 通過磁場(chǎng)的矢量合成，得到總磁場(chǎng)大小為一個(gè)線圈所產(chǎn)生磁場(chǎng)的(√3⁄2)2×2=1.5 倍。當(dāng)各相電流均為正弦波時(shí)，無論永磁體的位置在哪，矢量合成磁場(chǎng)的大小均為一個(gè)線圈所產(chǎn)生磁場(chǎng)的1.5倍，并且磁場(chǎng)相對(duì)于永磁體的磁場(chǎng)成90°角。
③在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)了30°的狀態(tài)下，電流Io/2流入線圈1，電流Io/2流入線圈2，電流Io從線圈3流出。
線圈1的外側(cè)變?yōu)镾極，線圈2的外側(cè)也變?yōu)镾極，線圈3的外側(cè)變?yōu)镹極。當(dāng)矢量合成時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)是電流Io流過一個(gè)線圈時(shí)所產(chǎn)生磁場(chǎng)的1.5倍(與①相同)。這里也會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于永磁體的磁場(chǎng)成90°角的合成磁場(chǎng)，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
④～⑥
以①～③相同的方式旋轉(zhuǎn)。
這樣，如果不斷根據(jù)永磁體的位置依次切換流入線圈的電流，則永磁體將沿固定方向旋轉(zhuǎn)。同樣，如果使電流反向流動(dòng)并使合成磁場(chǎng)方向相反，則會(huì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
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