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線性馬達 (Linear Motors)

線性馬達 (Linear Motors). 線性馬達優點. Linear Motion. N. N. S. S. S. 線性馬達種類. 鐵心式線性伺服馬達. 線性步進馬達. S. N. S. 線性感應馬達. 無鐵心式線性伺服馬達. 線性步進馬達 動作原理. 磁鐵. 1). 3). 2). 4). 線性步進馬達基本模組. 直線式. 旋轉式. 平面式. 直線式 線性步進馬達. 1.5m LMPA for BOSCH, Germany. 直線式線性步進馬達. 動子. 壓縮空氣入口. 定子. 線性步進馬達定子凹槽.

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線性馬達 (Linear Motors)

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Presentation Transcript

  1. 線性馬達(Linear Motors)

  2. 線性馬達優點 Linear Motion

  3. N N S S S 線性馬達種類 鐵心式線性伺服馬達 線性步進馬達 S N S 線性感應馬達 無鐵心式線性伺服馬達

  4. 線性步進馬達 動作原理 磁鐵 1) 3) 2) 4)

  5. 線性步進馬達基本模組 直線式 旋轉式 平面式

  6. 直線式 線性步進馬達 1.5m LMPA for BOSCH, Germany

  7. 直線式線性步進馬達 動子 壓縮空氣入口 定子

  8. 線性步進馬達定子凹槽

  9. 旋轉式 線性步進馬達

  10. 平面式 線性步進馬達 LMSP,TOKYO ELECTRON Travel: 640 x 640 mm Accuracy: +/- 0.002 mm Velocity: 1 m/s Yaw: 2 arc sec 10 mm Settling: 100 ms

  11. 直線式之變化

  12. 各式之組合 直線式 旋轉式 平面式

  13. 結合直線與旋轉式步進馬達之XY Table

  14. 雙動子線性步進馬達 直線式 平面式

  15. 平面式雙動子馬達 典型應用例 : 晶圓檢測機，PCB / LCD檢測機，PCB 飛針檢測機，雷射切割機

  16. 線性永磁交流馬達(線性伺服馬達)(Linear PMSM Motor)

  17. 鐵心式線性伺服馬達原理 導磁鐵心 移動 • 通常繞線部份為動子, 磁鐵部份為定子 • 需要光學尺回授做伺服控制 • 有顯著的 Cogging Force

  18. 鐵心式線性伺服馬達形式 單側式 雙側式 管狀馬達 – 外線圈 管狀馬達 – 內線圈 * From Linear Synchronous Motors, by G. Gieras and Z. Piech

  19. 鐵心式伺服馬達 動子 磁鐵 光學尺

  20. 雙動子鐵心式伺服馬達

  21. 線性伺服馬達XY 平台

  22. PCB Drilling Machines應用

  23. PCB Drilling Machines馬達

  24. 無鐵心式線性伺服馬達原理 • 定子由磁鐵排列而成, 通常雙側式 • 動子由不導磁材料構成(如塑膠), 繞線粘在材料上 • 氣隙較大, 推力較小, 但Cogging Force 很小

  25. 無鐵心式線性伺服馬達 動子 磁鐵

  26. 無鐵心與有鐵心馬達組成的XY Table 有鐵心馬達 無鐵心馬達

  27. 雙動子無鐵心伺服馬達

  28. Wafer Robot 應用

  29. 無鐵心伺服馬達組成的XY Gantry (龍門式平台)

  30. XYZ Gantry

  31. 管狀線性伺服馬達 (LinMot) * From www.linmot.com

  32. 馬達技術實驗室(Motor Technology Lab.)

  33. 目前的研究 • 磁力軸承與軸流式 pump設計 • 軸向磁通馬達設計與應用 • 開關磁阻馬達自軸承(Self-bearing)控制 • 開關磁阻馬達震動抑制策略 • 開關磁阻馬達 pump

  34. Magnetically Levitated Axial Flow Blood Pump rotor impeller Berlin Incor I, Berlin Heart AG,Germany

  35. Outer and Inner Impeller Design outer impeller inner impeller 轉子為空心結構，葉片由輪殼往內的設計， air gap較小，馬達效率與磁力軸承的可靠度較高 轉子葉片由輪殼往外設計為實心結構，葉片容易製造與安裝，但 air gap較大

  36. 單軸磁力軸承控制之Axial Flow Pump設計(Inner Impeller) electromagnetic actuator ring permanent magnets fluid flow rotor motor impeller (not shown) 2組環形磁鐵(Passive Radial Bearing)提供轉子徑向平衡力 1組環型電磁鐵(Active Thrust Bearing) 提供轉子軸向力控制軸向位移

  37. Prototype electromagnetic actuator ring permanent magnets fluid flow BLDC Hall sensors

  38. 實驗室設計之BLDC Motor 定子線圈

  39. Wheel Motor Applications 電動腳踏車 輪椅 電動機車

  40. 3相48極軸向磁通車輪馬達設計 magnets bearing stator rotor

  41. 實驗室設計之Wheel Motor 定子 轉子

  42. 實驗室設計製作之12/8極 SRM 定子 轉子

  43. 實驗系統 12極驅動器 實驗平台

  44. 6/4 極 SRM 因為SRM之轉子必需為凸極結構, 若能將轉子設計成近似葉片之形狀, 則轉子不只可導引磁場, 亦可用來推動流體

  45. 設計修正: • 定子分成 3 段, 極線圈在每一段上皆分配一極, 極與極之間相差60o • 扭轉轉子成大約45o斜角, 使其近似泵浦葉片 同一極 60o

  46. Axial Flow Pump機構及流體方向 fluid flow bearing impeller (rotor) stator bearing tube

  47. 實驗室設計之SRM Motor-Pump 定子 轉子 流體入口

  48. 結語

  49. 與馬達相關的生涯規劃 • 專業知識– 控制理論、電子電路、微處理機、程式設計技巧、馬達技術 • 將來可做什麼樣的工作？ • 馬達控制、馬達設計、伺服控制、機電整合、自動化工程、冷凍空調機控制... • 成功的工作態度 - 敬業精神、企圖心

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