hd電動機及其應用前景
唐蘇亞 (漣水縣技術改造辦公室 江蘇223400)
摘 要 hd電動機是一種可產生大轉矩（大推力）的新型結構原理的電動機。文中介紹了這種電動機的結構及其主要技術特點，并列舉了在工業中的典型應用。
敘 詞 伺服電動機直線電動機轉矩應用
1 引 言
直接驅動電動機具有低速、大轉矩的特點，與伺服電動機十減速機方式相比，具有無齒隙游移、機械剛性高及無需維護等優點，并可實行高精度控制。因此，在高速、高精度的位置定位、搬運等場合得到廣泛的應用，目前所使用的dd電動機大體上有直流無刷型、可變磁阻型(vr)和混合型(hb)等幾種，而這幾種電動機尚存在體積大、鐵心的利用率低以及單位體積輸出轉矩小等缺點，因而在一些精密機床領域內以及特殊場合下的應用受到限制。
近年，國外開發了一種可實現小型大轉矩（大推力）化的電動機，即hd電動機。它是采用高性能的****磁鐵和獨特磁回路的dd電動機與小型高性能交流伺服驅動器組合而成的機電一體化產品，與傳統的dd電動機相比，在電機的小型化和大轉矩化方面均有較大的提高。
2 hd電動機的特點
2.1結構特點
hd電動杌可分為旋轉式和直線式兩種。
2.1.1旋轉式hd電動機
旋轉式hd電動機的結構如圖1所示。電動機為外轉子結構，由電動機部分（磁回路部分）、軸承部分、旋轉位置檢出部分構成，負載可直接和轉子相連接。在hd型磁回路中，外轉子鐵心槽中嵌有薄板狀的****磁鐵，這與傳統的dd型相比，其鐵心的利用率提高了2倍左右，即使是同樣大小的體積，前者可輸出高于后者2倍左右的轉矩。
2.1.2直線式hd電動機
直線式hd電動機的動子由a相和b相兩個部件組成，每個部件由4個e形鐵心和3
個****磁鐵互相重疊構成，并在上面繞有電流線圈，形成e形鐵心的中央腳為a(b)極，外腳為a(b)極，e形鐵心的頂端兼作齒部。試驗表明，這種hd型直線電動機的推力大約是vr型直線型電動機推力的2倍，其結構如圖2所示。
2.2技術性能特點
2.2.1小型、大轉距（大推力）化
由于hd電動機采用了獨特的磁回路以及高性能的****磁鐵，因而與傳統的vr型和hb型電動機相比，在相同體積的情況下，其輸出轉矩（推力）可提高約2倍左右。
2.2.2效率高、線性特性好
與dc無刷型相比，hd電動機的銅耗小、溫升低，效率高。與采用****磁鐵的vr型電動機相比，電流一轉矩特性的線性度好。
2.2.3高剛度、高精度
旋轉式hd電動機通常采用雙列式滾動軸承，因而剛度高。又因電動機可直接與負載連接，故系統的定位精度高。
3 hd電動機的應用舉例
3.1機床工作臺驅動
直線電動機質量小，產生的推力直接作用在移動物體上，可得到高效率的驅動特性。日本神鋼電機株式會社采用hd型直線電動機驅動高速多工序自動數控機床(m/c)的工作臺，其被驅動部分的質量為255kg。試驗結果表明，****加速度為1.3×10 – 2m／s2，速度閉環的頻率帶寬為150hz，而傳統的旋轉電
3.2振動試驗裝置
在進行動力學研究時，需要使用振動試驗裝置，過去一直使用油壓方式的傳動機構，由于需要油壓泵、蓄電池等大型設備，因而維修復雜、能量效率低，油壓特性由于是非線性的，故控制復雜。hd技術的出現，大推力直線電機的制造已成為可能，用hd型電動機制成的振動試驗裝置，具有良好的線性特性和高速性能，在5hz以下的頻率范圍內可得到良好的力控制以及加速度控制。
3.3立式磨床的主軸驅動
日本一些公司已經在高精度的立式磨床上便用hd電動機進行主軸驅動。它與傳統的皮帶驅動相比，可得到振動小、平穩的旋轉特性以及高精度的加工品質。同時由于沒有齒輪、皮帶輪、皮帶等傳動部件，因而噪聲小、可靠性高，既節約了能源，又提高了效率。圖3為立式 |
