高转速伺服电机凭借其高精度、快速响应、高功率密度和可靠性,广泛应用于对转速、动态性能和效率要求极高的领域。
应用的场景包括如用于主轴驱动,实现高速切削、雕刻和精密加工(如五轴联动加工中心),工业机器人驱动关节电机,满足高速抓取、装配和焊接需求(如汽车生产线上的SCARA机器人),电动汽车驱动系统部分高性能电机采用高转速设计(如特斯拉的碳纤维套筒转子电机)以及在能源与电力上应用的高速发电机直接耦合涡轮等,涉及应用领域高端精密,所以对高速伺服电机的性能和产品质量会有更高的要求,那么高转速伺服电机的设计会涉及哪些难点呢,我们来具体了解下。
01
转子动力学与材料选择
机械强度:高转速下离心力极大,转子可能发生形变或断裂。需采用高强度材料(如钛合金、碳纤维复合材料)并优化结构(如空心轴设计)。
动平衡:微小的质量分布不均会导致剧烈振动,需通过有限元分析优化转子设计,避免临界转速下的共振。
02
轴承技术
高速轴承选型:传统滚珠轴承易发热磨损,需采用陶瓷轴承、磁悬浮轴承或空气轴承,但这些技术成本高且控制复杂。
润滑与散热:需开发长效润滑方案(如油雾润滑或自润滑材料)以降低摩擦热。
03
热管理
温升控制:高转速导致铜损、铁损和风磨损耗增加,可能引发永磁体退磁或绝缘老化。需结合液冷通道、强制风冷或热管技术优化散热路径。
04
电磁设计优化
高频损耗抑制:高转速对应高供电频率,需采用低损耗硅钢片、分段磁极设计以减少涡流损耗。
磁场稳定性:永磁体需耐高温且抗退磁,可能采用钕铁硼(NdFeB)涂层或Halbach阵列增强磁场。
05
产品推荐
森远达高转速伺服电机BTH1系列
汽车零部件耐疲劳测试设备
汽车在使用时会经历不同的温度条件,比如极寒或酷热的环境。测试的环境要模拟这些情况,且汽车零部件涉及使用寿命和时间长度,需要测试在极端温度下是否还能正常工作。高低温伺服电机在这里的作用可能是驱动设备进行反复的模拟测试,模拟实际使用中的情况。比如发动机支架在高温下的蠕变,车门铰链在低温下的脆化,电池组在高低温循环下的连接件疲劳等。高低温伺服电机在这些测试应用中发挥出色:
车门与开闭件
铰链、限位器:高低温循环下的开合寿命(如-40℃冷冻后瞬间施加载荷)。
门锁机构:模拟沙尘侵入后的闭锁失效(如20万次开闭测试)。
座椅与安全带
滑轨调节机构:模拟乘客频繁调整座椅的磨损(如5万次滑动测试)。
安全带卷收器:测试紧急制动时的锁止机构耐久性。
高低温试验箱设备
高低温试验箱广泛应用于多个行业,客户类型多样,主要集中在需要模拟极端温度环境以测试产品可靠性的领域。以下是主要客户群体及其应用场景:
第三方检测实验室
服务内容:为制造商提供符合ISO/IEC标准的认证测试(如ISTA运输测试、盐雾+温湿度复合测试)。
高校与科研院所
研究方向:新材料(如碳纤维、气凝胶)的耐温性、航空航天部件极端环境适应性等。
典型客户:中科院、MIT、清华等高校材料/工程实验室。
关于高低温伺服电机
高低温伺服电机的应用覆盖 汽车、电子、军工、医疗、科研 等核心领域,其主要应用从基础温湿度测试到多因素耦合实验(如温度+振动+盐雾)不断升级。它试用的范围是常规电机温控范围不足,无法满足新国标(如新能源车电池测试要求-40℃~85℃),且普通电机在极端温度下故障率高,导致测试中断。
极端的温度环境,普通电机无法稳定发挥,高低温电机可以全方位适配从高低温试验箱到汽车零部件测试设备,温度范围可到-40°C到+80°C,精确往复10万次控制定位,高低温伺服电机可以发挥更出色。
桁架设备通常指那些用于搬运、移动或定位的结构,比如桁架机器人、天车、龙门架等。这些设备若在化工、石油天然气、粉尘多的场所,比如面粉厂、制药厂,还有喷涂车间、矿山等,配置的电机需要具备防爆功能,且对电机的防爆等级也有所要求。下面我们来看看有哪些桁架设备需要有防爆电机助力。
anti-explosive motor
化工行业相关设备
桁架机械手/搬运机器人
用于搬运易燃化学品桶、反应釜物料或危险液体,例如在化工厂、农药生产车间或制药厂中。
反应釜加料桁架系统
在涉及有机溶剂、氢气或其他易燃气体的反应釜自动化投料场景中,设备需防爆。
喷涂与涂装行业
自动化喷涂桁架机器人
在汽车喷涂车间、家具喷漆线或工业涂装环境中,挥发性有机溶剂(VOCs)与空气混合后易爆,设备需防爆。
烘干线物料搬运系统
喷涂后烘干环节的桁架设备,高温与残留溶剂蒸汽需防爆保护。
我们的客户案例
弹药搬运桁架需要防爆伺服电机。首先弹药搬运的环境含有易燃易爆物质,这种环境下,任何设备都必须考虑防爆,需要具备IIC T4防爆等级,此外弹药在桁架搬运过程中对位置和速度有较高精度要求,误差会到了潜在风险,而且防爆伺服电机本身有特殊设计,可防止内部火花外泄,或者外壳能承受内部爆炸,不让它引燃外部环境。
防爆电机推荐
制药灌装自动加工设备所在的制药环境中常存在易燃易爆的气体、粉尘或蒸汽,防爆伺服电机能有效防止电火花或高温引发爆炸,确保生产安全;制药设备的安全生产法规要求其电机具备防爆认证,此外防爆伺服电机设计坚固,能在恶劣环境中稳定运行,减少故障和停机时间,提升生产效率。
客户应用案例分享
客户是一家制药机械企业,专业研发设计、制造瓶装药品的包装机械设备,过程中常使用乙醇、丙酮、甲醇等有机溶剂,这些物质易挥发,形成易燃易爆的气体,有IIC T4防爆要求,且常规伺服电机易发热,有潜在爆炸风险,此外需要高精度控制能力,适合制药灌装中对剂量和速度的严格要求,确保产品质量。
我们的方案配置在制药灌装自动加工设备上帮助客户做了下面的优化:
1、安全性
制药环境中常存在易燃易爆的气体、粉尘或蒸汽,防爆伺服电机能有效防止电火花或高温引发爆炸,确保生产安全。
2、法规要求
制药行业需遵守严格的安全生产法规,防爆伺服电机符合这些标准,避免因不符合规定而导致的法律风险。
3、精确控制
伺服电机具备高精度控制能力,适合制药灌装中对剂量和速度的严格要求,确保产品质量。
4、可靠性
防爆伺服电机设计坚固,能在恶劣环境中稳定运行,减少故障和停机时间,提升生产效率。
5、减少污染
防爆设计能防止电机内部污染物外泄,符合制药行业对洁净度的要求。
6、节能高效
伺服电机能根据负载调整输出,降低能耗,节约成本。
7、长寿命
防爆伺服电机采用高质量材料和设计,延长使用寿命,减少维护和更换频率。
综上,我们的防爆伺服电机方案在安全性、精确控制、可靠性和节能等方面具有优势,适合制药灌装设备的需求。
高转速伺服电机凭借其高精度、快速响应、高功率密度和可靠性,广泛应用于对转速、动态性能和效率要求极高的领域。
应用的场景包括如用于主轴驱动,实现高速切削、雕刻和精密加工(如五轴联动加工中心),工业机器人驱动关节电机,满足高速抓取、装配和焊接需求(如汽车生产线上的SCARA机器人),电动汽车驱动系统部分高性能电机采用高转速设计(如特斯拉的碳纤维套筒转子电机)以及在能源与电力上应用的高速发电机直接耦合涡轮等,涉及应用领域高端精密,所以对高速伺服电机的性能和产品质量会有更高的要求,那么高转速伺服电机的设计会涉及哪些难点呢,我们来具体了解下。
01
转子动力学与材料选择
机械强度:高转速下离心力极大,转子可能发生形变或断裂。需采用高强度材料(如钛合金、碳纤维复合材料)并优化结构(如空心轴设计)。
动平衡:微小的质量分布不均会导致剧烈振动,需通过有限元分析优化转子设计,避免临界转速下的共振。
02
轴承技术
高速轴承选型:传统滚珠轴承易发热磨损,需采用陶瓷轴承、磁悬浮轴承或空气轴承,但这些技术成本高且控制复杂。
润滑与散热:需开发长效润滑方案(如油雾润滑或自润滑材料)以降低摩擦热。
03
热管理
温升控制:高转速导致铜损、铁损和风磨损耗增加,可能引发永磁体退磁或绝缘老化。需结合液冷通道、强制风冷或热管技术优化散热路径。
04
电磁设计优化
高频损耗抑制:高转速对应高供电频率,需采用低损耗硅钢片、分段磁极设计以减少涡流损耗。
磁场稳定性:永磁体需耐高温且抗退磁,可能采用钕铁硼(NdFeB)涂层或Halbach阵列增强磁场。
05
产品推荐
森远达高转速伺服电机BTH1系列
汽车零部件耐疲劳测试设备
汽车在使用时会经历不同的温度条件,比如极寒或酷热的环境。测试的环境要模拟这些情况,且汽车零部件涉及使用寿命和时间长度,需要测试在极端温度下是否还能正常工作。高低温伺服电机在这里的作用可能是驱动设备进行反复的模拟测试,模拟实际使用中的情况。比如发动机支架在高温下的蠕变,车门铰链在低温下的脆化,电池组在高低温循环下的连接件疲劳等。高低温伺服电机在这些测试应用中发挥出色:
车门与开闭件
铰链、限位器:高低温循环下的开合寿命(如-40℃冷冻后瞬间施加载荷)。
门锁机构:模拟沙尘侵入后的闭锁失效(如20万次开闭测试)。
座椅与安全带
滑轨调节机构:模拟乘客频繁调整座椅的磨损(如5万次滑动测试)。
安全带卷收器:测试紧急制动时的锁止机构耐久性。
高低温试验箱设备
高低温试验箱广泛应用于多个行业,客户类型多样,主要集中在需要模拟极端温度环境以测试产品可靠性的领域。以下是主要客户群体及其应用场景:
第三方检测实验室
服务内容:为制造商提供符合ISO/IEC标准的认证测试(如ISTA运输测试、盐雾+温湿度复合测试)。
高校与科研院所
研究方向:新材料(如碳纤维、气凝胶)的耐温性、航空航天部件极端环境适应性等。
典型客户:中科院、MIT、清华等高校材料/工程实验室。
关于高低温伺服电机
高低温伺服电机的应用覆盖 汽车、电子、军工、医疗、科研 等核心领域,其主要应用从基础温湿度测试到多因素耦合实验(如温度+振动+盐雾)不断升级。它试用的范围是常规电机温控范围不足,无法满足新国标(如新能源车电池测试要求-40℃~85℃),且普通电机在极端温度下故障率高,导致测试中断。
极端的温度环境,普通电机无法稳定发挥,高低温电机可以全方位适配从高低温试验箱到汽车零部件测试设备,温度范围可到-40°C到+80°C,精确往复10万次控制定位,高低温伺服电机可以发挥更出色。
桁架设备通常指那些用于搬运、移动或定位的结构,比如桁架机器人、天车、龙门架等。这些设备若在化工、石油天然气、粉尘多的场所,比如面粉厂、制药厂,还有喷涂车间、矿山等,配置的电机需要具备防爆功能,且对电机的防爆等级也有所要求。下面我们来看看有哪些桁架设备需要有防爆电机助力。
anti-explosive motor
化工行业相关设备
桁架机械手/搬运机器人
用于搬运易燃化学品桶、反应釜物料或危险液体,例如在化工厂、农药生产车间或制药厂中。
反应釜加料桁架系统
在涉及有机溶剂、氢气或其他易燃气体的反应釜自动化投料场景中,设备需防爆。
喷涂与涂装行业
自动化喷涂桁架机器人
在汽车喷涂车间、家具喷漆线或工业涂装环境中,挥发性有机溶剂(VOCs)与空气混合后易爆,设备需防爆。
烘干线物料搬运系统
喷涂后烘干环节的桁架设备,高温与残留溶剂蒸汽需防爆保护。
我们的客户案例
弹药搬运桁架需要防爆伺服电机。首先弹药搬运的环境含有易燃易爆物质,这种环境下,任何设备都必须考虑防爆,需要具备IIC T4防爆等级,此外弹药在桁架搬运过程中对位置和速度有较高精度要求,误差会到了潜在风险,而且防爆伺服电机本身有特殊设计,可防止内部火花外泄,或者外壳能承受内部爆炸,不让它引燃外部环境。
防爆电机推荐
制药灌装自动加工设备所在的制药环境中常存在易燃易爆的气体、粉尘或蒸汽,防爆伺服电机能有效防止电火花或高温引发爆炸,确保生产安全;制药设备的安全生产法规要求其电机具备防爆认证,此外防爆伺服电机设计坚固,能在恶劣环境中稳定运行,减少故障和停机时间,提升生产效率。
客户应用案例分享
客户是一家制药机械企业,专业研发设计、制造瓶装药品的包装机械设备,过程中常使用乙醇、丙酮、甲醇等有机溶剂,这些物质易挥发,形成易燃易爆的气体,有IIC T4防爆要求,且常规伺服电机易发热,有潜在爆炸风险,此外需要高精度控制能力,适合制药灌装中对剂量和速度的严格要求,确保产品质量。
我们的方案配置在制药灌装自动加工设备上帮助客户做了下面的优化:
1、安全性
制药环境中常存在易燃易爆的气体、粉尘或蒸汽,防爆伺服电机能有效防止电火花或高温引发爆炸,确保生产安全。
2、法规要求
制药行业需遵守严格的安全生产法规,防爆伺服电机符合这些标准,避免因不符合规定而导致的法律风险。
3、精确控制
伺服电机具备高精度控制能力,适合制药灌装中对剂量和速度的严格要求,确保产品质量。
4、可靠性
防爆伺服电机设计坚固,能在恶劣环境中稳定运行,减少故障和停机时间,提升生产效率。
5、减少污染
防爆设计能防止电机内部污染物外泄,符合制药行业对洁净度的要求。
6、节能高效
伺服电机能根据负载调整输出,降低能耗,节约成本。
7、长寿命
防爆伺服电机采用高质量材料和设计,延长使用寿命,减少维护和更换频率。
综上,我们的防爆伺服电机方案在安全性、精确控制、可靠性和节能等方面具有优势,适合制药灌装设备的需求。
前 言 /pre- presentation
防爆伺服电机用在易燃易爆的危险环境,对电机的防爆等级性能有严格要求,那么zone1和zone2的应用上有什么区别,哪个等级要求更高,欢迎跟随小明一起走进明远小课堂。
防爆等级中的Zone 1和Zone 2是根据危险区域内可燃气体、蒸汽或粉尘出现的频率和持续时间来定义的,具体区别如下:
1、危险气体存在的频率和持续时间
•Zone 1:指在正常运行条件下,爆炸性气体环境有可能经常出现的区域。这意味着在设备的正常运行过程中,可能会频繁或长时间出现可燃气体或蒸汽。这种情况下,设备需要具备较高的防爆要求,以确保在爆炸性气体环境中仍能安全运行。
•Zone 2:指在正常运行条件下,爆炸性气体环境不太可能出现,且即使出现也是短时间存在的区域。这意味着可燃气体或蒸汽在正常运行时很少出现,仅在设备故障或非正常情况(如泄漏)下才会短暂存在。Zone 2的防爆要求相对较低,但设备仍需具有一定的防护措施。
2、防爆要求
•Zone 1区域的设备需要具备更高的防爆等级,因为在此类区域中,爆炸性气体环境可能频繁出现或长期存在。防爆设备在Zone 1区域中必须能够承受和隔离火花、热源,避免引燃周围的气体混合物。
•Zone 2区域的设备防爆要求相对较低,因为危险气体出现的概率较小,持续时间也短。设备只需在偶尔出现爆炸性气体环境时,能够保证不会产生火花或热源引发爆炸。
3、应用场所
•Zone 1通常出现在可燃气体或蒸汽较多的工作环境,如化工厂、炼油厂、油气开采设备周边等。这些场所中,设备需要持续在潜在的爆炸性环境中工作。
•Zone 2一般应用于危险气体泄漏不常见的区域,如某些加工厂的外围区域或油气站的边界区。虽然存在爆炸性气体的风险,但通常仅在异常工况下发生。
4、设备标志
•Zone 1区域设备的防爆标识通常为“Ex d”或“Ex ib”,代表耐压型或本质安全型防爆设备。
•Zone 2区域设备则可标识为“Ex n”,即非点燃型防爆设备,专门为较低风险的Zone 2区域设计。
总结来说,Zone 1区域的爆炸性气体环境更为频繁和危险,要求设备具备更高的防爆性能;而Zone 2区域的危险性较低,但设备仍需具有防止偶发性爆炸的能力。
前 言 /pre- presentation
高低温电机在汽车测试耐疲劳设备上被广泛应用,主要原因在于其能够适应复杂的测试环境并确保设备的精度和可靠性,具体来说有以下几个关键原因:
1、适应极端温度环境
耐疲劳测试通常要求在不同温度条件下对汽车零部件进行测试,以评估它们在实际应用中可能遇到的高温、低温或温度波动下的疲劳性能。高低温电机能够在极端温度环境(如高温或低温)下正常工作,确保设备能够在各种温度下提供稳定的动力输出。
2、保证测试精度
耐疲劳测试往往需要持续长时间施加循环载荷,检测材料或部件在温度变化过程中的应力、变形和失效情况。高低温电机通过在各种温度条件下保持精确的转速和力矩输出,确保测试设备能够准确模拟真实工况,从而提高测试结果的可靠性和准确性。
3、满足长期连续运行需求
汽车的耐疲劳测试可能需要数天甚至数周的持续运行,以模拟汽车在长期使用中的性能表现。高低温电机由于其经过特殊设计和材料选择,能够在极端温度下长时间连续运行,而不会因环境温度的变化而影响性能。这种稳定性对于长时间的疲劳测试至关重要。
4、多工况适应性
耐疲劳测试不仅要求高低温环境,还需要电机能够适应不同的振动、冲击和湿度条件。高低温电机通常具备较强的耐受能力,能够应对多种恶劣工况,确保测试设备在各种环境下都能可靠运行。
5、提高测试效率
高低温电机的广泛使用还能提升测试设备的整体效率。由于其在各种温度条件下能够高效工作,测试设备可以减少因温度影响导致的停机时间,提高测试效率,缩短汽车零部件开发周期,帮助制造商更快地完成耐疲劳测试。
6、提升产品质量和安全
通过在高低温环境下进行耐疲劳测试,可以更全面地评估汽车部件的质量和耐久性,从而提高整车的安全性和可靠性。高低温电机的应用确保了测试结果的准确性,有助于提升汽车产品的整体质量。
总结
高低温电机在汽车测试耐疲劳设备中的广泛应用,是因为它能够在极端环境下提供稳定、精确和长期的动力输出,适应各种工况的要求,确保测试的精度和可靠。
军工行业对防爆电机的需求
在军工生产线上,防爆电机通常用于具有潜在爆炸性气体或粉尘环境的生产区域,特别是与武器制造、弹药装填、火药生产、推进剂处理等涉及易燃、易爆材料的工艺环节相关,其中也包含雷管打孔设备类应用。雷管在制造过程中,涉及到敏感的爆炸性材料,尤其是在打孔操作时,可能会产生火花、静电或热量,这些因素都有可能引发爆炸。防爆伺服电机在这种环境中起到了至关重要的保护作用。
客户应用案例
我们的客户专注雷管打孔机设备生产,其应用的工况存在易燃易爆物质,需要IIB T4防爆等级,精确定位打孔,打孔动态响应快。
我们配置的产品方案:国产防爆伺服电机ZEP系列+欧瑞驱动器SD20系列
整套方案极具性价比,配置稳定,完成全部现场测试,军工场合因其对电机防爆认证的要求,我们的配置IIB T4防爆等级可以为生产安全保驾护航,避免发生安全事故。
为什么雷管类设备需要防爆电机
雷管类打孔设备在作业环节为什么需要防爆伺服电机加持,原因如下:
1.防止火花引发爆炸:伺服电机在运行过程中可能产生电火花或摩擦火花,尤其在启动、停止或负载变化时。防爆伺服电机的设计使得内部火花不会泄漏到外部,从而避免点燃周围的爆炸性气体或粉尘。
2.防止过热引发爆炸:雷管制造中的爆炸性材料对温度非常敏感,伺服电机在长时间运行或负载增加时可能会产生热量。防爆伺服电机具有良好的散热设计和温度控制,能够防止设备过热引发火灾或爆炸。
3.精确控制与稳定性:伺服电机提供的精确控制对于雷管打孔的高精度要求至关重要。通过防爆伺服电机,不仅可以保证高精度和高效率的打孔操作,同时还能在易爆环境中保持稳定的安全性,减少意外触发爆炸的可能性。
4.抗腐蚀和密封性能:防爆伺服电机通常具备更好的密封性和抗腐蚀能力,这在雷管制造过程中处理各种化学物质时非常重要。它能够有效防止外部气体、粉尘或液体进入电机内部,进一步提升设备的安全性。
在防爆伺服电机选择上的注意事项
在选择防爆伺服电机时,除了常规的功率和防爆等级的因素外,通常比普通电机成本高,因此要综合考虑成本与性价比,选择具备良好售后服务和产品质量保障的品牌是理性的选择。
防爆伺服电机需要防爆认证
防爆伺服电机多用于易燃易爆的如化工、制药、喷涂、印刷、火工品等工作环境,与普通伺服电机下相比,获得防爆认证的防爆伺服电机才能在这些特殊环境下安全运行,防止因电机故障导致的火灾或爆炸。此外,防爆认证是质量和安全的标志,能够增强客户对产品的信任,确保在高风险环境中使用的可靠性,而且许多国家和地区对防爆设备有严格的法律法规要求。防爆认证是合规的重要证明,确保产品符合相关标准,降低法律风险。
防爆认证CNEx、ATEX和IECEx区别
1、认证目的和使用范围
ATEX(Atmosphères Explosibles)
地区:主要适用于欧盟国家。
目的:确保设备在潜在爆炸环境中的安全性,适用于矿井和工业环境。
法规:ATEX认证分为设备指令(2014/34/EU)和工作场所指令(1999/92/EC)。
IECEx(International Electrotechnical Commission Explosive)
地区:全球适用,不限于特定国家或地区。
目的:为全球范围内的防爆设备提供统一的标准,促进国际贸易。
标准:IECEx标准由国际电工委员会(IEC)制定,包含设备认证和人员认证两个方面。
CNEx(Chinese Commission Explosive)
地区:中国区域。
目的:确保在易爆环境中设备的安全性,符合国家标准和法规。
标准:符合中国国家标准GB3836要求
2、认证过程
CNEx
由中国国家认证认可监督管理委员会(CNCA)认可的认证机构进行。
需遵循中国的相关标准(如GB标准),并需提交技术文件和测试报告。
ATEX与IECEx
由各自认可的认证机构进行,ATEX需遵循欧盟法规,IECEx则是IEC制定的国际标准。
CNEx
产品上需标注CNEx标志,并提供相关认证证书和技术文件。
ATEX
需标注ATEX标志,提供ATEX合规性声明。
IECEx
需标注IECEx标志,包含IECEx证书编号和相关信息。
4、市场接受度
CNEx:在中国市场上被广泛接受,主要适用于本地制造商和进口设备。
ATEX和IECEx:通常用于希望进入国际市场的产品,尤其是欧洲和全球其他地区。
不同认证防爆电机示例图
总 结
CNEx主要适用于中国市场,注重符合国内标准,而ATEX和IECEx则是针对欧盟和国际市场的防爆认证。
制造商通常根据目标市场选择合适的认证。
客户根据自己的需求选择市面上合适的防爆认证产品。
15109114921 黄小姐
明远志成专注做防爆伺服电机、高低温伺服电机、thomson直线模组,为您提供一整套自动化系统集成解决方案!