Какое сопротивление обмотки микродвигатели для объективов фотоаппаратов
Перейти к содержимому

Какое сопротивление обмотки микродвигатели для объективов фотоаппаратов

  • автор:

Миниатюрные линейные пьезоэлектрические двигатели

Гамма НПФ сентябрь 23 контраткное производство F1

Области применения миниатюрных двигателей и приводов довольно обширны — это и приводы для измерительных устройств, таких как электронные и туннельные микроскопы, приводы манипуляторов различных сборочных роботов, а также исполнительные механизмы в технологическом оборудовании и бытовой технике. В качестве микромоторов могут использоваться коллекторные и бесколлекторные электромагнитные микродвигатели, пьезомоторы и интегральные приводы MEMS. В статье пойдет речь о пьезоэлектрических двигателях.

Взависимости от степени миниатюризации используются различные типы микромоторов. Для макроуровня, где требуется большая мощность при относительно малых размерах, применяются миниатюрные электромагнитные двигатели и соленоиды. Для микроустройств в настоящее время широко используются интегральные приводы, созданные по MEMS-технологии.

Пьезоприводы проигрывают электромагнитным двигателям по мощности, а MEMS микромоторам — по степени микроминиатюризации. Однако основное преимущество микропьезомоторов — возможность прямого позиционирования с субмикронной точностью. Кроме того, эти приводы имеют и множество других преимуществ перед своими электромагнитными конкурентами.

Электромагнитные микроэлектродвигатели (коллекторные, шаговые и бесколлекторные) в настоящее время достигли предела миниатюризации. Например, серийно выпускаемый шаговый электродвигатель типа А0820 имеет диаметр 8 мм, весит 3,3 грамма и стоит около $10. Двигатели этого типа довольно сложны и содержат сотни деталей. При дальнейшем уменьшении размеров усложняется процесс сборки, а также теряется эффективность двигателя. Для намотки катушек статора приходится использовать более тонкий провод, который имеет более высокое сопротивление. Так, при уменьшении размеров коллекторного микроэлектродвигателя до 6 мм гораздо большая часть подводимой электрической энергии преобразуется в тепло, нежели в механическую энергию. В большинстве случаев для получения линейных приводов на базе электродвигателей необходимо применение дополнительных механических передач и редукторов, которые преобразуют вращательное движение в поступательное и обеспечивают нужную точность позиционирования. При этом возрастают размеры всего устройства в целом, а значительная часть энергии тратится на преодоление трения в механической передаче. Диаграмма, приведенная на рис. 1, показывает, что при размерах менее 7 мм (диаметр корпуса двигателя) выгоднее применять пьезокерамические двигатели, а не электромагнитные.

При размерах менее 7 мм пьезоэлектродвигатели более эффективны, чем электромагнитные двигатели

Рис. 1. При размерах менее 7 мм пьезоэлектродвигатели более эффективны, чем электромагнитные двигатели

В настоящее время многими фирмами освоено серийное производство пьезомоторов. В статье рассматривается продукция двух производителей пьезоприводов: немецкого Physik Instrumente (PI) и американского New Scale Technologies. Выбор фирм не случаен. Американская фирма на данный момент производит самые маленькие в мире пьезодвигатели, а немецкая является одним из лидеров в секторе пьезоприводов для прецизионного оборудования. Производимые ею пьезомоторы имеют уникальные функциональные характеристики и пользуются заслуженной репутацией среди производителей прецизионного технологического и измерительного оборудования. Обе фирмы используют свои патентованные решения. Принцип работы двигателей обеих фирм, а также их конструкция различны.

Конструкция и принцип работы пьезоэлектродигателя SQUIGGLE

На рис. 2 показаны конструкция и принцип работы пьезопривода SQUIGGLE фирмы New Scale Technologies.

Конструкция и принцип работы микропривода SQUIGGLE

Рис. 2. Конструкция и принцип работы микропривода SQUIGGLE

Основа привода — муфта прямоугольного сечения с внутренней резьбой и ходовой винт (червяк). На гранях металлической муфты смонтированы пьезокерамические пластины актуаторов. При подаче двухфазных сигналов на пары пьезоэлектрических актуаторов создаются вибрационные колебания, которые передаются в массу муфты. Для более эффективного преобразования электрической энергии в механическую актуаторы работают в резонансном режиме. Частота возбуждения зависит от размеров пьезопривода и находится в диапазоне от 40 до 200 кГц. Механические колебания, действующие на границе двух рабочих поверхностей муфты и винта, вызывают появление сил сдавливания с поворотом (типа вращения хула-хупа). Результирующая сила обеспечивает вращение червяка относительно неподвижного основания — муфты. При движении винта и происходит преобразование вращательного движения в линейное перемещение. В зависимости от сдвига фаз управляющих сигналов можно получать вращение винта как по часовой, так и против часовой стрелки.

В качестве материалов винта и муфты используются немагнитные материалы, такие как бронза, нержавеющая сталь, титан. Резьбовая пара муфта–червяк не требует смазки для работы.

Пьезоприводы практически безынерционные, обеспечивают отличную приемистость (движение с ускорением до 10 g), практически бесшумны в звуковом диапазоне (30 Гц — 15 кГц). Точность позиционирования может достигаться без использования датчиков положения — благодаря тому, что движение происходит без проскальзывания (при условии, что нагрузка на рабочий винт находится в рабочих пределах), и перемещение прямо пропорционально числу импульсных сигналов, приложенных к пластинам актуатора. Пьезоприводы имеют практически неограниченный срок службы, разве что со временем за счет износа винтовой передачи может быть частично потеряна точность позиционирования. Пьезопривод может выдерживать режим блокировки движения за счет приложения сил торможения, превосходящих усилие тяги привода. В этом случае будет происходить проскальзывание без разрушения винтовой передачи.

Сегодня микромоторы серии SQL признаны самыми маленькими электродвигателями в мире, которые производятся серийно.

Рабочий чертеж промышленного пьезомотора серии SQL

Рис. 3. Рабочий чертеж промышленного пьезомотора серии SQL

Основные характеристики пьезопривода SQUIGGLE:

  • масштабируемые размеры (можно получать заказные приводы с заданными размерами);
  • минимальные габариты привода 1,55×1,55×6 мм;
  • простота конструкции (7 составных частей);
  • низкая цена;
  • высокая технологичность изготовления составных компонентов и сборки привода;
  • прямой линейный привод, не требующий применения дополнительных механических передач;
  • субмикронная точность позиционирования привода;
  • бесшумность работы;
  • широкий рабочий температурный диапазон (–30…+70 °С).

Параметры микромоторов серии SQL:

  • мощность потребления — 500 мВт (только в процессе перемещения штока);
  • разрешение — 0,5 мкм;
  • вес — 1,7 г;
  • скорость перемещения — 5 мм/с (под нагрузкой 100 г);
  • усилие перемещения — более 200 г;
  • частота возбуждения пьезоактуаторов — 116 кГц;
  • электрическая емкость каждой из четырех фаз пьезопривода — 1,35 нФ;
  • коннектор (кабель) — печатный шлейф (6 проводников — 4 фазы и 2 общих);
  • рабочий ресурс — 300 тыс. циклов (при длине хода якоря 5 мм);
  • диапазон линейных перемещений якоря:
    • модель SQL-3.4 — 10–40 = 30 мм (40 мм — длина ходового винта);
    • модель SQL-3.4 — 10–30 = 20 мм (30 мм — длина ходового винта);
    • модель SQL-3.4 — 10–15 = 5 мм (15 мм — длина ходового винта).

    По заказу фирмы New Scale Technologies разработан интегральный драйвер для пьезоприводов серии SQL (рис. 4). Таким образом, потребитель имеет возможность использовать набор готовых компонентов для получения своего OEM электромеханического модуля.

    Серия SQL микропьезоприводов для портативной аппаратуры

    Рис. 4. Серия SQL микропьезоприводов для портативной аппаратуры

    Микросхема драйвера привода (рис. 5) содержит преобразователь напряжения и выходные драйверы, работающие на емкостную нагрузку. Входное напряжение 3 В. Уровни выходных напряжений формирователей — до 40 В.

    Микросхема драйвера пьезопривода

    Рис. 5. Микросхема драйвера пьезопривода

    Области применения пьезоприводов SQUIGGLE

    Привод для объективов фото- и видеокамер

    Один из самых больших секторов применения микроэлектроприводов — цифровые фотокамеры и видеокамеры (рис. 6). Микропривод используется в них для управления фокусировкой объектива и оптическим зумом.

    Прототип привода оптического зума для цифровой фотокамеры

    Рис. 6. Прототип привода оптического зума для цифровой фотокамеры

    На рис. 7 показан пьезопривод SQUIGGLE для применения во встроенных фотокамерах сотовых телефонов. Привод производит смещение двух линз вдоль направляющих вверх–вниз и обеспечивает автофокусировку (длина хода оптики 2 мм) и зум (ход перемещения линз до 8 мм).

    Модель объектива с приводом SQUIGGLE для камеры, встроенной в сотовый телефон

    Рис. 7. Модель объектива с приводом SQUIGGLE для камеры, встроенной в сотовый телефон

    Медицинский шприц-дозатор

    Во всем мире насчитывается сотни миллионов людей, нуждающихся в периодических дозированных инъекциях медицинских препаратов. В этом случае следить за временем, дозами, а также проводить процедуру инъекции должен сам пациент. Этот процесс можно значительно упростить и тем самым облегчить жизнь пациента, если создать программируемый шприц-дозатор (рис. 8). На базе пьезопривода SQL уже реализован программируемый насос-шприц для инъекций инсулина. Дозатор состоит из микроконтроллерного модуля управления, емкости с препаратом, шприца и управляемого привода. Управление дозатором осуществляется встроенным микроконтроллерным модулем с батарейным питанием. Элемент питания — литиевая батарея. Модуль дозатора может быть встроен в одежду больного и размещен, например, в области рукава. Временные интервалы между инъекциями и дозы медикамента программируются под конкретного клиента.

    Использование привода в программируемом шприце-дозаторе

    Рис. 8. Использование привода в программируемом шприце-дозаторе

    Величина дозы прямо пропорциональна длине перемещения штока привода.

    Предполагается использование микрошприцев с противошоковым препаратом, вмонтированных в «интеллектальную броню» военнослужащего. Защитная одежда, кроме армированных силовых элементов, содержит также интегрированные датчики пульса, температуры, датчики механических повреждений текстильной «брони». Активация шприцев происходит как по инициативе самого бойца, так и по команде из блока носимой электроники или же по радиоканалу из командного терминала на основании показаний датчиков при потере бойцом сознания, например, после ранения или в результате контузии.

    Немагнитные двигатели

    Поскольку в пьезоприводах SQL не используются ферросплавные материалы, а также электромагнитные поля, двигатели этого типа могут использоваться для создания носимых медицинских диагностических устройств, совместимых с методом магниторезонасной томографии. Данные приводы также не будут вносить помехи при размещении в рабочих зонах оборудования, использующего ядерный магнитный резонанс, а также вблизи электронных сканирующих микроскопов, микроскопов с фокусированием ионных потоков и т. п.

    Лабораторный микронасос

    На базе пьезопривода могут быть созданы микронасосы для дозированной подачи жидкостей в лабораторном исследовательском оборудовании. Основные достоинства микронасоса такой конструкции — высокая точность дозирования и надежность работы.

    Двигатель для вакуумного оборудования

    Пьезопривод подходит для создания механических устройств, работающих в условиях как высокого, так и сверхвысокого вакуума, и обеспечивающих высокую точность позиционирования (рис. 9). Материалы привода обладают малым газовыделением в вакууме. При работе привода в режиме микроперемещений выделяется мало тепла.

    Привод для вакуумного оборудования на базе микромотора серии SQL

    Рис. 9. Привод для вакуумного оборудования на базе микромотора серии SQL

    В частности, такие двигатели найдут широкое применение при создании новых поколений сканирующих электронных микроскопов, ионных сканирующих масс-спектрометров, а также в технологическом и тестирующем оборудовании для электронной промышленности, в оборудовании, применяемом в ускорителях частиц, таких как синхротроны.

    Приводы для криогенного оборудования

    Уникальные параметры пьезопривода позволяют использовать его при очень низких температурах. Фирмой уже выпускаются варианты исполнений приводов для коммерческих и космических применений при низких температурах.

    В настоящее время на базе микромоторов SQL созданы приводы для различных функциональных узлов в криогенном лабораторном оборудовании, а также механические приводы для подстройки параметров космических телескопов.

    На рис. 10 показан пьезопривод для работы при температурах жидкого гелия.

    Исполнение пьезопривода для работы при температурах от комнатной до 4 К (жидкий гелий)

    Рис. 10. Исполнение пьезопривода для работы при температурах от комнатной до 4 К (жидкий гелий)

    Работа при низких температурах требует других частот и амплитуд сигналов для возбуждения пьезоактуаторов.

    Оценочный набор

    Фирма New Scale Technologies выпускает оценочный набор, который содержит: пьезодвигатель SQL (рис. 11), плату привода, программное обеспечение, интерфейс с компьютером, а также дополнительный пользовательский пульт управления приводом.

    Оценочный набор для пьезопривода SQL

    Рис. 11. Оценочный набор для пьезопривода SQL

    В качестве интерфейса с ПК может использоваться USB или RS-232.

    Пьезоприводы фирмы PI

    Немецкая фирма Physik Instrumente (PI) (www.physikinstrumente.com/en) была образована в 1970 году. В настоящее время имеет подразделения в США, Великобритании, Японии, Китае, Италии и Франции. Основной сектор — оборудование для нанопозиционирования и обеспечения контроля движения с высокой точностью. Фирма является одним из ведущих производителей оборудования данного профиля. Используются уникальные запатентованные решения. Так, в отличие от большинства пьезоприводов, в том числе и SQUIGGLE, в приводах PI обеспечивается принудительная фиксация каретки после останова. За счет отсутствия смещения эти устройства обладают высокой точностью позиционирования.

    Конструкция и принцип работы пьезприводов PI

    На рис. 12 показана конструкция пьезодвигателя фирмы PI.

    конструкция пьезодвигателя фирмы PI.

    PILine — патентованная конструкция пьезопривода, разработанная фирмой PI. Сердцем системы является прямоугольная монолитная керамическая плата — статор, которая разделена с одной стороны на два электрода. В зависимости от направления движения, левый или правый электрод керамической платы возбуждается импульсами с частотой в десятки и сотни килогерц. Алюминиевый фрикционный наконечник (толкатель) прикреплен к керамической плате. Он обеспечивает передачу движения от колеблющейся пластины статора к фрикциону каретки. Материал фрикционной полоски обеспечивает оптимальную силу трения при работе в паре с алюминиевым наконечником.

    Благодаря контакту с полоской фрикциона обеспечивается сдвиг подвижной части привода (каретки, платформы, поворотного столика микроскопа) вперед или назад. С каждым периодом колебаний керамического статора выполняется сдвиг каретки на несколько нанометров. Движущая сила возникает из продольных колебаний пластины актуатора. В настоящее время ультразвуковые пьезоприводы могут обеспечивать движение с ускорением до 20 g и скорость движения до 800 мм/с! Усилие привода пьезодвигателя может достигать 50 Н. Приводы PILine могут работать без обратной связи и обеспечивать разрешение 50 нм.

    На рис. 13 показана конструкция пьезокерамического статора PILine.

    Конструкция керамического статора пьезопривода PILine

    Рис. 13. Конструкция керамического статора пьезопривода PILine

    При отсутствии сигнала наконечник толкателя прижат к полоске фрикциона и сила трения, действующая на границе между наконечником и фрикционом, обеспечивает фиксацию каретки.

    PILine — серия пьезоприводов с линейным перемещением

    Фирма PI выпускает серию линейных пьезоприводов по технологии PILine с различными функциональными параметрами. В качестве примера рассмотрим характеристики конкретной модели P-652 (рис. 14).

    Вариант реализации пьезопривода PILine P-652 (рядом для сравнения мяч для гольфа)

    Рис. 14. Вариант реализации пьезопривода PILine P-652 (рядом для сравнения мяч для гольфа)

    Пьезопривод PILine P-652 может использоваться в OEM приложениях, для которых важны малые габариты и масса. Модуль привода P-652 может заменить классический привод на основе двигателя с вращающимся валом и механической передачей, а также другие линейные электромагнитные приводы. Самофиксация каретки при останове не требует дополнительной энергии. Привод предназначен для перемещения малых объектов с высокой скоростью и точностью.

    Компактный пьезомотор с интегрированной схемой управления может обеспечивать движение с ускорением до 2,5 g и скоростью до 80 мм/с. При этом выдерживается высокая точность позиционирования каретки и достаточно высокий уровень силы фиксации в неподвижном состоянии. Наличие фиксации каретки обеспечивает возможность работы привода в любых положениях и гарантирует фиксацию положения каретки после останова даже под действием нагрузки. В схеме драйвера для возбуждения пьезоактуаторов используются короткие импульсы амплитудой всего 3 В. Схема обеспечивает автоподстройку резонансного режима под конкретные размеры керамических актуаторов.

    Основные характеристики линейного пьезомотора P-652 PILine:

    • низкая стоимость серийного производства;
    • размер пьезомотора — 9,0×6,5×2,4 мм;
    • рабочий ход перемещения каретки 3,2 мм;
    • скорость движения до 80 мм/с;
    • самофиксация при останове;
    • MTBF — 20 тыс. часов.

    Модули приводов со встроенным контроллером

    Фирма PI производит модули управления (контроллеры) для своих пьезоприводов. Плата управления содержит интерфейс управления, преобразователь напряжения и выходной драйвер для возбуждения пьезокерамического актуатора. В контроллерах приводов используется традиционная схема пропорционального управления. В зависимости от условий применения приводов в контроллере может использоваться цифровой или аналоговый тип пропорционального управления. Для управления самими актуаторами применяются синусоидальные сигналы, а также может использоваться обратная связь по датчикам положения. Фирма PI выпускает готовые модули с датчиками положения. Фирма PI разработала и производит емкостные датчики положений для своих интегральных модулей (рис. 15).

     Модуль пьезопривода со встроенной платой управления

    Рис. 15. Модуль пьезопривода со встроенной платой управления

    Цифровой (импульсный) режим управления

    Импульсный режим управления движением подходит для приложений, требующих малых перемещений с большой скоростью, таких как микроскопия или автоматика. Двигатель управляется 5-вольтовыми TTL-импульсами. Ширина импульса определяет длину шага двигателя. Шаг перемещения в таком режиме — до 50 нм. Для реализации одного такого шага подается импульс напряжения длительностью около 10 мкс. Длительность и скважность импульсов управления зависит от скорости движения и величины выполняемого перемещения каретки.

    Режим аналогового управления

    В данном режиме в качестве входных сигналов управления положением используются аналоговые сигналы амплитудой ±10 В. Величина перемещения каретки в этом случае прямо пропорциональна амплитуде управляющего сигнала.

    Области применения прецизионных пьезоприводов:

    • биотехнологии;
    • микроманипуляторы;
    • микроскопия;
    • лабораторное оборудование контроля качества;
    • тестовое оборудование для полупроводниковой промышленности;
    • метрология;
    • тестирование дисковых накопительных устройств;
    • НИР и ОКР.

    Преимущества ультразвуковых пьезодвигателей PILine:

    • Малые габариты. Например, модель M-662 обеспечивает рабочий ход 20 мм при габаритах корпуса 28×28×8 мм.
    • Малая инерция. За счет этого достигается перемещение с большими скоростями, высокими ускорениями и сохраняется высокое разрешение. PILine обеспечивает скорости движения до 800 мм/с и ускорение до 20 g. Жесткость конструкции обеспечивает очень малое время продвижения за один шаг и высокую точность позиционирования — 50 нм.
    • Отличный показатель удельной мощности. Привод PILine обеспечивает высокие характеристики в минимальных габаритах. Никакой другой двигатель не может обеспечить такую же комбинацию ускорений, скоростей и точности.
    • Безопасность. Минимальный момент инерции наряду с фрикционной муфтой обеспечивает безопасность при работе. Такой привод не может разрушиться и повредить окружающие предметы в результате нарушения режима работы. Использование фрикционной муфты предпочтительнее, чем червячная передача в двигателе SQUIGGLE. Несмотря на большие скорости перемещения каретки, риск повреждения, например, пальца оператора гораздо меньше, чем при использовании любого другого привода. Это означает, что пользователь может прикладывать меньше усилий, чтобы обеспечить безопасность работы привода.
    • Автофиксация каретки.
    • Возможность работы привода в вакууме.
    • Незначительный уровень ЭМИ. Приводы PILine при работе не создают магнитных полей и не имеют в конструкции ферромагнитных материалов.
    • Гибкость решений для OEM. Приводы PILine могут поставляться как с датчиками, так и без датчиков положения. Кроме того, могут поставляться и отдельные компоненты привода.

    Линейные пьезоприводы типа NEXLINE

    Пьезоприводы NEXLINE обеспечивают более высокую точность позиционирования. Конструкция привода содержит несколько актуаторов, работающих согласованно. В отличие от приводов PILine, в этих устройствах актуаторы работают не в резонансном режиме. В этом случае получается многотактная схема перемещения подвижной каретки несколькими толкателями актуаторов. Тем самым не только повышается точность позиционирования, но и увеличиваются моменты сил движения и удержания каретки. Приводы этого типа, так же как и приводы PILine, могут поставляться как с датчиками положения каретки, так и без них.

    Основные преимущества серии пьезоприводов NEXLINE:

    • Очень высокое разрешение, ограниченное только чувствительностью датчиков положения. В режиме аналогового перемещения с использованием датчиков положения достигается точность позиционирования 50 нм (0,05 мкм).
    • Работа с высокой нагрузкой и большой силой фиксации каретки. Приводы NEXLINE могут обеспечивать усилия до 600 Н. Жесткая конструкция и применение резонансных частот возбуждения в диапазоне сотен герц позволяют конструкции подавлять вибрацию от внешних воздействий. Аналоговый режим работы может активно применяться для сглаживания вибрации и дрожания основания привода.
    • Может работать как в режиме с открытым контуром обратной связи, так и с обратной связью по датчикам положения. Цифровой контроллер NEXLINE может использовать сигналы положения от линейных энкодеров или же от лазерных интерферометров, а для очень высокой точности позиционирования использовать сигналы абсолютного положения от емкостных датчиков.
    • Сохраняет стабильное положение каретки при выключении питания.
    • Длительный срок службы — более 10 лет.
    • Привод NEXLINE не содержит ферроманитных деталей, не подвержен действию магнитных полей, не является источником электромагнитного излучения.
    • Устройства работать в очень тяжелых условиях внешней среды. Активные части приводов NEXLINE выполнены из вакуумной керамики. NEXLINE также может работать без нарушений при облучении жестким ультрафиолетом.
    • Очень прочная конструкция. Приводы NEXLINE в процессе транспортировки могут выдерживать удары и вибрации до нескольких g.

    Гибкость дизайна для OEM

    Приводы NEXLINE выпускаются в трех вариантах интеграции. Пользователь может заказать готовый OEM двигатель, только пьезоактуаторы для двигателя своей конструкции, либо комплексную систему под ключ, например такую, как многоосный поворотный столик или же сборочный микроробот с шестью степенями свободы. На рис. 16–19 показаны различные варианты реализации многокоординатных устройств позиционирования на базе пьезоприводов фирмы PI.

    Прецизионная двухкоординатная платформа с PICMA пьезоактуаторами и емкостными датчиками положения

    Рис. 16. Прецизионная двухкоординатная платформа с PICMA пьезоактуаторами и емкостными датчиками положения

    Платформа с пьезоприводами NEXLINE, имеющая 6 степеней свободы — микроробот HEXAPOD

    Рис. 17. Платформа с пьезоприводами NEXLINE, имеющая 6 степеней свободы — микроробот HEXAPOD

    Низкопрофильная двухкоординатная платформа с параллельной кинематической схемой для микроскопии

    Рис. 18. Низкопрофильная двухкоординатная платформа с параллельной кинематической схемой для микроскопии

    Полностью независимый трехкоординатный пьезопривод для объектива микроскопа

    Рис. 19. Полностью независимый трехкоординатный пьезопривод для объектива микроскопа

    О фирме New Scale Technologies

    Фирма специализируется на разработке и производстве керамических микроэлектродвигателей для применения в миниатюрных устройствах. Компания New Scale Technologies Inc. (www.NewScaleTech.com) была основана в 2002 году группой специалистов, имеющих десятилетний опыт в области проектирования пьезоэлектрических приводов. Первый коммерческий образец привода SQUIGGLE был создан уже в 2004 году. Созданы специальные исполнения привода для работы в экстремальных условиях, для работы в вакууме, в криогенных установках при сверхнизкой температуре, а также для работы в зоне сильных электромагнитных полей.

    За короткое время пьезодвигатели SQUIGGLE нашли широкое применение в лабораторном оборудовании для нанотехнологий, в технологическом оборудовании микроэлектроники, устройствах лазерной техники, медицинском оборудовании, приборах аэрокосмического назначения, установках оборонного назначения, а также в промышленных и бытовых устройствах, например, таких как цифровые камеры и сотовые телефоны.

    1. SQL Series Peezo Motors for OEM Product Application. (www.NewScaleTech.com)
    2. MC-1000 Drive Card for SQUIGGLE Motors. (www.NewScaleTech.com)
    3. Simple Ceramic Motor… Inspiring Smaller Products D. A. Henderson New Scale Technologies, Inc. (www.NewScaleTech.com)
    4. PI Datasheet Details Fundamentals of Piezoelectricity (www.physikinstrumente.com/en)

    Комментарии на “ Миниатюрные линейные пьезоэлектрические двигатели ”

    Evgeniy Lipatov 15.12.2023 (19:56) написал:

    Доброго дня, Нам требуется планетарный редуктор двигатель для высокого давления и температуры. Один привод мы приобретаем под наши запросы, с целью проведения лабораторных испытаний. Номинальное напряжение 48 В
    Сопротивление обмоток 17,5 Ом
    Выходная мощность 29 Вт
    Коэффициент полезного действия 74 %
    Скорость холостого хода 7700 об/мин
    Ток холостого хода 0,044 А
    Пусковой момент 55,7 мНм
    Индуктивность 870 мГн
    Момент инерции ротора 28,1 г • см2
    Рабочий диапазон температур -20 … +150°С
    Наличие обратное связи датчики Холла
    Макс. давление 140MPa
    Материал корпуса Сталь
    Масса 70 г
    Редуктор планетарный
    Передаточное отношение 302:1
    Материал корпуса Сталь
    Максимальная рабочая скорость 25 об/мин
    Максимальный рабочий момент 2,5 Нм
    Максимальный рабочий ток 0,54 А

    Сопротивление обмотки электродвигателя

    Современные электродвигатели являются надежными силовыми агрегатами. Они способны работать десятки лет при своевременном обслуживании и ремонте. Для этого необходимо регулярно осуществлять смазку подшипников, вовремя выполнять их замену, а также контролировать состояние обмоток статора.

    Для чего выполняется проверка сопротивления изоляции электродвигателя

    Даже в том случае, если оборудование не работало, какое-то время, необходимо обязательно произвести замер сопротивления изоляции, так как она является гигроскопичной и может изменить свои свойства под воздействием влажности воздуха. Снижение сопротивления может быть довольно значительным, поэтому прежде чем включать машину в сеть, должна быть произведена проверка сопротивления изоляции электродвигателя.

    Согласно требованиям правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) такая процедура производится перед вводом электродвигателя в эксплуатацию, после текущего и капитального ремонта, а также при плановых испытаниях один раз в три года. Замер сопротивления изоляции после текущего и планового ремонта производится для контроля качества его выполнения.

    Какие приборы необходимы

    Проверяется сопротивление каждой обмотки относительно корпуса, а также сопротивление между обмотками. Для изменения сопротивления изоляции обмоток статора электродвигателя относительно корпуса используется мегаомметр, удобный и компактный прибор, состоящий из омметра и магнитоэлектрического генератора постоянного тока. Для проверки сопротивления между обмотками используется мультиметр в режиме омметра. Сопротивление между обмотками должно быть одинаковым.
    Сопротивление изоляции электродвигателя, имеющего номинальное напряжение до 660В, следует измерять при напряжении в 500В.

    Если производится контроль сопротивления обмоток машины с номинальным напряжением до 3000 В, то применяют мегаомметры с напряжением в 1000В. Измерение сопротивления обмотки электродвигателя с номинальным напряжением более 3000В используются приборы со значением в 2500В. В том случае, если в исследуемом двигателе имеется фазосдвигающий конденсатор, то перед измерением его необходимо отключить от обмотки.

    Как правильно производить измерение сопротивления изоляции

    Измерения должны производиться при температуре воздуха не ниже +5°C. Перед исследованиями необходимо:

    • обесточить электродвигатель;
    • снять с него остаточные заряды путем заземления обмоток на 2-3 минуты.

    Измерительный провод с зажимом от гнезда «Л» (или «MΩ») подключается к одному из выводов обмоток, а провод от гнезда «З» (или «–») к заземляющему винту в клеммной коробке или к корпусу двигателя.
    Для проведения измерения нужно вращать рукоятку генератора со скоростью около 120 оборотов в минуту. Данные измерений записываются после того , как стрелка установилась на месте через 15 и через 60 секунд.

    Только при соблюдении этих условий полученный результат можно считать достоверным. После произведенного замера испытываемый двигатель необходимо обязательно разрядить.

    При проведении испытаний обязательно должна учитываться температура, при которой производилось измерение сопротивления обмоток электродвигателя. Полученные результаты должны соответствовать нормативам, указанным в ПТЭЭП приложение 3 пункт 23, а также таблице №28 приложения 3.1 (для двигателей с напряжением свыше 1 кВ). При температуре изоляции, равной по значению температуре окружающего воздуха, сопротивление обмотки двигателя должно быть не менее 1 МОм. Сопротивление обмотки электродвигателя машины постоянного тока – не менее 0,5 МОм.

    Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.

    3,3 V 5V 8 мм 2 фазы 4 провода шаговый микродвигатель

    Защита с помощью

    Безопасные платежи

    Каждый ваш платеж на Alibaba.com защищен с помощью надежного SSL-шифрования и протоколов защиты данных PCI DSS

    Политика возврата средств

    Подайте заявку на возврат средств, если ваш заказ не был отправлен, утерян или были выявлены проблемы с поступившим товаром

    MCE PdMA

    MCE PdMA

    Тестер MCE тщательно анализирует двигатель и его связанный контур, идентифицирует электрические дефекты, которые могут не обнаруживаться с помощью более традиционных технологий превентивного обслуживания. Посредством серий качественных, но неразрушающих тестов, MCE обеспечивает раннее обнаружение высокого сопротивления соединений, деградации изоляции, дефектов статора, дефектов ротора, эксцентриситета воздушного зазора. Статическая методика диагностирования оборудования делает это устройство идеальным для мониторинга состояния во время вывода оборудования из работы, для гарантии надежной работы оборудования.

    Электрические дефекты — причина неисправностей электродвигателей. Испытания с целью оценки состояния электродвигателей по их электрическим характеристикам (MCE – Motor Circuit Evaluation) – это технология технического обслуживание по текущему состоянию, которая обеспечивает статическое тестирование электродвигателей с помощью портативного тестера. MCE позволяет тестировать обесточенные электродвигатели, большого и маленького размера, переменного или постоянного тока, и определять состояние двигателя и связанной с ним цепи питания в течение очень короткого времени. Эти данные немедленно сохраняются для выявления трендов, сравнения и составления отчетов. MCE тестер, также известный как МСЕ (motor circuit evaluator – анализатор цепей электродвигателей), позволяет выполнять обслуживание именно по текущему состоянию, а не через установленный интервал времени. Это предотвращает дорогостоящие аварии электродвигателей и их излишнее обслуживание.

    Испытания МСЕ могут выполняться для обеспечения качества, определения трендов состояния и выявления неисправностей в результате диагностики.

    • Испытания на соответствие электродвигателей техническим условиям, когда они новые или восстановленные, гарантирует, что только самого высокого качества электродвигатели будут запущены в эксплуатацию.
    • Отслеживание состояние «здоровья» электродвигателей в течение длительного времени позволяет выполнять ремонт или замену электродвигателей до его аварии. Это может предотвратить непредвиденный простой и минимизировать затраты, связанные с внезапными отключениями.
    • Диагностика неисправностей выполняется путем использования МСЕ для отыскания повреждений в подозрительных цепях и сведение проблемы к определенному компоненту или участку цепи электродвигателя.

    Испытания МСЕ являются неразрушающими, измеряют собственные характеристики обесточенной схемы электродвигателя. Стандартное испытание занимает примерно от 1,5 минут (электродвигатель постоянного тока) до 3,5 минут (электродвигатель переменного тока) и позволяет измерять следующие характеристики электродвигателей переменного и постоянного тока:

    • Сопротивление на землю – Resistance-to-ground (RTG)
      Величина RTG с коррекцией по температуре позволяет оценить состояние корпусной изоляции электродвигателя и кабелей схемы.
    • Емкость на землю – Capacitance-to-ground (CTG)
      Параметр CTG – дополнительный индикатор состояния изоляции, указывающий на накопление загрязнений на изоляции.
    • Междуфазное сопротивление – Phase-to-phase Resistance
      Величина междуфазного сопротивления позволяет оценить сопротивление цепи и обмоток статора, рассчитать дисбаланс сопротивлений, и показывает, когда эти дисбалансы неудовлетворительны. Дисбалансы сопротивлений могут быть использованы для идентификации «горячих точек», соединений с высоким сопротивлением или замыкания обмоток в статоре.
    • Междуфазная индуктивность – Phase-to-phase Inductance
      Эта величина позволяет оценить дисбалансы индуктивности цепи, обмоток статора, железа и компонентов ротора, и показывает, когда эти дисбалансы неудовлетворительны. Они могут быть использованы для идентификации неисправностей обмоток и дефектов ротора.
    • Скачок напряжения – Step Voltage
      Испытание Step Voltage позволяет регистрировать пик броска и спада тока при каждом увеличении (шаге) напряжения постоянного тока, прикладываемого параллельно изоляции цепи на корпус. Это испытание позволяет пользователю наблюдать, как система изоляции реагирует на перенапряжение. Состояние изоляции может быть определено путем оценки результирующего графика тока утечки.
    • Индекс поляризации – Polarization Index (PI)
      Выполняется десятиминутное испытание изоляции. Рассчитывается коэффициент диэлектрической абсорбции и строится профиль зависимости RTG от времени. Полученный профиль может быть использован для определения состояния системы изоляции электродвигателя.

    Дополнительно технология МСЕ позволяет контролировать влияние ротора (Rotor Influence Check – RIC) электродвигателей переменного тока, выполнять испытание Step Voltage и определение индекса поляризации электродвигателей переменного и постоянного тока, а также проводить испытание коллекторных пластин электродвигателей постоянного тока.

    • Контроль влияния ротора – RIC
      Это испытание выполняется для разделения проблем в электродвигателе – либо ротор, либо статор. При повороте ротора вручную определяется график его влияния на обмотки статора, используя измерения индуктивности. Если это влияние на обмотки статора равномерно, то аномалию следует искать в роторе. Если неравномерно, тогда аномалия относится к статору.
    • Испытание коллекторных пластин
      Испытание коллекторных пластин выполняется для якоря электродвигателей постоянного тока. Это помогает найти неисправность коллектора или обмотки якоря.

    Виды испытаний:

    • Междуфазное сопротивление.
    • Междуфазная индуктивность.
    • Баланс по сопротивлению.
    • Баланс по индуктивности.
    • Емкость на землю.
    • Индекс поляризации PI.
    • Коэффициент диэлектрическойабсорбции DAR.
    • Измеренное сопротивление контуразаземления.
    • Скорректированное сопротивлениеконтура заземления.
    • Контроль влияния ротора.
    • Индуктивность обмотки возбужденияэлектродвигателя постоянного тока.
    • Сопротивление обмотки возбужденияэлектродвигателя постоянного тока.
    • Емкость обмотки возбужденияэлектродвигателя постоянного тока.
    • Сопротивление контура заземленияобмотки возбуждения электродвигателяпостоянного тока.
    • Испытания якоря электродвигателейпостоянного тока.
    • Тестирование пластин коллектораэлектродвигателей постоянного тока.
    • Тестирование асинхронных двигателейпеременного тока.
    • Тестирование синхронных двигателей.
    • Тестирование электродвигателей сфазным ротором.

    Технические характеристики MCE PdMA

    Все характеристики Свернуть обратно

    Технические характеристики MCE

    • 250-5000 В с шагом 50 В
    • 250-1000 В с шагом 50 В
    • От 20 кОм до 100 MОм при 250-500 В (±2%)
    • От 100 MОм до 1 ГОм при 250-5000 В (±2.5%)
    • От 1 ГОм до 220 ГОм при 500-5000 В (±5%)
    • От 220 ГОм до 1000 ГОм при 1-5 кВ (±5%)
    • От 1 TОм до 3 TОм при 1-5 кВ (±20%)
    • 2 мА
    • От 1000 до 220000 пФ при 1200 Гц (±5%)
    • От 220000 до 1000000 пФ при 300 Гц (±5%)
    • 250 пФ
    • От 0.05 мГн до 250 мГн (±1%)
    • От 0.05 мГн до
    • От 50 мГн до
    • От 100 мГн до 250 мГн (0.1 мГн)
    • От 220 мГн до
    • От 700 мГн до 2000 мГн (±2%)
    • От >2000 мГн до 5000 мГн (±5%)
    • От 0.1 мГн до 25 мГн
    • От 100 мкОм до 2000 Ом (±1%)
    • От 0.00010 Ом до 0.02000 Ом (0.00001 Ом)
    • От 0.0200 Ом до 2.000 Ом (0.0001 Ом)
    • От 2.00 Ом до 50.0 Ом (0.001 Ом)
    • От 50.00 Ом до 1000.00 Ом (0.01 Ом)
    • От 1000.0 Ом до 2000.0 Ом (0.1 Ом)

    Размеры:

    • 46.99 x 36.83 x 15.24 см

    Вес:

    Набор тестовых проводов:

    Напряжение питания компьютера:

    • 100-240 В переменного тока, 50/60 Гц

    Параметры окружающей среды
    Рабочая температура:

    • От -40°C до 65°C
    • 10% — 90% (без конденсации)

    Влажность при хранении:

    • 5% — 95% (без конденсации)

    Точность – в пределах указанной погрешности +/- % или +/- удвоенная цена деления по разрешению, что больше. Примечание: самый низкий предел погрешности по индуктивности / сопротивлению (+/- 1 %) или абсолютная – по индуктивности (+/- 50 мкГн) / по сопротивлению (+/- 4 мкОм), что больше.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *