直线电机LMFA01 - 东莞市百家电子商务有限公司

LMFA

产品名称：直线电机LMFA01
产品型号：LMFA01
产品规格：铁心式直线电机：LMFA系列-LMFA01

详细说明

直线电机
直线电机源自于劳伦兹法则(Lorentz)，即利用电流(I)与磁场(B)的相互作用而产生推力(F)，加上本身磁铁排列与多动子的运用，可实现行程不受限制与单轴多动子的独立运动，藉由搭配精密伺服回馈可轻易实现奈米定位精度的控制。

技术用语：

连续推力F_c(N)
定义为马达在环境温度25%C下，连续运动不休息所输出的推力，此连续推力对应施加给马达之连续电流|c。

连续电流l_c[A_rms]
定义为在环境温度25°C下，可连续供应给马达线圈的电流，亦为产生连续推力的电流。

瞬间推力F_p(N)
定义为马达在不超过一秒的时间可以输出的最大推力，一般用于加速或减速的目的。

瞬间电流l_p[A_rms)
定义为马达达到瞬间推力下所对应之瞬间大电流，在正常操作范围，瞬间电流可允许供给一秒。

极限推力F_u(N)
定义为马达在极限电流l_u下所对应的输出推力。

极限电流l_u[A_rms)
定义为马达连续电流l_c的五倍;在此电流下，马达输出之推力在饱和的非线性区内，推力常数会降低，输入此电流马达有过温风险，建议操作时间为0.5秒以下。

推力常数K_f[N/A_rms]
定义为马达在单位电流下[A_rms)的输出推力，把此参数乘以电流即可得到推力: F=I×K_f。

动子与定子间吸引力Fa (N)
定义在额定气隙下铁心式马达动子与定子之间的作用力，此力形成对滑块的预压，将由滑轨承受。

线圈最高温度T_max(°C)
定义为马达线圈允许的最高温度。马达的实际平衡温度会取决于机构、冷却方式以及运动规划等等因素，理论计算可能会有偏差，通常以实际测试为依据。

电气时间常数K_e(ms)
定义为供给马达的电流达到目标值63%所需要的时间，其值越小表示响应时间越快。

电阻(线间，25°C)R₂₅ （Ω）
定义为马达在线圈温度25°C时所量测之线间电阻值;电阻值会随温度上升而提高。

电感(线间)L (mH)
定义为马达所量测之线间电感值。

极对距2τ(mm)
定义为定子上两同极性磁铁之间的距离，即为N→N或S→S。

反电动势常数K_v [V_rms/(m/s)]
定义为马达在磁石温度25°C时，单位速度所产生的感应电动势。发生于线圈感应到磁场变化时，反抗电流通过的电动势。

马达常数K_m (N/√￣w)
定义为线圈以及磁石温度25°C时马达输出推力对消耗功率开根号的比值，越高的马达常数代表马达在输出特定推力时会有越低的功率损失，为判断马达效率的指标之一。

热阻R_TH (°C/W)
定义为热量从马达线圈内到散热环境所受到之阻力;热阻越小表示相同热量输入下，线圈与散热环境的温差越小，亦表示散热效果越好。

热时间常数T_TH (s)
定义为马达在供给连续电流下，线圈初始温度升至与线圈最高温度温差63%所需的时间。

最小流量(L/min)
定义为冷却液在额定水冷温度下，马达要达到水冷连续推力F_c[WC)需要的最小流量。

水冷温度（°C）
定义为在最小流量下，马达冷却液需在此温度才能达到水冷连续推力F_c[WC]。

压降△P (bar)
定义为冷却液在最小流量下的进出水口压力差。

瞬间推力最高速度V_max,fp (m/s)
定义为在瞬间推力下，马达所能达到的最高速度;此参数需取决于最大操作电压。

最大输入功率P_{EL MAX} (W)
定义为马达操作在瞬间推力最高速度V_MAX_.FP与最大热损失Q_P.H._MAX条件下所需要的输入功率。

最大热损失Q_P.H._MAX (W)
定义为马达在线圈最高温度T_MAX时线圈产生的热损失。

堵转电流l₀(A_rms)
定义为当马达在环境温度25°C与堵转条件下，所能供给之电流上限，其值与散热条件有关。

堵转力F₀(N)
定义为当马达在环境温度25°C与堵转条件下，所能供给之推力上限，其值与散热条件有关。

最大操作电压(V_DC)
定义为马达在正常工作环境所能使用的最大操作电压。

直线电机分：铁心式直线电机，无铁心式直线电机，棒状电机
HIWIN线性马达可区分为铁心式线性马达及无铁心式线性马达，铁心式线性马达拥有较大的推力，而无铁心式的线性马达较为轻巧，拥有较佳的动态特性。马达与负较间皆没有任何传动机构，可直接驱动负载，除机构更为简单外，也因此拥有出色的动态响应，此外线性马达为非接触之设计，不会产生磨耗，因此可提供更高之精度，也可减少保养及维护。

铁心式直线电机
HIWIN 铁心式直线电机，具无磨耗、零背隙、低顿力与低速度链波等特性，加上动子推力密度大。可应用于高加减速之点对点需求运动，例如：自动化设备、工具机、半导体设备、玻璃切割机、雷射加工机、PCB加工、SMT机台、AOI光学检测设备、主动式抑振平台等。
最大速度 30 m/s
最大加速度 10G
0.1 m/s补偿前的速度涟波2~3 ％
直驱(无旋转运动的组件转换直线运动)

与单轴工业机器人相比最高速度提升15倍，搭配复数动子
加工时间减少50%以上，∞UNLIMIT定子延伸衔接有效行程无限制

铁心式直线电机系列有：LMFC LMSA LMFA LMSC

铁心式直线电机
HIWIN 铁心式直线电机，具无磨耗、零背隙、低顿力与低速度链波等特性，加上动子推力密度大。可应用于高加减速之点对点需求运动，例如：自动化设备、工具机、半导体设备、玻璃切割机、雷射加工机、PCB加工、SMT机台、AOI光学检测设备、主动式抑振平台等。
最大速度 30 m/s
最大加速度 10G
0.1 m/s补偿前的速度涟波2~3 ％
直驱(无旋转运动的组件转换直线运动)

与单轴工业机器人相比最高速度提升15倍，搭配复数动子
加工时间减少50%以上，∞UNLIMIT定子延伸衔接有效行程无限制

铁心式直线电机系列有：LMFC LMSA LMFA LMSC

LMFA系列
HIWIN永磁同步线性马达LMFA具有水冷系统，藉由特殊的电磁与散热设计，此款马达拥有超高推力密度，最大瞬间推力可达20.000N。此三相马达是由铁心构成的一次侧（动子）与永久磁铁构成的二次侧（定子）组成。
动子可视情况使用复数个动子，定子数量可无限延长，马达可移动的行程将不受限制。LMFA系列被广泛应用于工具机产业，镭射加工业，玻璃切割机及主动式
水冷设计-LMFA系列抑制平台等。

水冷设计
超高推力密度
UL与CE认证
水冷连续推力范围149N~7917N
瞬间推力范围282N~20827N
安装高度48.5mm,50.5mm,64.1mm.66.1mm

LMFA系列型号：
LMFA01,LMFA01L,LMFA02,LMFA02L,LMFA03,LMFA03L,LMFA11,LMFA11L,LMFA12,LMFA12L,LMFA13,LMFA13L,LMFA14,LMFA14L，
LMFA21,LMFA21L,LMFA22,LMFA22L,LMFA23,LMFA23L,LMFA24,LMFA24L,
LMFA31,LMFA31L,LMFA32,LMFA32L,LMFA33,LMFA33L,LMFA34,LMFA34L,
LMFA41,LMFA41L,LMFA42,LMFA42L,LMFA43,LMFA43L,LMFA44,LMFA44L,
LMFA52,LMFA52L,LMFA53,LMFA53L,LMFA54,LMFA54L,
LMFA62,LMFA62L,LMFA63,LMFA63L,LMFA64,LMFA64L,

铁心式线性马达操作说明书
目录
1. 线性马达安装前注意事项
2. 机构安装介面
2.1 LMS/LMSA/LMSA/LMFA 系列机构安装精度
2.2 马达组装尺寸
2.2.1 LMS/LMSA 铁心式线性马达
2.2.2 LMF/LMFA 铁心式线性马达
3. 安装程序-LMS/LMSA/LMF/LMFA 铁心式线性马达
3.1 安装定子
3.2 安装动子座及动子
3.3 移动动子座及动子
3.4 安装定子
3.5 安装快速接头(LMF/LMFA 适用)
3.6 水冷接头流量(LMF/LMFA 适用)
4. 水冷式线性马达之水冷却机选用
4.1 马达冷却管路安装
4.2 水冷却机的冷却能力
4.3 水冷却机的泵浦流量
附录 A.定子选用之螺丝最小锁固深度表
附录 B.动定子螺纹孔规格表
附录 C.动子选用之螺丝最小锁固深度表
附录 D.锁固动定子螺丝扭力表
*停产通知:LMS 与 LMF 系列于 2016 年 4 月起停止销售，原 LMS 系列由 LMSA 系列替代，原 LMF 系列则由 LMFA 系列替代。

1. 线性马达安装前注意事项
使用本产品前，请务必详阅本使用手册，未遵照本注意事项之规定安装方式者，本公司不负任何可能造成之损坏、意外或伤害之责任。

. 使用前注意事项
1. 请于安装或使用本产品前，先确实检查外观是否有破损或毁坏，若有任何破损情形，请立即与本公司人员或经销商联络。
2. 请勿自行拆解或改装本产品。本公司产品均经过结构运算、电脑模拟及实体测试，故请勿在未徵求专业人员同意之前，自行拆解或改装本产品。
3. 儿童需被管理者监督以避免接触本产品。
4. 装有心脏节律器，禁止使用本产品。
5. 无相关产品使用经验者，必须交由专业人员进行。

.安全使用规范
1. 定子组合具有强大的磁场，使用上必须小心。
2. 磁性资料存取装置和精密机械仪器等，请勿靠近本产品，以免导致物件损坏。(如携带手錶、信用卡、敏感物….请不要靠近。)
3. 针对 ESD(静电放电)必须採取必要的预防措施。（如手套、鞋……等）
4. 组装和操作时，必须交由专业人员进行。
5. 组装时，避免使用铁磁性工具及螺丝。
6. 定子拆装作业时，须避免导磁性金属物件靠近，并特别注意手部夹伤的风险，务必谨慎处理。
7. 定子组合锁附时，需将强磁标签朝上。
8. 拿取或放置动子组合时，请勿拖曳线材。
9. 电缆线部分不可损坏或挤压，否则易触电。
10.请勿施加超过动子组合规定之最大连续电流。
11.请确认马达运行过程中电缆线不会干涉到其他物件（建议使用链条），并注意电缆线是否有足够之弯曲半径，以避免电缆线寿命降低。
12.机台运转时，禁止触摸动、定子组合。
13.机台运转时，请特别注意操作温度需于规定范围内。
14.机台停止运转后，如需拆取动子组合，请静置室温 25℃后再进行作业，以避免烫伤。
15.机台运转时，当侦测到任何不正常的异味、噪音、烟雾、热气或是异常的振动，请立即停止运转并关闭电源。
16.产品发生异常状况，请勿自行处理。请交由本公司合格技术人员维修或送回本公司处理。
17.擅自更换零件及拆解，将造成动、定子受损，本公司将不负任何损坏、意外或伤害之责任。
18.定子表面使用无尘室专用擦拭布沾酒精(95%工业用酒精)擦拭干净，建议每三个月一次；若为发尘较大之机台设备(如 PCB 成形机或钻孔机…等)，建议每两週一次。
19.本产品自出厂日起一年内为有效的保固期，于此期间因不当使用(请参阅本说明书之注意与安装事项)、或自然天灾所造成的产品损坏，本公司不负责免费更换及维修产品之责任。

. 机构安装介面
2.1 LMS/LMSA/LMF/LMFA系列机构安装精度
在使用线性马达前，特别需要注意马达动定子间之间隙，此间隙值将会影响线性马达之性能及可靠度，因此设计良好的定位平台及适当的公差范围可以提昇产品的稳定性；以下为一般线性马达定位平台底座之剖面图及建议之公差，锁附定子组合的安装面建议平面精度为 0.02mm/300mm (如图一)。

图一、底座设计剖面图

马达组装尺寸
安装动定子组合时，需特别注意动定子之尺寸，如动子与定子之总组合高度 H、动子与定子之气隙 G1，气隙值将会影响线性马达之性能及可靠度(请参考表一与表二)。定子的形式分为不锈钢盖板式与环氧树脂注胶式。
2.2.1 LMS/LMSA铁心式线性马达

图二、LMS/LMSA 铁心式线性马达组合示意图
表一、LMS/LMSA 铁心式线性马达组合尺寸
2.2.2 LMF/LMFA水冷式线性马达

图三、LMF/LMFA 水冷式线性马达组合示意图
表二、LMF/LMFA 铁心式线性马达组合尺寸

3. 安装程序- LMS/LMSA/LMF/LMFA铁心式线性马达
注意：LMS/LMSA/LMF/LMFA 的动定子之间有极大(数百公斤)的吸力，请安装人员依照手册安装，以避免被动子与定子夹伤。
3.1 安装定子

先安装其中一组定子，安装时需注意滑轨与定子之平行度，再使用螺丝将定子安装于平台上。
注意：
1.磁铁警告标示需朝上。
2.定子选用之螺丝最大锁固深度依客户平台的螺纹孔而定；最小锁固深度请参考附录 A。

3.2 安装动子座及动子

使用螺丝将动子座安装于滑块上。使用螺丝 8将动子 7安装于动子座。
注意：
1.安装动子时须注意动子与定子间之间隙，请参考(2.2.1-2.2.2)，安装不正确时可能增加顿力或降低马达推力。
2.动子选用之螺丝最大锁固深度请参考附录 B；最小锁固深度为请参考附录 C。

3.3移动动子座及动子

移动动子座于平台上方以方便安装其他定子。

3.4 安装定子

使用螺丝 11将定子10 安装于平台上，滑动动子座确认无任何干涉现象。
注意：
1.定子选用之螺丝最大锁固深度依客户平台的螺纹孔而定；最小锁固深度请参考附录 A。
2.锁附动定子组合之螺丝扭力强度请参考附录 D。

3.5 安装快速接头(LMF/LMFA适用)

水冷接头为入水孔
水冷接头为出水孔
注意：
1.使用扭力板手(最大扭力不得超过 100kgf-cm)将 1/8PT 牙径之接头锁紧于水冷接头上，接头上需缠绕白色止水带(thread seal tape)防止漏水，不正确的安装可能导致水冷接头损坏或破裂。
2.水冷迴路最大承受压力 10 bar。

3.6 水冷接头流量(LMF/LMFA 适用)
LMF/LMFA水冷式线性马达水冷接头之流量如下表所示，其水管之内径分别为 0~2 系列为 4mm，3~6 系列为 6mm。

4. 水冷式线性马达之水冷却机选用
4.1 马达冷却管路安装
当使用複数个以上的线性马达时，马达的冷却管路必须以并联的方式安装，示意图如图四(左侧马达的进水口与右侧马达的进水口相接，出水口以此类推)。

4.2 水冷却机的冷却能力
水冷却机在选定频率之下，冷却能力需大于马达最大热损失的总和。
范例如下，若是使用两个线性马达 LMFA31，对照型录规格表的「最大热损失」，其值为 324(W)，则两个马达最大热损失总和为 2x324=648(W)，以哈伯的水冷却机为例，型号 HWK-250PTS 在 50Hz 时的「冷却能力」为980(W)，确实大于马达最大热损失的 648(W)。

4.3 水冷却机的泵浦流量
水冷却机在选定频率之下，泵浦流量需大于马达最小流量的总和，并且该泵浦流量对应的压力应大于马达内部冷却迴路之压降总和。若大型设备的冷却迴路较长，则应同时考虑迴路管长阻力造成的压降。
范例如下，若是使用两个线性马达 LMFA31，对照型录规格表的「最小流量」，其值为 4.0(L/min)，则两个马达最小流量总和为 2x4.0=8.0(L/min)，以哈伯的水冷却机为例，型号 HWK-250PTS 在 50Hz 时的「泵浦流量」为40(L/min)，确实大于马达最小流量的 8.0(L/min)。泵浦流量对应压力请洽询水冷却机厂商。