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随着时代的不断发展,直线传动模组广泛应用于电子与半导体设备、精密数控机床、高端医疗器械等领域。直线模组包括直线电机和控制器,而直线电机具有高精度、长行程、高负载和高速度等特点。
直线电机在运转过程中释放相当的热量积累在电机内部,其中大部分的热量是电机绕组工作时产生的欧姆热。当电机内部温度较高时,其绝缘寿命相应下降,金属部件的力学性能也会降低,从而严重折损电机寿命和影响其安全性。
直线电机的寿命与安全问题本质上是热管理问题。随着直线电机市场需求的持续提升,未来市场的竞争聚焦在性能方面,而性能竞争会集中在热管理技术层面。直线电机的热管理技术对直线电机的安全性、可靠性与寿命等有决定性的作用,也是今后严重制约直线电机发展的瓶颈问题。
“一般直线电机的发热严重区域在底部,但因为电机的散热空间是有限的,所以水道只能布置在这个电机的一端,电机绕组本身的热导率又是非常低的,因此我们的思路就是:在发热区域和水冷区域中间应用我们的相变器件,搭建一条额外的传热通路,达成散热控温的目的,这就是直线电机的一个热解决方案。”
高精密数控机床的直线电机场景:采用畅能达器件的直线电机液冷散热方案50W功率下的最高温度降低42.5℃,由125℃降至82.5℃,同等温度可实现功率翻倍(100W)
“类似直线电机这种需要大推力的场景,一般发热问题都会比较严重,比如磁悬浮列车加速度冲起来的时候,里面的线圈发热是致命的,我们也可以针对性地设计热管理方案。还有一些港口的龙门架啊,集装箱的搬运设备等等,都可以用上我们的相变器件。”
直线电机热管理方案:畅能达采用“千百十工程”国家级培养对象汤勇教授的超薄均热板技术,设计出了直线电机热管理系统。
通过获取直线电机的尺寸和工作情况,设计制造一种同直线电机相互匹配的 U 形或 L 形的相变超薄均热板,利用超薄均热板内部形成的气液相变循环,将绕组组件在工作时产生的欧姆热从绕组组件均匀传递至液冷板中带走。
技术相比传统的直线电机散热结构具有热阻小的优点,绕组组件的散热效率高,电机长期运行也不容易产生热量堆积;电机内部的温度差控制在 5℃以内,能够维持金属部件的力学性能,延长绝缘和电机的使用寿命,提升电机的安全性;平均直线电机热量分布,避免出现“烧机”以及“机壳发生热变形”现象。
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