hd电动机及其应用前景
唐苏亚 (涟水县技术改造办公室 江苏223400)
摘 要 hd电动机是一种可产生大转矩（大推力）的新型结构原理的电动机。文中介绍了这种电动机的结构及其主要技术特点，并列举了在工业中的典型应用。
叙 词 伺服电动机直线电动机转矩应用
1 引 言
直接驱动电动机具有低速、大转矩的特点，与伺服电动机十减速机方式相比，具有无齿隙游移、机械刚性高及无需维护等优点，并可实行高精度控制。因此，在高速、高精度的位置定位、搬运等场合得到广泛的应用，目前所使用的dd电动机大体上有直流无刷型、可变磁阻型(vr)和混合型(hb)等几种，而这几种电动机尚存在体积大、铁心的利用率低以及单位体积输出转矩小等缺点，因而在一些精密机床领域内以及特殊场合下的应用受到限制。
近年，国外开发了一种可实现小型大转矩（大推力）化的电动机，即hd电动机。它是采用高性能的****磁铁和独特磁回路的dd电动机与小型高性能交流伺服驱动器组合而成的机电一体化产品，与传统的dd电动机相比，在电机的小型化和大转矩化方面均有较大的提高。
2 hd电动机的特点
2.1结构特点
hd电动杌可分为旋转式和直线式两种。
2.1.1旋转式hd电动机
旋转式hd电动机的结构如图1所示。电动机为外转子结构，由电动机部分（磁回路部分）、轴承部分、旋转位置检出部分构成，负载可直接和转子相连接。在hd型磁回路中，外转子铁心槽中嵌有薄板状的****磁铁，这与传统的dd型相比，其铁心的利用率提高了2倍左右，即使是同样大小的体积，前者可输出高于后者2倍左右的转矩。
2.1.2直线式hd电动机
直线式hd电动机的动子由a相和b相两个部件组成，每个部件由4个e形铁心和3
个****磁铁互相重叠构成，并在上面绕有电流线圈，形成e形铁心的中央脚为a(b)极，外脚为a(b)极，e形铁心的顶端兼作齿部。试验表明，这种hd型直线电动机的推力大约是vr型直线型电动机推力的2倍，其结构如图2所示。
2.2技术性能特点
2.2.1小型、大转距（大推力）化
由于hd电动机采用了独特的磁回路以及高性能的****磁铁，因而与传统的vr型和hb型电动机相比，在相同体积的情况下，其输出转矩（推力）可提高约2倍左右。
2.2.2效率高、线性特性好
与dc无刷型相比，hd电动机的铜耗小、温升低，效率高。与采用****磁铁的vr型电动机相比，电流一转矩特性的线性度好。
2.2.3高刚度、高精度
旋转式hd电动机通常采用双列式滚动轴承，因而刚度高。又因电动机可直接与负载连接，故系统的定位精度高。
3 hd电动机的应用举例
3.1机床工作台驱动
直线电动机质量小，产生的推力直接作用在移动物体上，可得到高效率的驱动特性。日本神钢电机株式会社采用hd型直线电动机驱动高速多工序自动数控机床(m/c)的工作台，其被驱动部分的质量为255kg。试验结果表明，****加速度为1.3×10 – 2m／s2，速度闭环的频率带宽为150hz，而传统的旋转电
3.2振动试验装置
在进行动力学研究时，需要使用振动试验装置，过去一直使用油压方式的传动机构，由于需要油压泵、蓄电池等大型设备，因而维修复杂、能量效率低，油压特性由于是非线性的，故控制复杂。hd技术的出现，大推力直线电机的制造已成为可能，用hd型电动机制成的振动试验装置，具有良好的线性特性和高速性能，在5hz以下的频率范围内可得到良好的力控制以及加速度控制。
3.3立式磨床的主轴驱动
日本一些公司已经在高精度的立式磨床上便用hd电动机进行主轴驱动。它与传统的皮带驱动相比，可得到振动小、平稳的旋转特性以及高精度的加工品质。同时由于没有齿轮、皮带轮、皮带等传动部件，因而噪声小、可靠性高，既节约了能源，又提高了效率。图3为立式 |
