动线圈已经使用了很多年了。然而现在，市场压力正促使这项技术迅速发展并得到广泛应用。这项技术最直接地与气动驱动和动磁铁旋转电机竞争。
作者:埃德•内夫•总裁|SMAC动圈执行器(MCA)
动圈技术适用于旋转电机和直线电机。这项技术已经存在很长时间了。回想一下，在执行器内部是产生磁场的永磁体;在磁场中有一个动线圈。通过线圈的电流产生线圈与输出轴或梭的横移运动。输出的力与线圈的匝数和执行器内的磁通(两个常数)以及电流成正比，所以更多的电流通过线圈增加输出力。
这是LAR55系列线性旋转驱动器，接受48 v单相输入输出50毫米冲程，精度在5µm。峰值力为40 N;峰值扭矩为0.2 ~ 2.5 Nm。
与气动执行器不同，带有动圈技术的SMAC执行器具有完全可编程的速度、位置和力。
在基于动圈技术的电刷式旋转伺服电机中，电刷为电流到达线圈提供了途径。相比之下，单极直线电机常被称为声音线圈——是许多演讲者的核心。
阅读本技术注意系列的第一部分:最常见的线性执行器是什么时候出现的?
高强度钕磁铁的引入极大地扩展了动圈执行器在运动应用中的适用性，因为使用这些磁铁的执行器输出高力(或扭矩)。
它们的线圈的轻移动质量使执行机构在许多工业应用中表现出色，因为它允许高循环率-是气动或滚珠丝杠执行机构的两倍。此外，动圈执行器有:
•长循环寿命- 10倍的气动或滚珠丝杠线性执行器
•每个循环的高重复性-在气动装置中发现的差异达到10%
•可编程力和扭矩输出
•为非常慢的应用程序提供移动的能力。
有两个因素限制了这项技术的广泛应用。
成本直到最近，动圈直线电机(及其伴随的运动控制器)的成本是同等尺寸气动气缸和阀门的五倍，是步进电机滚珠丝杠执行器的三倍。
电流输入动圈执行器需要一种模式来获得电流到线圈-通过旋转执行器的电刷和线性变化的柔性电缆。前者磨损，后者的行程限制在约500毫米或更短。
即便如此，这种情况正在改变——动圈执行器的使用正在增加，原因有几个，与简单性和成本效益有关:
1.编码器成本已经降到15美元以下，主要是由于一些制造商开发了低成本芯片和低成本塑料秤的开发。
2.的成本(和规模)运动控制器和放大器也大幅下降。批量定价现在接近每轴100美元，并将继续下降。这部分是由于在汽车应用中越来越多地使用伺服电机。
3.线圈制造成本也在迅速下降。这是由于新的印刷线圈技术的出现和所有实质性的好处，它赋予:
- 没有焊接
- 电阻变化为缠绕线圈的1%
- 非常低成本的新设计工具-一般开支约为5,000元
- 打印线圈形状的能力是不可能的风
- 能够将柔性电缆、编码器和主连接器集成到打印的柔性电路中(作为一种减少零件数量和装配成本的方法)
4.另一个降低某些动圈执行器价格的因素是一些制造商降低成本的方法磁铁将长磁铁切割成一定尺寸，然后在内部进行磁化。
5.某些厂家也可以用曲对于短的笔画(小于30毫米)……利用这一事实，弯曲可以花费不到1美元。
电动气缸如SMAC的CBL系列执行器使用动圈技术与力控制。它们具有与同类气动执行器相同的尺寸和形状。
今天，带有内置控制器放大器的动圈伺服执行器的价格约为350美元(按批量订单计算)，因此与包含滚珠丝杠的执行器的价格相当，尽管其成本仍然是气动系统的两到三倍。尽管如此，随着上述因素开始影响市场，预计房价还将下跌35%。
限制这项技术更广泛应用的另一个因素是它需要电刷或柔性电缆。在这方面，一个解决方案可能即将出现。埃因霍温大学的研究人员演示了移动线圈旋转伺服电机的无线功率传输。这在技术上是可行的，不仅适用于旋转动圈电机，而且适用于线性执行器。这里的主要障碍是成本和功率传输组件的尺寸。但是技术还在继续进步，所以预计这项技术在不久的将来会出现在市场上。
SMAC动圈执行器的可编程速度，位置和力意味着他们能够执行专利的软地移动。在这个过程中，执行器快速接近一个物体，然后减速以避免损坏它:系统在速度模式下执行低力接近。一旦与工件或其他参考点接触，位置误差就会建立，直到达到一个极限——用于执行器在工件表面的位置维护。
了下:线性运动技巧，•丝杠
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