溫度管理是 L7 的設計核心
L7 系列線性馬達是為工具機應用而生 ── 包括高速切削(HSC, High Speed Cutting)、高性能切削(HPC, High Performance Cutting)以及各類磨削應用。這些應用必須以最高效率產生足夠的進給力,並以高效率將相應的功率損耗散逸,以將機台結構與相鄰結構的熱輸入降至最低。
因此 L7 系列搭載動子(primary part)的水冷迴路(cooling circuit),並可選配定子(secondary part)冷卻迴路。動子(Primary part)的冷卻迴路吸收絕大部分熱流並將其導入冷卻介質。
定子(Secondary Part)冷卻系統
定子(Secondary part)冷卻系統用於吸收並散逸從動子(primary part)下方殘餘的輻射熱與對流熱。這使得在機台床身上鋪設冷卻管路(會削弱結構強度)的複雜工法不再必要。
三大熱誘導變形抑制措施
為了將熱誘導的機台幾何變化最小化,L7 全面支援以下措施:
1. 熱絕緣(Thermal insulation)
特殊的隔離元件在動子(primary part)上方建立一層空氣間隙,將線性馬達與螺絲安裝表面之間的熱量加以隔離。
2. 均勻溫度分佈(Homogeneous temperature distribution)
熱對稱結構的動子(primary part)與特殊設計的主冷卻系統,使溫度達到最佳化的均勻分佈。
3. 整體系統的主動溫度控制(Active temperature control as a complete system)
定子(Secondary parts)可選配冷卻機能,並能輕易地整合到動子(primary part)既有的冷卻系統中。
構造分解
L7 馬達構造分解圖(Source: PHL en-GB / DE / 2025-01, p.5)
- 動子(Primary part)with integrated water cooling system ── 內建水冷迴路,吸收主要熱流
- Cover plate(選配)── 防止切屑等加工顆粒卡入定子(secondary part),方便清除
- 定子封裝型(Secondary parts in encapsulated design)(選配)── 提供優異的液體防護;透過強化絕緣系統為未來電氣需求做準備
- 定子冷卻系統(Secondary part cooling system)(選配)── 吸收動子(primary part)下方的殘餘輻射與對流熱,無需在床身內鋪設冷卻管路
效率與功率損耗
透過高度緊湊的冷卻系統與最佳化線圈設計,L7 相較目前業界基準達到下述兩項擇一改善:
相同推力下,功率損耗降低達 50%
相同功率損耗下,額定推力提升達 40%
振盪運動下的優勢更為突出
L7 在需要高加速且馬達持續發熱的振盪運動應用中尤為突出。高加速能力縮短週期時間,能量裕度確保工件輪廓精度。由於功率損耗極低,導入機台床身的熱量也隨之降低。
合規與耐久
Ecodesign Directive 2009/125/EC
L7 系列線性馬達符合歐盟生態設計指令 2009/125/EC 的能效要求。
耐久性
定子(Secondary parts)提供以下選配以延長壽命與防護:
- Cover plate(防護蓋):有效阻擋機械影響,加工切屑可輕鬆清除
- 封裝型(encapsulated):提供優異的液體防護
- 強化絕緣系統:為未來更嚴格的電氣需求預作準備
這些選配組合使 L7 系列展現廣泛的耐用性與可靠度。
與 L1 系列的定位差異
多年來,Schaeffler Industrial Drives 提供水冷有鐵芯的 L1 系列線性馬達,峰值力上限為 5,171 N。L7 將這項範圍拓展至 24,300 N,使 Schaeffler 直驅可廣泛應用於搬運系統與工具機的主軸/進給軸。
| 項目 | L1 系列 | L7 系列 |
|---|---|---|
| 峰值力上限 | 5,171 N | 24,300 N |
| 典型應用 | 自動化、半導體、PCB、雷射切割、量測 | 銑床、車床、磨床、HSC 軸、振動/非圓加工 |
| 水冷 | L1C 選配 | 動子(Primary part)標配水冷 |
| 定子(Secondary part)冷卻 | 不適用 | 選配 |
| 介電強度 | — | 800 V |
| IP 認證 | — | 動子(Primary part)IP65 |