温度管理是 L7 的设计核心
L7 系列线性马达是为机床应用而生 ── 包括高速切削(HSC, High Speed Cutting)、高性能切削(HPC, High Performance Cutting)以及各类磨削应用。这些应用必须以最高效率产生足够的进给力,并以高效率将相应的功率损耗散逸,以将机台结构与相邻结构的热输入降至最低。
因此 L7 系列搭载动子(primary part)的水冷回路(cooling circuit),并可选配定子(secondary part)冷却回路。动子(Primary part)的冷却回路吸收绝大部分热流并将其导入冷却介质。
定子(Secondary Part)冷却系统
定子(Secondary part)冷却系统用于吸收并散逸从动子(primary part)下方残余的辐射热与对流热。这使得在机台床身上铺设冷却管路(会削弱结构强度)的复杂工法不再必要。
三大热诱导变形抑制措施
为了将热诱导的机台几何变化最小化,L7 全面支援以下措施:
1. 热绝缘(Thermal insulation)
特殊的隔离元件在动子(primary part)上方建立一层空气间隙,将线性马达与螺钉安装表面之间的热量加以隔离。
2. 均匀温度分布(Homogeneous temperature distribution)
热对称结构的动子(primary part)与特殊设计的主冷却系统,使温度达到最佳化的均匀分布。
3. 整体系统的主动温度控制(Active temperature control as a complete system)
定子(Secondary parts)可选配冷却机能,并能轻易地整合到动子(primary part)既有的冷却系统中。
构造分解
L7 马达构造分解图(Source: PHL en-GB / DE / 2025-01, p.5)
- 动子(Primary part)with integrated water cooling system ── 内建水冷回路,吸收主要热流
- Cover plate(选配)── 防止切屑等加工颗粒卡入定子(secondary part),方便清除
- 定子封装型(Secondary parts in encapsulated design)(选配)── 提供优异的液体防护;透过强化绝缘系统为未来电气需求做准备
- 定子冷却系统(Secondary part cooling system)(选配)── 吸收动子(primary part)下方的残余辐射与对流热,无需在床身内铺设冷却管路
效率与功率损耗
透过高度紧凑的冷却系统与最佳化线圈设计,L7 相较目前业界基准达到下述两项择一改善:
相同推力下,功率损耗降低达 50%
相同功率损耗下,额定推力提升达 40%
振荡运动下的优势更为突出
L7 在需要高加速且马达持续发热的振荡运动应用中尤为突出。高加速能力缩短周期时间,能量裕度确保工件轮廓精度。由于功率损耗极低,导入机台床身的热量也随之降低。
合规与耐久
Ecodesign Directive 2009/125/EC
L7 系列线性马达符合欧盟生态设计指令 2009/125/EC 的能效要求。
耐久性
定子(Secondary parts)提供以下选配以延长寿命与防护:
- Cover plate(防护盖):有效阻挡机械影响,加工切屑可轻松清除
- 封装型(encapsulated):提供优异的液体防护
- 强化绝缘系统:为未来更严格的电气需求预作准备
这些选配组合使 L7 系列展现广泛的耐用性与可靠度。
与 L1 系列的定位差异
多年来,Schaeffler Industrial Drives 提供水冷有铁芯的 L1 系列线性马达,峰值力上限为 5,171 N。L7 将这项范围拓展至 24,300 N,使 Schaeffler 直驱可广泛应用于搬运系统与机床的主轴/进给轴。
| 项目 | L1 系列 | L7 系列 |
|---|---|---|
| 峰值力上限 | 5,171 N | 24,300 N |
| 典型应用 | 自动化、半导体、PCB、雷射切割、量测 | 铣床、车床、磨床、HSC 轴、振动/非圆加工 |
| 水冷 | L1C 选配 | 动子(Primary part)标配水冷 |
| 定子(Secondary part)冷却 | 不适用 | 选配 |
| 介电强度 | — | 800 V |
| IP 认证 | — | 动子(Primary part)IP65 |