Magnetische Aktoren und Motoren

Magnetische Aktoren und Motortechnologien

Magnetische Aktoren verwenden die Kraftwirkung im magnetischen Feld, um Kräfte zu erzeugen und die Bewegung eines Teils des Aktors anzutreiben.  

Eine erste große Familie von magnetischen Aktoren basiert auf den Magnetkräften, die auf Entfernung arbeiten, den Laplace-Lorentz Kräften und den Reluktanzkräften. Linearantriebe bieten Hublängen einer Reichweite von 1 bis 20mm, und arbeiten komplementär zu Piezoaktoren. Sie können in 3 Klassen unterteilt werden:

  • Tauchspulenaktoren: Eine in einem statischen Magnetfeld platzierte mobile Spule, die vom Strom angetrieben wird, ist der Wirkung der Laplace-Lorentz Kraft ausgesetzt. Diese Kraft ist proportional zum induzierten Strom. So können diese Aktoren gesteuert werden. Da ihre erste Anwendung in Lautsprechern erfolgte, werden sie auch Schwingspulen genannt. Cedrat hat Schwingspulen für verschiedene Kraftfahrzeug-, Industrie und Raumfahrtanwendungen entwickelt.

  • Aktoren nach dem Moving-Magnet-Prinzip: Ein sich bewegender Permanentmagnet, der zwischen zwei Magnetpolen sitzt, kann unter Zuhilfenahmen von Spulen von einem Pol zum anderen geschaltet werden. Solche Aktoren, die nach dem Moving-Magnet-Prinzip arbeiten, sind bistabil. Sie zeigen hohe Kräfte, lassen sich aber weniger gut steuern. Cedrat hat Miniaturgeräte für Verriegelungen und haptische Anwendungen entwickelt.

  • Elektromagnetische Aktoren: Ein weiches magnetisches Teil in einem Spulensystem wird sich naturgemäß in einer Art und Weise bewegen, die die Magnetkraft des Systems minimiert. Bei Standardelektromagneten ist diese Reluktanzkraft größer als die Laplace-Lorentz-Kraft, aber sie ist nur anziehend und demnach nicht steuerbar. Neue ansteuerbare elektromagnetische Aktoren, so genannte MICA, die dank Oseo von Cedrat entwickelt wurden, sind innovative mit Verzögerung arbeitende (polarisierte) elektromagnetische Aktoren, bei denen die Kraft über die gesamte Hublänge umgekehrt werden kann. Sie werden zum Beispiel für die Erzeugung von Schwingungen oder die aktive Dämpfung in eingebetteten Anwendungen verwendet. Sie bieten eine größere Hublänge als Piezoaktoren. Sie bieten größere Kräfte und erhitzen weniger als Tauchspulenaktoren.

Eine zweite Familie magnetischer Aktoren basiert auf der magnetischen Steuerung aktiver Werkstoffe. Zwei Arten werden bei Cedrat für innovative Geräte eingesetzt:

  • Magnetostriktive Aktoren: Diese Aktoren machen sich die magnetostriktive Wirkung zu nutzte, die in der Verformung eines magnetostrikiven Werkstoffs besteht, wenn dieses einem Magnetfeld ausgesetzt wird. Die magnetostriktive Verformung von Terfenol-D kann Dehnungswerte von 1600ppm erreichen. Dieser aktive Werkstoff wird somit eine interessante Konkurrrenz für piezoelektrische Keramiken für leistungsstarke Wandler oder Niedervoltaktoren.

  • Aktoren auf der Basis magnetorheologischer Fluide (MRF-Aktor): Magnetorheologische Fluide (MRF) können sich verfestigen, wenn sie auf ein Magnetfeld stoßen. Diese Wirkung kann für die Herstellung verschiedener, MRF-basierter Aktoren verwendet werden: Ventile, Bremsen, Kupplungen, halbaktive Dämpfer, intelligente hydrostatische / hydrodynamische Lager…

Eine dritte Familie der magnetischen Aktoren umfasst elektromagnetische Motoren, die auch rotierende elektrische Maschinen genannt werden. Diese Familie ist sehr groß. Cedrat entwickelt hauptsächlich kleine elektrische Motoren, vor allem bürstenlose DC-Motoren (BLDC-Motoren) und Schrittmotoren.

Diese Technologien werden in den folgenden Beispielen vorgestellt. Für Linear-Magnetantriebe finden Sie weitere Hinweise im Katalog für neue Magnetantriebe.

Electromagnetic Actuators

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Beschreibung

CEDRAT TECHNOLOGIES develops customised ElectroMagnetic Actuators, which are dedicated to customer’s specific applications when off the shelves standard products are not suitable. They cover a wide spectrum of applications and markets such as industry, automotive (for example, e-Lift 3 project with PSA), air & space, medtec, etc.

Anwendungen

Valve actuation, locking and unlocking Pin-puller, contactor...

Zustand
Product

Moving Iron Controllable Actuator technology (MICA)

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Beschreibung

MICA™ actuator fullfills requirements in which compact, highly dynamic, precise, reliable and robust actuators are needed. This technology has been designed to fill the gap between the well known voice coil and the solenoid technologies.

Anwendungen

Valve control, pump and compressor actuation, test benches, vibration generation, active control of vibrations, fast gripper, fast positioning...

Zustand
Product

BRUCE - Electromagnetic Actuated Pin Puller

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Upon request of CNES, the French National Space Agency, CEDRAT TECHNOLOGIES has designed a resettable electromagnetic actuated pin puller, called BRUCE (Broche Rétractable Utilisant une Commande Electromagnétique)

Anwendungen

Space, electomagnetic, pin puller...

Zustand
Prototype

Schwingspule Vakuumkompatibel: VC - 1

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Beschreibung

Die Tauchspulenaktoren basieren auf der Laplace-Kraft, die streng proportional zum induzierten Strom ist.

Anwendungen

Hochlineare Aktoren, Luft- und Raumfahrt...

Zustand
Space evaluated

Bistabiler Linearantrieb, der nach dem Moving-Magnet-Prinzip arbeitet: BLMM

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Aktoren, die nach dem Moving-Magnet-Prinzip arbeiten, basieren auf einem Permanentmagnet, der sich zwischen zwei gegengerichteten Elektromagneten bewegt.

Anwendungen

Verriegelungsmechanismen, Vibrationsgeneratoren, Mikroventile...

Zustand
Proof of concept

MRF Technologien

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Magnetorheologische Fluide finden Anwendung in aktiven Ventilen, smarten hydrostatischen oder hydrodynamischen Lagern…

Anwendungen

Aktive Ventile, smarte Lager

Zustand
Proof of concept

MRF Aktoren

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Die vorgestellten Aktoren auf der Basis magnetorheologischer Fluide (MRF) sind neue selbstsichernde / bremsende elektrische Aktoren, die nur sehr wenig Strom verbrauchen.

Anwendungen

Aktive Dämpfer, Stoßdämpfer, Verriegelungsmechanismen...

Zustand
Proof of concept

Limited Angle Torque Actuators: LAT

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The Limited Angle Torque (LAT) actuator offer a rotating motion over an angle of +/- 15°. Thanks to its principle and an elastic guiding, it offers a smooth, high resolution rotative motion and precise pointing assemblies for air & space & optic applications.

Anwendungen

High resolution rotating motion, Micro nano Positioning, Pointing, Scanning

Zustand
Prototype

Upgrade Bürstenlose DC-Motoren

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Die CEDRAT Gruppe hat ein Upgrade für COTS-Motoren oder Aktoren (kommerzielle Produkte aus dem Regal) vorgenommen...

Anwendungen

Charakterisierung von Mikromotoren, Modellierung, Design, Prototypentwicklung...

Zustand
Prototype

Einphasen Kleinschrittmotor: SPSM-1

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Beschreibung

Ein einphasen Kleinschrittmotor mit einstellbarem axialem Luftspalt und Flachmagnet wurde entwickelt

Anwendungen

Mikromotoren, Mikrotechnologien...

Zustand
Proof of concept

Magnetostriktive Aktoren

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Magnetostriktive Aktoren sind magnetisch wirkende Festkörperaktoren.

Anwendungen

Schallgeber, Hochleistungsgenerator...

Zustand
Proof of concept

Linear amplifier for magnetic actuators: LA24

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The multi-channel Linear Amplifier LA24 is designed as a low noise, high bandwidth linear amplifier for finely driving every magnetic actuator from CEDRAT TECHNOLOGIES.

Anwendungen

Positioning, Stabilization

Zustand
Product

Battery-based power supplies for embedded actuators, sensors & mechatronic systems

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Beschreibung

Power supplies for piezo or magnetic actuators, sensors & mechatronic systems based on 3.7V (typical) lithium polymer cells voltage.

Anwendungen

Embedded piezo & magnetic actuators, motors, sensors, mechanisms, valves

Zustand
Proof of concept