直線電機(jī)調(diào)研

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1、直線電機(jī)調(diào)研摘耍：苴線電機(jī)是-種新型電機(jī)應(yīng)用門益廣泛，磁懇浮列車就是用克線電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。在苴線電機(jī)屮，相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)也機(jī)記子的，叫初級(jí)；相當(dāng)子旋轉(zhuǎn)也機(jī)轉(zhuǎn)子的，叫次級(jí)，初級(jí)中通以交流，次級(jí)就在屯磁力的作川下沿著初級(jí)做直線運(yùn)動(dòng)。直線電機(jī)足-?種將電能迕接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不耑要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。它可以看成是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)按徑向剖開(kāi)，并展成平面而成。關(guān)鍵詞：直線電機(jī)；新艱電機(jī)；直線運(yùn)動(dòng)；轉(zhuǎn)換機(jī)；旋轉(zhuǎn)電機(jī)引言：數(shù)控機(jī)床正在14精密、商速、復(fù)合、智能、環(huán)保的方叫發(fā)展。精密和高速加工對(duì)傳動(dòng)及其控制提出了更高的要求，更高的動(dòng)態(tài)特性和

2、控制精度，更尚的進(jìn)給速度和加速度，更低的振動(dòng)噪聲和更小的磨損。問(wèn)題的癥結(jié)在傳統(tǒng)的傳動(dòng)鏈從作為動(dòng)力源的電動(dòng)機(jī)到工作部件要通過(guò)齒輪、蝸輪副，皮帶、絲杠副、聯(lián)軸器、離合器等屮間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，在些環(huán)節(jié)屮產(chǎn)生了較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、彈性變形、反向間隙、運(yùn)動(dòng)滯后、摩擦、振動(dòng)、噪聲及磨損。雖然在這些方而通過(guò)不斷的改進(jìn)使傳動(dòng)性能有所提高，但問(wèn)題很難從根本上解決，于出現(xiàn)了“直接傳動(dòng)”的概念，即取消從電動(dòng)機(jī)到工作部什之fuj的各種屮M環(huán)節(jié)。隨著電機(jī)及艽驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)艇，電主軸、直線電機(jī)、力矩電機(jī)的出現(xiàn)和技術(shù)的U益成熟，使主軸、直線和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的“直接傳動(dòng)

3、”概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并U益姑示其巨大的優(yōu)越性。直線電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)上的應(yīng)川，使機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了重大變化，并使機(jī)床性能有了新的飛躍。1.直線電機(jī)分類1.1直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，具有以下特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單由于直線電機(jī)不需要把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的附加裝置，因時(shí)使得系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，重景和體積人人地下降。(2)定位精度高在需耍直線運(yùn)動(dòng)的地方，直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)，因而可以消除中間環(huán)節(jié)所帶來(lái)的各種定位誤差，故定位精度高，如采川微機(jī)控制，則還町以大大地提高整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。(3)反應(yīng)速度快、靈敏度高，隨動(dòng)

4、性好直線電機(jī)界易做到K動(dòng)子用磁懸浮支撐，因而使得動(dòng)子和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸，這就消除了定、動(dòng)了間的接觸摩擦阻力，因而大大地提高了系統(tǒng)的乂敏度、快速性和隨動(dòng)性。(4)安全可靠，壽命長(zhǎng)直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸傳遞力，機(jī)械摩擦損耗幾乎為零，所以故障少，免維修，因而工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。1.2直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)：H線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方而的一種變形，它可以看作是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿K徑向剖開(kāi)，然后拉平演變而成。近年來(lái)，隨著tl動(dòng)控制技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，對(duì)各類fi動(dòng)控制系統(tǒng)的定位精度提出了更高的要求，在這種情況下，傳

5、統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)再加上一袞變換機(jī)構(gòu)組成的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，己經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)的要求，為此，近年來(lái)世界許多國(guó)家都在研究、發(fā)展和應(yīng)川直線電機(jī)，使得直線電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。1.直線電機(jī)國(guó)外發(fā)展近年來(lái)，直線電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)肢表現(xiàn)在以K方面：（1）性能不斷提高（如推力、速度、加速度、分辨率等）；（2）體積減小，溫升降低；（3）品種覆蓋面廣，可滿足不同類型機(jī)床的要求；（4）成本大幅度下降；（5）安裝和防護(hù)簡(jiǎn)便；（6）可靠性好；（7）乜括數(shù)控系統(tǒng)在內(nèi)的配套技術(shù)閂趨完善；（8）商品化程度高。目前世界上且線伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的知

6、名供應(yīng)商主要有：德Siemens公司，Indramat公司；日本FANUC，三菱公司；美國(guó)Anorad，科爾摩根公司；瑞士ETEL公司等。目前世界上直線伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的知名供應(yīng)商主要有：德Siemens公司，Indramat公司；U木FANUC,三菱公司；美國(guó)Anorad，科爾摩根公司；瑞士ETEL公司等。2.1發(fā)展近況直線電機(jī)及M:驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)在技術(shù)上己U趨成熟，己具杏傳統(tǒng)傳動(dòng)裝置無(wú)法比擬的優(yōu)越性能。過(guò)去們所擔(dān)心的直線電機(jī)推力小、體積人、溫升高、可靠性差、不安全、難安裝、難防護(hù)等M題，隨著電機(jī)制造技術(shù)的改進(jìn)，己不再是人1

7、4題。而驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)的發(fā)展又為W性能拓展和安全性提供了侃證。選擇合適的直線電機(jī)及驅(qū)線性電機(jī)動(dòng)控制系統(tǒng)，配以合理的機(jī)床設(shè)計(jì)，完全可以生產(chǎn)出高性能、高可靠性的機(jī)床?，F(xiàn)在直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給速度100m/min,加速度1?2g的機(jī)床已很普遍，己有機(jī)床達(dá)到快進(jìn)240m/min，加速度5g的指標(biāo)（日本AMADA激光切割機(jī)）。日本Mazak公司宣稱，該公司將在近期推出快移速度500m/min,加速度6g,主軸速度80000r/min切削速度8馬赫的超音速加工中心。高速度高加速度的傳動(dòng)己在加工中心、數(shù)控銑床、車床、磨床、復(fù)合加丁.機(jī)床、激光加工

8、機(jī)床及重型機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用，這類機(jī)床在航空、汽車、模具、能源、通用機(jī)械等領(lǐng)域發(fā)揮著特殊的作用。在電加工機(jī)床上釆用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)0.1（1）m的精密平穩(wěn)移動(dòng)。在微細(xì)加工及精密濟(jì)削屮，可實(shí)現(xiàn)10um進(jìn)給分辨率及20m/min的快移速度，加工表血粗糙度＜1nm。