直線電機(jī)的原理

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1、1.最大電壓(max.voltageph-ph)———最大供電線電壓，主要與電機(jī)絕緣能力有關(guān)；2.最大推力(PeakForce)———電機(jī)的峰值推力，短時(shí)，秒級(jí)，取決于電機(jī)電磁結(jié)構(gòu)的安全極限能力；3.最大電流(PeakCurrent)———最大工作電流，與最大推力想對(duì)應(yīng)，低于電機(jī)的退磁電流；4.最大連續(xù)消耗功率(Max.ContinuousPowerLoss)———確定溫升條件和散熱條件下，電機(jī)可連續(xù)運(yùn)行的上限發(fā)熱損耗，反映電機(jī)的熱設(shè)計(jì)水準(zhǔn)；5.最大速度(Maximumspeed)———在確定供電線電壓下的最高運(yùn)行速度，取決于電機(jī)的反電勢線數(shù)，反映電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的結(jié)果；

2、6.馬達(dá)力常數(shù)(MotorForceConstant)———電機(jī)的推力電流比，單位N/A或KN/A，反映電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的結(jié)果，在某種意義上也可以反映電磁設(shè)計(jì)水平；7.反向電動(dòng)勢(BackEMF)———電機(jī)反電勢（系數(shù)），單位Vs/m，反映電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的結(jié)果，影響電機(jī)在確定供電電壓下的最高運(yùn)行速度；8.馬達(dá)常數(shù)(MotorConstant)———電機(jī)推力與功耗的平方根的比值，單位N/√W，是電機(jī)電磁設(shè)計(jì)和熱設(shè)計(jì)水平的綜合體現(xiàn)；9.磁極節(jié)距NN(MagnetPitch)————電機(jī)次級(jí)永磁體的磁極間隔距離，基本不反映電機(jī)設(shè)計(jì)水平，驅(qū)動(dòng)器需據(jù)此由反饋系統(tǒng)分辨率解算矢量控制所需

3、的電機(jī)電角度；10.繞組電阻/每相(Resistanceperphase)———電機(jī)的相電阻，一般情況下給出的往往是線電阻，即Ph－Ph，與電機(jī)發(fā)熱關(guān)系較大，在一定意義下可以反映電磁設(shè)計(jì)水平；11.繞組電感/每相(Inductionperphase)———電機(jī)的相電感，一般情況下給出的往往是線電感，即Ph－Ph，與電機(jī)反電勢有一定關(guān)系，在一定意義下可以反映電磁設(shè)計(jì)水平；12.電氣時(shí)間常數(shù)(Electricaltimeconstant)———電機(jī)電感與電阻的比值，L/R；13.熱阻抗(ThermalResistance)———與電機(jī)的散熱能力有關(guān)，反映電機(jī)的散熱設(shè)計(jì)水平

4、；14.馬達(dá)引力(MotorAttractionForce)———平板式有鐵心結(jié)構(gòu)直線電機(jī)，尤其是永磁式電機(jī)，次極永磁體對(duì)初級(jí)鐵心的法向吸引力，一般高于電機(jī)額定推力一個(gè)數(shù)量級(jí)，直接決定采用直線電機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)軸的支撐導(dǎo)軌的承載能力和選型。直線電機(jī)的選型首選推力或者速度，然后看連續(xù)消耗功率、熱阻和散熱方式和條件等，再次看供電電壓和電流，如果對(duì)快速性有要求還要看電氣時(shí)間常數(shù)。個(gè)人意見，最最反映直線電機(jī)性能水平的是推力平穩(wěn)性、電機(jī)常數(shù)和熱阻，不過推力平穩(wěn)性指標(biāo)多數(shù)廠家未必會(huì)直接給出。優(yōu)點(diǎn)直線電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)在于直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，與間接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的“旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，滾動(dòng)絲杠”相比，其

5、優(yōu)點(diǎn)是(具體性能見下表)：(1)沒有機(jī)械接觸，傳動(dòng)力是在氣隙中產(chǎn)生的，除了直線導(dǎo)軌外沒有其它摩擦：(2)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，以最少的零部件數(shù)量實(shí)現(xiàn)直線驅(qū)動(dòng)，而且是只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)的部件：(3)行程在理論上不受限制，而且性能不會(huì)因?yàn)樾谐痰母淖兌艿接绊懀?4)可以提供很寬的速度范圍，從每秒幾微米到數(shù)米，特別是高速是其一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：(5)加速度很大，最大可達(dá)10g：(6)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，這是因?yàn)槌似鹬巫饔玫闹本€導(dǎo)軌或氣浮軸承外，沒有其它機(jī)械連接或轉(zhuǎn)換裝置的緣故：(7)精度和重復(fù)精度高，因?yàn)橄擞绊懢鹊闹虚g環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的精度取決于位置檢測元件，有合適的反饋裝置可達(dá)亞微米級(jí)：(8

6、)維護(hù)簡單，由于部件少，運(yùn)動(dòng)時(shí)無機(jī)械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無需維護(hù)，使用壽命更長。直線電動(dòng)機(jī)與“旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，滾珠絲杠”傳動(dòng)性能比較表性能旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)+滾珠絲杠直線電動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)從表面看，直線電機(jī)可逐步取代滾珠絲杠成為驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的主流。但事實(shí)是，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)在普遍使用后，一些過去沒有關(guān)注的問題開始浮現(xiàn)：一是直線電機(jī)的耗電量大，尤其在進(jìn)行高荷載、高加速度的運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)床瞬間電流對(duì)車間的供電系統(tǒng)帶來沉重負(fù)荷；其二是振動(dòng)高，直線電機(jī)的動(dòng)態(tài)剛性極低，不能起緩沖阻尼作用，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)容易引起機(jī)床其它部分共振；其三是發(fā)熱量大，固定在工作臺(tái)底部的直線電機(jī)動(dòng)子是高發(fā)

7、熱部件，安裝位置不利于自然散熱，對(duì)機(jī)床的恒溫控制造成很大挑戰(zhàn)；其四是不能自鎖緊，為了保證操作安全，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軸，尤其是垂直運(yùn)動(dòng)軸，必須要額外配備鎖緊機(jī)構(gòu)，增加了機(jī)床的復(fù)雜性。在直線電機(jī)的應(yīng)用中，人們除了發(fā)現(xiàn)上述缺陷外，也看到了其優(yōu)點(diǎn)的片面性。直線電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是高速度和高加速度，但在機(jī)床加工過程中，加速度超過10m/s2時(shí)所節(jié)省的輔助時(shí)間對(duì)整個(gè)加工過程的工時(shí)來說并沒有太大意義，只有在工時(shí)非常短的加工中，高加速度才有意義，也就是說對(duì)于模具、風(fēng)葉等單件復(fù)雜零件的切削加工，直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)并不明顯?；谝陨显颍x擇發(fā)展直線電機(jī)的機(jī)床企業(yè)都采用揚(yáng)長避