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发布时间:2021-11-09 23:00:00 作者:北成新控伺
直线电机的基本介绍
直线电机经常简单描述为旋转电机被展平,而工作原理相同。动子(forcer,rotor) 是用环氧材料把线圈压缩在一起制成的.而且,磁轨是把磁铁(通常是高能量的稀土磁铁)固定在钢上.电机的动子包括线圈绕组,霍尔元件电路板,电热调节器(温度传感器监控温度)和电子接口。在旋转电机中,动子和定子需要旋转轴承支撑动子以保证相对运动部分的气隙(air gap)。同样的,直线电机需要直线导轨来保持动子在磁轨产生的磁场中的位置。和旋转伺服电机的编码器安装在轴上反馈位置一样,直线电机需要反馈直线位置的反馈装置--直线编码器,它可以直接测量负载的位置从而提高负载的位置精度。
直线电机的优势
(1)初级绕组利用率高。在管型直线感应电机中,初级绕组是饼式的,没有端部绕组,因而绕组利用率高。
(2)无横向边缘效应。横向效应是指由于横向开断造成的边界处磁场的削弱,而圆筒型直线电机横向无开断,所以磁场沿周向均匀分布。
(3)容易克服单边磁拉力问题。径向拉力互相抵消,基本不存在单边磁拉力的问题。
(4)易于调节和控制。通过调节电压或频率,或更换次级材料,可以得到不同的速度、电磁推力,适用于低速往复运行场合。
直线电机进给驱动的主要优点
进给速度范围宽。可从1(1)m/s到20m/min以上,加工中心的快进速度已达208m/min,而传统机床快进速度<60m/min,一般为20~30m/min。
速度特性好。速度偏差可达(1)0.01%以下。
加速度大。直线电机较大加速度可达30g,加工中心的进给加速度已达3.24g,激光加工机的进给加速度已达5g,而传统机床进给加速度在1g以下,一般为0.3g。
定位精度高。采用光栅闭环控制,定位精度可达0.1~0.01(1)mm。应用前馈控制的直线电机驱动系统可减少跟踪误差200倍以上。由于运动部件的动态特性好,响应灵敏,加上插补控制的精细化,可实现纳米级控制。
行程不受限制。传统的丝杠传动受丝杠制造工艺限制,一般4~6m,更的行程需要接长丝杠,无论从制造工艺还是在性能上都不理想。而采用直线电机驱动,定子可***加长,且制造工艺简单,已有大型高速加工中心X轴长达40m以上。
结构简单、运动平稳、噪声小,运动部件摩擦小、磨损小、使用寿命长、***。
直线电机的基本原理与结构
直线电机主要是为悬挂输送系统开发的,这种电机在系统中必须满足以下条件:
1)扁平型结构,限定体积
2)单向运行,频繁起动,运行时间秒级;
3)起动电流要小于同容量电机,冲击小、响应快;
4)结构简单成本低、重量轻;
单相直线感应电机具有多种不同结构,适用于不同场合。若要满足以上条件,需要采用结构简单的2 极电容运行电机,其主副相线圈都只有一个,由于系统运行速度不快,因此电机极距较小,限制了槽宽的大小,为了放置线圈初级铁芯需大大增加槽高,槽高/槽宽比普通电机大,称之为深槽结构。通过特深槽结构亦可提高启动力矩。本项目电机主要解决了以下几个问题:
1)采用深槽式结构与分层绕组加大启动力矩
2)运用场路结合方法完成电机设计与多面优化,达到单位体积推力大化。
3)电机整体塑封,整体性强,绝缘性好。
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