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直线电机浅谈

时间:2017-7-7  点击数:1624
  直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能,而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开,并展成平面而成。直线电机有两种形式,即伺服的和步进的。
  设想将一台电机,无论是直流的还是交流的,沿着其转轴的直径切开拉平,就成为直线电机.根据左手定则,可以判断这时绕在电枢上的绕组均要受到电磁作用力F,由于绕组是固定在电枢,所以,电枢将在电磁力F的作用下做直线运动,显然,无论改变磁极的磁性或者改变加到电刷上电源的极性,匀可以改变电磁力的方向,也就是改变电枢的运动方向。
  直线电机的优势
  高精度,精度,分辨率和重复定位精度都是由反馈系统决定的。
  高速,直线电机的速度取决于控制器整流出来的电压以及控制器本身.一般的直线电机的速度是3/秒,其分辨率是1微米.有的直线电机可达到5/秒。
  快速响应:一般来说,一个直线电机系统,它的快速响应要比普通的机械传动装置要快100倍,所以它的生产效率也更高。
  刚度:由于直线电机没有机械连接,所以刚度只取决于系统的增益和电流。
  回程间隙:由于没有机械连接,所以也就没有回程间隙。
  维护方便:当今的直线电机没有机械上的接触,所以,也就没有维护。
  直线电机的缺点
  成本:由于直线电机的量比较少以及永磁铁的价格,所以直线电机非常贵。由于大多数的直线电机的设计师把永磁铁安装在导轨上的,由于永磁铁非常贵,所以,随着长行程的直线电机就非常贵。然而,随着直线电机的普及和产量的上升,价格在不久的将来会下来。不过,直线电机的反馈系统也应该计算到成本中,编码器和旋转变压器的成本并不时很高,因为长度也不是很长。然而直线电机也需要反馈系统。这些反馈系统的长度要比编码器长很多,所以,价格也就会很高。一个100毫米直线电机的反馈系统就要500多美金.当然,价格也会随着长度而增加。然而,随着新型的反射型编码器的出现,其制造成本势必会下降。
  控制器的带宽会有所增加:由于电机和负载之间没有机械的连接,伺服控制器的反映,也就是带宽,得很快.这就对直线编码器提出了更高的要求。
  线圈的尺寸:和旋转的电机来比较,直线电机所产生的力不是紧凑的力.比如要产生65N的持续力,那么直线电机的横截面要50MM X 40MM左右.如果用它和一个横截面是10MM的滚珠丝杠比起来,它所产生的力并不是很大。
  发热:在大多数场合,负载是直接装在滑块上面的.任何的过热将直接传给负载.如果负载对热很敏感,那么就得有降温技术。
  如今直线电机及其驱动控制系统在技术上已日趋成熟,已具有传统传动装置无法比拟的优越性能。过去们所担心的直线电机推力小、体积大、温升高、可靠性差、难安装、难防护等问题,随着电机制造技术的改进,已不再是大问题。
  直线电机主要应用于三个方面
  一是应用于自动控制系统,这类应用场合比较多
  其次是作为长期连续运行的驱动电机
  三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。
  近年来世界许多地区都在研究、发展和应用直线电机,使得直线电机的应用领域越来越广。
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直线电机