超高速加工和超精密加工成为未来机床业发展的两个主题,传统的机床进给驱动系统是“旋转电机+滚珠丝杠”机构。这种驱动系统涉及的中间部件多,运动惯量大,而且滚珠丝杠本身俱有物理局限性,因此产生的线性速度、加速度及定位精度均有限,不能满足超高速、高精密加工的需要。目前对高的要求数控机床均采用直线电机,它直接产生直线运动,结构简洁,运动惯量小,系统刚度高,快速响应特性好,高速情况下能实现精密定位,产生推力大,尤其运动速度、加速度高于滚珠丝杠的若干倍,工作行程可以无限长,维护少、寿命长。根据以往的经验分析了直线电机需要克服的常见问题。绝热与散热问题永磁直线电机运行时,由于铜损和铁损,线圈会发热,带来几个负面影响:对线圈绝缘层造成老损或破坏。一是结构简单,由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置,因而使得系统本身的结构大为简化。天门省电直线电机工作原理
研究表明采用软件补偿的方法可以较大地提高直线电机进给的定位精度。2直线电机进给定位精度测试方法直线电机进给产生定位精度误差因素很复杂,主要因素有:(1)光栅尺的制造及安装误差,光栅尺的运动部分及固定部分分别安装在进给单元的动子及定子底板上,产生一定的线性误差在所难免;(2)直线电机存在的边端效应使进给单元两端的力特性发生变化,影响进给平台制动,从而产生定位精度误差;(3)环境对定位精度误差产生的随机误差,由于没有采用隔震地基,周边环境的随机振动都会传递到进给单元及激光干涉仪,从而产生误差。直线电机进给定位精度测试采用英国雷尼绍公司的ML10激光干涉仪测试。ML10激光干涉仪是为机床检定提供了一种高精度标准,它准确度高,测量范围大(线性测长40m,任选80m),测量速度快(60m/min),分辨力高(μm),便携性好。更由于雷尼绍激光干涉仪具备自动线性误差补偿功能,可方便恢复机床精度。测试方法如下:1.安装双频激光干涉仪测量系统各组件(见图1)。2.在需测量的直线电机进给坐标轴线方向安装光学测量装置。3.调整激光头,使测量轴线与直线电机移动的轴线在一条直线上(或平行),即将光路调准直。4.待激光预热后输入测量参数。惠州品质直线电机重复定位精度直线电机易于调节和控制。
高速磁悬浮列车磁悬浮列车是直线电机实际应用的典型的例子,美、英、日、法、德、加拿大等国都在研制直线悬浮列车,其中日本进展快。直线电机驱动的电梯世界上台使用直线电机驱动的电梯是1990年4月安装于日本东京都丰岛区万世大楼,该电梯载重600kg,速度为105m/min,提升高度为22.9m。由于直线电机驱动的电梯没有曳引机组,因而建筑物顶的机房可省略。如果建筑物的高度增至1000米左右,就必须使用无钢丝绳电梯,这种电梯采用高温超导技术的直线电机驱动,线圈装在井道中,轿厢外装有高性能永磁材料,就如磁悬浮列车一样,采用无线电波或光控技术控制。
直线电机在做高速直线运动的时候,速度是否有限制?一般情况下,速度的受供电电压、导轨、反馈元件、分辨率和采样率以及电机参数的限制。在速度方面,对于直接驱动的结构特点直线电机具有相当大的优势。直线电机限速与这几个因素有关。首先是电源电压,一般采用直线电机作为电机,反电势会抵消母线电压,从而限制速度。提高电压可以提高电机的极限转速。其次就是铁芯材料,同步速度等于两倍极距与频率的乘积,当极距一定时,高速意味着电流励磁频率更高,而高频带来更多的损耗,增加热量,而一般采用硅钢片在设计上限制在一定的频率范围内使用。,系统其它部件,在高速应用系统中,应充分考虑各部件的特点。因此,直线电机对于不同的应用场合进行不同的设计,主要由以下几个因素(有一定电压时)。1、合理的极距设计,以满足一定频率以下的比较高转速要求,限制铁损加热。2、合理的绕组设计,根据转速要求设计电机的力常数、电阻、电感,以满足电源电压在比较高的转速下的需求。3、加强冷却,直线电机的转速可在提高加热后进一步提高。因此,在理论上,如果没有空间、电压等性能参数的限制,电机本体的设计就不是对转速要求的难点。但在实际应用中,要求比较复杂。直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形。
在实用的和买得起的直线电机出现以前,所有直线运动不得不从旋转机械通过使用滚珠或滚柱丝杠或带或滑轮转换而来。对许多应用,如遇到大负载而且驱动轴是竖直面的。这些方法仍然是比较好的。然而,直线电机比机械系统比有很多独特的优势,如非常高速和非常低速,高加速度,几乎零维护(无接触零件),高精度,无空回。完成直线运动只需电机无需齿轮,联轴器或滑轮,对很多应用来说很有意义的,把那些不必要的,减低性能和缩短机械寿命的零件去掉了。线性电动机又称线性电动机、直线电动机、推杆电动机。直线电机价格
相同的电磁力在旋转电机上产生力矩在直线电机产生直线推力作用。天门省电直线电机工作原理
伴随着高性能永磁材料、微电子技术、自动控制技术和电力电子技术的进步,永磁无刷直流电机得到了迅速发展。由于克服了机械换向装置的固有缺点,无刷直流电机具有寿命长、调速性能优越,体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、电磁兼容性好等诸多优点。无刷直流电机的应用和研究受到了***的重视,凭其技术优势在许多场合取代了其它种类的电动机。特别是在微特电机领域,在小功率、高转速的调速领域,无刷直流电机占据着主要位置。接下来和松文机电了解一下直流电机的三种调速方法:调节电枢供电电压U。改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压,从电动机额定转速向下变速,属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,这种方法比较好。电枢电流变化遇到的时间常数较小,能快速响应,但是需要大容量可调直流电源。改变电动机主磁通φ。改变磁通可以以实现无级平滑调速,但只能减弱磁通,从电动机额定转速向上调速、属恒功率调速方法。电枢电流变化时遇到的时间常数要大很多,响应速度较慢.但所需电源容量小。改变电枢回路电阻R。在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法,设备简单,操作方便。但是只能有级调速,调速平滑性差,机械特性较软。天门省电直线电机工作原理