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        直線電機工作原理及其驅動技術的應用

        發(fā)布時間:2024-06-13
        現代*的驅動技術主要分為兩大類:一類為電磁式的,另一類則為非電磁式的。
        電磁類的現代*的驅動技術主要由現代電磁類驅動器與現代控制系統(tǒng)組成,它的驅動器包括傳統(tǒng)改進型的電磁驅動器與新發(fā)展型的電磁驅動器。它們中有旋轉的、直線的、磁浮的、電磁發(fā)射的等等。除了在一般通用電機技術基礎上改進獲得的電機技術外,還有更多的是在通用電機技術基礎上進一步發(fā)展的新型電機技術,如直線電機技術、無刷直流電機技術、開關磁阻電機技術和各種新型永磁電機技術等。
        直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能而不需通過中問任何轉換裝置的新穎電機,它具有系統(tǒng)結構簡單、磨損少、噪聲低、組合性強、維護方便等優(yōu)點。旋轉電機所具有的品種,直線電機幾乎都有相對應的品種,其應用范圍正在不斷擴大,并在一些它所能*發(fā)揮作用的地方取得了令人滿意的效果。
        直線電機是將傳統(tǒng)圓筒型電機的初級展開拉直,變初級的封閉磁場為開放磁場,而旋轉電機的定子部分變?yōu)橹本€電機的初級,旋轉電機的轉子部分變?yōu)橹本€電機的次級。在電機的三相繞組中通入三相對稱正弦電流后,在初級和次級間產生氣隙磁場,氣隙磁場的分布情況與旋轉電機相似,沿展開的直線方向呈正弦分布。當三相電流隨時問變化時,使氣隙磁場按定向相序沿直線移動,這個氣隙磁場稱為行波磁場。當次級的感應電流和氣隙磁場相互作用便產生了電磁推力,如果初級是固定不動的,次級就能沿著行波磁場運動的方向做直線運動。即可實現高速機床的直線電機直接驅動的進給方式,把直線電機的初級和次級分別直接安裝在高速機床的工作臺與床身上。由于這種進給傳動方式的傳動鏈縮短為0,被稱為機床進給系統(tǒng)的“零傳動”。
        與“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”傳動方式相比較,直線電機直接驅動有以下優(yōu)點:(1)高速度,目前zui大進給速度可達100~200m/min。(2)高加速度,可高達2g~10g。(3)定位精度高,由于只能采用閉環(huán)控制,其理論定位精度可以為0,但由于存在檢測元件安裝、測量誤差,實際定位精度不可能為0。zui高定位精度可達0.1~0.01m。(4)行程不受限制,由于直線電機的次級(定子)可以一段一段地鋪在機床床身上,不論有多遠,對系統(tǒng)的剛度不會產生影響。例如,美國cincinnatimilacron公司為航空工業(yè)生產了一臺hypermach大型高速加工中心,主軸轉速為60000r/min,主電機功率為80kw。直線進給采用了直線電機,其軸行程長達46m,工作臺快速行程為100m/min,加速度達2g。在這種機床上加工一個大型薄壁飛機零件只需30min;而同樣的零件在一般高速銑床上加工,費時3h;在普通數控銑床上加工,則需8h,優(yōu)勢相當明顯。
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