直线电机高速直线运动原理,通过中间转换装置的优势有哪些,接下来详细介绍。事实上,我们在很多场合可以看到,许多直线驱动装置或系统都是采用旋转电机通过中间转换装置(例如链条、钢丝绳、同步带、齿条或丝杠等机构)转换为直线运动的。由于这些装置或系统有中间转换传动机构,所以整机存在着体积大、效率低、精度低等问题。近些年直线电机的高速发展,已经在各个领域中得到了广泛的应用。直线电机的速度通常指线速度,相当于旋转电机的转速。直线电机的速度,远远高于旋转电机通过机械部件,形成直线位移运动的速度。这个速度的大小,代表了直线电机的性能,生产制造商的技术水平。直线电机的应用,与旋转电机有些区别,它与负载的情况有很大的关系。所以,我们提到的速度,通常指空载下的直线移动速度。普通旋转电机由于受到离心力的作用,其旋转速度受到限制;而直线电机运行时,它的零部件和传动装置不像旋转电机那样会受到离心力的作用,因而它的直线速度可以不受限制。
直线电机由于技术含量、制造工艺和材料的问题,所以成本较高。并不单一是因为永磁材料的成本高,主要还有对制造直线电机的加工设备要求较高,例如怎么样保证较长行程的加工精度等,需要的数控机床才能完成。随着我国数控机床产业的不断提升,加工工艺和加工精度都会逐步提高,相信再过几年,直线电机的机械制造成本会大大降低。谈到稀土永磁材料的成本,的确这段时间增长的较快,很多应用到该材料的电机成本都在上涨。如何能够更好的应用稀土永磁材料,已经是一个关系到材料方面的新课题,这个需要生产永磁材料的厂家研究。例如,现有的稀土永磁体都是采用烧结工艺,磁密度较大,是否有的场合可以采用粘结工艺,磁密度偏小些,可以应用到一些轻负载、小功率的电机。
直线电机的历史可以追溯到1840年惠斯登制作的并不成功的略现雏形的直线电机,其后的160多年中直线电机经历了探索实验、开发应用和使用商品化三个时期。
1971年至目前,直线电机终于进入独立应用的时期,各类直线电机的应用得到了迅速的推广,制成了许多有实用价值的装置和产品,例如直线电机驱动的钢管输送机、运煤机、各种电动门、电动窗等。利用直线电机驱动的磁悬浮列车,速度已超过500km/h,接近了航空飞行的速度。
我国的直线电机的研究和应用是从20世纪70年代初开始的。目前主要成果有工厂行车、电磁锤、冲压机等。我国直线电机研究虽然也取得了一些成绩,但与国外相比,其推广应用方面尚存在很大的差距。目前,国内不少研究单位已注意到这一点。
直线电机在数控机床上应用的现状
近几年,国际上对数控机床采用直线电机显得特别热门,其原因是:
为了提高生产效率和改善零件的加工质量而发展的高速加工现已成为机床发展的一个重大趋势,一个反应灵敏、高速、轻便的驱动系统,速度要提高到40~50m/min以上。传统的“旋转电机+滚珠丝杠”的传动形式所能达到的进给速度为30m/min,加速度仅为3m/s2。直线电机驱动工作台,其速度是传统传动方式的30倍,加速度是传统传动方式的10倍,可达10g;刚度提高了7倍;直线电机直接驱动的工作台无反向工区;由于电机惯量小,所以由其构成的直线伺服系统可以达到较高的频率响应。
伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置;伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象,闭环控制。 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,由定子演变而来的一侧称为初级,由转子演变而来的一侧称为次级; 在实际应用时,将初级和次级制造成不同的长度,以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变;直线电机可以是短初级长次级,也可以是长初级短次级,考虑到制造成本、运行费用,目前一般均采用短初级长次级。直线电机结构紧凑、功率损耗小、快移速度高、加速度高、高速度(直线电机通过直接驱动负载的方式,可以实现从高速到低速等不同范围的高精度位置定位控制;运用于地铁的自动门伺服电机在低速时易出现低频振动现象,振动频率与负载情况和驱动器性能有关;一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由伺服电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当伺服电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。目前用于电脑绣花机的伺服电机多数为五相混合式伺服电机,目的是通过采用高相数的步进电机来减小步矩角和提高控制精度;但是采用该种方式获得的性能上的提高是有限的,而且成本也相对较高,采用细分驱动技术可以大大改善伺服电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。其实直线电机也是伺服电机的一种。
以上信息由专业从事无铁芯直线电机原理的星纳特于2024/8/13 12:43:05发布
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