直线电机调研.doc

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1、直线电机调研摘要：直线电机是一种新型电机应用日益广泛，磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级，初级中通以交流，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。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。关键词：直线电机；新型电机；直线运动；转换机；旋转电机引言：数控机床正在向精密、高速、复合、智能、环保的方向发展。精密和高速加工对传动及其控制提出了更高的要求，更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速

2、度，更低的振动噪声和更小的磨损。问题的症结在传统的传动链从作为动力源的电动机到工作部件要通过齿轮、蜗轮副，皮带、丝杠副、联轴器、离合器等中间传动环节，在些环节中产生了较大的转动惯量、弹性变形、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损。虽然在这些方面通过不断的改进使传动性能有所提高，但问题很难从根本上解决，于出现了“直接传动”的概念，即取消从电动机到工作部件之间的各种中间环节。随着电机及其驱动控制技术的发展，电主轴、直线电机、力矩电机的出现和技术的日益成熟，使主轴、直线和旋转坐标运动的“直接传动”概念变为现实，并日益显示其巨大的优越性。直线电机及其驱动控

3、制技术在机床进给驱动上的应用，使机床的传动结构出现了重大变化，并使机床性能有了新的飞跃。1.直线电机分类1.1直线电机与旋转电机相比，具有以下特点：(1)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，重量和体积大大地下降。(2)定位精度高在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定位精度。(3)反应速度快、灵敏度高，随动性好直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不

4、接触，这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性。(4)安全可靠，寿命长直线电机可以实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、寿命长。1.2直线电机的结构：直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。近年来，随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求，为此，近年来世界许多国家都在

5、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。2.直线电机国外发展近年来，直线电机及其驱动控制技术的进展表现在以下方面：（1）性能不断提高（如推力、速度、加速度、分辨率等）；（2）体积减小，温升降低；（3）品种覆盖面广，可满足不同类型机床的要求；（4）成本大幅度下降；（5）安装和防护简便；（6）可靠性好；（7）包括数控系统在内的配套技术日趋完善；（8）商品化程度高。目前世界上直线伺服电机及其驱动系统的知名供应商主要有：德Siemens公司，Indramat公司；日本FANUC，三菱公司；美国Anorad，科尔摩根公司；瑞士ETEL公司等。目前

6、世界上直线伺服电机及其驱动系统的知名供应商主要有：德Siemens公司，Indramat公司；日本FANUC，三菱公司；美国Anorad，科尔摩根公司；瑞士ETEL公司等。2.1发展近况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、不安全、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。而驱动与控制技术的发展又为其性能拓展和安全性提供了保证。选择合适的直线电机及驱线性电机动控制系统，配以合理的机床设计，完全可以生产出高性能、高可靠性的机床。现在直线电

7、机驱动进给速度100m/min，加速度1～2g的机床已很普遍，已有机床达到快进240m/min，加速度5g的指标（日本AMADA激光切割机）。日本Mazak公司宣称，该公司将在近期推出快移速度500m/min，加速度6g，主轴速度80000r/min切削速度8马赫的超音速加工中心。高速度高加速度的传动已在加工中心、数控铣床、车床、磨床、复合加工机床、激光加工机床及重型机床上得到广泛应用，这类机床在航空、汽车、模具、能源、通用机械等领域发挥着特殊的作用。在电加工机床上采用直线电机驱动可实现0.1（1）m的精密平稳移动。在微细加工及精密磨削中，可实现10um

8、进给分辨率及20m/min的快移速度，加工表面粗糙度<1nm。在重型机床上采用直