直線電機模組是一種將電能直接轉換成直線運動機械能,而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開,并展成平面而成.直線電機模組的結構是由定子和轉子兩大部分組成的。直線電機模組運行時靜止不動的部分稱為定子,相當于旋轉電機定子,叫做初級,定子由定子鐵芯、定子繞組和機座三部分組成。定子的主要作用是產生旋轉磁場。定子固定安裝在機殼上。直線電機模組定子的主要作用是產生磁場,由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。直線電機模組運行中來回進行往返運動的就是動子,動子由導軌系統支撐在兩磁軌中間,是用環氧材料把線圈壓縮在一起制成的。電機的動子包括線圈繞組,霍爾元件電路板,電熱調節器(溫度傳感器監控溫度)和電子接口。動子是非鋼的,意味著無吸力且在磁軌和推力線圈之間無干擾力產生。非鋼線圈裝配具有慣量小,允許非常高的加速度。線圈一般是三相的,無刷換相。直線電機模組的動子和定子是可以互換的,動子做定子用,定子做動子用;不用的實際應用,針對的環境及要求都不同。電機粗淺地分為兩大類,動力電機和控制電機。固定軸式直線步進電機
結構簡單——管型直線電機不需要經過中間轉換機構而直接產生直線運動,使結構簡化,運動慣量減少,動態響應性能和定位精度提高;同時也提高了可靠性,節約了成本,使制造和維護更加簡便。它的初次級可以直接成為機構的一部分,這種獨特的結合使得這種優勢進一步體現出來。適合高速直線運動。因為不存在離心力的約束,普通材料亦可以達到較高的速度。而且如果初、次級間用氣墊或磁墊保存間隙,運動時無機械接觸,因而運動部分也就無摩擦和噪聲。這樣,傳動零部件沒有磨損,可大大減小機械損耗,避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲,從而提高整體效率。襄陽高精度直線電機參數對直線電機控制技術的研究基本上可以分為三個方面。
無槽有鐵芯:無槽有鐵芯平板電機結構上和無槽無鐵芯電機相似。除了鐵芯安裝在鋼疊片結構然后再安裝到鋁背板上,鐵疊片結構用在指引磁場和增加推力。磁軌和動子之間產生的吸力和電機產生的推力成正比,疊片結構導致接頭力產生。把動子安裝到磁軌上時必須小心以免他們之間的吸力造成傷害。無槽有鐵芯比無槽無鐵芯電機有更大的推力。有槽有鐵芯:這種類型的直線電機,鐵心線圈被放進一個鋼結構里以產生鐵芯線圈單元。鐵芯有效增強電機的推力輸出通過聚焦線圈產生的磁場。鐵芯電樞和磁軌之間強大的吸引力可以被預先用作氣浮軸承系統的預加載荷。這些力會增加軸承的磨損,磁鐵的相位差可減少接頭力。
研究表明采用軟件補償的方法可以較大地提高直線電機進給的定位精度。2直線電機進給定位精度測試方法直線電機進給產生定位精度誤差因素很復雜,主要因素有:(1)光柵尺的制造及安裝誤差,光柵尺的運動部分及固定部分分別安裝在進給單元的動子及定子底板上,產生一定的線性誤差在所難免;(2)直線電機存在的邊端效應使進給單元兩端的力特性發生變化,影響進給平臺制動,從而產生定位精度誤差;(3)環境對定位精度誤差產生的隨機誤差,由于沒有采用隔震地基,周邊環境的隨機振動都會傳遞到進給單元及激光干涉儀,從而產生誤差。直線電機進給定位精度測試采用英國雷尼紹公司的ML10激光干涉儀測試。ML10激光干涉儀是為機床檢定提供了一種高精度標準,它準確度高,測量范圍大(線性測長40m,任選80m),測量速度快(60m/min),分辨力高(μm),便攜性好。更由于雷尼紹激光干涉儀具備自動線性誤差補償功能,可方便恢復機床精度。測試方法如下:1.安裝雙頻激光干涉儀測量系統各組件(見圖1)。2.在需測量的直線電機進給坐標軸線方向安裝光學測量裝置。3.調整激光頭,使測量軸線與直線電機移動的軸線在一條直線上(或平行),即將光路調準直。4.待激光預熱后輸入測量參數。直線電機把那些不必要的,減低性能和縮短機械壽命的零件去掉了。
由定子演變而來的一側稱為初級,由轉子演變而來的一側稱為次級。在實際應用時,將初級和次級制造成不同的長度,以保證在所需行程范圍內初級與次級之間的耦合保持不變。直線電機可以是短初級長次級,也可以是長初級短次級。考慮到制造成本、運行費用,以直線感應電動機為例:當初級繞組通入交流電源時,便在氣隙中產生行波磁場,次級在行波磁場切割下,將感應出電動勢并產生電流,該電流與氣隙中的磁場相作用就產生電磁推力。如果初級固定,則次級在推力作用下做直線運動;反之,則初級做直線運動。直線電機的驅動控制技術一個直線電機應用系統不僅要有性能良好的直線電機,還必須具有能在安全可靠的條件下實現技術與經濟要求的控制系統。隨著自動控制技術與微計算機技術的發展,直線電機的控制方法越來越多。相同的電磁力在旋轉電機上產生力矩在直線電機產生直線推力作用。旋轉電機與直線電機
直線電機無需任何中間轉換機構。固定軸式直線步進電機
超高速電動機在旋轉超過某一極限時,采用滾動軸承的電動機就會產生燒結、損壞現象,國外研制了一種直線懸浮電動機(電磁軸承),采用懸浮技術使電機的動子懸浮在空中,消除了動子和定子之間的機械接觸和摩擦阻力,其轉速可達25000~100000r/min以上,因而在高速電動機和高速主軸部件上得到的應用。如日本安川公司新近研制的多工序自動數控車床用5軸可控式電磁高速主軸采用兩個徑向電磁軸承和一個軸向推力電磁軸承,可在任意方向上承受機床的負載。在軸的中間,除配有高速電動機以外,還配有與多工序自動數控車床相適應的工具自動交換機構。了解更過,歡迎來電咨詢。固定軸式直線步進電機