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      直線電機的分類及特點

      作者:Mosen摩森機電 日期:19/08/05 11:30 瀏覽:285

      直線電機原理

      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。


      按結構形式分類:

      根據不同的使用場合,直線電機的結構形式和分為:

      平板式直線電機

      (平板式直線電機)




      U 形直線電機

      (U 形直線電機)



      圓筒式直線電機

      (圓筒式直線電機)



      應    用

      直線電機主要應用于三個方面:一是應用于自動控制系統,這類應用場合比較多;其次是作為長期連續運行的驅動電機;三是應用在需要短時間、短距離內提供巨大的直線運動能的裝置中。


      按應用場合對性能參數的要求不同分類:

      ①高推力(高推力、大位移)直線電機:其典型應用行業有高速、高精數控機床、高速加工中心和并聯(桿機構)機床等;其他高速、高精且需要高推力、大位移的場合,如飛行模擬器、彈射器,加速滑軌等。

      ②高響應(高頻響、小位移)直線電機:其典型應用行業有往返頻率高、位移小、推力不高的各類精密機床。


      直線電機的特點:


              在直線電機出現以前,所有直線運動不得不從旋轉機械通過使用滾珠或滾柱絲杠或帶或滑輪轉換而來。對許多應用,如遇到大負載而且驅動軸是豎直面的。這些方法仍然是最好的。然而,直線電機比機械系統比有很多獨特的優勢,如非常高速和非常低速,高加速度,幾乎零維護(無接觸零件),高精度,無空回。完成直線運動只需電機無需齒輪,聯軸器或滑輪,對很多應用來說很有意義的,把那些不必要的,減低性能和縮短機械壽命的零件去掉了。


      1.結構簡單。直線電機不需要經過中間轉換機構而直接產生直線運動,使結構大大簡化,運動慣量減少,動態響應性能和定位精度大大提高;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。


      2.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。泰科貝爾直線電機最大速度可達20m/s。


      3.初級繞組利用率高。在直線感應電機中,初級繞組是餅式的,沒有端部繞組,因而繞組利用率高。


      4.無橫向邊緣效應。橫向效應是指由于橫向開斷造成的邊界處磁場的削弱,而圓筒型直線電機橫向無開斷,所以磁場沿周向均勻分布。


      5.容易克服單邊磁拉力問題。徑向拉力互相抵消,基本不存在單邊磁拉力的問題。


      6.易于調節和控制。通過調節電壓或頻率,或更換次級材料,可以得到不同的速度、電磁推力,適用于低速往復運行場合。


      7.適應性強。直線電機的初級鐵芯可以用環氧樹脂封成整體,具有較好的防腐、防潮性能,便于在潮濕、粉塵和有害氣體的環境中使用;而且可以設計成多種結構形式,滿足不同情況的需要。


      8.高加速度。這是直線電機驅動,相比其他絲杠、同步帶和齒輪齒條驅動的一個顯著優勢。


      9.精度方面。直線電機因傳動機構簡單,定位精度、重復精度,通過位置檢測反饋控制都會較“旋轉伺服電機滾珠絲杠”高,且容易實現。直線電機定位精度可達±0.1μm,甚至更高。而“旋轉伺服電機滾珠絲杠”最高只能達到10μm。


      10.速度方面。直線電機具有相當大的優勢,直線電機速度達到5m/s時,加速度達到10g;而滾珠絲杠速度為2m/s時,加速度為僅為1.5g。從速度上和加速度的對比上,直線電機具有相當大的優勢,而且直線電機在成功解決發熱問題后速度還會進一步提高,而“旋轉伺服電機滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。


      11.壽命方面。直線電機因運動部件和固定部件間有安裝間隙,無接觸,不會因動子的高速往復運動而磨損,長時間使用對運動定位精度無變化,適合高精度的場合。滾珠絲杠則無法在高速往復運動中保證精度,因高速摩擦,會造成絲杠螺母的磨損,影響運動的精度要求。對高精度的需求場合無法滿足。




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