直线电机的原理

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直线电机工作原理

直线电机工作原理

直线电机工作原理直线电机是一种特殊的电动机,其工作原理基于电磁感应和洛伦兹力的作用。

直线电机广泛应用于工业自动化、交通运输以及航空航天等领域。

本文将详细介绍直线电机的工作原理,包括电磁感应、洛伦兹力、直线电机的结构和应用。

一、电磁感应1.1 简介电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时,在导体中会产生感应电动势。

直线电机利用电磁感应现象,通过改变磁场的强度和方向来产生力。

1.2 磁场的生成直线电机中通常采用永磁体或电磁铁来产生磁场。

永磁体可以提供恒定的磁场,而电磁铁的磁场可以通过改变电流来调节。

磁场的生成是直线电机工作的基础。

1.3 磁场与导体的相互作用当导体通过磁场时,磁场会与导体中的电子相互作用,导致电子受到力的作用。

这个力就是洛伦兹力,是直线电机工作的关键。

二、洛伦兹力2.1 洛伦兹力的定义洛伦兹力是指当导体中的电子受到磁场力的作用时,产生的一种力。

它的大小与电子的速度、磁场的强度以及电子所受力的方向有关。

2.2 洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向遵循右手定则,即当磁场方向、电子速度方向和洛伦兹力方向构成一个右手坐标系时,洛伦兹力的方向垂直于磁场和电子速度的方向。

2.3 洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小与电子的速度和磁场的强度成正比,可以通过改变电子速度或磁场强度来调节洛伦兹力的大小。

三、直线电机的结构3.1 定子直线电机的定子通常由导体线圈组成,导体线圈中通过电流,产生磁场。

定子的结构和形状根据具体的应用需求而定。

3.2 激励源直线电机的激励源可以是永磁体或电磁铁。

激励源的选择取决于应用的要求,以及对磁场强度和方向的控制。

3.3 移动部件直线电机的移动部件是由导体制成的,当洛伦兹力作用于导体时,导体会受到力的作用而产生运动。

移动部件的设计和制造需要考虑力的平衡和稳定性。

四、直线电机的应用4.1 工业自动化直线电机广泛应用于工业自动化领域,如机械加工、物料搬运等。

直线电机的高速度和高精度使其成为自动化生产线的理想选择。

直线电机工作原理

直线电机工作原理

直线电机工作原理引言概述:直线电机是一种将电能转换为直线运动的电动机,其工作原理和传统的旋转电机有所不同。

本文将详细介绍直线电机的工作原理,包括磁场作用、电流流动、力的产生等方面。

一、磁场作用1.1 磁场的建立:直线电机中通常会有一组永久磁铁,通过这些永磁体建立一个恒定的磁场。

1.2 磁场的方向:磁场的方向通常是垂直于直线电机的运动方向,这样可以产生最大的力。

1.3 磁场的调节:通过改变永磁体的位置或者改变电流的方向,可以调节磁场的大小和方向。

二、电流流动2.1 电流的输入:直线电机通常需要外部电源输入电流,通过电流流经导体产生磁场。

2.2 电流方向:电流的方向会影响导体受力的方向,进而影响直线电机的运动方向。

2.3 电流的控制:通过控制电流的大小和方向,可以控制直线电机的速度和加速度。

三、力的产生3.1 洛伦兹力:当导体中的电流流经磁场时,会受到洛伦兹力的作用,这个力会使导体产生运动。

3.2 力的大小:洛伦兹力的大小与电流的大小、磁场的强度以及导体的长度等因素有关。

3.3 力的方向:根据洛伦兹力的方向规律,可以确定导体受力的方向,从而确定直线电机的运动方向。

四、运动控制4.1 位置控制:通过控制电流的大小和方向,可以实现直线电机的位置控制,使其在特定位置停止或者运动。

4.2 速度控制:改变电流的大小可以改变直线电机的速度,实现速度控制。

4.3 加速度控制:通过改变电流的变化率,可以控制直线电机的加速度,实现加速度控制。

五、应用领域5.1 工业自动化:直线电机广泛应用于工业自动化领域,用于实现输送、定位等功能。

5.2 机床加工:直线电机在机床加工中具有精度高、速度快的优势,被广泛应用于数控机床等设备。

5.3 医疗设备:直线电机在医疗设备中也有应用,例如CT机、核磁共振等设备中的运动部件通常采用直线电机。

结论:直线电机通过磁场作用、电流流动和力的产生实现了直线运动,通过运动控制和应用领域的不断拓展,直线电机在各个领域都有着重要的应用价值。

直线电机工作原理

直线电机工作原理

直线电机工作原理直线电机是一种将电能转换为机械能的设备,其工作原理基于电磁感应和洛伦兹力。

直线电机通常由一个固定的磁场和一个可移动的线圈(或磁场)组成,通过施加电流来激励线圈,从而产生力和运动。

工作原理如下:1. 磁场产生:直线电机中的固定磁场可以由永磁体或电磁铁产生。

永磁体通常使用稀土磁体,具有较高的磁场强度和稳定性,而电磁铁则通过通电产生磁场。

2. 线圈激励:直线电机中的线圈通常由导线绕成,也可以使用带有导电材料的滑块或导轨。

当线圈通电时,会在其周围产生一个磁场。

3. 洛伦兹力作用:根据洛伦兹力定律,当线圈中通过电流时,它会受到与磁场垂直且与电流方向相互作用的力。

这个力会使线圈产生运动。

4. 运动控制:通过控制线圈的电流方向和大小,可以控制直线电机的运动。

改变电流方向可以改变线圈受到的力的方向,从而改变运动方向。

改变电流大小可以改变线圈受到的力的大小,从而改变运动速度。

直线电机的优势:1. 高加速度和高速度:由于直线电机没有传统旋转部件,可以实现高加速度和高速度的运动。

2. 高精度和高重复性:直线电机的运动可以非常精确地控制,因此在需要高精度和高重复性的应用中具有优势。

3. 高效率和节能:直线电机的工作原理使其能够以较高的效率转换电能为机械能,从而减少能源消耗。

4. 静音和平稳:直线电机的运动通常非常平稳且无噪音,适用于对噪音要求较高的应用。

应用领域:直线电机在许多领域中得到广泛应用,包括但不限于以下几个方面:1. 工业自动化:直线电机可以用于自动化生产线上的各种运动控制,如输送带、机械臂和搬运设备等。

2. 机床和工具机:直线电机在数控机床和工具机中的应用越来越普遍,可以实现高精度和高速度的切削和加工。

3. 医疗设备:直线电机在医疗设备中的应用包括磁共振成像(MRI)、CT扫描仪和手术机器人等。

4. 交通运输:直线电机可以用于高速列车、磁悬浮列车和电动汽车等交通工具的推进和制动。

5. 电子消费品:直线电机在打印机、扫描仪、数码相机和光学设备等电子消费品中广泛应用。

直线电机的工作原理

直线电机的工作原理

直线电机的工作原理直线电机是一种特殊的电动机,它与传统的旋转电机不同,能够提供直接的线性运动。

直线电机的工作原理基于电流通过磁场产生力的原理。

直线电机通常由两个主要部分组成:固定部分(也称为定子)和可移动部分(也称为滑块)。

定子由绕组和磁场产生器组成,滑块上则搭载有永磁体或者电磁体。

当通电时,通过交替改变电流的方向,可以产生一个沿着线性轴向的旋转磁场。

直线电机的工作原理是基于洛仑兹力的原理。

当电流通过直线电机的绕组时,会在滑块上的磁场产生一个线性力。

这个力是由洛仑兹力定律决定的,根据定律,一个带电体在磁场中受到的力与电流、磁场强度以及两者的相对运动速度有关。

当电流通过滑块上的磁场时,会产生一个力使滑块沿着固定轨道的方向运动。

直线电机的工作原理类似于传统的旋转电机,但是它们的结构和运动方向有所不同。

旋转电机通过旋转磁场产生转动力矩,而直线电机通过线性磁场产生直线运动的力。

直线电机的工作原理也可以通过法拉第电磁感应原理来解释。

根据法拉第电磁感应定律,当磁场发生变化时,会在闭合电路中产生电动势。

在直线电机中,改变电流的方向和强度会导致滑块上的磁场的变化,从而在绕组中产生电动势。

这个电动势会驱动电流通过绕组,进而产生电磁力。

直线电机通常用于需要直线运动的应用,如印刷机械、自动化机械和医疗设备等。

与传统的旋转电机相比,直线电机具有相对较高的运动精度和响应速度,因为它们可以直接转化为直线运动而无需转动部件的转换。

总的来说,直线电机的工作原理是通过在绕组中通电产生磁场,从而产生线性力,实现直线运动。

这种工作原理使得直线电机在需要高精度和高响应速度的应用中具有许多优势。

直线电机的工作原理

直线电机的工作原理

直线电机的工作原理直线电机是一种将电能转化为机械能的装置,它通过电流在磁场中产生的力来驱动物体沿直线运动。

直线电机的工作原理涉及到电磁学和力学的知识,下面我们将详细介绍直线电机的工作原理。

1. 磁场的生成直线电机中通常会有一个固定的磁场和一个可移动的导体。

固定的磁场通常由永磁体或电磁铁产生,它会在空间中形成一个磁场。

可移动的导体则通常是一根导线或者导体板,当电流通过导体时,会在其周围产生磁场。

2. 洛伦兹力当导体中通过电流时,它周围就会形成一个磁场。

而在磁场中运动的导体会受到洛伦兹力的作用。

洛伦兹力是由电流在磁场中产生的力,其大小和方向由洛伦兹力定律给出。

当导体中的电流方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力的大小和方向分别由电流的大小和方向以及磁场的大小和方向决定。

3. 直线运动在直线电机中,通常会有一个可移动的导体和一个固定的磁场。

当通过导体中的电流时,导体会受到洛伦兹力的作用,从而产生直线运动。

这种直线运动的原理和电动机中旋转运动的原理是类似的,只不过直线电机是将旋转运动转化为直线运动。

4. 控制系统直线电机通常会配备一个控制系统,用来控制电流的大小和方向,从而控制导体的运动。

通过改变电流的大小和方向,可以实现导体的快慢运动以及正反运动。

这样的控制系统可以根据需要实现不同的运动速度和加速度,从而满足不同的工作要求。

5. 应用领域直线电机由于其直线运动的特性,在许多领域得到广泛的应用。

比如在工业生产中,直线电机可以用来驱动输送带和机械臂,实现物料的输送和装配;在航天领域,直线电机可以用来驱动航天器的姿态调整和推进系统;在医疗设备中,直线电机可以用来驱动医疗器械的运动,如CT扫描仪和X射线机等。

总结直线电机的工作原理是基于电磁学和力学的知识,通过电流在磁场中产生的力来驱动导体的直线运动。

通过控制电流的大小和方向,可以实现导体的快慢运动和正反运动。

直线电机在工业生产、航天领域、医疗设备等领域都有广泛的应用,为各行各业的发展提供了重要的支持。

直线电机工作原理

直线电机工作原理

直线电机工作原理直线电机是一种将电能转换为机械能的装置,它利用电磁力的作用原理来实现直线运动。

直线电机在工业生产、交通运输、航空航天等领域有着广泛的应用,其工作原理是通过电流在磁场中产生的力来驱动电机实现直线运动。

直线电机的工作原理主要依赖于洛伦兹力和法拉第电磁感应定律。

当电流通过导体时,会在其周围产生磁场,而当导体处于外部磁场中时,电流会受到磁场力的作用。

根据洛伦兹力的原理,当导体内的电流与外部磁场垂直时,会受到一个垂直于电流和磁场方向的力,这个力就是洛伦兹力。

而根据法拉第电磁感应定律,当导体在磁场中运动时,会在导体中产生感应电动势,从而形成一个感应电流,这个感应电流也会受到洛伦兹力的作用,从而产生一个与外部磁场方向相反的力。

基于以上原理,直线电机的工作原理可以分为两种类型:电磁直线电机和线性感应电机。

电磁直线电机是利用电流在磁场中产生的力来驱动电机实现直线运动,而线性感应电机则是利用外部磁场对导体产生感应电动势来驱动电机实现直线运动。

在电磁直线电机中,通常会采用导体绕制成的线圈来产生磁场,并通过在线圈中通电来产生电流,从而在磁场中产生力来驱动电机实现直线运动。

而在线性感应电机中,则是利用外部磁场对导体产生感应电动势,通过控制导体中的感应电流来产生力来驱动电机实现直线运动。

不论是电磁直线电机还是线性感应电机,其工作原理都是基于电流在磁场中产生的力来驱动电机实现直线运动。

在实际应用中,直线电机具有响应速度快、精度高、结构简单、维护方便等优点,因此在自动化设备、精密加工设备、高速列车、磁悬浮列车等领域有着广泛的应用。

总的来说,直线电机的工作原理是利用电流在磁场中产生的力来驱动电机实现直线运动,其原理基于洛伦兹力和法拉第电磁感应定律。

通过对电磁直线电机和线性感应电机的原理分析,可以更好地理解直线电机的工作原理及其在各个领域的应用。

直线电机工作原理

直线电机工作原理

直线电机工作原理引言概述:直线电机是一种特殊类型的电机,其工作原理基于电磁感应和洛伦兹力的作用。

它具有高效率、高精度和高速度的特点,被广泛应用于自动化设备、机器人技术和精密仪器等领域。

本文将详细介绍直线电机的工作原理和其应用。

一、电磁感应原理1.1 磁场产生直线电机中的磁场通常由永磁体或电磁线圈产生。

永磁体产生的磁场稳定且不需要外部电源,而电磁线圈则需要外部电源供电。

1.2 电流激励电磁线圈通常通过外部电源供电,产生电流激励。

电流经过线圈时,会在线圈周围产生磁场,与永磁体的磁场相互作用,从而产生力。

1.3 磁场交互作用当电流通过电磁线圈时,线圈内的电流与永磁体的磁场相互作用,产生洛伦兹力。

洛伦兹力的大小和方向取决于电流的方向和磁场的极性,从而推动直线电机的运动。

二、运动原理2.1 电流控制直线电机的运动主要通过控制电流来实现。

改变电流的大小和方向,可以改变洛伦兹力的大小和方向,从而控制直线电机的运动方向和速度。

2.2 磁场分布直线电机通常采用多个线圈组成的电磁阵列,通过改变线圈的电流,可以改变磁场的分布。

通过合理的线圈布置和电流控制,可以实现直线电机的精确定位和运动控制。

2.3 传动机构直线电机通常与传动机构结合使用,如滑块、导轨等。

通过传动机构的作用,直线电机的运动可以转化为线性运动,从而实现工作目标。

三、应用领域3.1 自动化设备直线电机广泛应用于自动化设备中,如自动装配线、输送带等。

其高速度和高精度的特点,可以提高生产效率和产品质量。

3.2 机器人技术直线电机在机器人技术中的应用越来越广泛。

它可以用于机器人的关节驱动、手臂伸缩等部位,实现精确的运动控制。

3.3 精密仪器直线电机的高精度和高速度使其成为精密仪器的理想驱动器。

例如在光刻机、激光切割机等设备中,直线电机可以提供精确的位置控制和运动平稳性。

四、优势和局限性4.1 优势直线电机具有高效率、高精度和高速度的特点,可以实现精确的运动控制。

直线电机工作原理

直线电机工作原理

直线电机工作原理一、引言直线电机是一种特殊的电动机,其工作原理与传统的旋转电机有所不同。

直线电机通过电磁力的作用,使电机的转动运动转化为直线运动,具有高速、高精度、高效率和高可靠性等特点。

本文将详细介绍直线电机的工作原理及其应用。

二、直线电机的结构直线电机由定子和移动子组成。

定子通常由铁芯和线圈组成,线圈通电后产生磁场。

移动子则由磁铁和导体组成,导体通过电流与磁场相互作用产生电磁力,从而实现直线运动。

三、直线电机的工作原理1. 磁场产生直线电机的定子线圈通电后,产生一个磁场。

这个磁场可以是恒定的,也可以是可变的。

磁场的产生可以通过直流电源或交流电源来实现。

2. 电流流动直线电机的移动子导体通过电源供电,形成一个电流回路。

电流的大小和方向决定了导体所受的电磁力大小和方向。

3. 电磁力作用根据洛伦兹力定律,当电流通过导体时,导体会受到一个与电流方向垂直的力。

在直线电机中,这个力称为电磁力。

电磁力的大小与电流的大小、磁场的强度以及导体的长度和位置有关。

4. 直线运动电磁力作用下,移动子会受到一个向前或向后的力,从而实现直线运动。

移动子的运动速度和方向可以通过调整电流的大小和方向来控制。

四、直线电机的应用1. 工业自动化直线电机广泛应用于工业自动化领域,用于实现物料的输送、装配线的运动控制、机器人的定位等。

由于直线电机具有高速、高精度和高可靠性的特点,能够满足工业生产对运动控制的要求。

2. 精密仪器直线电机在精密仪器中的应用越来越广泛。

例如,在光刻机中,直线电机可以实现对光刻头的精确控制,从而提高光刻的精度和效率。

在医疗设备中,直线电机可以用于实现手术机器人的运动控制,提高手术的精确度和安全性。

3. 交通运输直线电机在交通运输领域也有应用。

例如,在磁悬浮列车中,直线电机可以实现列车的驱动和制动,提高列车的速度和运行的平稳性。

在电动汽车中,直线电机可以用于实现车辆的加速和制动,提高电动汽车的性能和续航里程。

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1.最大电压( max. voltage ph-ph) ———最大供电线电压,主要与电机绝缘能力有关;2.最大推力(Peak Force) ———电机的峰值推力,短时,秒级,取决于电机电磁结构的安全极限能力;3.最大电流(Peak Current) ———最大工作电流,与最大推力想对应,低于电机的退磁电流;4.最大连续消耗功率(Max. Continuous Power Loss) ———确定温升条件和散热条件下,电机可连续运行的上限发热损耗,反映电机的热设计水准;5.最大速度(Maximum speed) ———在确定供电线电压下的最高运行速度,取决于电机的反电势线数,反映电机电磁设计的结果;6.马达力常数(Motor Force Constant) ———电机的推力电流比,单位N/A或KN/A,反映电机电磁设计的结果,在某种意义上也可以反映电磁设计水平;7.反向电动势(Back EMF) ———电机反电势(系数),单位Vs/m,反映电机电磁设计的结果,影响电机在确定供电电压下的最高运行速度;8.马达常数(Motor Constant) ———电机推力与功耗的平方根的比值,单位N/√W,是电机电磁设计和热设计水平的综合体现;9.磁极节距NN(Magnet Pitch) ————电机次级永磁体的磁极间隔距离,基本不反映电机设计水平,驱动器需据此由反馈系统分辨率解算矢量控制所需的电机电角度;10.绕组电阻/每相(Resistance per phase)———电机的相电阻,一般情况下给出的往往是线电阻,即Ph-Ph,与电机发热关系较大,在一定意义下可以反映电磁设计水平;11.绕组电感/每相(Induction per phase) ———电机的相电感,一般情况下给出的往往是线电感,即Ph-Ph,与电机反电势有一定关系,在一定意义下可以反映电磁设计水平;12.电气时间常数(Electrical time constant) ———电机电感与电阻的比值,L/R;13.热阻抗(Thermal Resistance) ———与电机的散热能力有关,反映电机的散热设计水平;14.马达引力(Motor Attraction Force) ———平板式有铁心结构直线电机,尤其是永磁式电机,次极永磁体对初级铁心的法向吸引力,一般高于电机额定推力一个数量级,直接决定采用直线电机的直线运动轴的支撑导轨的承载能力和选型。

直线电机的选型首选推力或者速度,然后看连续消耗功率、热阻和散热方式和条件等,再次看供电电压和电流,如果对快速性有要求还要看电气时间常数。

个人意见,最最反映直线电机性能水平的是推力平稳性、电机常数和热阻,不过推力平稳性指标多数厂家未必会直接给出。

优点直线电动机的特点在于直接产生直线运动,与间接产生直线运动的“旋转电动机,滚动丝杠”相比,其优点是(具体性能见下表):(1)没有机械接触,传动力是在气隙中产生的,除了直线导轨外没有其它摩擦:(2)结构简单,体积小,以最少的零部件数量实现直线驱动,而且是只有一个运动的部件:(3)行程在理论上不受限制,而且性能不会因为行程的改变而受到影响:(4)可以提供很宽的速度范围,从每秒几微米到数米,特别是高速是其一个突出的优点:(5)加速度很大,最大可达10g:(6)运动平稳,这是因为除了起支撑作用的直线导轨或气浮轴承外,没有其它机械连接或转换装置的缘故:(7)精度和重复精度高,因为消除了影响精度的中间环节,系统的精度取决于位置检测元件,有合适的反馈装置可达亚微米级:(8)维护简单,由于部件少,运动时无机械接触,从而大大降低了零部件的磨损,只需很少甚至无需维护,使用寿命更长。

直线电动机与“旋转电动机,滚珠丝杠”传动性能比较表性能旋转电动机+滚珠丝杠直线电动机。

缺点从表面看,直线电机可逐步取代滚珠丝杠成为驱动直线运动的主流。

但事实是,直线电机驱动在普遍使用后,一些过去没有关注的问题开始浮现:一是直线电机的耗电量大,尤其在进行高荷载、高加速度的运动时,机床瞬间电流对车间的供电系统带来沉重负荷;其二是振动高,直线电机的动态刚性极低,不能起缓冲阻尼作用,在高速运动时容易引起机床其它部分共振;其三是发热量大,固定在工作台底部的直线电机动子是高发热部件,安装位置不利于自然散热,对机床的恒温控制造成很大挑战;其四是不能自锁紧,为了保证操作安全,直线电机驱动的运动轴,尤其是垂直运动轴,必须要额外配备锁紧机构,增加了机床的复杂性。

在直线电机的应用中,人们除了发现上述缺陷外,也看到了其优点的片面性。

直线电机的主要优点是高速度和高加速度,但在机床加工过程中,加速度超过10m/s2时所节省的辅助时间对整个加工过程的工时来说并没有太大意义,只有在工时非常短的加工中,高加速度才有意义,也就是说对于模具、风叶等单件复杂零件的切削加工,直线电机的优点并不明显。

基于以上原因,选择发展直线电机的机床企业都采用扬长避短的手法,一是将直线电机应用在面向大批量生产、定位运动多、方向频繁转变的场合,如汽车零部件加工机床,快速原型机及半导体生产机等;二是用于荷载低、工艺范围大的场合,例如电加工机床、水切割机、等离子切割机等。

直线电机在机床上的应用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。

近几年,国际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和超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最高进给速度为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,最大可达10g;刚度提高了7倍;直线电机直接驱动的工作台无反向工作死区;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。

1993年,德国ZxCell-O公司推出了世界上第一个由直线电机驱动的工作台HSC-240型高速加工中心,机床主轴最高速达到24000r/min,最大进给速度为60n/min,加速度达到1g,当进给速度为20m/min 时,其轮廓精度可达0.004mm。

美国的Ingersoll公司紧接着推出了HVM-800型高速加工中心,主轴最高转速为20000r/min,最大进给速度为75.20m/min。

1996年开始,日本相继研制成功采用直线电机的卧式加工中心、高速机床、超高速小型加工中心、超精密镜面加工机床、高速成形机床等。

我国浙江大学研制了一种由直线电机驱动的冲压机,浙江大学生产工程工程研究所设计了用圆筒型直线电机驱动的并联机构坐标测量机。

2001年南京四开公司推出了自行开发的采用直线电机直接驱动的数控直线电机车床,2003年第8届中国国际国际机床展览会上,展出北京电院高技术股份公司推出的VS1250直线电机取得的加工中心,该机床主轴最高转速达15000r/min。

直线电机的工作原理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。

直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。

以直线感应电动机为例:当初级绕组通入交流电源时,便在气隙中产生行波磁场,次级在行波磁场切割下,将感应出电动势并产生电流,该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。

如果初级固定,则次级在推力作用下做直线运动;反之,则初级做直线运动。

直线电机的驱动控制技术一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机,还必须具有能在安全可靠的条件下实现技术与经济要求的控制系统。

随着自动控制技术与微计算机技术的发展,直线电机的控制方法越来越多。

对直线电机控制技术的研究基本上可以分为三个方面:一是传统控制技术,二是现代控制技术,三是智能控制技术。

传统的控制技术如PID反馈控制、解耦控制等在交流伺服系统中得到了广泛的应用。

其中PID控制蕴涵动态控制过程中的过去、现在和未来的信息,而且配置几乎为最优,具有较强的鲁棒性,是交流伺服电机驱动系统中最基本的控制方式。

为了提高控制效果,往往采用解耦控制和矢量控制技术。

沙迪克公司在直线电机这一领域的研究是在90年代中期,当时已经有一些著名的机械制造商推出了商品化的采用直线电机作为驱动装置的机械设备,主要是磨床和加工中心,并在一些国际著名的机械设备展览会上加以展示,而与此同时,电火花机床的发展却受到了越来越严重的挑战,大家知道,虽然SODICK公司主要从事电加工设备的开发和制造,并在国际制造业的这一生产领域里享有盛名,先进的技术和超凡的性能使其产品在市场上占有相当大的份额,但是,从80年代后期开始,随着其他加工手段的出现和快速发展特别是高速切削技术的显著进步和迅速普及,以其加工效益高,周期短,深受模具制造业的青睐,致使一些原本应由电火花加工的业务转向高速切削加工领域;而电火花加工一方面由于受电蚀产物排泄困难导致某些形状的加工效益非常低下甚至无法加工;加工精度方面由于还存在某些客观原因还不够理想,这些难题一直困惑着电火花加工业务的拓展,找不到切实的解决方法,形成了功能上的局限性,与此同时传统的低价位的电火花机床的生产厂家纷纷抢滩,以绝对的价格优势抢占了部分市场分额,这些都对有实力的电火花设备的制造企业造成了一定的压力和威胁,而开发具有突破性进展的高技术由于受传统思维的束博似乎也到了寸步难行的地步。

据此状况有人甚至提出将淘汰电火花机床,电加工业受到空前的挑战。

这些经历对于搞电加工的人来说都深有体会。

沙迪克公司也不例外,90年代初的几年时间里,销售量也开始出现不同程度的滑坡,一个时期内在阵痛和反思中度过,曾经出现过萧条。

在阵痛之后,经过深刻地反思,他们认识到与其说电加工设备制造业受到挑战不如说人的传统思维观念受到挑战,要重新振新电加工业必须冲破传统观念的束博,必须开拓思路,找出差距,认准突破方向,电火花不是没有发展前途而是怎样找出路子去适应新的市场机遇,只要突破传统功能上的局限性,电火花还是大有发展前途的,要向世人证明电火花不仅不能淘汰,而且有它存在的必要性。

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