直线电机原理与选型
直线电机技术手册
直线电机技术手册直线电机是一种将电能转换为直线机械运动的电机。
它具有结构简单、体积小、可调速、低噪音、高效率等优点，被广泛应用于自动化设备、机器人、医疗器械等领域。
本技术手册将介绍直线电机的基本原理、分类、工作原理、应用以及性能参数等内容。
第一篇：直线电机的基本原理直线电机是由电力驱动产生直线运动的装置。
它主要由定子和活子构成，其中定子固定在机械结构上，活子则与定子直接相连接并作为可移动部分。
根据运动方式的不同，直线电机可分为平面直线电机和圆柱直线电机两种。
平面直线电机主要用于平面直线运动，而圆柱直线电机则用于圆柱直线运动。
第二篇：直线电机的分类直线电机根据工作方式的不同可分为直线感应电机、直线同步电机、直线步进电机等。
直线感应电机是利用电磁感应原理工作的，它通过交流电产生的感应电磁场来产生运动。
直线同步电机则是利用电磁场和永磁体之间的作用力来进行直线运动。
直线步进电机则是利用电磁铁和永磁铁之间的吸引力和排斥力来产生直线运动。
第三篇：直线电机的工作原理直线电机的工作原理与旋转电机类似，都是利用电磁感应或者磁场作用力来产生直线运动。
直线电机通过一个交流电源来产生电磁感应场或者磁场，然后利用电磁感应场或者磁场和永磁场之间的作用力来进行直线运动。
直线电机的运动速度可以通过改变电源频率或者改变磁场强度来调节。
第四篇：直线电机的应用直线电机具有结构简单、体积小、可调速、低噪音、高效率等优点，因此被广泛应用于自动化设备、机器人、医疗器械等领域。
在工业自动化领域，直线电机通常用于驱动输送带、自动检测设备、机械臂等。
在医疗器械领域，直线电机通常用于驱动高精度位置调整系统、手术机器人等。
第五篇：直线电机的性能参数直线电机的性能参数包括最大力矩、最大速度、加速度、精度等。
最大力矩是指直线电机产生的最大驱动力；最大速度是指直线电机能够达到的最大运动速度；加速度是指直线电机的加速能力；精度是指直线电机能够实现的运动精度。
直线电机是怎么样的
直线电机是怎么样的直线电机是一种利用电磁力作用于直线导轨上的电动机。
与传统旋转电机相比，直线电机具有结构简单、运动平稳、高速高加速度、高精度、机械效率高、没有机械磨损等优点。
因此，直线电机广泛应用于自动化生产线、半导体设备、医疗器械、航空航天等领域。
直线电机的工作原理直线电机基本上是由电源、电容器、电感线圈、输出杆和导轨组成。
运用电磁感应定律，直线电机可以将电能转化为机械能，实现在导轨上的直线运动。
具体地，当直线电机加电后，直线电机上的导轨将受到电磁力的作用，导轨中的输出杆在电磁力的推动下会沿着导轨方向前进。
具有导体的电磁线圈内通以定电流，线圈内部将会产生电磁场，从而形成磁极对，并对相关元件施加力，最终实现直线运动。
直线电机的分类在不同的工作原理和结构上，直线电机可以分为多种类型，如下所述：1.电磁直线电机电磁直线电机是运用电磁感应原理实现直线运动的一种电动机，在导轨上由交变磁场、游动子和定子组成，通常应用于高速高精度等场合。
2.贴片直线电机贴片直线电机又称为盘式直线电机，它是采用线性运动的原理，通过电磁原理来驱动，运动部件是由一个滑块和一个直线电机来组成的，应用广泛于机床、慢放线等领域。
3.电声直线电机电声直线电机是利用电磁感应原理来实现振动运动的直线电机，通常应用于扬声器、无线电等领域。
它具有高精度、低噪音、快速响应、线性性能好等特点。
直线电机的应用直线电机广泛应用于各种需要直线运动的场合，在工业自动化领域可以实现机械自动化和智能化，可以用于各种运输、分拣、加工、生产和包装等设备。
在医疗器械领域中，直线电机可应用于医用机器人、病床运动部件等。
在航空航天领域中，直线电机可以用于伺服系统、导引系统、位移系统等，为航空航天领域提供了方便和重要的支持。
直线电机的未来发展随着科技的发展和人们对科技应用的需求增长，直线电机正在为我们创造出更多的可能，未来直线电机将越来越小巧、智能、节能、环保，将有更广泛的应用前景和市场空间。
直线电机的选型方法
直线电机的选型方法直线电机是一种将电能转换为直线运动的电动机。
在选择直线电机时，需要考虑一系列因素，包括应用环境、负载特性、速度要求、加速度要求、电力驱动系统等。
以下是一些选型方法的详细讨论。
1.确定应用环境：首先需要了解直线电机将被用于何种应用环境。
例如，是用于工业生产线还是用于医疗设备？这些环境通常具有不同的要求和限制，例如防尘、防水等等。
2.确定负载特性：负载特性是选择直线电机的关键因素之一、负载特性通常包括负载的重量、摩擦、惯性等。
这些特性会影响直线电机的选型，例如电机的功率和扭矩。
3.确定速度和加速度要求：直线电机的速度和加速度要求通常与所需的动力负载有关。
例如，一些应用可能需要快速且平稳的直线运动，这意味着需要选择一个具有高速和高加速度的直线电机。
4.确定电力驱动系统：直线电机的驱动通常采用直流或交流电源。
选择电力驱动系统需要考虑电源的可用性、电机控制的复杂性、系统的可靠性等因素。
5.考虑额定负载：直线电机的额定负载通常是指电机能够达到的最大运行负载。
选择直线电机时，应确保其额定负载能够满足应用的需求。
6.了解电机的尺寸和重量：电机的尺寸和重量可以限制其在特定应用中的使用。
例如，在空间有限的环境下，需要选择一个体积小巧的直线电机。
7.考虑成本因素：选择直线电机时也要考虑经济因素。
这包括电机的购买成本、维护成本、性能和质量保证等方面。
8.参考厂家技术规格：电机厂家通常提供有关其产品的技术规格表。
通过参考这些规格，可以了解电机的具体性能指标，以帮助进行更准确的选型。
直线电机选型计算实例
直线电机选型计算实例直线电机是一种直线运动的电动机，它的工作原理与旋转电机类似，但是它的转子是直线型的，而且它的运动方向也是直线的。
直线电机具有结构简单、精度高、响应快等优点，因此在自动化生产线、半导体设备、医疗器械等领域得到广泛应用。
下面我们将通过一个选型计算实例来介绍直线电机的选型方法。
1. 确定负载参数在选型之前，首先需要确定直线电机所要驱动的负载参数，包括负载的质量、惯性、运动方式等。
例如，假设我们需要驱动一个质量为100kg的物体在水平方向上做往返直线运动，运动速度为1m/s，加速度为2m/s^2，运动距离为500mm。
2. 计算所需力矩根据负载参数，我们可以计算出所需的力矩。
在这个例子中，所需的力矩可以通过以下公式计算：T = m * a * L / 2其中，m为负载质量，a为加速度，L为运动距离。
代入参数可得：T = 100 * 2 * 0.5 = 100N·m3. 选择合适的直线电机型号在确定所需力矩后，我们需要选择合适的直线电机型号。
在选择时，需要考虑直线电机的最大力矩、最大速度、最大加速度等参数。
一般来说，直线电机的最大力矩应该大于所需的力矩，最大速度应该大于所需的运动速度，最大加速度应该大于所需的加速度。
假设我们选择了一款最大力矩为200N·m，最大速度为2m/s，最大加速度为4m/s^2的直线电机。
4. 计算所需电流和功率在确定直线电机型号后，我们需要计算所需的电流和功率。
电流可以通过以下公式计算：I = T / k其中，T为所需力矩，k为直线电机的力矩常数。
功率可以通过以下公式计算：P = F * v其中，F为所需的力，v为运动速度。
代入参数可得：I = 100 / 0.1 = 1000AP = 100 * 1 = 100W5. 确定驱动器和控制器在确定所需电流和功率后，我们需要选择合适的驱动器和控制器。
驱动器需要能够提供足够的电流和电压，控制器需要能够控制直线电机的运动速度和加速度。
直线电机选型计算实例
直线电机选型计算实例以直线电机选型计算实例为例，本文将详细介绍直线电机选型的过程和计算方法，帮助读者了解直线电机选型的基本原理和步骤。
直线电机是一种将电能直接转换为机械能的装置，广泛应用于工业自动化、半导体生产设备、医疗器械等领域。
选型是指根据实际需求和工作条件，选择合适的直线电机型号和规格参数，以满足工作要求和性能指标。
直线电机选型的基本步骤如下：1. 确定工作负载：首先需要明确直线电机所需承载的负载类型和重量，包括静负载和动负载。
静负载是指直线电机在停止工作时所要承受的重量，动负载是指直线电机在运行时所要承受的重量。
根据工作负载的大小和特点，选择适合的直线电机类型。
2. 确定工作速度：根据实际工作需求，确定直线电机的运行速度。
速度是直线电机选型的重要参数，直线电机的速度范围通常在几毫米/秒到几米/秒之间。
根据工作速度要求，选择合适的直线电机型号和规格。
3. 确定工作行程：直线电机的行程是指直线电机能够移动的距离范围。
根据实际工作需求，确定直线电机的工作行程，以确定直线电机的尺寸和结构形式。
4. 确定工作精度：根据实际工作需求，确定直线电机的工作精度要求，包括位置精度、重复定位精度和运动平稳性等指标。
根据工作精度要求，选择合适的直线电机型号和控制系统。
5. 计算所需力矩：根据工作负载和工作速度，计算出直线电机所需的力矩。
力矩是直线电机选型的重要参数，直线电机的力矩范围通常在几牛米到几十牛米之间。
根据所需力矩，选择合适的直线电机型号和规格。
6. 选择合适的控制系统：根据工作要求和性能指标，选择合适的直线电机控制系统。
直线电机控制系统通常包括驱动器、编码器和控制器等组成部分。
根据实际需求和预算限制，选择合适的控制系统。
以上是直线电机选型的基本步骤和计算方法。
在实际应用中，还需要考虑其他因素，如环境条件、电源要求、可靠性和维护性等。
选型过程中，可以借助厂商提供的选型软件或咨询厂商的工程师，以获得更准确和可靠的选型结果。
直线电机的选型方法
直线电机选型要求准则：直线电机：①峰值推力不小于计算峰值推力；②连续推力不小于计算连续推力
1、直线电机的分类
单轴模组、龙门直线模组、XY直线模组、流水线直线电机、标机设备直线模组直线电机系统配套及选型
1、直线电机的选型要求
如何确定系统能达到最大的速度或者加速度？
选型要求准则：
直线电机：①峰值推力不小于计算峰值推力；
②连续推力不小于计算连续推力；
③计入20%裕度，电机推力要大于或等于1.2计算推力；
承载能力：①（有铁芯电机要考虑直线导轨有足够承载电磁吸力的能力）；
②精度等级
③品牌选择（HIWIN、CPC、PIM）,一般应用场景
（THK、IKO、INA），高精密应用场景
光栅方面：①光栅尺栅距；
②分辨率；
③最大允许速度=分辨率*采样频率；
④厂家选择：雷尼绍、海德汉、Microe；
驱动器方面：峰值电流大于或等于直线电机峰值电流；
连续电流大于或等于直线电机峰值电流；
母线电压Ubus=VMax Ke+IpR
2、直线电机的计算选型
1、系统运动参数的技术要求
行程：总行程、加减速行程、匀速行程；
运动时间：加速时间Ta，匀速时间Tr，减速时间Td，停歇时间Tdw、运动周期T
运动质量：有效负责、平台质量、动子质量；
运动速度：最大速度；。
怎样选择直线电机
怎样选择直线电机直线电机是一种基于电磁原理的运动控制设备，主要由电磁铁、导轨和运动平台等组成。
与传统的旋转电机相比，直线电机具有精度高、速度快、反应灵敏、控制方便等优点，因此在精密制造、自动化生产和机器人等领域得到了广泛应用。
但是在选择直线电机时，需要考虑多种因素。
本文将为您介绍如何选择直线电机。
1. 负载特性负载特性是指工作负载的重量、形状、摩擦力等特征，也是最基本的选择因素。
一般来说，选择直线电机的负载特性应该根据应用要求而定。
如果负载需要重量较大或者需要进行重量级的加工作业，那么需要选择大功率、高精度的直线电机；如果只是小备件的移动或者小物品的放置等操作，就需要选择小功率、简单的直线电机。
2. 行程要求行程长度指的是直线电机所需移动的距离。
因此，在选择直线电机时，需要考虑行程的长度和速度。
如果行程较短并且速度要求高，应选择绕组较少、电流较高的电机。
如果行程较长并且速度要求不高，应选择绕组较多、电流较小的电机。
在以前，行程设计时会配合使用传统的滑动导轨，现在替代导轨的机电一体化直线电机已经非常流行，可以参考选择。
3. 精度和平滑性直线电机的控制精度和平滑性是工业应用中最为重要的的两个选择因素。
通常，控制精度越高、平滑度越高，电机的反应速度就越快、噪音就越小。
在选择直线电机时，需要根据应用要求，选择相应的控制器和驱动器，以满足工作的精度和平滑度要求。
4. 耐久性和稳定性选择直线电机时，耐久性和稳定性也是非常重要的选择因素。
它们是直线电机的运行寿命和可靠性的直接体现。
直线电机的稳定性取决于两者之间的配对，而耐久性则与电机的设计和材料质量有关。
为了确保电机的性能和稳定性，应选用高质量的材料，同时正确规划装备的工作载荷，保持电机的正常使用寿命。
5. 价格和应用在选择直线电机时，还要考虑价格和应用。
一般来说，选择电机的价格是根据预算和应用需求来决定的。
因此，准确了解应用领域和工作环境是很重要的，我们要选择质优价廉的直线电机，以实现预期的工作效果。
直线电机原理与选型
直线电机原理与选型直线电机是一种将电能转化为直线运动的电动机。
它与传统的旋转电机不同，直线电机的定子和转子之间的运动是直线的，而不是旋转的。
直线电机在许多领域中得到了广泛应用，如工业自动化、交通运输、医疗设备等。
直线电机的工作原理与传统电动机相似，也是基于洛伦兹力的原理。
洛伦兹力是指导线电流在磁场中产生的力，其大小和方向由洛伦兹力定律决定。
当直线电机的定子和转子之间加上电压，形成电流流经导线时，在磁场的作用下，电流会受到洛伦兹力的作用，从而产生直线运动。
直线电机的选型主要取决于以下几个因素：1.功率需求：根据需要传递的力和速度，选择适当的功率。
功率与输出力和速度成正比。
2.加速度需求：根据需要实现的加速和减速时间，选择适当的加速度。
加速度与电场强度成正比。
3.轴向负载：根据负载的重量和特性，选择适当的轴向力和力矩。
轴向力和力矩与电流和导线长度成正比。
4.空间限制：考虑设备的尺寸和形状，选择适当的直线电机尺寸和布局。
5.工作环境：考虑工作环境的温度、湿度和腐蚀性，选择适当的防护等级和材料。
6.控制系统：根据控制系统的要求，选择适当的编码器和传感器。
除了以上因素，还应考虑直线电机的可维护性、可靠性和成本等因素。
根据直线电机的结构和工作方式，可以将直线电机分为多种类型，如线性感应电机、直线同步电机、刷式直线电机和无刷直线电机等。
-线性感应电机是直线电机中最常见的类型之一、它利用变化的磁场引起定子中的涡流，并产生磁场相互作用产生力。
它具有简单的结构、高效率和高速度的优点。
-直线同步电机是根据同步发电机的原理工作的。
它需要与外部控制器同步，以保持转子和定子之间的同步。
它具有高精度、高刚度和高效率的特点，适用于需要精确定位和高速运动的应用。
-刷式直线电机与传统的直流电动机类似，具有刷子和集电器，通电后通过电刷与转子之间的接触产生直线运动。
它具有较低的成本和较高的输出力，但需要定期维护。
-无刷直线电机没有刷子，通过与电子换向器控制转子的电磁力，实现直线运动。
直线电机选型注意哪些事项
直线电机选型注意哪些事项一、引言直线电机是一种特殊的电机，其转动运动被转化为直线运动。
在许多工业应用中，直线电机已经取代了传统的液压和气动执行器，成为首选的运动控制解决方案。
然而，要选择合适的直线电机，需要考虑一些关键因素。
本文将介绍直线电机选型时需要注意的事项。
二、负载要求直线电机选型的第一步是明确负载要求。
负载要求包括负载的重量、惯性、速度要求、加速度要求等。
根据负载要求，可以选择适当的直线电机类型和规格。
三、行程长度行程长度是指负载需要移动的距离。
直线电机的行程长度通常有限，因此在选型时要确保直线电机的行程长度能够满足负载的要求。
如果行程长度过长，可能需要考虑使用多个直线电机进行组合。
四、工作环境直线电机的工作环境也是选型时需要考虑的因素之一。
工作环境包括温度、湿度、腐蚀性气体、灰尘等因素。
根据工作环境的要求，选择具有相应防护等级的直线电机。
五、控制要求直线电机的控制方式有很多种，包括位置控制、速度控制、力控制等。
在选型时要明确控制要求，并选择适合的控制方式。
同时，还需要考虑所需的控制精度和响应速度。
六、电源和电压直线电机通常需要外部电源供电，因此需要考虑电源的类型和电压要求。
根据电源的类型和电压要求，选择合适的直线电机。
七、安装和维护直线电机的安装和维护也是选型时需要考虑的因素之一。
不同类型的直线电机安装方式和维护要求可能不同，因此要根据实际情况选择适合的直线电机。
八、可靠性和寿命直线电机的可靠性和寿命也是选型时需要考虑的重要因素。
要选择具有高可靠性和长寿命的直线电机，以确保设备的正常运行和长期使用。
九、成本成本也是选型时需要考虑的因素之一。
直线电机的价格根据不同的品牌、规格和功能而有所差异。
在选型时，要综合考虑性能、质量和价格，并选择性价比较高的直线电机。
总结：在选型直线电机时，需要考虑负载要求、行程长度、工作环境、控制要求、电源和电压、安装和维护、可靠性和寿命以及成本等因素。
只有综合考虑这些因素，选择合适的直线电机，才能确保设备的正常运行和长期稳定性。
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运动的装置，它通过电磁力的作用实现直线运动。
直线电机广泛应用于工业自动化、机床、交通运输等领域，具有高精度、高速度、高效率等优点。
下面将详细介绍直线电机的工作原理。
1. 电磁场产生：直线电机的工作原理基于洛伦兹力的作用。
当直流电通过直线电机的线圈时，电流会在线圈周围产生一个磁场。
磁场的强度与电流的大小成正比。
2. 磁场与磁场互作用：直线电机中通常由两个主要部分组成，即定子和滑块。
定子上的线圈产生的磁场与滑块上的永磁体产生的磁场相互作用。
这种相互作用会导致滑块在定子上产生力。
3. 力的产生：根据洛伦兹力的原理，当电流通过直线电机的线圈时，线圈中的电流会与永磁体的磁场相互作用，产生力。
这个力的方向和大小取决于电流的方向和大小，以及磁场的方向和大小。
4. 运动控制：通过控制电流的方向和大小，可以控制直线电机的运动。
当电流方向改变时，滑块的运动方向也会改变。
通过改变电流的大小，可以控制滑块的速度。
5. 反馈系统：为了实现精确的控制，直线电机通常配备有反馈系统。
反馈系统可以测量滑块的位置和速度，并将这些信息反馈给控制系统。
控制系统根据反馈信息调整电流的大小和方向，以实现精确的位置控制。
6. 应用领域：直线电机广泛应用于各种需要直线运动的场景。
例如，直线电机可以用于自动化生产线上的物料搬运，可以用于数控机床上的切割和加工，还可以用于高速列车和电梯等交通工具的驱动系统。
总结：直线电机是一种将电能转换为机械运动的装置，通过电磁力的作用实现直线运动。
它的工作原理基于洛伦兹力的作用，通过控制电流的方向和大小，可以控制直线电机的运动。
直线电机具有高精度、高速度、高效率等优点，广泛应用于工业自动化、机床、交通运输等领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
直线电机是一种具有广阔前景的新颖电机，直线电机主要是直线电动机， 它是一种直接将电能转换为直线运动机械能且不需要任何中间转换结构 的传动装置。信息时代的高新技术推动了传统产业的迅速发展， 在机械工业自动化中出现了一些运动控制新技术，直线电机凭借高速度、 高加速、高精度及行程不受限制等特性在物流系统、工业加工与装配、 信息及自动化系统、交通与民用以及军事等领域发挥着十分重要的作用。
无铁芯电机
此外，无铁芯电机中的施力部件的质量比 有铁芯电机中的施力部件质量更小，因而 这种结构的电机能够产生很大的加速度， 整体动态性能非常好。无铁芯结构没有齿 槽效应，也没有吸引力，因此可以增加轴 承的使用寿命，在某些情况下还可以使用 更小的轴承。
无铁芯电机
因为无铁芯电机结构具有出色的动态性能， 在运动过程中不会出现齿槽效应，因而功 能非常强大，但是它们的散热效率不如铁 心电机。因为接触面积较小，从绕组底座 到冷却板的导热通道较长，所以这些电机 的满负载功率较低。此外，为了达到合适 的作用力和行程而采用的双排磁体结构也 增加了这个电机的总成本。
直线电机的类型
电机线通常从产品包的一侧接出来。磁轨 有些情况下也称为“次级”元件。根据所 用直线电机的类型，磁轨可以是一排磁体， 也可以采用双面结构，这样可以产生平衡 的吸引力。
直线电机的类型
图4：直线电机系统包括一个底座、轴承、 载物台、反馈装置
直线电机的类型
一个完整的直线电机系统（图4）通常包括 个体电机部件、底座、轴承、反馈元件以 及连线管理功能。
集成的直线电机系统
大多数线性编码器都有一个递增脉冲串， 可以在编码器“读数头”沿着“直线刻度” 移动的过程中为运动控制器提供离散的 “数量”信息。通常情况下，读数头安装 在负载附近，直线刻度则位于定位器底座 上。有两种线性编码器比较常用：光学编 码器和磁编码器。
集成的直线电机系统
光学编码器使用反射光扫描方法来提供反 馈信息，其分辨率和准确度非常高。光学 编码器的反馈信号分辨率可以达到纳米量 级。磁编码器使用感应扫描方法来提供反 馈信号，其成本较低，但是准确度和分辨 率要比光学编码器低很多。磁编码器的分 辨率通常可以达到1到5微米。
铁芯电机
铁芯结构的一个缺点是电机的施力部件和磁轨之 间的吸引力太大，其数值相当于电机额定作用力 的5-13倍。电机的轴承系统必须为该作用力提供 支撑。此外，因为吸引力太大，所以安装过程要 比其它直线电机困难。 铁芯结构的另外一个缺点是存在齿槽力。为了把 电机安置在磁体上合适的位置，需要使用铁芯对 电机施加一个水平力，这时候就会出现齿槽效应。 齿槽效应会限制运动系统的平稳度，这是因为必 须根据具体位置来调整电机所产生的作用力以保 持恒速。 铁芯电机的优势和劣势总结如下：
无铁芯电机
无铁芯电机的劣势： • 散热 – 更高的热阻。 • 单位产品包的功率– 与铁芯结构相比有效 值功率较低。 • 成本更高– 使用的磁体数量是铁芯电机的 两倍。 就目前市场上提供的无铁芯电机包括部件 套装和预制定位系统两种形式。
集成的直线电机系统
集成的直线电机系统
直线电机是一种特殊的电机。目前，随着 科技的发展，直线电机对于精确度和运动 动力性能的要求越来越高，不过，系统的 整体性能还依赖于其它部件，尤其是所用 的伺服控制和反馈装置。
集成的直线电机系统
如果直线刻度没有与导向轴承对齐，那么可能因 为“余弦误差”而影响准确度。 集成直线电机系统主要是通过反馈装置的运用达 到高精度的性能。该集成直线电机采用了一种特 殊的线性编码器，它是一种特殊材料制成的，能 够防止编码器在直线电机上被磁化，而影响编码 器的性能从而降低整个系统的精度，造成不必要 的损失。 这种集成的直线电机系统避免了用户自己安装编 码器所造成的误差，提高了整个系统的精度，还 使得整个的安装更为简单方便，大大节省了人力 和时间。
CUM2系列
CUM系列 无铁芯直线电机
电机线圈 型 号线圈 长度EACUM1-S1B22.0412.0CUM1 -S2B43.0616.5CUM1 -S3B64.0818.0CUM1 -S4-B85.0825.0
电机线圈 型 号 线圈长度 E A
CUM1-S1-B
22.0
4
12.0
CUM1-S2-B
集成的直线电机系统
图9-1：伺服控制器（位置传感器位于电机 处）
集成的直线电机系统
图9显示了伺服电机控制系统的传统级联结构，同 样的结构也适用于直线电机。这种结构的一个优 势就是位置传感器通常可以放置在负载右侧或者 附近，从而增加整个系统的准确度。 有很多种方法可以为运动控制器提供直线位置反 馈信息，其中包括模拟传轮式电位计以及激光干 涉仪。每种设备都有相应的准确度和成本。不过 总的来说，直线电机定位系统最常用的反馈设备 是线性编码器。感器、齿条齿
直线电机
简单的说，直线电机就是“展开的”旋转 电机。在很多应用中，直线电机与传统的 旋转驱动系统相比具有明显的优势：
直线电机
虽然线性编码器部件的成本较高，但用户可以根 据应用需求来优化选择反馈系统。比如， Parker为客户提供了超高分辨率的光学编码器， 可以满足非常严格的精度要求。此外，Parker 还提供了分辨率和成本较低的磁编码器，可以帮 助用户控制系统总成本。实际上，在很多情况下， 采用经济实用的反馈功能的直线电机不仅比采用 精确接地滚珠丝杠的旋转系统性能更好，而且实 际的成本也与后者相仿，甚至更低。
无铁芯电机
无铁芯电机结构的优势和劣势总结如下： 无铁芯电机的优势： • 无吸引力 – 平衡的双磁轨，安全，便于操作， 在组装的过程中不存在吸引力的问题。 • 无齿槽效应– 无铁芯施力部件不存在齿槽效应， 可以确保最佳平稳度。 • 轻型施力部件– 因为没有铁芯，所以加速度和减 速度更大，机械带宽也更高。 • 采用气隙调整– 便于对齐和安装。
无铁芯电机
无铁芯电机的施力部件架在两个磁轨之间 （图8）。它们也称为“aircore” 或“U通 道”电机。施力部件的线圈中没有任何铁 芯，所以叫无铁芯电机。它的铜绕组是包 封起来的，位于两排磁体中间的气隙内。 因为电机没有铁芯，所以在施力部件和磁 轨之间不会产生吸引力或齿槽力。
无铁芯电机
图8：无铁芯直线电机
43.0
6
16.5
CUM1-S3-B
64.0
8
18.0
CUM1-S4-B
85.0
8
25.0
CUM系列 无铁芯直线电机
电机线圈 例如：CUM1-S-S2-0.3-B 型号 连接方式 尺寸 系列号 CUM1 B P=并联 S=串联 S1 霍尔 空格=无霍尔模块 电缆长度 3.0 = 300m
S2
HN=有霍尔模块 S3 S4
铁芯电机
图5：有铁芯直线电机
铁芯电机
铁芯电机的施力部件架在一个磁轨上（图 5）。施力部件是用铜绕组包在铁芯外面形 成的。位于后侧的铁片为磁通量提供了一 个高效的通道，可以使其在电机和磁轨间 循环。此外还有一个保证电机高效散热的 通道。这种铁芯结构可以产生很大的作用 力，并实现高效冷却功能。实际上，铁芯 结构使每个单元都最具有最大的作用力。 最后，铁芯结构是一种很经济的方案，因 为只需要使用一排磁材料即可。
CUM系列 无铁芯直线电机
无铁芯技术 零齿槽力专利技术 具有最高的电机常数和最短的线圈长 度的无铁芯直线电机具有大的持续力和 峰值力
CUM系列 无铁芯直线电机
CUM1系列 ● 最大的连续力为11.9 N/ 2.7 lb ● 最大的峰值力为47.6 N/ 10.7 lb
CUM系列 无铁芯直线电机
铁芯电机
铁芯电机的优势： • 单位尺寸的作用力很大 – 使用铁芯汇聚 流场。 • 成本更低– 采用开面结构，只使用一排磁 体。 • 散热性能好– 因为采用了铁芯，表面积很 大，所以很容易散热。
铁芯电机
铁芯电机的劣势： • 正常吸引力 – 相当于电机所产生的作用 力的5到13倍。 • 齿槽效应 – 限止运动的平稳度，并导致 速度波动。 的电机既可以作为部件，也可以作为预制 的全集成定位系统。
规 格CUM1-S1-BCUM1-S2-BCUM1-S3-BCUM1-S4-B性能参数 单位 串联串联并联并联连续力，线圈 @100℃N3.06.08.911.9lb0.71.32.02.7峰值力 N11.923.835.747.6lb2.75.38.010.7电机常数 N/SqRt(W)1.672.422.983.46lb/SqRt(W)0.370.540.670.78 连续功率W3.26.19.011.8峰值功率W50.997.1143.3189.6电线周长 mm21212121in0.8270.8270.8270.827最大总线电压 V60606060最大线圈温度℃125125125125热耗散系数 W/°C0.040.080.120.16连续电流A1.71.71.71.7峰值电流 A6.86.86.86.8力常数N/A1.753.505.257.00lb/A0.40.81.21.6 反电势常数V/m/s2.04.06.18.1V/in/s0.050.100.150.21感应系数 mH0.110.220.310.41终端电阻@25℃Ohms1.102.103.104.10电 气时间常数ms0.100.100.100.10机械参数线圈质量 g25.050.075.0100.0oz0.8821.7642.6463.527线圈长度 mm22436485in0.871.692.523.35导轨质量（/63mm） g149oz5.256电磁吸力N(1b)0
集成的直线电机系统
还有一种线性编码器是正弦编码器。正弦 编码器产生的信号是模拟正弦和余弦信号， 而不是离散脉冲。很多先进的运动控制器 都可以通过插值算法将这些模拟信号转换 为超高分辨率信息。
集成的直线电机系统
所有上述编码器都提供了递增定位信息，因而每次控制器 失去位置信息（比如断电）的时候，都需要确认“起始位 置”。在某些情况下，需要了解 “绝对反馈”信息（可 以马上知道电机的实际位置，但是没有起始序列）。一些 编码器制造商现在正在生产通过同步串行接口（SSI）来 传输数据的绝对线性编码器。 在使用线性编码器的时候，必须正确安装扫描器（读数） 头。如果安装有误，可能会出现机械共振效应，因为传感 器头的振动而导致测量的位置信息出现误差。在这种情况 下，会显著降低能够达到的控制环路带宽，进而降低最大 定位刚度。在某些情况下还会丢失大段位置信息，从而使 系统变得非常不准确。