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直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开,并将电机的圆周展开成直线而形成的。其中定子相当于直线电机的初级,转子相当于直线电机的次级,当初级通入电流后,在初次级之间的气隙中产生行波磁场,在行波磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力,以此来实现运动部件的直线运动。近几年来,世界上一些发达国家开始将直线电机技术应用于数字控制机床直线运动驱动系统中,代替传统的伺服电机+滚珠丝杠副驱动系统,取得了巨大的成功。
在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的物理运动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为零传动。正是由于这种零传动方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。
(如丝杠等),使整个闭环控制管理系统动态响应性能大幅度的提升,反应异常灵敏快捷。
,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大幅度的提升机床的定位精度。
直接驱动,避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。
4、速度快、加减速过程短由于直线电动机最早大多数都用在磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没问题的。也由于上述零传动的高速响应性,使其加减速过程快速缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=),~。
、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。
直线电机可以在几秒钟内把一架几千公斤重的直升飞机拉到每小时几百公里的速度,它在真空中运行时,其时速可达几千上万公里。
在工业领域,直线电机被用来生产输送线,以及各种横向或垂直运动的一些机械设备中;直线电机除具有高速、大推力的特点以外还具有低速、精细的另一特点,例如,步进直线电机,它能做到步距为1μm的精度,因此,直线电机又被应用到许多精密的仪器设施中,例如计算机的磁头驱动装置、照相机的快门、自动绘图仪、医疗仪器、航天航空仪器、各种自动化仪器设施等。
除此之外,直线电机还被用于各种各样的民用装置中,如电动门、电动窗、电动桌、椅的移动,门锁、电动窗帘的开、闭等等,尤其在交通运输业中,人们利用直线km以上的磁浮列车。
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使其在很多领域都有广泛应用。目前直线电机在世界各国的应用大致可分为物流系统、工业设施、信息与自动化系统、交通与民用、军事及其它,而在物流输送系统中的应用为最多。