直線(xiàn)電機(jī)知識(shí)小科普：沿徑向剖開(kāi)并拉直的旋轉(zhuǎn)電機(jī)大多數(shù)應(yīng)用中，通常是永磁體保持靜止，線(xiàn)圈繞組運(yùn)動(dòng)；但有時(shí)這種布置反過(guò)來(lái)會(huì)更有利并完全可以接受。在這兩種情況中，基本電磁工作原理是相同的，并且與旋轉(zhuǎn)電機(jī)完全一樣。直線(xiàn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)直線(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)伺服電機(jī)+聯(lián)軸器滾珠絲杠傳動(dòng)，直線(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)直接與負(fù)載連接，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)與負(fù)載。直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)是當(dāng)前高速精密制造領(lǐng)域的技術(shù)之一，優(yōu)點(diǎn)如下：1、高精度直接驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)沒(méi)有反向間隙，結(jié)構(gòu)剛性高，系統(tǒng)的精度主要取決于位置檢測(cè)元件，有合適的反饋裝置可達(dá)亞微米級(jí)；2、加速度和速度大高工智能傳動(dòng)電機(jī)在應(yīng)用中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)20g的比較大加速度和4.5m/s的比較大速度；3、無(wú)機(jī)械接觸磨損直線(xiàn)電機(jī)定子與動(dòng)子無(wú)機(jī)械接觸磨損，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)接觸由直線(xiàn)導(dǎo)軌承擔(dān)，傳動(dòng)部件少，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn)單甚至免維護(hù)，可靠性高，壽命長(zhǎng)；4、模塊化結(jié)構(gòu)直線(xiàn)電機(jī)定子采用模塊化結(jié)構(gòu)，運(yùn)行行程理論上不受限制；5、運(yùn)行速度范圍廣大族電機(jī)直線(xiàn)電機(jī)的速度范圍從每秒幾微米到數(shù)米。直線(xiàn)電機(jī)作為長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。直線(xiàn)電機(jī)原理與應(yīng)用

直線(xiàn)電機(jī)由定子演變而來(lái)的一側(cè)稱(chēng)為初級(jí)，由轉(zhuǎn)子演變而來(lái)的一側(cè)稱(chēng)為次級(jí)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將初級(jí)和次級(jí)制造成不同的長(zhǎng)度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級(jí)與次級(jí)之間的耦合保持不變。直線(xiàn)電機(jī)需要反饋直線(xiàn)位置的反饋裝置--直線(xiàn)編碼器，它可以直接測(cè)量負(fù)載的位置從而提高負(fù)載的位置精度?？梢允嵌坛跫?jí)長(zhǎng)次級(jí)，也可以是長(zhǎng)初級(jí)短次級(jí)。直線(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)一個(gè)直線(xiàn)電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線(xiàn)電機(jī)，還必須具有能在安全可靠的條件下實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求的控制系統(tǒng)。隨著自動(dòng)控制技術(shù)與微計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，直線(xiàn)電機(jī)的控制方法越來(lái)越多。對(duì)直線(xiàn)電機(jī)控制技術(shù)的研究基本上可以分為三個(gè)方面：一是傳統(tǒng)控制技術(shù)二是現(xiàn)代控制技術(shù)三是智能控制技術(shù)傳統(tǒng)的控制技術(shù)如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了***的應(yīng)用。其中PID控制蘊(yùn)涵動(dòng)態(tài)控制過(guò)程中的信息，具有較強(qiáng)的魯棒性，是交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中**基本的控制方式。為了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技術(shù)。在對(duì)象模型確定、不變化且是線(xiàn)性的以及操作條件、運(yùn)行環(huán)境是確定不變的條件下，采用傳統(tǒng)控制技術(shù)是簡(jiǎn)單有效的。但是在高精度微進(jìn)給的高性能場(chǎng)合，就必須考慮對(duì)象結(jié)構(gòu)與參數(shù)的變化。各種非線(xiàn)性的影響。直線(xiàn)傳動(dòng)模組然而，直線(xiàn)電機(jī)比機(jī)械系統(tǒng)比有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

初級(jí)繞組利用率高。在管型直線(xiàn)感應(yīng)電機(jī)中，初級(jí)繞組是餅式的，沒(méi)有端部繞組，因而繞組利用率高。（4）無(wú)橫向邊緣效應(yīng)。橫向效應(yīng)是指由于橫向開(kāi)斷造成的邊界處磁場(chǎng)的削弱，而圓筒型直線(xiàn)電機(jī)橫向無(wú)開(kāi)斷，所以磁場(chǎng)沿周向均勻分布。（5）容易克服單邊磁拉力問(wèn)題。徑向拉力互相抵消，基本不存在單邊磁拉力的問(wèn)題。（6）易于調(diào)節(jié)和控制。通過(guò)調(diào)節(jié)電壓或頻率，或更換次級(jí)材料，可以得到不同的速度、電磁推力，適用于低速往復(fù)運(yùn)行場(chǎng)合。（7）適應(yīng)性強(qiáng)。直線(xiàn)電機(jī)的初級(jí)鐵芯可以用環(huán)氧樹(shù)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(huán)境中使用；而且可以設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足不同情況的需要。（8）高加速度。這是直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，相比其他絲杠、同步帶和齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)

按規(guī)定的測(cè)量程序運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)電機(jī)進(jìn)行測(cè)量。數(shù)據(jù)處理及結(jié)果輸出——在試驗(yàn)中，由于直線(xiàn)電機(jī)采用的位置傳感器為光柵尺，其分辨率為1μm，較高采樣速度為1m/s。為了讀數(shù)精確與穩(wěn)定，激光干涉儀的精度設(shè)置為（高可達(dá)1nm），測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示。測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件如下：大氣壓力：室溫：?C；相對(duì)濕度?；直線(xiàn)電機(jī)溫度：?C。為了客觀反映直線(xiàn)電機(jī)進(jìn)給的定位精度，在不同速率、加（減）速度、位置條件下，進(jìn)行相應(yīng)的定位精度測(cè)試與分析。在200mm行程范圍內(nèi)、不同速度及加速度的工況下，對(duì)進(jìn)給單元的定位精度進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)給步長(zhǎng)為10mm，檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。3直線(xiàn)電機(jī)定位誤差模型建立和軟件補(bǔ)償從圖2中可以發(fā)現(xiàn)：（1）定位精度隨位移的增加而增加，在不同的位置段，積累誤差的增長(zhǎng)速率不同；（2）在不同的情況下，定位精度具有很好的一致性，說(shuō)明速度、加速度的變化對(duì)定位精度的影響不大。針對(duì)定位精度的分布情況（圖2），為了研究各種擬合方法的效果，利用小二乘法對(duì)圖1定位精度的平均值采用線(xiàn)性、分段線(xiàn)性及三次樣條擬合的方法來(lái)減小定位精度誤差。相對(duì)于線(xiàn)性及分段線(xiàn)性擬合，三次樣條擬合既保留了分段低次插值的各種優(yōu)點(diǎn)，又提高了插值函數(shù)的光滑性。為了準(zhǔn)確選擇直線(xiàn)電機(jī)的推力，需要知道負(fù)載重量。

伴隨著高性能永磁材料、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的進(jìn)步，永磁無(wú)刷直流電機(jī)得到了迅速發(fā)展。由于克服了機(jī)械換向裝置的固有缺點(diǎn)，無(wú)刷直流電機(jī)具有壽命長(zhǎng)、調(diào)速性能優(yōu)越，體積小、重量輕、效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、電磁兼容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用和研究受到了***的重視，憑其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在許多場(chǎng)合取代了其它種類(lèi)的電動(dòng)機(jī)。特別是在微特電機(jī)領(lǐng)域，在小功率、高轉(zhuǎn)速的調(diào)速領(lǐng)域，無(wú)刷直流電機(jī)占據(jù)著主要位置。接下來(lái)和松文機(jī)電了解一下直流電機(jī)的三種調(diào)速方法：調(diào)節(jié)電樞供電電壓U。改變電樞電壓主要是從額定電壓往下降低電樞電壓，從電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速向下變速，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種方法比較好。電樞電流變化遇到的時(shí)間常數(shù)較小，能快速響應(yīng)，但是需要大容量可調(diào)直流電源。改變電動(dòng)機(jī)主磁通φ。改變磁通可以以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，但只能減弱磁通，從電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)速、屬恒功率調(diào)速方法。電樞電流變化時(shí)遇到的時(shí)間常數(shù)要大很多，響應(yīng)速度較慢.但所需電源容量小。改變電樞回路電阻R。在電動(dòng)機(jī)電樞回路外串電阻進(jìn)行調(diào)速的方法，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。但是只能有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機(jī)械特性較軟。直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯世界上臺(tái)使用直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。直線(xiàn)傳動(dòng)模組

相同的電磁力在旋轉(zhuǎn)電機(jī)上產(chǎn)生力矩在直線(xiàn)電機(jī)產(chǎn)生直線(xiàn)推力作用。直線(xiàn)電機(jī)原理與應(yīng)用

初級(jí)繞組利用率高。在管型直線(xiàn)感應(yīng)電機(jī)中，初級(jí)繞組是餅式的，不存在端部繞組，因此繞組利用率高。無(wú)橫向邊緣效應(yīng)。橫向效應(yīng)就是指因?yàn)闄M向分?jǐn)嘁鸬倪吔缣幋艌?chǎng)的消弱，而圓筒型直線(xiàn)電機(jī)橫向無(wú)分?jǐn)?，故此磁?chǎng)沿周向均勻分布。非常容易克服單邊磁拉力難題。徑向拉力互相抵消，基本上不會(huì)有單邊磁拉力的難題。有利于調(diào)節(jié)和控制。根據(jù)調(diào)節(jié)電壓或頻率，或更換次級(jí)材料，能夠得到不一樣的速度、電磁推力，比較適用于慢速往復(fù)運(yùn)行場(chǎng)合。適應(yīng)能力強(qiáng)。直線(xiàn)電機(jī)的初級(jí)鐵芯能夠用環(huán)氧樹(shù)脂封成整體，具備不錯(cuò)的防腐、防潮特性，有利于在潮濕、粉塵和有害氣體的環(huán)境中采用；并且能夠設(shè)計(jì)成各種構(gòu)造，滿(mǎn)足不一樣情況的需要。高加速度。也是直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，對(duì)比別的絲杠、同步帶和齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)。直線(xiàn)電機(jī)原理與應(yīng)用

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