直線電機(jī)的工作原理 專業(yè)課件

直線電機(jī)的工作原理直線電機(jī)是一種通過將封閉式磁場展開為開放式磁場，將電能直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動的機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動裝置直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以看作是將一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開，并將電機(jī)的圓周展開成直線而形成的。其中定子相當(dāng)于直線電機(jī)的初級，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于直線電機(jī)的次級，當(dāng)初級通入電流后，在初次級之間的氣隙中產(chǎn)生行波磁場，在行波磁場與次級永磁體的作用下產(chǎn)生驅(qū)動力，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動部件的直線運(yùn)動。近幾年來，世界上一些發(fā)達(dá)國家開始將直線電機(jī)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床直線運(yùn)動驅(qū)動系統(tǒng)中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的伺服電機(jī)+滾珠絲杠副驅(qū)動系統(tǒng)，取得了巨大的成功。直線電機(jī)和傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠運(yùn)動系統(tǒng)的比較在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動機(jī)直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺（拖板）之間的機(jī)械傳動環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動鏈的長度縮短為零，因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動件（如絲杠等），使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。2.精度直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動時(shí)因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機(jī)床的定位精度。3.動剛度高由于"直接驅(qū)動"，避免了啟動、變速和換向時(shí)因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動滯后現(xiàn)象，同時(shí)也提高了其傳動剛度。4、速度快、加減速過程短由于直線電動機(jī)最早主要用于磁懸浮列車（時(shí)速可達(dá)500Km/h），所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動中，要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個(gè)速度（要求達(dá)60～100M/min或更高）當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動時(shí)瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停?？色@得較高的加速度，一般可達(dá)2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1～0.5g。5.行程長度不受限制在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電動機(jī)，就可以無限延長其行程長度6.運(yùn)動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），其運(yùn)動時(shí)噪音將大大降低。7.效率高由于無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動效率大大提高直線電機(jī)主要應(yīng)用場合：一是應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)，這類應(yīng)用場合比較多；其次是作為長期連續(xù)運(yùn)行的驅(qū)動電機(jī)；三是應(yīng)用在需要短時(shí)間、短距離內(nèi)提供巨大的直線運(yùn)動能的裝置中。

直線電機(jī)可以在幾秒鐘內(nèi)把一架幾千公斤重的直升飛機(jī)拉到每小時(shí)幾百公里的速度，它在真空中運(yùn)行時(shí)，其時(shí)速可達(dá)幾千上萬公里。

在軍事上，人們利用它制成各種電磁炮，并試圖將它用于導(dǎo)彈、火箭的發(fā)射；

在工業(yè)領(lǐng)域，直線電機(jī)被用于生產(chǎn)輸送線，以及各種橫向或垂直運(yùn)動的一些機(jī)械設(shè)備中；直線電機(jī)除具有高速、大推力的特點(diǎn)以外還具有低速、精細(xì)的另一特點(diǎn)，例如，步進(jìn)直線電機(jī)，它可以做到步距為1μm的精度，因此，直線電機(jī)又被應(yīng)用到許多精密的儀器設(shè)備中，例如計(jì)算機(jī)的磁頭驅(qū)動裝置、照相機(jī)的快門、自動繪圖儀、醫(yī)療儀器、航天航空儀器、各種自動化儀器設(shè)備等。

除此之外，直線電機(jī)還被用于各種各樣的民用裝置中，如電動門、電動窗、電動桌、椅的移動，門鎖、電動窗簾的開、閉等等，尤其在交通運(yùn)輸業(yè)中，人們利用直線電機(jī)制成了時(shí)速達(dá)500km以上的磁浮列車。9、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20235:02:14PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20235:02:14PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3

直線電機(jī)憑借高速度、高加速、高精度及行程不受限制等特性使其在很多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。目前直線電機(jī)在世界各國的應(yīng)用大致可分為物流系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、信息與自動化系統(tǒng)、交通與民用、軍事及其它，而在物流輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用為最多。國外一些發(fā)達(dá)國家則逐步采用了直線電機(jī)驅(qū)動的，由計(jì)算機(jī)控制的新型郵政物流分揀輸送系統(tǒng)。如日本東京多摩郵局的大型郵政分揀機(jī)；丹麥CRISPLANT公司生產(chǎn)的高速包刷分揀機(jī)；瑞士、意大利等國的郵袋吊掛推式懸掛機(jī)等。與傳統(tǒng)的鏈傳動或連桿方式相比，直線電機(jī)驅(qū)動的物流系統(tǒng)具有高效、低噪、安全可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而獲得應(yīng)用者青睞。我國貴陽普天通信機(jī)械廠與浙江大學(xué)研制成功的直線電機(jī)包刷分揀機(jī)，其性能優(yōu)于國外，其價(jià)格僅為國外的1/3。海關(guān)承擔(dān)著大量物品的進(jìn)出分揀，過去也和郵政分揀相類似，現(xiàn)在有些海關(guān)，如國內(nèi)深圳海關(guān)就采用了由浙江大學(xué)提供直線電機(jī)驅(qū)動的物流分揀線，使用效果很好。

許多行業(yè)如電工、電子、機(jī)械、化工、醫(yī)藥等生產(chǎn)流水線和裝配線，一般常采用鋼絲繩或鏈傳動，這些傳動方式往往噪聲大、速度慢、控制不方便，現(xiàn)在世界上已有不少單位開始采用直線電機(jī)驅(qū)動，包括一些汽車生產(chǎn)線。在一些新穎的立體化倉庫的搬運(yùn)系統(tǒng)和新型的自動化車庫，也開始采用了直線電機(jī)，其中采用直線電機(jī)的自動化車庫是在庫地上安裝一系列縱向和橫向的直線電機(jī)初級，而載車板為次級。通過計(jì)算機(jī)，利用直線電機(jī)初次級作用移動汽車進(jìn)或出。效率和利用率都很高。

此外，直線電機(jī)還在水果和蔬菜的分類線上，商場的商品流動線上，餐館的食品流動線，醫(yī)院的藥品、器械的輸送以及銀行、商場的票據(jù)傳送方面得到了應(yīng)用。另外，直線電機(jī)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床驅(qū)動已經(jīng)商品化。采用直線伺服電機(jī)的高速加工中心，已成為國際各大機(jī)床制造商競相研究和開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品，作為高速加工中心的新一代直接驅(qū)動伺服執(zhí)行元件，直線伺服電機(jī)技術(shù)在國內(nèi)外也已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段。1993年，德國和美國相繼推出由直線電機(jī)驅(qū)動的工作臺高速加工中心。1996年，日本研制成功采用直線電機(jī)的臥式加工中心、高速機(jī)床、超高速小型加工中心、超精密鏡面加工機(jī)床、高速成形機(jī)床等。我國浙江大學(xué)研制一種由直線電機(jī)驅(qū)動的沖壓機(jī)，浙江大學(xué)生產(chǎn)工程研究所設(shè)計(jì)用賀圓筒型直線電機(jī)驅(qū)動的并聯(lián)機(jī)構(gòu)坐標(biāo)測量機(jī)。2021年南京四開公司推出自行開發(fā)的采用直線電機(jī)直接驅(qū)動的，2021年中國國際機(jī)床展會上，展出北京電院高技術(shù)股份公司推出的直線電機(jī)加工中心。

現(xiàn)在直線電機(jī)驅(qū)動進(jìn)給速度已達(dá)100m/min，德國DMC公司在28種機(jī)型上采用了直線電機(jī)。2021年意大利JOBS公司Linx系列產(chǎn)品已占全公司總產(chǎn)量的60%，有專家預(yù)測，到2021年將有20%的數(shù)控機(jī)床采用直線電機(jī)驅(qū)動，其產(chǎn)業(yè)化前景十分看好。

謝謝!9、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20235:02:15PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。