直線電機驅動技術的研究現狀與發展
時間:2008-12-02 16:00:00來源:yangliu
導語:?本文介紹了直線電機的工作原理與結構類型,闡述了直線電機理論分析、設計以及直線伺服驅動系統控制等方面的研究現狀與發展趨勢,介紹了直線電機在各類加工設備上的應用情況與研究動態。
摘要:直線電機直接驅動系統具有結構簡單、動態響應快、速度和加速度大、精度高、振動和噪聲小等一系優點,是各類超高速、精密機床的理想傳動方式。本文介紹了直線電機的工作原理與結構類型,闡述了直線電機論分析、設計以及直線伺服驅動系統控制等方面的研究現狀與發展趨勢,介紹了直線電機在各類加工設備上的用情況與研究動態。
關鍵詞:直線電機 驅動 伺服控制 優化設計
前言
直線電機直接驅動系統是近10年發展起來的一種新型進給傳動方式,在各類高速、精密加工設備上具有廣泛的應用前景。機床上傳統的“旋轉電機+滾珠絲杠”進給傳動方式,由于受自身結構的限制,在進給速度、加速度、快速定位精度等方面很難有突破性的提高,已無法滿足超高速切削、超精密加工對機床進給系統伺服性能提出的更高要求。直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能,而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。具有起動推力大、傳動剛度高、動態響應快、定位精度高、行程長度不受限制等優點。特別是由于直線電機無離心力作用,故直線移動速度可以不受限制;而且其加速度非常大,最高可達lOg(g一9.8m/s),能實現起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準停。因此,只有在高速、精密加工機床的進給系統中采用直線電機直接驅動方式,才能獲得所需的高進給速度和進給加速度。但在機床進給系統中采用直線電機直接驅動方式也會帶來新的矛盾和問題,主要表現為:發熱、隔磁及防護、負載干擾及應用于垂直進給機構時的自鎖與重力加速度等問題。解決好這些問題對直線電機直接驅動方式的應用至關重要。
直線電機的工作原理與旋轉電機相似,它也有直流、交流、步進、永磁、電磁、同步和異步等多種類型。從其結構來講,它又有動圈式、動鐵式、平板型和圓筒型等形式。直線電機的發展經歷了漫長的歷史。早在19世紀末與20世紀初就有人從事直線電機的研究,但未獲得成功。直至2O世紀5O年代中期,控制、材料技術的飛速發展和新型控制元器件的不斷出現為直線電機的廣泛應用打開了方便之門,使直線電機的理論和應用獲得了迅速的發展。特別是近1O年來,由于高速、精密機床進給系統的需要,使得直線電機的優越性充分體現出來,并受到高度重視,直線電機的研究重新成為熱點領域。
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