一、直線電機(jī)是什么東西
直線電機(jī)也稱線性電機(jī),線性馬達(dá),直線馬達(dá),推桿馬達(dá),是直接產(chǎn)生直線運(yùn)動的電動機(jī)。直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動機(jī)械能,而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)按徑向剖開,并展成平面而成。最常用的直線電機(jī)類型是平板式和U型槽式,和管式。線圈的典型組成是三相,由霍爾元件實現(xiàn)無刷換相。
二、直線電機(jī)的優(yōu)點
1、結(jié)構(gòu)簡單
管型直線電機(jī)不需要經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)而直接產(chǎn)生直線運(yùn)動,使結(jié)構(gòu)大大簡化,運(yùn)動慣量減少,動態(tài)響應(yīng)性能和定位精度大大提高。同時也提高了可靠性,節(jié)約了成本,使制造和維護(hù)更加簡便。它的初次級可以直接成為機(jī)構(gòu)的一部分,這種獨特的結(jié)合使得這種優(yōu)勢進(jìn)一步體現(xiàn)出來。
2、適合高速直線運(yùn)動
因為不存在離心力的約束,普通材料亦可以達(dá)到較高的速度。而且如果初、次級間用氣墊或磁墊保存間隙,運(yùn)動時無機(jī)械接觸,因而運(yùn)動部分也就無摩擦和噪聲。這樣,傳動零部件沒有磨損,可大大減小機(jī)械損耗,避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲,從而提高整體效率。
3、初級繞組利用率高
在管型直線感應(yīng)電機(jī)中,初級繞組是餅式的,沒有端部繞組,因而繞組利用率高。
4、無橫向邊緣效應(yīng)
橫向效應(yīng)是指由于橫向開斷造成的邊界處磁場的削弱,而圓筒型直線電機(jī)橫向無開斷,所以磁場沿周向均勻分布。
5、容易克服單邊磁拉力問題
徑向拉力互相抵消,基本不存在單邊磁拉力的問題。
6、易于調(diào)節(jié)和控制
通過調(diào)節(jié)電壓或頻率,或更換次級材料,可以得到不同的速度、電磁推力,適用于低速往復(fù)運(yùn)行場合。
7、適應(yīng)性強(qiáng)
直線電機(jī)的初級鐵芯可以用環(huán)氧樹脂封成整體,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)計成多種結(jié)構(gòu),滿足不同情況的需要。
8、高加速度
這是直線電機(jī)驅(qū)動,相比其他絲杠、同步帶和齒輪齒條驅(qū)動的一個顯著優(yōu)勢。
三、直線電機(jī)的缺點
1、直線電機(jī)的耗電量大,尤其在進(jìn)行高荷載、高加速度的運(yùn)動時,機(jī)床瞬間電流對車間的供電系統(tǒng)帶來沉重負(fù)荷。
2、振動高,直線電機(jī)的動態(tài)剛性極低,不能起緩沖阻尼作用,在高速運(yùn)動時容易引起機(jī)床其它部分共振。
3、發(fā)熱量大,固定在工作臺底部的直線電機(jī)動子是高發(fā)熱部件,安裝位置不利于自然散熱,對機(jī)床的恒溫控制造成很大挑戰(zhàn)。
4、不能自鎖緊,為了保證操作安全,直線電機(jī)驅(qū)動的運(yùn)動軸,尤其是垂直運(yùn)動軸,必須要額外配備鎖緊機(jī)構(gòu),增加了機(jī)床的復(fù)雜性。
隨著高速加工技術(shù)的迅速發(fā)展,對傳動及控制系統(tǒng)的要求越來越高,使直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的研究力度在逐步加大?,F(xiàn)在直線電機(jī)的許多缺點已經(jīng)被克服,直線電機(jī)的動力性能也更加的卓越。直線驅(qū)動技術(shù)的研究既是技術(shù)向更高更快發(fā)展的趨勢,同時也更能滿足市場需要,帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益,成為未來發(fā)展的必然趨勢。