直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展
時間:2008-12-02 16:00:00來源:yangliu
導(dǎo)語:?本文介紹了直線電機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)類型,闡述了直線電機(jī)理論分析、設(shè)計以及直線伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制等方面的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,介紹了直線電機(jī)在各類加工設(shè)備上的應(yīng)用情況與研究動態(tài)。
摘要:直線電機(jī)直接驅(qū)動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應(yīng)快、速度和加速度大、精度高、振動和噪聲小等一系優(yōu)點,是各類超高速、精密機(jī)床的理想傳動方式。本文介紹了直線電機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)類型,闡述了直線電機(jī)論分析、設(shè)計以及直線伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制等方面的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,介紹了直線電機(jī)在各類加工設(shè)備上的用情況與研究動態(tài)。
關(guān)鍵詞:直線電機(jī) 驅(qū)動 伺服控制 優(yōu)化設(shè)計
前言
直線電機(jī)直接驅(qū)動系統(tǒng)是近10年發(fā)展起來的一種新型進(jìn)給傳動方式,在各類高速、精密加工設(shè)備上具有廣泛的應(yīng)用前景。機(jī)床上傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”進(jìn)給傳動方式,由于受自身結(jié)構(gòu)的限制,在進(jìn)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(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)伺服性能提出的更高要求。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。具有起動推力大、傳動剛度高、動態(tài)響應(yīng)快、定位精度高、行程長度不受限制等優(yōu)點。特別是由于直線電機(jī)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(dá)lOg(g一9.8m/s),能實現(xiàn)起動時瞬間達(dá)到高速,高速運(yùn)行時又能瞬間準(zhǔn)停。因此,只有在高速、精密加工機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中采用直線電機(jī)直接驅(qū)動方式,才能獲得所需的高進(jìn)給速度和進(jìn)給加速度。但在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中采用直線電機(jī)直接驅(qū)動方式也會帶來新的矛盾和問題,主要表現(xiàn)為:發(fā)熱、隔磁及防護(hù)、負(fù)載干擾及應(yīng)用于垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)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(jī)直接驅(qū)動方式的應(yīng)用至關(guān)重要。
直線電機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相似,它也有直流、交流、步進(jìn)、永磁、電磁、同步和異步等多種類型。從其結(jié)構(gòu)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(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷史。早在19世紀(jì)末與20世紀(jì)初就有人從事直線電機(jī)的研究,但未獲得成功。直至2O世紀(jì)5O年代中期,控制、材料技術(shù)的飛速發(fā)展和新型控制元器件的不斷出現(xiàn)為直線電機(jī)的廣泛應(yīng)用打開了方便之門,使直線電機(jī)的理論和應(yīng)用獲得了迅速的發(fā)展。特別是近1O年來,由于高速、精密機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的需要,使得直線電機(jī)的優(yōu)越性充分體現(xiàn)出來,并受到高度重視,直線電機(jī)的研究重新成為熱點領(lǐng)域。
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