直線電機的原理、應用
原理
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。它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開，并展成平面而成。 由定子演變而來的一側稱為初級，由轉子演變而來的一側稱為次級。在實際應用時，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變。直線電機可以是短初級長次級，也可以是長初級短次級?？紤]到制造成本、運行費用，以直線感應電動機為例：當初級繞組通入交流電源時，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應出電動勢并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場相作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力作用下做直線運動；反之，則初級做直線運動。直線電機的驅動控制技術一個直線電機應用系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線電機，還必須具有能在安全可靠的條件下實現(xiàn)技術與經(jīng)濟要求的控制系統(tǒng)。隨著自動控制技術與微計算機技術的發(fā)展，直線電機的控制方法越來越多。
對直線電機控制技術的研究基本上可以分為三個方面：一是傳統(tǒng)控制技術，二是現(xiàn)代控制技術，三是智能控制技術。傳統(tǒng)的控制技術如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。其中PID控制蘊涵動態(tài)控制過程中的信息，具有較強的魯棒性，是交流伺服電機驅動系統(tǒng)中最基本的控制方式。為了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技術。在對象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運行環(huán)境是確定不變的條件下，采用傳統(tǒng)控制技術是簡單有效的。但是在高精度微進給的高性能場合，就必須考慮對象結構與參數(shù)的變化。各種非線性的影響，運行環(huán)境的改變及環(huán)境干擾等時變和不確定因數(shù)，才能得到滿意的控制效果。因此，現(xiàn)代控制技術在直線伺服電機控制的研究中引起了很大的重視。常用控制方法有：自適應控制、滑模變結構控制、魯棒控制及智能控制。主要是將模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡與PID、H∞控制等現(xiàn)有的成熟的控制方法相結合，取長補短，以獲得更好的控制性能。 應用
直線電機可以認為是旋轉電機在結構方面的一種變形，它可以看作是一臺旋轉電機沿其徑向剖開，然后拉平演變而成。隨著自動控制技術和微型計算機的高速發(fā)展，對各類自動控制系統(tǒng)的定位精度提出了更高的要求，在這種情況下，傳統(tǒng)的旋轉電機再加上一套變換機構組成的直線運動驅動裝置，已經(jīng)遠不能滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)的要求，為此，世界許多國家都在研究、發(fā)展和應用直線電機，使得直線電機的應用領域越來越廣。
直線電機與旋轉電機相比，主要有如下幾個特點：一是結構簡單，由于直線電機不需要把旋轉運動變成直線運動的附加裝置，因而使得系統(tǒng)本身的結構大為簡化，重量和體積大大地下降；二是定位精度高，在需要直線運動的地方，直線電機可以實現(xiàn)直接傳動，因而可以消除中間環(huán)節(jié)所帶來的各種定位誤差，故定位精度高，如采用微機控制，則還可以大大地提高整個系統(tǒng)的定位精度；三是反應速度快、靈敏度高，隨動性好。直線電機容易做到其動子用磁懸浮支撐，因而使得動子和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸，這就消除了定、動子間的接觸摩擦阻力，因而大大地提高了系統(tǒng)的靈敏度、快速性和隨動性；四是工作安全可靠、壽命長。直線電機可以實現(xiàn)無接觸傳遞力，機械摩擦損耗幾乎為零，所以故障少，免維修，因而工作安全可靠、壽命長。
直線電機主要應用于三個方面：一是應用于自動控制系統(tǒng)，這類應用場合比較多；其次是作為長期連續(xù)運行的驅動電機；三是應用在需要短時間、短距離內(nèi)提供巨大的直線運動能的裝置中。 高速磁懸浮列車 磁懸浮列車是直線電機實際應用的最典型的例子，美、英、日、法、德、加拿大等國都在研制直線懸浮列車，其中日本進展最快。
直線電機驅動的電梯 世界上第一臺使用直線電機驅動的電梯是1990年4月安裝于日本東京都豐島區(qū)萬世大樓，該電梯載重600kg,速度為105m/min,提升高度為22.9m。由于直線電機驅動的電梯沒有曳引機組，因而建筑物頂?shù)臋C房可省略。如果建筑物的高度增至1000米左右，就必須使用無鋼絲繩電梯，這種電梯采用高溫超導技術的直線電機驅動，線圈裝在井道中，轎廂外裝有高性能永磁材料，就如磁懸浮列車一樣，采用無線電波或光控技術控制。
超高速電動機 在旋轉超過某一極限時，采用滾動軸承的電動機就會產(chǎn)生燒結、損壞現(xiàn)象，國外研制了一種直線懸浮電動機（電磁軸承），采用懸浮技術使電機的動子懸浮在空中，消除了動子和定子之間的機械接觸和摩擦阻力，其轉速可達25000～100000r/min以上，因而在高速電動機和高速主軸部件上得到廣泛的應用。如日本安川公司新近研制的多工序自動數(shù)控車床用5軸可控式電磁高速主軸采用兩個徑向電磁軸承和一個軸向推力電磁軸承，可在任意方向上承受機床的負載。在軸的中間，除配有高速電動機以外，還配有與多工序自動數(shù)控車床相適應的工具自動交換機構。
P01-23x80/10x50LinMot直線伺服電機P01-23x80系列
工業(yè)直線伺服電機
Linmot直線電機是使用直接的電磁原理。直線電機的運動的產(chǎn)生不需要齒輪，傳送帶。電機僅由滑桿和定子兩部份組成?；瑮U是由一內(nèi)部裝滿釹鐵硼磁鋼的不銹鋼管構成的精密部件定子包含線圈，滑塊軸承，位置傳感器，溫度控制器，以及帶綜合電子銘牌的微處理器。 |
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工業(yè)直線伺服電機
Limot 直線電機和伺服控制器可以應用在復雜的工業(yè)環(huán)境中。它們卓越的性能、低廉的維護成本以及極長的使用壽命使它們赫赫有名。最新產(chǎn)品MPC系統(tǒng)（Multi Position Cylinder System)是專門為滿足簡單的位置控制使用而設計，例如替換汽缸一類的產(chǎn)品。
Limot直線電機是無刷同步電機,綜合定位,防止過載, 帶有電子銘牌.
Limot直線電機直接由電磁驅動,不需要齒輪及其他機械裝置。所有電機的部件均鑄于鋼管中,可以最理想地避免破損和污染(IP67)。電機有兩種出線方式:直接電線接出,萬向接頭引出.
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工業(yè)直線伺服電機
Limot導向機構是由軸套和軸承組成的導向部件,應用于線性電機,移動平臺,反向旋轉,高精度位置控制,并可以用力矩控制.
控制器可以執(zhí)行簡單的點到點位置控制，也可完成高度精確的多軸同步應用。與上位系統(tǒng)可以采用串口，fieldbusses,或fieldbus總線，以太網(wǎng)。支持多種總線和協(xié)議連接主PLC,工業(yè)PC,或主控制器 |
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工業(yè)直線伺服電機
LinMot設計者為客戶提供了高端的線性運動系統(tǒng)產(chǎn)品可以在數(shù)秒鐘分析命令，并根據(jù)不同的標準使應用最優(yōu)化。然后數(shù)據(jù)庫不需要大量的人工計算，而自身選擇恰當?shù)腖inmot驅動程序。
操作系統(tǒng)有兩個不同的版本，以滿足潛在客戶的不同需求。 初級版本能使初學者很快的詳細地掌握系統(tǒng)運動。入門者也可以根據(jù)標準版本很容易的設定復雜的驅動程序。 |
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