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直线电机较传统电机的优势

直线电机较传统电机的优势

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【摘要】:
一般电动机工作时都是转动的。但是用旋转的电机驱动的交通工具需要做直线运动,用旋转的电机驱动的机器的一些部件也要做直线运动。这就需要增加把旋转运动变为直线运动的一套装置。能不能直接运用直线运动的电机来驱动,从而省去这套装呢?几十年前人们就提出了这个问题。现在已制成了直线运动的电动机,即直线电机。随着直接驱动技术的发展,直线电机与传统的“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的驱动方式的对比引起业界的关注。20世纪
  一般电动机工作时都是转动的,但是用旋转的电机驱动的交通工具需要做直线运动,用旋转的电机驱动的机器的一些部件也要做直线运动,这就需要增加把旋转运动变为直线运动的一套装置。能不能直接运用直线运动的电机来驱动,从而省去这套装呢?几十年前人们就提出了这个问题,现在已制成了直线运动的电动机,即直线电机。随着直接驱动技术的发展,直线电机与传统的“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的驱动方式的对比引起业界的关注。20世纪90年代直线电机开始应用于机械制造业,直线电机较传统电机的优势,现在世界一些技术先进的加工中心厂家开始在其高速机床上应用。  
 
  1.精度比较:
 
  精度方面直线电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题,定位精度、重现精度、绝对精度;通过位置检测反馈控制都会较“旋转伺服电机+滚珠丝杠”高,且容易实现。
 
  直线电机定位精度可达0.1μm。“旋转伺服电机+滚珠丝杠”最高达到2~5μm,且要求CNC-伺服电机-无隙连轴器-止推轴承-冷却系统-高精度滚动导轨-螺母座-工作台闭环整个系统的传动部分要轻量化,光栅精度要高。
若想达到较高平稳性,“旋转伺服电机+滚珠丝杠”要采取双轴驱动,直线电机是高发热部件;需采取强冷措施,要达到相同目的,直线电机则要付出更大的代价。
 
  2.速度比较:
 
  速度方面直线电机具有相当大的优势,直线电机速度达到300m/min,加速度达到10g;滚珠丝杠速度为120m/min,加速度为1.5g。从速度上和加速度的对比上,直线电机具有相当大的优势,而且直线电机在成功解决发热问题后速度还会进一步提高;而“旋转伺服电机+滚珠丝杠”在速度上却受到限制很难再提高较多。
 
  从动态响应上因为运动惯量和间隙以及机构复杂性等问题直线电机也占有绝对的优势。
 
  速度控制上直线电机因其响应快,调速范围更宽,可以实现启动瞬间达到最高转速,高速运行时又能迅速停止。调速范围可达到1:10000。
 
  3.寿命比较:
 
  寿命方面直线电机因运动部件和固定部件间有安装间隙。无接触,不会因动子的高速往复运动而磨损,长间使用对运动定位精度无变化,适合高精度的场合;滚珠丝杠则无法在高速往复运动中保证精度,因高速摩擦,会造成丝杠螺母的磨损,影响运动的精度要求。对高精度的需求场合无法满足。
 
  随着直线电机驱动技术的日益改进与完善,未来直线电机将逐步取代传统的丝杠传动方式,因此,必须逐步完善直线电机使用及维护等其它配套技术,满足多变的市场需要,增加自己的市场竞争能力。