直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2521

1．直線電機(jī)的工作原理

直線電機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，可將其看作為將旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿圓周方向拉開(kāi)展平的產(chǎn)物。如圖8-8所示，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子部分，稱為直線電機(jī)的初級(jí)，而對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分，稱為直線電機(jī)的次級(jí)。當(dāng)多相交變電流通入多相對(duì)稱繞組時(shí)，會(huì)在直線電機(jī)初級(jí)和次級(jí)之間的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)行波磁場(chǎng)，從而使初級(jí)和次級(jí)之間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)。當(dāng)然，在初級(jí)和次級(jí)之間還存在垂直力，它可以是吸引力，也可以是推斥力。


 

 

圖8-8 旋轉(zhuǎn)電機(jī)展平為直線電

(a)旋轉(zhuǎn)電機(jī)         (b)直線電機(jī)

 

直線電機(jī)有直流直線電機(jī)、步進(jìn)直線電機(jī)和交流直線電機(jī)三大類，在機(jī)床上主要使用交流直線電機(jī)。在勵(lì)磁方式上，交流直線電機(jī)又可分為永磁（同步）式和感應(yīng)（異步）式兩種。由于感應(yīng)式直線電機(jī)在不通電時(shí)沒(méi)有磁性，有利于機(jī)床的安裝、使用和維護(hù)，其性能也已接近永磁式直線電機(jī)的水平，因而其在機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用受到歡迎。



在結(jié)構(gòu)上，直線電機(jī)有如圖8-9所示的短次級(jí)和短初級(jí)兩種形式。為減小發(fā)熱量和降低成本，一般采用圖8-9b所示的短初級(jí)結(jié)構(gòu)。



 

圖8-9 直線電機(jī)的形式

(a)短次級(jí)         (b)短初級(jí)

 

   

2．直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)特點(diǎn)

圖8-10為感應(yīng)式直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)，它具有如下主要特點(diǎn)：

    1）速度高。由于工作臺(tái)由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有中間的機(jī)械傳動(dòng)元件，因而可達(dá)到很高的進(jìn)給速度，其值可達(dá)到80~180m/min；

    2）加速度大。由于直線電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、響應(yīng)速度快，因而可靈敏實(shí)現(xiàn)加速和減速，其加速度可達(dá)2~10g(g為重力加速度)；

    3）定位精度高。由于直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)一般采用光柵尺作為工作臺(tái)的位置測(cè)量元件，且為閉環(huán)控制，因而定位精度高，可達(dá)0.1~0.01μm；

4）行程不受限制。由于直線電機(jī)的次級(jí)是通過(guò)一段段連續(xù)拼接安裝在機(jī)床床身上的，因而不論多長(zhǎng)，初級(jí)(即工作臺(tái))都可到達(dá)，且對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的剛度沒(méi)有影響。

5）動(dòng)態(tài)剛度高。由于系統(tǒng)在動(dòng)力傳動(dòng)中沒(méi)有低效率的中間傳動(dòng)部件，因而可獲得很好的動(dòng)態(tài)剛度。

　

圖8-10 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)

1—次級(jí)冷卻板   2—滾動(dòng)導(dǎo)軌   3—初級(jí)冷卻板   4—工作臺(tái)

5—位置測(cè)量系統(tǒng)   6—初級(jí)   7—次級(jí)   8—床身

 

當(dāng)然，直線電機(jī)在機(jī)床上的應(yīng)用也存在一些問(wèn)題，比如：當(dāng)負(fù)荷變化大時(shí)，需要重新整定系統(tǒng)；用于垂直進(jìn)給軸時(shí)，由于沒(méi)有機(jī)械連接或嚙合，需外加平衡塊或制動(dòng)器；磁鐵（或線圈）對(duì)電機(jī)部件的吸力很大，應(yīng)注意選擇導(dǎo)軌和設(shè)計(jì)滑架。

3．直線電機(jī)的基本參數(shù)

直線電機(jī)的基本參數(shù)包括：電機(jī)的長(zhǎng)度、寬度、高度、連續(xù)力和峰值力。表8-2列出了瑞士ETEL公司生產(chǎn)的LMA系列直線電機(jī)的型號(hào)和基本參數(shù)。

表8-2　瑞士ETEL公司生產(chǎn)的LMA系列直線電機(jī)的型號(hào)和基本參數(shù)































































































































































































































































型號(hào)
長(zhǎng)

/mm
寬

/mm
高

/mm
連續(xù)力

（80oC）

N
連續(xù)力

（130oC）

/N
峰值力

/N
電機(jī)重

/Kg

LMA-11-030
200.2
61
54
128
172
369
2.2

LMA-11-050
200.2
81
56
204
272
615
3.4

LMA-11-070
200
101
56
278
370
861
4.6

LMA-11-100
200
131
58
386
513
1229
6.4

LMA-11-150
200
181
60
565
747
1844
9.3

LMA-11-200
200
231
60
741
980
2459
12.3

LMA-22-030
376.2
61
54
251
337
738
4.4

LMA-22-050
376.2
81
56
399
532
1230
6.6

LMA-22-070
376.2
101
56
541
720
1722
8.9

LMA-22-100
376.2
131
58
749
995
2460
12.3

LMA-22-150
376.2
181
60
1091
1446
3689
17.9

LMA-22-200
376.2
231
60
1430
1892
4919
23.7

LMA-33-030
552.2
61
54
374
502
1107
6.5

LMA-33-050
552.2
81
56
593
791
1845
9.8

LMA-33-070
552.2
101
56
803
1069
2583
13.2

LMA-33-100
552.2
131
58
1112
1477
3689
18.3

LMA-33-150
552.2
181
60
1617
2143
5534
26.6

LMA-33-200
552.2
231
60
2118
2802
7379
35.2

LMA-44-030
728.2
61
54
498
667
1476
8.6

LMA-44-050
728.2
81
56
787
1051
2460
13.1

LMA-44-070
728.2
101
56
1066
1419
3444
17.5

LMA-44-100
728.2
131
58
1474
1958
4920
24.2

LMA-44-150
728.2
181
60
2143
2839
7379
35.2

LMA-44-200
728.2
231
60
2805
3712
9839
46.6

　

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