一、直線電機是什么東西
直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)電(dian)機(ji)也稱線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)電(dian)機(ji),線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)馬(ma)達(da),直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)馬(ma)達(da),推桿馬(ma)達(da),是(shi)(shi)直(zhi)(zhi)接(jie)產生直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)運(yun)動的(de)電(dian)動機(ji)。直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)電(dian)機(ji)是(shi)(shi)一(yi)種將電(dian)能直(zhi)(zhi)接(jie)轉換(huan)成(cheng)直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)運(yun)動機(ji)械能,而不需要任何中(zhong)間轉換(huan)機(ji)構的(de)傳動裝(zhuang)置。它可以看成(cheng)是(shi)(shi)一(yi)臺旋轉電(dian)機(ji)按徑向剖開,并展成(cheng)平面而成(cheng)。最常用的(de)直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)電(dian)機(ji)類(lei)型是(shi)(shi)平板式(shi)和U型槽(cao)式(shi),和管式(shi)。線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)的(de)典型組成(cheng)是(shi)(shi)三相(xiang),由霍爾元件實現無(wu)刷換(huan)相(xiang)。
二、直線電機的優點
1、結構簡單
管(guan)型直線電機(ji)(ji)不需要(yao)經(jing)過中間轉換機(ji)(ji)構而直接產生(sheng)直線運動(dong),使結構大(da)大(da)簡(jian)化,運動(dong)慣量減少,動(dong)態響應性能和定位(wei)精度大(da)大(da)提高(gao)。同時也(ye)提高(gao)了可靠性,節(jie)約了成本,使制(zhi)造(zao)和維護(hu)更(geng)加簡(jian)便。它的(de)初(chu)次級(ji)可以直接成為機(ji)(ji)構的(de)一部分(fen),這(zhe)種(zhong)獨特(te)的(de)結合使得這(zhe)種(zhong)優勢進一步體現出來。
2、適合高速直線運動
因為不存在(zai)離心力的(de)約束,普通材(cai)料(liao)亦可以達到(dao)較高的(de)速度。而且(qie)如(ru)果(guo)初、次級(ji)間用氣墊(dian)或磁墊(dian)保(bao)存間隙(xi),運(yun)動(dong)(dong)時無(wu)機械接觸,因而運(yun)動(dong)(dong)部分也就無(wu)摩擦和噪(zao)聲。這樣,傳動(dong)(dong)零部件沒有磨(mo)損,可大大減小機械損耗,避免(mian)拖纜、鋼(gang)索、齒輪與皮帶(dai)輪等(deng)所造成的(de)噪(zao)聲,從而提高整(zheng)體效(xiao)率。
3、初級繞組利用率高
在管型直線感應電機中,初級繞組(zu)(zu)是餅式(shi)的,沒(mei)有端部繞組(zu)(zu),因而(er)繞組(zu)(zu)利用率高。
4、無橫向邊緣效應
橫向(xiang)效應是指由于(yu)橫向(xiang)開(kai)斷(duan)造成的邊界(jie)處磁(ci)場(chang)的削弱,而(er)圓筒型直線電機橫向(xiang)無開(kai)斷(duan),所以磁(ci)場(chang)沿(yan)周(zhou)向(xiang)均勻分布。
5、容易克服單邊磁拉力問題
徑向拉力(li)互相(xiang)抵消,基本不存在單(dan)邊磁拉力(li)的問題。
6、易于調節和控制
通過調(diao)節電(dian)壓或(huo)頻率(lv),或(huo)更換次級材料,可以得到不同的速度、電(dian)磁推力,適用于低速往(wang)復運行場合。
7、適應性強
直線電(dian)機(ji)的(de)初級鐵芯(xin)可(ke)以用環(huan)氧樹脂封成(cheng)整(zheng)體,具有較好的(de)防腐、防潮性能(neng),便(bian)于在潮濕、粉塵和有害氣體的(de)環(huan)境中使(shi)用;而且可(ke)以設計(ji)成(cheng)多種結構,滿足不同情(qing)況的(de)需要。
8、高加速度
這(zhe)是直線(xian)電機驅動,相比其他絲(si)杠(gang)、同(tong)步(bu)帶和齒(chi)(chi)輪(lun)齒(chi)(chi)條驅動的一個(ge)顯著優勢。
三、直線電機的缺點
1、直線電(dian)機的(de)耗電(dian)量(liang)大,尤其在進行高(gao)荷載(zai)、高(gao)加速度(du)的(de)運(yun)動(dong)時(shi),機床瞬(shun)間(jian)電(dian)流對車間(jian)的(de)供(gong)電(dian)系統帶來沉(chen)重負荷。
2、振(zhen)動(dong)高,直(zhi)線電機的(de)動(dong)態剛性極低(di),不(bu)能起緩(huan)沖阻尼作用,在高速運動(dong)時容易引起機床其它(ta)部(bu)分共振(zhen)。
3、發熱(re)量大(da),固定在工作臺底(di)部的(de)直(zhi)線電機動子是高發熱(re)部件,安裝位(wei)置不利于自(zi)然散(san)熱(re),對(dui)機床的(de)恒溫(wen)控制造成很(hen)大(da)挑戰。
4、不(bu)能自鎖(suo)緊(jin),為(wei)了保證操作安全,直(zhi)線電機(ji)(ji)驅動(dong)的運(yun)動(dong)軸,尤其是垂直(zhi)運(yun)動(dong)軸,必須要額外配備鎖(suo)緊(jin)機(ji)(ji)構,增加了機(ji)(ji)床的復雜(za)性。
四、直線電機的結構組成
直(zhi)線電機的基(ji)本(ben)結構主要由定子(zi)、轉子(zi)及磁路組成,其中(zhong)定子(zi)和轉子(zi)是電機的核(he)心部分,而磁路則(ze)是起到導磁作用的補充(chong)部分。
五、直線電機的工作原理
直(zhi)線(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)原理并不復(fu)雜,你可以(yi)理解為(wei)把一(yi)臺(tai)旋轉運動的(de)感應電(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)沿(yan)著半徑的(de)方向剖開,并且(qie)展平,這就是(shi)一(yi)臺(tai)直(zhi)線(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。其中定子相當于(yu)直(zhi)線(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)初(chu)級(ji),轉子相當于(yu)直(zhi)線(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)次(ci)(ci)(ci)級(ji),當初(chu)級(ji)通(tong)入電(dian)(dian)流后,在初(chu)次(ci)(ci)(ci)級(ji)之間的(de)氣隙中產生行(xing)波磁場(chang),在行(xing)波磁場(chang)與次(ci)(ci)(ci)級(ji)永磁體的(de)作用下(xia)產生驅動力(li),從而實(shi)現(xian)運動部件的(de)直(zhi)線(xian)(xian)運動。
直線電機是利用(yong)電磁(ci)(ci)(ci)作用(yong)原理,將(jiang)電能(neng)直接轉換直線運(yun)動的(de)設備。在實際的(de)運(yun)用(yong)中,為了保證在整個行程(cheng)之內初級與(yu)(yu)次級之間的(de)耦合保持不(bu)變,一般要將(jiang)初級與(yu)(yu)次級制造成不(bu)同(tong)長度。直線電機與(yu)(yu)旋轉電動機類似,通入(ru)三相(xiang)電流后(hou),也會在氣隙中產生磁(ci)(ci)(ci)場,如(ru)果不(bu)考慮(lv)端部(bu)效應,磁(ci)(ci)(ci)場在直線方(fang)向呈正弦分布,只(zhi)是這(zhe)個磁(ci)(ci)(ci)場是平移而不(bu)是旋轉的(de),因此(ci)稱行波(bo)磁(ci)(ci)(ci)場。行波(bo)磁(ci)(ci)(ci)場與(yu)(yu)次級互相(xiang)作用(yong)便產生電磁(ci)(ci)(ci)推力(li),這(zhe)就(jiu)是直線電機運(yun)行的(de)基本原理。
六、直線電機怎么選型
1、應用需求分析
在選擇直(zhi)線(xian)電(dian)(dian)機(ji)之前,首先需要(yao)根據具體應用需求(qiu)(qiu)進行分析,明確所需電(dian)(dian)機(ji)的性能(neng)指標、負載要(yao)求(qiu)(qiu)、控制方式、環境要(yao)求(qiu)(qiu)等。需要(yao)考慮的因素包(bao)括負載的質量、速(su)度(du)、加速(su)度(du)、精度(du)等參(can)數,以及電(dian)(dian)機(ji)的耐磨(mo)損、防塵(chen)防水等特性。只有清晰了解(jie)應用需求(qiu)(qiu),才能(neng)選擇性能(neng)最(zui)優的直(zhi)線(xian)電(dian)(dian)機(ji)。
2、電機性能參數選擇
根據(ju)(ju)應用(yong)需(xu)求分析的結果,選(xuan)擇符合(he)使用(yong)要(yao)求的電(dian)機(ji)性能(neng)(neng)參(can)(can)數。常見(jian)的電(dian)機(ji)性能(neng)(neng)參(can)(can)數包括推(tui)力(li)、速度、加速度、分辨率、負載(zai)能(neng)(neng)力(li)、電(dian)流、峰值力(li)等,這(zhe)些參(can)(can)數根據(ju)(ju)具體應用(yong)需(xu)求而異。在選(xuan)擇電(dian)機(ji)性能(neng)(neng)參(can)(can)數時,需(xu)要(yao)根據(ju)(ju)實際情況考慮到使用(yong)環境可能(neng)(neng)會對電(dian)機(ji)性能(neng)(neng)產生的影響。
3、電機外形尺寸和結構設計
根據(ju)應用需(xu)求和(he)電機(ji)性能參數,選擇(ze)(ze)適(shi)當的電機(ji)外(wai)形(xing)(xing)尺(chi)寸和(he)結構設計(ji)。電機(ji)形(xing)(xing)狀和(he)外(wai)形(xing)(xing)尺(chi)寸因應用而異(yi),需(xu)要(yao)選擇(ze)(ze)合適(shi)的結構方式,如帶傳動、直線導(dao)軌等(deng)。同時(shi)還需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)電機(ji)的安裝(zhuang)方式、穩定性、壽命等(deng)因素,確保電機(ji)能夠(gou)良好地(di)運行并有效減(jian)少維(wei)護成(cheng)本(ben)。
4、制造商的聲譽和售后服務
選擇一個良好的制造商,可以保證直線電機質量的可靠性和長期性。應該選擇聲譽良好,有生產廠家支持和提供優質售后服務的供應商。需要注意的是,除了考慮品牌直線電機性能指標和(he)外形尺寸,還需要考慮到(dao)生產批(pi)次、客戶量、質量管控等細節問題。