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东莞市宝莱自动化科技有限公司

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直线电机的工作原理及应用

2021-10-12 10:42:23

线性电动机可以把电能直接转化为无中间变换机构的直线运动机械能。它具有启动推力大、传动刚度高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点。

线性电动机具有其自身的特点,是旋转式电动机无法取代的。与此同时,直线电机的使用并不能在任何环境中取得好的效果。所以,我们首先要了解直线电机的基本原理,才能达到较大效用。

1.直线电机几种常用机构。

一些常用的旋转式电动机,每个旋转式电动机,都有相应的直线电机与其对应,具有铁心直线电动机。

优势:推力大,成本低,散热好。

不利因素:有吸力,相当于10倍的推力齿槽,或者说挫折。

无心直线电动机。

优势:不吸力,不会有沟槽,动子质轻。

不利因素:散热差,刚性差,推力小。

2.无缝线直线电动机

它由铁心和无铁心组成,磁性轴直线马达。

优势:无磁槽,全部采用磁力线,体积小,散热好,工艺简单。

缺陷:推力小,刚性差,长度有限。

直线电机有别于传统的驱动方式。

高度的刚性,没有驱动间隙和弹性。

·调速范围较大(1um/s—5m/s),丝杠<1m/s)

·动态特性高加速度,可达10g。

·极高的运动分辨率和定位精度。

·一次无限制的旅行。

·不磨损不需维修。

一体化的机械系统设计和调整简单。

大程高精度解决方案。

在精度要求较高的情况下,如微米级或纳米级,直线电机是较好的选择,如直线电机与气浮导轨配合使用,平台定位精度可达数十纳米,这是其它形式平台无法达到的。

直线电机

3.直线电机基本工作原理:

线性电动机不仅是由旋转电机演化而来,它的工作原理也类似于旋转电机,遵循一些电机学基本电磁原理。以直流永磁直线电机为例,阐述直线电机的基本工作原理。FV40-20是一种音圈马达,与直线电机有一定的一致性。不同之处是音圈电动机只有一个线圈,一般磁极不超过2对,仅需在一对磁极范围内移动,即无需更换相位。如果要突破这样的行程限制,必须有更多的磁极,以及更多的线圈传递,这就是直线电机。声圈马达又称无换向型直线马达。

大多数直线电机都是直流永磁同步直线电机。其它直线电机,如交流永磁同步直线电机,交流感应直线电机,步进直线电机等。这两种电动机的工作原理相似:

载流导体处于磁场中,受力的作用,其方向可以用左手定则来决定。力值由下列公式决定:交接式、三圈组合占一个极距、空间利用率高、动子短等优点。绕组两侧可放置在磁场外,能增强散热效果。不盖平铺方式,三圈占2极距,一般用于大推力电机,盘管工艺简单,但盘管中心必须留空,磁场利用率低。对铁芯直线电机一般需要采用消齿槽工艺,斜槽法一种,另一种是采用分数槽,将磁极与铁心的整倍数关系分开。


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