直线电机的驱动技术的工作原理
2022-06-13 10:00:39
徽硕实业
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直线电机是一种无需任何中间转换机构,即可将电能转化为直线运动机械能的传动装置。可以理解为将旋转电机沿径向切开,再展平为平面结构。直线电机与推杆电机,主要应用于工业机器人、桁架机器人等设备。常见直线电机类型包含平面式、U型槽式、管状;线圈一般为三相结构,依靠霍尔元件完成无刷换向。

直线电机驱动技术是发展成熟的进给驱动技术,在各类高速精密加工设备中拥有广阔的应用前景。直线电机在机床进给伺服系统的应用,是机床行业长期关注的方向,下面介绍直线电机驱动技术相关特点。
在机床进给系统中,直线电机驱动和传统旋转电机驱动最大区别,是取消电机到工作台(拖板)之间全部中间机械传动环节,缩短进给驱动传动链,实现直接驱动。对比传统旋转电机驱动方式,具备多项性能优势:
动态响应好
取消丝杠这类时间常数较大的机械传动部件,闭环控制系统动态响应性能得到显著提升,响应速度快,动作灵敏。
定位精度佳
直线直驱结构可减少丝杠等机械机构带来的传动误差,降低插补过程中传动系统滞后产生的跟踪误差;配合直线位置检测反馈控制,能够提升机床定位表现。
动刚度较高
直接驱动结构,规避启动、换挡、换向过程中,中间传动环节弹性变形、摩擦磨损、反向间隙带来的迟滞现象,提升传动刚度。
运行速度高,加减速时间短
长定子直线电机早期应用于磁悬浮列车;应用在机床进给传动场景,可满足超高速切削的速度需求。依托直驱带来的良好响应特性,缩短加减速时间,可实现高速启停,获得较高加速度。
行程可拓展
可通过导轨拼接方式,实现行程长度的拓展。
运行噪音低
去除丝杠等传动部件的机械摩擦;导轨可选用滚动导轨或非接触式悬浮导轨,有效降低运行噪音。
传动效率高
省去中间机械传动环节,减少机械摩擦带来的能量损耗。