直線電機驅動的進給系統

發布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2615

1．直線電機的工作原理

直線電機的工作原理與旋轉電機相比，并沒有本質的區別，可將其看作為將旋轉電機沿圓周方向拉開展平的產物。如圖8-8所示，對應于旋轉電機的定子部分，稱為直線電機的初級，而對應于旋轉電機的轉子部分，稱為直線電機的次級。當多相交變電流通入多相對稱繞組時，會在直線電機初級和次級之間的氣隙中產生一個行波磁場，從而使初級和次級之間產生相對移動。當然，在初級和次級之間還存在垂直力，它可以是吸引力，也可以是推斥力。


 

 

圖8-8 旋轉電機展平為直線電

(a)旋轉電機         (b)直線電機

 

直線電機有直流直線電機、步進直線電機和交流直線電機三大類，在機床上主要使用交流直線電機。在勵磁方式上，交流直線電機又可分為永磁（同步）式和感應（異步）式兩種。由于感應式直線電機在不通電時沒有磁性，有利于機床的安裝、使用和維護，其性能也已接近永磁式直線電機的水平，因而其在機械行業的應用受到歡迎。



在結構上，直線電機有如圖8-9所示的短次級和短初級兩種形式。為減小發熱量和降低成本，一般采用圖8-9b所示的短初級結構。



 

圖8-9 直線電機的形式

(a)短次級         (b)短初級

 

   

2．直線電機驅動的進給系統特點

圖8-10為感應式直線電機驅動的進給系統，它具有如下主要特點：

    1）速度高。由于工作臺由電機直接驅動，沒有中間的機械傳動元件，因而可達到很高的進給速度，其值可達到80~180m/min；

    2）加速度大。由于直線電機結構簡單、重量輕、響應速度快，因而可靈敏實現加速和減速，其加速度可達2~10g(g為重力加速度)；

    3）定位精度高。由于直線電機進給系統一般采用光柵尺作為工作臺的位置測量元件，且為閉環控制，因而定位精度高，可達0.1~0.01μm；

4）行程不受限制。由于直線電機的次級是通過一段段連續拼接安裝在機床床身上的，因而不論多長，初級(即工作臺)都可到達，且對整個系統的剛度沒有影響。

5）動態剛度高。由于系統在動力傳動中沒有低效率的中間傳動部件，因而可獲得很好的動態剛度。

　

圖8-10 直線電機驅動的進給系統

1—次級冷卻板   2—滾動導軌   3—初級冷卻板   4—工作臺

5—位置測量系統   6—初級   7—次級   8—床身

 

當然，直線電機在機床上的應用也存在一些問題，比如：當負荷變化大時，需要重新整定系統；用于垂直進給軸時，由于沒有機械連接或嚙合，需外加平衡塊或制動器；磁鐵（或線圈）對電機部件的吸力很大，應注意選擇導軌和設計滑架。

3．直線電機的基本參數

直線電機的基本參數包括：電機的長度、寬度、高度、連續力和峰值力。表8-2列出了瑞士ETEL公司生產的LMA系列直線電機的型號和基本參數。

表8-2　瑞士ETEL公司生產的LMA系列直線電機的型號和基本參數































































































































































































































































型號
長

/mm
寬

/mm
高

/mm
連續力

（80oC）

N
連續力

（130oC）

/N
峰值力

/N
電機重

/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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