直線電機(jī)發(fā)展應(yīng)用綜述11(編輯修改稿)
2025-07-22 03:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 磁浮磁鐵，這樣就可以一機(jī)兩用——既是牽引系統(tǒng)，又是磁浮系統(tǒng)，從而減輕了車輛的重量。 永磁直線電機(jī)永磁直線電機(jī)（PLLM., permanent magnet linear motors）也是直線同步電機(jī)的一種，只是其轉(zhuǎn)子不再用電激磁，而是采用永磁磁極。永磁直線電機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是單邊激磁而且磁密較高，所以體積小，效率高。但是，由于永磁不像電磁那樣容易調(diào)節(jié)磁通，所以永磁直線電機(jī)弱磁控制性能較差。而且，畢竟永磁材料成本較高，所以更適合于軌道較短或封閉環(huán)境的場合，如導(dǎo)彈或分機(jī)發(fā)射架，在車輛上的應(yīng)用比較少。近年來，由于體積較小，控制精度高，圓筒型直線永磁電機(jī)在伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多，特別是數(shù)控設(shè)備等需要高精度定位的場合，基本上采用的都是永磁交流直線同步電機(jī)。 雙饋直線異步電機(jī)同步電機(jī)是雙邊激磁，所以轉(zhuǎn)子直流勵磁電流是可以調(diào)整的；而普通直線感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，不能人為調(diào)整，這也正是感應(yīng)電機(jī)調(diào)速性能與功率因數(shù)較差的原因。雙饋異步電機(jī)（dualfeed linear induction motor）則可以獨(dú)立調(diào)整轉(zhuǎn)子電流，不過與同步電機(jī)不同的是轉(zhuǎn)子也是交流電流。這種直線電機(jī)主要用于車輛上，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流調(diào)整列車速度。 直線開關(guān)磁阻電機(jī)直線開關(guān)磁阻電機(jī)（ swiyched reluctance motor）的與旋轉(zhuǎn)開關(guān)磁阻電機(jī)一樣，優(yōu)點(diǎn)是單邊激磁，轉(zhuǎn)子是實(shí)心鋼而不需要繞組，成本比直線感應(yīng)電機(jī)還要低，所以是很有前途的一種驅(qū)動方案。但是，在大氣隙的情況下，這種電機(jī)磁路的磁阻變化較小，影響了功率密度的提高，所以在車輛上的應(yīng)用較少。直線開關(guān)磁阻電機(jī)在磁路結(jié)構(gòu)上可以分為縱向磁通與橫向磁通兩類。近年來，直線開關(guān)磁阻電機(jī)在伺服系統(tǒng)、作動系統(tǒng)中葉開始應(yīng)用。除上述幾種直線電機(jī)外，還有直流直線電機(jī)、單極直線電機(jī)等。平面電機(jī)（二維）、螺旋式電機(jī)（三維）和盤式電機(jī)也經(jīng)常被看作直線電機(jī)的一類。近年來出現(xiàn)的壓電式靜電直線電機(jī)雖然也屬于直線電機(jī)，但其工作原理與普通直線電機(jī)完全不同。與旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，直線電機(jī)也有兩個主要應(yīng)用領(lǐng)域：驅(qū)動和控制。驅(qū)動電機(jī)主要用于磁懸浮列車、輪軌列車、升降機(jī)、電磁發(fā)射等，控制電機(jī)則主要用于機(jī)床、飛行器、汽車等伺服系統(tǒng)中的作驅(qū)動器。2 直線電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀自1993年德國excellO公司研發(fā)出世界上第一臺直線電機(jī)驅(qū)動工作臺的加工中心以來，直線電機(jī)已在不同種類的機(jī)床上得到應(yīng)用。2001年和2003年歐洲機(jī)床展、2002年和2004年日本機(jī)床展及美國機(jī)床展上每次都有幾十家公司的展品采用直線電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。以2002年日本機(jī)床展為例，在參展的524臺數(shù)控機(jī)床中，有25家公司41臺機(jī)床采用直線電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動，其中加工中心11臺（立式8臺、臥式3臺），電加工機(jī)床7臺（線切割4臺、成型機(jī)2臺、小孔機(jī)1臺），磨床6臺（一般磨床4臺、齒輪磨床1臺、坐標(biāo)磨床1臺），非球面加工機(jī)和微細(xì)加工機(jī)5臺，車床4臺，專用機(jī)床3臺，激光加工機(jī)2臺，車磨復(fù)合機(jī)床1臺，銑削加工單元（FMC）1臺。目前，世界上最知名的機(jī)床廠家?guī)缀鯚o一例外地都推出了直線電機(jī)驅(qū)動的機(jī)床產(chǎn)品，品種覆蓋了絕大多數(shù)機(jī)床類型。表1和表2列出了近幾年來直線電機(jī)驅(qū)動機(jī)床的部分典型產(chǎn)品。表1 直線電機(jī)驅(qū)動機(jī)床的部分典型產(chǎn)品（國外）機(jī)床類型型號廠商機(jī)床主要特點(diǎn)激光加工機(jī)床TRUMATIC L3050德國TrumpfY/Z軸直線電機(jī)，快進(jìn)200m/min激光加工機(jī)床FOL3015日本AMADAX/Y軸快進(jìn)240m/min，同時驅(qū)動達(dá)340m/min，加速度5g激光加工機(jī)床HYPER GEAR510日本MazakX/Y/Z快進(jìn)120m/min，電火花切割機(jī)AP200L日本SodicX/Y/Z/V軸直線電機(jī)，快進(jìn)35m/min，加速度1gAP550L日本Sodic電火花成型機(jī)床AQ35L/AQ75L日本Sodic三軸直線電機(jī)，高速高精度平動加工微細(xì)加工機(jī)NANO21日本碌之產(chǎn)業(yè)采用直線電機(jī)，可進(jìn)行超精加工非球面加工機(jī)220UPLMoore納米技術(shù)系統(tǒng)各軸均采用直線電機(jī)，加工表面粗糙度小于1nm加工中心HPC800HPCincinnatiLamb美國各軸直線電機(jī)，快進(jìn)80m/min，加速度1g加工中心F3 660L日本Mazak各軸直線電機(jī)，快進(jìn)208m/min，加工中心日本大隈動柱式，快進(jìn)120m/min加工中心LinearM II日本豐田工機(jī)各軸快進(jìn)100m/min，加速度1g，加工中心BZ600L德國Grob systemX/Y/Z軸快進(jìn)120m/min，加工中心DMC85Vlinear德國DMG集團(tuán)三軸快進(jìn)120m/min，加速度2g
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