运动控制解决方案,直线电机

直线电机与旋转电机相比，主要有如下几个特点：一是结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积**地下降；二是定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以中间环节所带来的各种定位误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以**地提高整个系统的定位精度；三是反应速度快、灵敏度高，随动性好。直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触，这就了定、动子间的接触摩擦阻力，因而**地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性；四是工作可靠、寿命长。直线电机可以实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作可靠，运动控制解决方案，运动控制解决方案，运动控制解决方案、寿命长。在直线运动中，行程比较大的情况下，丝杆很难进行延伸，但是直线电机可以通过定子部分的扩展来很好的解决。运动控制解决方案

选型要求准则：直线电机：①峰值推力不小于计算峰值推力；②连续推力不小于计算连续推力；③计入20%裕度，电机推力要大于或等于1.2计算推力；承载能力：①（有铁芯电机要考虑直线导轨有足够承载电磁吸力的能力）；②精度等级③品牌选择（HIWIN、CPC、PIM）,一般应用场景（THK、IKO、INA），高精密应用场景光栅方面：①光栅尺栅距；②分辨率；③比较大允许速度=分辨率*采样频率；④厂家选择：雷尼绍、海德汉、Microe；驱动器方面：峰值电流大于或等于直线电机峰值电流；连续电流大于或等于直线电机峰值电流；母线电压Ubus=VMaxKe+IpR交流直线电机导轨原理直线丝杆步进电机被广泛应用于包括制造、精密校准、精密流体测量、位置移动等诸多高精度要求领域。

超高速电动机 在旋转超过某一极限时，采用滚动轴承的电动机就会产生烧结、损坏现象，国外研制了一种直线悬浮电动机（电磁轴承），采用悬浮技术使电机的动子悬浮在空中，了动子和定子之间的机械接触和摩擦阻力，其转速可达25000～100000r/min以上，因而在高速电动机和高速主轴部件上得到***的应用。如日本安川公司新近研制的多工序自动数控车床用5轴可控式电磁高速主轴采用两个径向电磁轴承和一个轴向推力电磁轴承，可在任意方向上承受机床的负载。采用直线电机的直线运动机构由于具有响应快、精度高的特点，已成功地应用于异型截面工件的CNC车削和磨削加工中。针对产量比较大的非圆截面零件，国防科学技术大学非圆切削研究中心开发了基于直线电机的高频响大行程数控进给单元。

具有高速、高精度、高稳定性等优势特性的直线电机，已被诸多跨国企业所重视，越来越多的跨国企业研究与开发直线电机，并将直线电机技术应用到自我生产和装备中，直线电机及技术是当今机电以及电子生产设备中***技术之一。我国直线电机技术应用还不够***，大力发展直线电机应用技术，能够迅速拉近我们企业与发达同行企业之间的差距。直线电机的高速、高精度等特点，决定着它在电子装备业的硬性需求。我们的企业应利用直线电机技术，加工各种微米级、纳米级的高精度产品，并把直线电机技术运用到生产中，以大力提高我们电子装备业的生产能力和生产水平。直线电机，也称为线性电机，顾名思义，它是一种能产生直线运动的电机。

超高速电动机 在旋转超过某一极限时，采用滚动轴承的电动机就会产生烧结、损坏现象，国外研制了一种直线悬浮电动机（电磁轴承），采用悬浮技术使电机的动子悬浮在空中，了动子和定子之间的机械接触和摩擦阻力，其转速可达25000～100000r/min以上，因而在高速电动机和高速主轴部件上得到***的应用。如日本安川公司新近研制的多工序自动数控车床用5轴可控式电磁高速主轴采用两个径向电磁轴承和一个轴向推力电磁轴承，可在任意方向上承受机床的负载。在轴的中间，除配有高速电动机以外，还配有与多工序自动数控车床相适应的工具自动交换机构。直线电机设计模块化；直线电机与控制器一体化；直线电机配套设备简单化；直线电机替代普通直线电机等。交流直线电机导轨原理

发展趋势呈现以下五个方面：直线电机设计模块化；直线电机与控制器一体化；运动控制解决方案

外部驱动直线步进电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一定角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动转子就会转动一个角度并前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。电机以螺杆作为出轴，在电机外部通过一个外部驱动螺母和螺杆相啮合，采取某种方式防止螺杆螺母相对转到，从而实现直线运动。这样做的结果是**简化了设计，使得在许多应用领域中能够在不安装外部机械联动装置的情况下直接使用直线步进电机进行精密的线性运动。运动控制解决方案

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