直线电机原理
不考虑纵向边端效应三相对称正弦电流随时间变化,产生行波磁场行波磁场感应电动势并产生电流,初级固定,次级做直线运动;短初级长次级;长初级短次级;一般采用短初级长次级;单边型直线电机产生法向吸力;在钢次级时约为推力的10倍左右双边型直线电机抵消法向吸力。直线电机是一种通过将封闭式磁场展开为开放式磁场,将电能直接转化为直线运动的机械能,而不需要任何中间转换机构的传动装置。
直线电机
直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开,并将电机的圆周展开成直线而形成的。其中定子相当于直线电机的初级,转子相当于直线电机的次级,当初级通入电流后,在初次级之间的气隙中产生行波磁场,在行波磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力,从而实现运动部件的直线运动。将直线电机技术应用于数控机床直线运动驱动系统中,代替传统的伺服电机+滚珠丝杠副驱动系统,取得了巨大的成功。
直线电机的优点
(1)结构简单。管型直线电机不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动,使结构大大简化,运动惯量减少,动态响应性能和定位精度大大提高;同时也提高了可靠性,节约了成本,使制造和维护更加简便。它的初次级可以直接成为机构的一部分,这种特别的结合使得这种优势进一步体现出来。
(2)适合高速直线运动。因为不存在离心力的约束,普通材料亦可以达到较高的速度。而且如果初、次级间用气垫或磁垫保存间隙,运动时无机械接触,因而运动部分也就无摩擦和噪声。这样,传动零部件没有磨损,可大大减小机械损耗,避免拖缆、钢索、齿轮与皮带轮等所造成的噪声,从而提高整体效率。
(3)初级绕组利用率高。在管型直线感应电机中,初级绕组是饼式的,没有端部绕组,因而绕组利用率高。
(4)无横向边缘效应。横向效应是指由于横向开断造成的边界处磁场的削弱,而圆筒型直线电机横向无开断,所以磁场沿周向均匀分布。
直线电机在使用过程中不同工作原理有哪些呢?
我们可以一句直线电机的驱动原理不同,来将直线电机分为:同步式直线电机,感应式直线电机,管状同极直线电机,以及压电陶瓷电机。
1、同步直线电机
在这种设计中,通常以电子方式控制磁场的运动速度,以跟踪转子的运动。 出于成本原因,同步线性电动机很少使用换 向器因此转子通常包含永磁体或软铁。
2、感应式直线电机
在这种++++设计中,力是由作用在场中导体上的线性运动磁场产生的。 根据伦茨定律,放置在该磁场中的任何导体,无论是 环形线圈还是只是一块金属板,都会在其中感应出涡流,从而产生相反的磁场。两个相反的场将互相排斥,从而在磁场 扫过金属时产生运动。
3、管状同极直线电机
在这种设计中,强大的电流流过一个金属发射筒,该金属发射筒跨过两个导轨馈入的滑动触点,从而产生强大的磁场将金属物体沿着导轨弹射出去。
4、压电陶瓷直线电机
这种直线电机是一种基于施加电场时压电材料的形状变化,而产生位移的电机。 压电马达利用压电传感器的逆压电效应,其中压电材料的变形或振动会产生电荷。电路在压电材料中产生声或超声振动,从而产生线性或旋转运动。单个平面中的伸长会产生一系列的拉伸和回位的动作,类似于毛毛虫的移动方式。