❶ 直线电机原理
一般电动机工作时都是转动的.但是用旋转的电机驱动的交通工具(比如电动机车和城市中的电车等)需要做直线运动,用旋转的电机驱动的机器的一些部件也要做直线运动.这就需要增加把旋转运动变为直线运动的一套装置.能不能直接运用直线运动的电机来驱动,从而省去这套装呢?几十年前人们就提出了这个问题.现在已制成了直线运动的电动机,即直线电机.
1工作原理.
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能,而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开,并展成平面而成.
由定子演变而来的一侧称为初级,由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时,将初级和次级制造成不同的长度,以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级,也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用,目前一般均采用短初级长次级。
直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例:当初级绕组通入交流电源时,便在气隙中产生行波磁场,次级在行波磁场切割下,将感应出电动势并产生电流,该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定,则次级在推力作用下做直线运动;反之,则初级做直线运动。
直线电机的原理并不复杂.设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开,并且展平,这就成了一台直线感应电动机(图).在直线电机中,相当于旋转电机定子的,叫初级;相当于旋转电机转子的,叫次级.初级中通以交流,次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动.这时初级要做得很长,延伸到运动所需要达到的位置,而次级则不需要那么长.实际上,直线电机既可以把初级做得很长,也可以把次级做得很长;既可以初级固定、次级移动,也可以次级固定、初级移动.
2.应用
直线电机是一种新型电机,近年来应用日益广泛.磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的.
磁悬浮列车是一种全新的列车.一般的列车,由于车轮和铁轨之间存在摩擦,限制了速度的提高,它所能达到的最高运行速度不超过300km/n.磁悬浮列车是将列车用磁力悬浮起来,使列车与导轨脱离接触,以减小摩擦,提高车速。列车由直线电机牵引.直线电机的一个级固定于地面,跟导轨一起延伸到远处;另一个级安装在列车上.初级通以交流,列车就沿导轨前进.列车上装有磁体(有的就是兼用直线电机的线圈),磁体随列车运动时,使设在地面上的线圈(或金属板)中产生感应电流,感应电流的磁场和列车上的磁体(或线圈)之间的电磁力把列车悬浮起来.悬浮列车的优点是运行平稳,没有颠簸,噪声小,所需的牵引力很小,只要几千kw的功率就能使悬浮列车的速度达到550km/h.悬浮列车减速的时候,磁场的变化减小,感应电流也减小,磁场减弱,造成悬浮力下降.悬浮列车也配备了车轮装置,它的车轮像飞机一样,在行进时能及时收入列车,停靠时可以放下来,支持列车. 要使质量巨大的列车靠磁力悬浮起来,需要很强的磁场,实用中需要用高温超导线圈产生这样强大的磁场.
直线电机除了用于磁悬浮列车外,还广泛地用于其他方面,例如用于传送系统、电气锤、电磁搅拌器等.在我国,直线电机也逐步得到推广和应用.直线电机的原理虽不复杂,但在设计、制造方面有它自己的特点,产品尚不如旋转电机那样成熟,有待进一步研究和改进.
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3.直线电机和传统的旋转电机+滚珠丝杠运动系统的比较
在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。
1)高速响应
由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。
2)精度
直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。
3)动刚度高
由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。
4)速度快、加减速过程短
由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。
5)行程长度不受限制
在导轨上通过串联直线电动机,就可以无限延长其行程长度。
6)运动动安静、噪音低
由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。
7)效率高
由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高
❷ 直线电机的初级次级都要接线吗
直线电机只有次级需接线,因为初级是永磁体.
❸ u型直线电机的 动子线圈怎么个绕法啊 ,需要详细点的啊 定子是永磁体 ns极交替排列!
我可以帮你绕,你要提供参数,外形尺寸和力,想开发更先进的直线电机,可以找我帮忙。我有资料。
❹ 如何制作简单的直线电机
第一步,制作线圈 用漆包线缠绕荧光笔,缠绕约15圈。注意不要从线的两端缠绕,留出线的两端。然后把线的两端缠绕线圈,以固定形状,。注意这是一根完整的导线,然后用美工刀去掉线两端的部分绝缘层,如下图所示。注意,其中一端的绝缘层可以去除一整圈,但是另一端的绝缘层只能去掉一半。也就是说,线圈旋转的时候,有一半时间是没有通电的。第二步,制作支架 在这一步里,把线圈放置在两个针孔较大的针上。如果没有这样的针,也可以用铁丝或曲别针代替,作为导线支架。第三步,组装,将电池平放在桌面上,用橡皮泥固定。固定导线支架和磁铁。观察效果,只要接上电池,一般线圈就能动起来。如果没动的话,试着旋转一下线圈。 实验原理 在这个实验里,线圈、导线和电池组成了闭合电路。通入电流的线圈周围产生磁场,与下面的磁铁排斥,所以就转了起来! 为什么只去除一部分绝缘层呢?这是因为如果把绝缘层去除一整圈的话,线圈旋转到某个位置又会与磁铁吸引,线圈就不转了。
❺ 直线电机伺服驱动接线
直线电机电源引出线一般为4根,分别为U、V、W、G对应于驱动器也是同样的,把相对的两相接在一起就可。对于接线来说,没有直流和交流之分。
❻ 电机线圈怎么缠绕
第一种,在修电机拆除旧线时记下每槽线的匝数,量下线径,然后清理槽口,垫上绝缘纸,打好线把,下到槽里,再用竹签封口即可,如果新下线,可根据定子的数据按资料查线径和匝数。
第二种,根据矽钢片的质量计算磁通量高斯,然后根据定子磁极宽和长度线槽的深度算出V/A /匝,乘以电压计算出所需匝数,然后根据槽口面积计算出线径,依照上述方法即可完成,然后预烘干,再浸漆、烘干即可。
(6)直线电机线圈的连接方法扩展阅读
操作注意事项
1、槽绝缘、槽楔、层间绝缘、线圈绕组露出铁芯的位置,其两端长度应分别相等。
2、开始嵌线暂不嵌的上层边要理好,下面垫上垫纸,并用手轻轻压平,以免损伤线圈绝缘。
3、上层边和下层边连线要理好,嵌入线圈下半部里边,防止连线弯曲和擦破漆膜,造成匝间短路。
4、每嵌完一个(或一组)线圈后,应将其端部压下或用敲板轻轻敲打,使其稍向外扩张,以利后面线圈嵌线。
5、嵌线要仔细整好线型,撑开到比节距大一槽的距离,把线理直,理入槽中,必要时分几次理入。
参考资料
网络--线圈绕组
❼ 请求一张(些)直线电机的简单结构图
直线电机,那种电机不是我们普通见到的电机。不是转动的,也不是圆的。
电机的运动部分与固定部分都是平板的,一通电,会有相对运动。相当于,定子是直线的,转子也是直线的,所以才叫直线电机。
直线电机与线性电机是同一个东西。
旋转电机两个基本部件是定子(初级线圈)和转子(次级线圈或旋转的永磁体),在直线电机中相当于旋转电机定子的叫初级(即定子,又称为永磁体总成);相当于旋转电机转子的叫次级(即动子,又称线圈总成)。
❽ 直线电机的控制方式
直线电机一般用在高精度高速度设备上,大多数采用的是位置控制,但是也有速度控制
❾ 直线电机的工作原理
直线电机的工作原理:当初级绕组通入交流电源时,便在气隙中产生行波磁场,次级在行波磁场切割下,将感应出电动势并产生电流,该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定,则次级在推力作用下做直线运动;反之,则初级做直线运动。
直线电机也称线性电机,线性马达,直线马达,推杆马达 在实际工业应用中的稳定增长,证明直线电机可以放心的使用。下面简单介绍直线电机类型和他们与旋转电机的不同。最常用的直线电机类型是平板式和U 型槽式,和管式。 线圈的典型组成是三相,有霍尔元件实现无刷换相。直线电机用HALL换相的相序和相电流。
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,这种独特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。
(5)容易克服单边磁拉力问题。径向拉力互相抵消,基本不存在单边磁拉力的问题。
(6)易于调节和控制。通过调节电压或频率,或更换次级材料,可以得到不同的速度、电磁推力,适用于低速往复运行场合。
(7)适应性强。直线电机的初级铁芯可以用环氧树脂封成整体,具有较好的防腐、防潮性能,便于在潮湿、粉尘和有害气体的环境中使用;而且可以设计成多种结构形式,满足不同情况的需要。
(8)高加速度。这是直线电机驱动,相比其他丝杠、同步带和齿轮齿条驱动的一个显着优势。
❿ 直线电机的控制方法,请讲的具体点 谢谢
直线电机是需要直线电机驱动器驱动的,你直接发送总线指令 加速度,加速时间,最高速度,等指令就可以了。如果你选用的是脉冲控制的驱动器,那么就跟控制伺服电机一样,编程的时候直接使用运动控制卡里面的各种运动函数组建你的运动曲线就可以了。