直线电机产生推力波动危害及测试技巧

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直线电机缺点

直线电机缺点直线电机的缺点以下专业资料由精密丝杆供应商:雷研精密传动设备有限公司提供。

很多机械制造行业的技术人员想迫切了解直线电机能否完全替代滚珠丝杠，就目前来说，只能说是一个很好的发展方向，但尚有很多技术不是很成熟，直线电机的缺点，主要有以下方面：(1)伺服控制难度大直线电机传动的控制只能是全闭环控制。

这样，工作台的负荷(工件重盆、切削力等)及其变化，对一个稳定系统来说就是外界干扰，若自动调节不好会使系统失稳而展荡。

而回转电机传动可采用半闭环隔离这些干扰。

即使采用全闭环，由于存在着滚珠丝杆等这些弹性中间环节，它们既有刚性差而使加速度上不去的负面影响，又有吸收和抑制干扰的正面作用，而使伺服控制难度减小。

此外，由于是在高速、高精度下工作，还要求反馈用位置检测元件具备调速数据采集和响应能力和较高的分辨率。

(2)应用于垂直行程部件时，由于存在着重力加速度，故要求采取复杂的平衡措施，否则会造成电机过热。

由于是在高速、高精度下工作，要求快速响应，往往不是简单加平衡重锤所能解决的，而需在电机和伺服驱动电路上采取措施。

断电时的自锁措施也比回转电机传动复杂。

回转电机传动一般可在联轴节处装简单的超越离合器来解决自锁问题。

(3) 往往要采取冷却措施凡是电机都要发热的。

回转电机一般安装在机床的周边位置,有较好的散热条件, 远离构件, 难以造成构件的热变形, 因而一般不采取冷却措施。

而直线电机因安装在机床腹部，根据具体情况, 有时须采取风冷(自然风或压缩空气)或循环水冷的措施。

这时, 气管或水管还必须随工作台一起作高速运动。

(4) 装配和防护难度加大回转电机的磁场是闭式的, 而直线电机的是开式的。

特别是同步式, 定件上要安装一排或多排强磁的永久磁钢, 而床身等构件和装配用工具又都是磁性材料, 动不动就会被吸住,尘埃中的磁性物质, 钢铁等切屑都难抗拒强磁的吸力, 一旦尘屑堵住了不大的气隙, 电机就不能工作.1直线电机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。

直线电机的优化设计与推力波动试验研究

10WFW20
TW3
(3)
50W4W100 0. 65BW0. 85Br
、比 W2.2 式(3)中,％为永磁体的轴向长度；F为电机产生的推力M为通电电流;A为绕组的电载荷，导磁材料为A3钢；为单元永磁体的磁密;3矚为永磁体产生的磁密;民为齿部的磁密。
2.3目标函数
直线电机优化设计以电机性能为优化目
53.96% 39.46% 46.01% -51.55% 41.66% -5.47%
由表2和图2可以看出，电机优化后的最大推力提高了 39. 46%，最小推力提高了 53.96%，平均推力提高了 46. 01%，最大推力波动值由2.23 N减小到1.41 N,推力波动常数由9.7%降低到4.7%，表明电机的推力性能得到了明显提高。优化后电机的力密度提高了 41. 66%，线圈的力密度相对减小了 5.47%。从电机设计成本考虑，优化后电机远优于优化前电机。
直线电机的振动与噪声主要来源于推力波动，在低速运行时甚至能引起共振，从而恶化电机的运动特性[1-2]0目前，关于减小推力
波动的研究主要是从电机的结构设计和控制方法2个方面展开[3_5] 0在电机结构设计方面，很多专家认为导致电机推力波动的主要原
收稿日期：2021 -04 - 27 基金项目：国家自然科学基金项目（项目编号：51706077）；湖北理工学院重点项目（项目编号：20xjz05A）o 作者简介:吴小艳，讲师，博士，研究方向:智能微执行器技术与装备。Email：perc_wxy@ 126. com
Donper Compressor Co. ,Ltd. ,Huangshi Hubei 435000 ;3. School of Energy and Power Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan Hubei 430074)

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直线电机的优缺点直线电机工作原理
直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。

随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求。

直线电机将电能直接转换成直线运动机械能，不需要任何中间转换机构的传动装置。

具有起动推力大、传动刚度高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点。

下面小编为大家介绍直线电机的优缺点及直线电机工作原理。

直线电机的优点
1、结构简洁。

直线电机直接产生直线运动，位置精确度高，更为节省成本、稳定可靠、操作和维护简便。

2、运动效率高。

直线电机的气垫和磁垫中间存在缝隙，在运动时，不会出现机械接触，也不会出现摩擦和噪音，对零部件的损伤较小，从而具有较高的工作效率，可以进行高速直线运动。

3、无横向边缘效应。

直线电机不会因为横向开断，而产生的，边界处磁场，而消弱，直线电机，横向无开断，磁场分布均匀。

1。

双三相永磁直线同步电机的推力波动及抑制

2021年3月电工技术学报Vol.36 No. 5 第36卷第5期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar. 2021 DOI：10.19595/ki.1000-6753.tces.201135双三相永磁直线同步电机的推力波动及抑制蒋钱卢琴芬李焱鑫（浙江大学电气工程学院杭州 310027）摘要基于有限元模型，分析了双三相永磁直线同步电机的推力波动，其包括两个由直线结构引起的分量，一个分量是由铁心开断引起的磁路不对称所产生，另一个分量由绕组空间位置不对称引起的电感不对称所产生。

针对前者，采用优化铁心边端齿的方法来抑制；针对后者，则提出不等匝数绕组结构来抑制，并通过优化得出了性能最佳的匝数配合。

最后，计算优化的电机结构每相绕组自感和互感，显示了电感对称性得到了提高，表明该方法能降低推力波动。

最后通过样机验证了模型的准确性。

关键词：双三相永磁同步直线电机磁路不对称电感不对称不等匝数绕组中图分类号：TM359.4Thrust Ripple and Depression Method ofDual Three-Phase Permanent Magnet Linear Synchronous MotorsJiang Qian Lu Qinfen Li Yanxin（College of Electrical Engineering Zhejiang University Hangzhou 310027 China）Abstract Based on the finite element model, the thrust ripple of dual three-phase permanent magnet linear synchronous motors (DTP-PMLSM) has been analyzed in this paper. It includes two components which are caused by linear format. One is the asymmetric magnetic circuit caused by the discontinuity iron core, and the other is the asymmetric of the inductance caused by the asymmetry of winding distribution. For the former, the asymmetry of magnetic circuit can be suppressed by optimizing auxiliary teeth. For the latter, a structure with unequal windings is proposed, and the optimal turns of each phase windings is obtained by finite element method. Finally, the self- and mutual-inductances of optimized structure are calculated, which shows the inductance symmetry has been improved, and the effectiveness of thrust ripple depression. Finally, the measurement of prototyped validates the effectiveness of analysis model.Keywords：Dual three-phase permanent magnet linear synchronous motor (DTP-PMLSM), asymmetric magnetic circuit, asymmetric inductance, unequal turns winding0引言随着稀土永磁材料和交流伺服控制技术的不断发展,永磁直线同步电机（Permanent Magnet Synchronous Linear Motor, PMLSM）吸引了学术界和工业界越来越多的目光。

永磁直线同步电机的推力波动分析研究

第31卷　第5期2007年10月武汉理工大学学报(交通科学与工程版)Journal of Wuhan University of Technolo gy(T r anspo rtat ion Science &Engineer ing )V ol.31　N o.5Oct.2007永磁直线同步电机的推力波动分析研究* 收稿日期:2007-04-15 赵镜红:男,31岁,博士生,讲师,主要研究领域为电力系统及其自动化 *国防预研项目资助(批准号:101010601)赵镜红　张俊洪(海军工程大学电气与信息工程学院　武汉　430033)摘要:为改善永磁直线同步电机的控制性能,需要研究减小其推力波动的技术措施.文中对PM LSM 推力波动的产生机理进行分析,指出关键是反电动势波形的正弦形,并进一步论述通过改善反电动势波形降低推力波动的有效措施是合理选择极弧系数与分数槽或分布绕组设计相配合.对理论进行了实验验证.关键词:永磁直线同步电机;推力波动;反电动势中图法分类号:T M 359.40　引言由于永磁直线同步电机消除了旋转电机由旋转运动到直线运动的机械传动链的影响,使其在高精度、微进给伺服系统中成为执行机构的最佳选择.永磁直线同步电机的缺点是推力波动大.推力波动是电机振动与噪声产生的原因,特别是在低速运行时,还可能引起共振,从而恶化其伺服运行特性(如定位精度).推力波动会产生许多不利的影响.例如,在变速传动时,一旦动子或定子的固有机械频率与推力波动的频率接近,则推力波动所产生的振动和噪声将被放大和加剧.本文主要对PMLSM 推力波动的产生机理进行分析,提出了降低推力波动的有效措施.1　PM LSM 的推力波动机理分析对PMLSM 稳态运行特性分析时作了多种假设,包括电机三相、两极、整距,忽略边端效应与齿槽效应等[1],与推力波动相关的假设如下[2].设电机的三相对称绕组通入三相对称交流电流i a =I m sin(X t +H 0)i b =I m sin(X t +H 0-2P /3)i c =I m sin(X t +H 0-4P /3)(1)式中:I m 为相电流幅值:X 为角频率;H 0为A 相电流初始相位.设气隙磁密按正弦规律变化B (x )=B m cosP xS (2)式中:B m 为气隙磁密幅值;S 为电机极距;x 为电机绝对坐标.三相绕组的空载电势、电枢反应电势均为正弦波形.推导如下.设A 相初始位置为x 0,在时刻t 时A 相位置为x t ,A 相反电势为e a =-55t∫x t +x 0+S2x t +x 0-S2nB m l co sP xSd x +n (L a +M ab +M ac )i a =E f a +E l a (3)式中:E f a 为A 相空载电势;E l a 为A 相电枢反应电势;L a 为A 相自感;M ab 和M a c 为A 相与B 相、C 相线圈之间的互感;n 为A 相线圈匝数;l 为A 相线圈有效边长度.则有E f a =E m sin PS (x t +x 0)E l a =K l a i a(4)式中:E m =2nB m ld x td t=2nB m lv s K l a =n (L a +M ab +M ac )式中:v s 为电机速度.同理可得类似的B,C 两相的反电势为e b ,e c为e b =Ef b +E l b e c =E f c +E l c(5)式中:E f b ,E f c 与E f a 幅值相同,相位分别滞后2P /3和4P /3;E l b ,E l c 与E l a 幅值相同(理想状态K l a =K l b =K l c ),相位分别滞后2P /3和4P /3.则电机推力F dx =e a i a +e b i b +e c i c v s =F f a i a +E f b i b +E f c i cv s(6) 如果将三相电流转换在d -q 轴上,并保持直轴电流为零,式(6)得F d x =k f I q(7)式中:k f =3nlB m .从式(7)可以看出,在任意位置,只要控制交轴电流,推力是一个和电机位置、速度无关的常量,基本无推力波动.实际上,电机绕组三相电流与反电势均不是标准的正弦波形,含有高次谐波.如果气隙励磁磁密波形是严格的正弦波形,则空载电势将为标准的正弦函数;三相绕组输入电流可以控制为严格的正弦函数,依据电路原理,电枢稳态电流及电枢反应电势都将是严格的正弦函数.因此,最关键的是气隙励磁磁密波形.2　改善PM LSM 的反电动势(气隙励磁磁密)波形的措施在理想的PM LSM 结构中,即不考虑齿槽效应与边端效应的PMLSM 结构中,从理论上讲,可以采用如下两种措施实现气隙励磁磁密波形的正弦化:(1)采用在厚度方向上按一定规律变化的均匀充磁不等厚紧密排列永磁体,利用电机PM 在气隙高度方向上磁势的变化实现气隙磁密的正弦波形;(2)采用等厚矩形紧密排列的磁铁,磁铁按正弦规律进行充磁.从加工成本与加工工艺来看,上述两种方法不具备实用性.而合理选择极弧系数是一种操作性较强的设计措施[3].在实际电机设计时,并无必要控制励磁磁密的严格正弦形,在一定程度上接近正弦形即可,因为可以利用电机自身的特性(线电压中无三倍次谐波)、分数槽、分布绕组设计等在感应电势中抵消较高次谐波,从而使得感应电势尽量接近正弦形.一般的PM LSM 的励磁系统采用均匀充磁、等厚度的矩形磁铁,等厚度磁铁的均匀充磁既易于实现又能保证工艺的一致性,矩形磁铁易于加工,同时装配容易,因此在可制造性、经济性等方面具有相当的优越性.实际布局时,按充磁方向相互反向交替排列.只要合适设计极弧系数,即在极距确定的情况下,合理设计永磁体宽度,再利用分数槽或分布绕组抵消高次谐波,使得励磁电势非常接近正弦形.本实验PMLSM 就是这样的布局(PMLSM 实验系统如图1),通过合理的极弧系数与分布绕组设计,使得空载电势非常接近正弦形.图1　P M L SM 实验系统永磁直线同步电机的气隙磁密为B y m =∑∞n =1,32B r sinA i n P 2e -2nh m S m -1n P e -2n P ge S m -1×e -n P (2g e -h m )Sme-n P y Sm+e-n P (y -h m )Smco sn P x S m(8)式中:B r 为剩余磁密;A i 为极弧系数;h m 为永磁体厚度;S m 为极距;g e 为导磁体高度;x ,y 为坐标轴.在实验PM LSM 系统中,对比分析永磁体宽度分别为12,13,14,15mm (极弧系数相应分别为A i =1216,1316,1416,1516)的气隙磁密波形及其反电势波形.依据式(8),不同极弧系数下的气隙中心线上的磁密波形及其基波如图2所示.在图2中,气隙磁密曲线由外到内和基波曲线由高到低对应的极弧系数由大到小,表明永磁体宽度越宽,气隙磁密幅度越宽,基波幅值越大,但对气隙磁密最大值影响不大. 为了更好地确定何种极弧系数下的波形更合理还需要分析较高次的谐波大小以及是否在感应电势中体现出来.气隙磁密由奇次正弦函数组成,显然是期望基波幅值越大越好,同时在感应电势中的各阶次谐波越小越好,因此定义气隙磁密正弦系数A B -sin 表征气隙磁密波形的正弦形,正弦系・840・武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2007年　第31卷图2　不同极弧系数下的气隙磁密波形及其基波对比数等于各次谐波的幅值(绝对值)之和与基波幅值之比,显然正弦系数越小,谐波影响越小,感应电势越接近正弦波形.但必须注意到,感应电势的正弦形与气隙磁密波形并非完全一致,因为由于电机的自身特性,如线电压中无三倍次谐波,或通过分数槽、分布绕组抵消掉一定的高次谐波或大大地削弱高次谐波,因此定义A E-sin表征感应电势的正弦系数,它的数值等于感应电势各谐波幅值的绝对值之和与基波幅值之比.按上述分析,在不同极弧系数下的气隙磁密基波幅值、三次谐波与五次谐波幅值、正弦系数、感应电势正弦系数对比如表1所列.表1　不同极弧系数下的波形对比极弧系数A i=12/16A i=13/16A i=14/16A i=15/16基波幅值 1.1302 1.1706 1.1998 1.2174三次谐波0.12440.20620.27020.3110五次谐波0.05750.01470.08340.1324A B-s in0.28080.28720.34430.4385A E-s in0.03530.02230.02670.0405 从表1可以看出,尽管在不同的极弧系数下,气隙磁密波形的磁密正弦系数最小也有0.2808,表明谐波成分比较大.对于试验PMLSM,绕组连接方式为星形连接,线电压中无三倍次谐波,分数槽等价于分布绕组的作用大大削弱高次谐波,等价的n阶绕组分布因数为k n=sin nq2Aq sin nA2=sin n×42×154sin n152=sinn P64sinn P24(9) 考虑上述两种对感应电势谐波的影响因素之后,感应电势的正弦系数大大下降,应该说上述各极弧系数下感应电势的正弦形都比较好,特别是在极弧系数Ai=为基波幅值的2%左右,效果非常理想.3　实验分析及结果电机保持恒速情况下,推力可间接地通过测量电机电流.根据速度和电机力常数,可求取推力对位移关系.永磁体宽度为5mm即极弧系数为A i=516,电机速度2.5mm/s,力常数6.8N/A,所得实验结果如图3所示.从图中可见,电机推力产生周期性的波动,辐值大约有35N.永磁体宽度为13mm即极弧系数为A i=1316,所得实验结果如图4所示.从图中可见,电机推力波动很小,辐值大约只有5N.图3　永磁体宽度5m m电机推力图4　永磁体宽度13mm电机推力在永磁直线同步电机驱动系统通过合理选择极弧系数,可改善电机驱动性能.从实验结果看出极弧系数为A i=1316电机有很好的性能.参考文献[1]乔鸣忠,张晓锋,李槐树.考虑定子斜槽及转子运动永磁推进电机反电势及定位力矩的数值计算.武汉理工大学学报:交通科学与工程版,2004,28(5):645-648[2]李庆雷,王先逵,吴　丹,等.永磁同步直线电机推力波动分析及改善措施.清华大学学报:自然科学版, 2000,40(5):33-36(下转第867页)・841・　第5期赵镜红,等:永磁直线同步电机的推力波动分析研究417-435[7]Abdel-Ghaffar A M .V ertical seismic behaviour ofsuspensio n br idge.Ear thquake Engineer ingandSt ructural Dy namics ,1983,11:1-19[8]交通部公路规划设计院.JT J004-89公路工程抗震设计规范.北京:人民交通出版社,1990Non-linear Seismic Analysis of Self-anchored SuspensionBridg es under Non U niform Seismic ActionLiu Chuncheng1,2)　Guo Libo 3)　Li Fujun3)(S chool of Civil engineering N ortheast Dianli Univer sity ,J ilin 132012)1)(I nstitute o f R oad &Br idge Engineering Dalian M aritime University ,Dalian 116026)2)(H ongS hi Forestry Bureau in J ilin P rovince ,J ilin 132024)3)AbstractBy taking into account the multiple support ex citatio n,traveling w av e effect and the nonlinearity of the str ucture,the artificial seismic w aves ar e utilized to study the seism ic response of concrete self-anchored suspensio n bridge subjected to longitudinal seism ic ex citatio n .On the case o f multiple sup-por t linear uniform,nonlinear uniform and non uniform excitation,the respo nse time histor ies of in-ternal force and displacement o f contro lling section of m ain beam ,to wer,side pier,are analyzed in de-tail .Since the High Pr ecision Direct integ ratio n (HPD )metho d is applied in tim e dom ain analysis ,mor e accurate results can be obtained .Key words :self-anchored suspension bridg e;multiple-supported ex citatio ns;traveling effect;HPD;time-history analy sis(上接第841页)[3]Zhu Z O ,X ia Z P ,Ho we D ,et al .R eductio n of cog -ging for ce in slotless linear per manent magnet mo -tor s .Electr ic P ow er A pplications ,IEE P ro ceeding s ,l 997,144(4):277-282Analy sis and Study of Force Ripple of Permanent M agnet Synchronous Linear M otorZhao Jinghong Zhang Junhong(S chool of Electrical and I nf or mation Engineering ,N aval Univ .o f Engineering ,W uhan 430033)AbstractContro l characteristics of permanent magnet sy nchronous linear m otors (PM SLM )are im pro ved by studying measures to reduce the for ce r ipple in PM SLM .T he fo rce ripple mechanism is analy zed fo r PM LSM ,and the key factor is the sine w ave shape of the back M MF.Further the effective m ea-sures to achieving sine w ave shape o f back M M F is introduced,this can reduce force ripple:o ne metho d chooses pole arc coefficient and fraction slot o r distr ibuting w inding design in reason ,and the exper im ents validate theor etical results .Key words :permanent m agnet synchro nous linear motor (PMSLM );for ce ripple;back M MF・867・　第5期刘春城,等:非一致激励下自锚式悬索桥的非线性地震反应分析。

直线电机的推力波动及其抑制方法

直线电机的推力波动及其抑制方法
刘爱民;张锦辉;高君
【期刊名称】《沈阳工业大学学报》
【年(卷),期】2003(025)006
【摘要】在高精度微进给数控机床伺服系统中,需要对永磁直线同步电动机(PMLSM)的推力波动进行补偿和控制.目前虽然出现了多种抑制推力波动的方法,但均存在一定的困难.对永磁直线同步电动机的推力波动情况进行了概述.并就抑制永磁直线同步电动机推力波动的措施,从优化永磁直线电动机的设计和采用适当的控制策略两方面进行了总结和阐述.
【总页数】4页(P482-485)
【作者】刘爱民;张锦辉;高君
【作者单位】沈阳工业大学,电气工程学院,辽宁,沈阳,110023;沈阳工业大学,电气工程学院,辽宁,沈阳,110023;沈阳工业大学,电气工程学院,辽宁,沈阳,110023
【正文语种】中文
【中图分类】TM921
【相关文献】
1.一种基于非线性反馈重复控制策略的磁通切换直线电机推力波动抑制方法 [J], 孟高军;余海涛;胡敏强;刘海涛;酒晨霄
2.基于线圈倾斜方法的永磁同步直线电机推力波动抑制研究 [J], 李乐;董菲;赵吉文;苏云升;盘真保
3.基于Tabu参数辨识的直线电机推力波动\r复合抑制方法 [J], 林健;谢高硕;施昕
昕;周磊;王通通;刘晗
4.一种低电压多段初级永磁无刷直线电机运行过程中静推力波动的抑制方法 [J], 黄浩恩; 罗朋; 王慧; 许学礼
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永磁直线无刷直流电机推力波动仿真分析及削弱方法

ＦｒｅＸｉｎ７０８，ｈｎ）ｏｃ， ’ １０６Ｃｉａａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：
ｔｅｎｔｅｅｎｔｏｎｃｌｕａｉｇｔｅｅｅｔｍａｎｔｅｄｈｕｒｃｌｍｅｈｄｈｉｌｍｅｔｈｄｏａｃｌｔｈｌｒｇｅｉｆｌ，ｔｅｎｍｅｉａｔｏｉｆｅｍｅｎｃｏｃｉ
Ｖ１０ｏ５００５ｏ．Ｎ．３２１．
船电技术Ｉ电机
永磁直线无刷直流电机推力波动仿真分析及削弱方法
薛志强罗雷周羽
（．海军工程大学电气与信息工程学院，武汉４０３：２１３０３．解放军炮兵学院四系，合肥２０３；３０１３．武警工程学院装备运输系，西安７０８）１０６摘要：与解析计算的方法相比，基于有限元法的电磁场数值计算在分析电机性能方面的精度更高。据此，
ｌｅｒｂｕｈｅｓｔｒｒｅｉｄａｃｒｉｇｔｏｐｒｏｔｅｍｕａｅｓｌ．ｉａｒｓｌｍｏｏｅｒｅｃｏｄｎｃｍａｉｎｏｈｌｔｄｒｕｔｎｓＤＣａｄｖｏｓｆｅｅｓ
ＫｅｒｓＰｌｅｒｂｕｈｅｓｔｒＴｍｅｓｅｐｉｆｎｔｅｅｎｔｏｓｔｒｓｉｌ；ｌｔｒｅｙｗｏｄ：Ｍｎａｒｓｌｓｍｏｏ；ｉ —ｔｎｉｉｌｍｅｔｈｄ，ｈｕｔｐｅｓｏｆｃ；ｉＤＣｐｇｅｍｅ＂ｒｐｏｅｄｒｅｎｆｃｏ

谈直线电机模组运行时出现抖动的原因及解决办法

谈直线电机模组运行时显现抖动的原因及解决方法直线电机模组是通过电能利用电机进行驱动的直线模组，因具备定位精准明确、运行稳定、负荷高、速度快等优势被广泛运用于各大行业，成为一种理想的自动化传动设备。

可以说，直线电机模组对于现代工业的进展有着极其紧要的推动作用，它让传统的制造业发生了质的变更!尤其是对于自动化领域的快速进展表现得极为突出，渐渐的用机器人取代人工，更安全有效，而且还节省本钱。

直线电机模组装机后，需要调试，才略正常运行。

但有时候，我们发觉直线电机模组装机后抖动很大，根本无法正常运行。

而造成这种情况的原因有哪些，我们又需要怎么解决呢？一起接着往下看!直线电机模组显现抖动的原因：1、直线电机模组自身存在问题，这一部分原因主是要由于客户在采购直线模组的时候没有去正规的厂家购买的原因造成的。

2、掌控软件程序上的问题，软件设计存在问题也是直线电机模组抖动的紧要原因。

判定到底是哪种原因造成的方法很简单：把电源切断，然后用手推动模组，假如推动的过程中模组依旧是抖动的，则说明是模组自身的原因造成的，假如推动的过程中模组是顺畅的，则说明是模组的掌控软件显现了问题。

直线电机模组显现抖动的解决方法：1、拆开盖板，检查各个部件的螺丝是否松动，假如有松动，可以使用工具将其锁紧，然后再检查是否会再次显现抖动的情况。

2、检查导轨的整体直线度，螺丝孔位是否存在偏移或者松动，假如有，就需要对导轨进行重新定位并锁紧，以保直线度。

3、检查螺母和螺钉是否有问题，并取下。

为了排出问题，建议把螺母的钢球导出，重新调整螺母，确保间隙均匀，加入适当的润滑剂，提升顺畅度，并重新安装检查。

4、最后检查轴承、支撑座、固定侧、各个部件环节、重新装机锁紧、锁上盖板进行通电测试，看故障是否可以排出。

总之，直线电机模组抖动的原因一般是由螺杆和螺母的直接存在引起的。

我们只需依照要求对螺母进行拆卸重新调试，更换钢球加润滑剂，抖动的问题基本都可以解决。

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轴向充磁永磁直线电机推力波动及温度场问题的研究

Date of Defence：
June, 2011
Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
摘要
随着工业化进程的加速、能源的枯竭、自然环境的进一步恶化，各行各业对高效能、低排放等环保设备的需求变得日趋强烈，而历史悠久的斯特林发动机，凭借着其较高的热能利用率、能源来源广泛以及较低的污染尾气排放等诸多优势，在经历了多年的沉浮后，逐渐成为了行业内的新宠。本文以斯特林发动机为应用背景，对斯特林发电系统中的轴向充磁永磁直线电机进行了研究。
TU
UT
2.3 轴向充磁二维有限元模型的建立与分析 .......................................... - 17 -
Finally, a prototype of the linear machine has been produced and tested. To the problems happened in the test, several settlements are proposed in this paper.
TU
UT
2.2.1 直线电机材料的选取 .................................................................. - 15 -
TU
UT
2.2.2 直线电机尺寸的设计 .................................................................. - 16 -
TU
UT
Abstract ...............................................................................................................II

永磁同步直线电机推力波动分析及改善措施

ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),2000年第40卷第5期2000,V o l .40,N o .59 343336永磁同步直线电机推力波动分析及改善措施3李庆雷,　王先逵,　吴　丹,　刘成颖,　石忠东(清华大学精密仪器与机械学系,北京100084) 收稿日期:1999205218 作者简介:李庆雷(19722),男(汉),山东,博士　3基金项目:国家自然科学基金项目(59675066)文　摘:为改善永磁同步直线电机的伺服性能,需要研究减小其推力波动的技术措施。

分析了永磁同步直线电机推力波动的机理,指出推力纹波、齿槽效应和端部效应是引起永磁同步直线电机推力波动的最主要原因,探讨了减小永磁同步直线电机推力波动的技术措施,指出在次级磁路确定之后,选择适当的初级电流控制策略可以减小永磁同步直线电机的推力纹波;在初级结构和电流控制策略确定之后,选择合适的次级磁铁充磁方式、磁铁形状及排列方式,也可有效地削弱推力波动;齿槽效应和端部效应是产生推力波动的重要原因,通过适当的初、次级磁路设计方案可予以削弱。

关键词:永磁同步直线电机;推力波动;推力纹波;齿槽效应;端部效应中图分类号:TM 359.4文献标识码:A文章编号:100020054(2000)0520033204 永磁同步直线电机结构简单、效率高、推力体积比大,是构成直接驱动直线伺服系统的首选电机类型。

永磁同步直线电机的缺点是推力波动较大[1,2],为了提高其驱动性能,必须研究降低其推力波动的技术措施。

本文主要对这方面的问题进行探讨。

1　永磁同步直线电机运行原理及推力纹波分析理想的永磁同步直线电机初级电流和初级反电势都是正弦波形。

考虑最简单的情况,设永磁同步直线电机为三相、两极、整距,忽略齿槽效应、端部效应,并假设次级无限长。

电机的三相绕组通入三相对称正弦交流电流i a =I m sin (Ξt +Η0),i b =I m sin (Ξt +Η0-2Π 3),i c =I m sin (Ξt +Η0-4Π 3),(1)其中:I m 为电流幅值,Ξ为电流角频率,Η0为A 相电流初始相位角。

永磁同步直线电动机磁场和推力波动分析及实验研究

ｔｒｓｕｔａｉｎ，ｗｈｃａａｆｅｔｏｈｙａｃｓａｉｉｙａｄｓｒｏｃｎｒｌｐｅｆｒａｃｆｔｅｈｕｔｆｃｕｔｏｌｉｈｈｓａｂｄｅｆｃｎｔｅｄｎｍｉｔｂｌｔｎｅｖ－ｏｔｏｒｏｍｎｅｏｈ
ｉａｃｌｔｄｂｅｎｆｅｕｉａｅｔｍａｎｔｚｎｕｒｎｎｃｗａｚｃｒｓｏｅｒｎｆｒａｉｎ，ａｄｉｓｃｌｕａｅｙｍａｓｏｑｖｌｎｇｅｉｉｇｃｒｅｔａｄＳｈｒ－ｈｉｔｆｌｔａｓｏｍｔｏｎｓ
步直线电机由于存在端部效应、磁钢分布、齿槽Ｉ引吾，高速加工、微细加工是机械制造及科学研究的重要发展方向。它要求进给系统具有较大的驱动力、较高的频响以及较高的运动精度和位移刚度。永磁直线同步电机（ＭＬＭ）有推力大、损ＰＳ具耗低、电气时间常数小、响应速度快等特点，与其他高速精密进给系统相比，ＰＳ进给系统具ＭＬＭ有较大的优越性。因此，ＰＬＭ在提升系统、电ＭＳ子制造业及高速精密数控系统中有开阔的应用前景，受到众多学者的关注和研究 … 。然而永磁同
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｄｅｅｆｃ，ｔｅｃｇｉｇｆｒｅａｄｔｏｍａｕｔｎａｅｔｅｍａｎｒａｏｓｏｈｅｅｇｆｅｔｈｏｇｎｏｃｎｈｅｎｒｌｓｃｉｒｈｉｅｓｎｆｔｅｏ

直线电机推力波动大的原因

直线电机推力波动大的原因1. 引言直线电机是一种将电能转换为机械能的装置，广泛应用于工业生产和交通运输等领域。

然而，在实际应用中，我们常常会发现直线电机的推力存在波动的情况，这给系统的稳定性和性能带来了一定的影响。

本文将分析直线电机推力波动大的原因，并提出相应的解决方案。

2. 直线电机的工作原理直线电机是利用电磁感应原理实现电能转换的装置。

其工作原理可以简单描述为磁场与电流之间的相互作用。

当电流通过直线电机的线圈时，会产生磁场，而磁场与永磁体之间的相互作用会产生推力。

3. 直线电机推力波动的原因直线电机推力波动大的原因有多种，下面将逐一进行分析。

3.1 磁场不均匀性直线电机的推力与磁场的分布密切相关。

如果磁场分布不均匀，就会导致推力的波动。

磁场不均匀性可能是由于磁铁材料的质量问题、磁铁安装不当或磁场调节装置的失效等原因造成的。

解决方案：定期检查和维护磁铁材料，确保其质量符合要求；正确安装磁铁，保证其位置和方向准确；定期检查和维护磁场调节装置，确保其正常工作。

3.2 电流不稳定性直线电机的推力与电流的大小直接相关。

如果电流不稳定，就会导致推力的波动。

电流不稳定性可能是由于电源的质量问题、电源线路的接触不良或电流调节装置的失效等原因造成的。

解决方案：使用高质量的电源，确保其输出电流的稳定性；定期检查和维护电源线路，确保其接触良好；定期检查和维护电流调节装置，确保其正常工作。

3.3 机械结构问题直线电机的推力还与机械结构的稳定性和精度有关。

如果机械结构存在问题，如零部件磨损、松动或装配不准确等，就会导致推力的波动。

解决方案：定期检查和维护直线电机的机械结构，及时更换磨损的零部件；加强机械结构的固定，确保其稳定性；加强装配工艺，提高装配精度。

3.4 控制系统问题直线电机的推力还与控制系统的稳定性和精度有关。

如果控制系统存在问题，如控制算法不合理、传感器失效或信号干扰等，就会导致推力的波动。

解决方案：优化控制算法，提高控制系统的稳定性和精度；定期检查和维护传感器，确保其正常工作；减少信号干扰，提高控制系统的抗干扰能力。

通过优化直线电动机结构及控制模型抑制推力波动

１直线电动机推力波动产生的原因
直线电动机推力波动有多种成因，中包括由于其端部效应和齿槽效应引起的推力波动，线电动机制直造精度对直线电动机推力输出的影响，以及相电流整流波形与线圈不匹配而引起直线电动机的推力输出发
ＹＵｏｅｇ，ＢＩＧｕｆｎＡＮＬｉ
（ｅｈｉａＵｉｒｔＩｅａ，ｌｎｕ９６３ｅｍｎ）ＴｃｎｃｌｎｖｓｙｌｎｕＩｅｉｍｍｅａ８９，Ｇｒａｙ
Ａｂｓｒｃ：Ｔｈｓｐｐｅａｈｉｔｎａｙｅｔｅｒａｏｆｔｅｆｒｅｒｐｌａｄｔｅｏｕｉｎｇｉｔｉｓｃｓｔａｔｉａｒｈｓｔｅａｍｏａｌｚｈｅｓｎｓｏｈｏｃｉｐｅｎｈｓｌｔｏｓａａｎｓｔｕｈａ
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通过优化直线电动机结构及控制模型抑制推力波动
于国丰卞莉
（国伊尔梅瑙工业大学，尔梅瑙９６３德伊８９）
摘要：析直线电动机推力波动产生的原因，分列举通过优化直线电动机结构来抑制推力波动的方法，着重分析驱动电流对推力平稳性的影响和相应对策。
在直线电动机的生产过程中，如果初级线圈不能
实现电对称，级永磁体磁性能不一致或贴装精度超次

带你了解直线电机模组遇到问题和解决方案

带你了解直线电机模组遇到问题和解决方案我们都知道直线电机模组搬运的时候，一般都会出现那些问题，例如在使用的过程中，会遇到速度的原因。

以及车间对噪音的限制。

以及使用环境。

下面带大家了解直线电机模组在运用过程中遇到那些问题。

而且是怎么解决的。

长行程物料搬运模组问题：1.远距离双作动器传动，两个作动器分别控制行程，15m行程。

2.速度是2m/s。

加速0.5g。

3.电动器重复定位精度要求±0.03mm。

4.车间严格控制设备的噪音水平。

5、以前的齿轮齿条方案不能满足转速要求。

准确度要求。

6.实际应用于微腐蚀环境。

解决方案：采用模组化设计，各直线电机模组可灵活组装：1)底座和导轨分为多段。

运输和装卸分为多个部分，合并为一个部分。

长链的应用与评估：1)车间为1万级无尘室，要求牵引链满足无尘要求，可在高空使用。

2)反复优化拖链的选择和机构的优化，最终达到客户要求。

3)采用独特布线方案，减少拖链电缆，避免信号传输的过衰减和干扰，提高稳定性。

长冲程高速运动模组问题1.整个机器空间紧凑。

2.实际速度高达3.8m/s，加速为3g。

3.物料输送重复定位精度±0.02mm。

4.车间严格控制设备的噪音水平。

5、牵引链能满足高速静音运动，且不停留在头顶。

解决方案：选用直线电机模组，占用空间少；1)采用基础焊接钢架+型材拼接，解决机床加工长工件的难题；合理选择关键零部件，满足客户高速运动需求。

1)选择推力足够满足客户高速运动的电机。

2)选择能高速移动的滑轨、编码器、拖链等关键部件，满足模组高速移动的要求。

3)通过运动控制增加制动电阻，避免设备在高速运动时不能及时停车的现象。

·用钢带(带包边)和聚四氟乙烯代替传统的盖板保护；1)与型材盖板相比，选用钢带，节省空间，且在长行程下矫直不易下垂，减少运动过程中的干扰风险。

2)与带式盖板相比，长度的选择容易控制，后期无翘边等不良现象。

3)在钢带两侧涂有边界保护，防止切割，表面贴聚四氟乙烯胶带，防止客户设备电解液腐蚀。

直线电机定位力波动的辨识及迭代补偿方法

ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｉｎｅａｒｍｏｔｏｒｉｎｔｈｅｉｆｅｌｄｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｓｅｒｖｏ．Ａｃｏｇｇｉｎｇｆｏｒｃｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｗａｓｕ —
ｔｉｌｉｚｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｌｉｎｅａｒｍｏｔｏｒ．Ｗｉｔｈｏｕｔｍｏｄｉｉｃｆａｔｉｏｎｏｆｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｙｔａｋ — ｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｏｆａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｔｏｇａｔｈｅｒｄａｔａｏｆｃｏｇｇｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｄｅｔｅｍｉｒｎｉｎｇｍｏｄｅｌｓｔｕｃｒｔｕｒｅｕｔｉｌｉｚｉｎｇｓｐｅｃｔｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ａｓｐｅｃｉｉｃｆｍｏｄｅｌｗａｓｉｄｅｎｔｉｉｆｅｄａｔｅｆｒＲＬＣ．Ｗｉｔｈｔｈｅｍｏｄｅｌｉｄｅｎｔｉｉｅｆｄ，ａｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）

国标直线电机测量方法

国标直线电机测量方法1. 选择合适的测量仪器：使用高精度、高稳定性的测量仪器。

2. 确定测量起点和终点：明确测量直线电机的起点和终点，确保测量的准确性。

3. 检查测量仪器的标定情况：保证测量仪器的标定准确，以确保测量结果的可靠性。

4. 校准测量坐标系：校准测量坐标系，确保测量的精度和准确性。

5. 预热测量仪器：在进行测量前，确保测量仪器处于稳定工作状态，避免因温度变化对测量结果的影响。

6. 固定直线电机：在进行测量时，需要将直线电机牢固地固定在测量台或者工作台上，以确保测量的稳定性。

7. 确定测量频率：根据需要选择合适的测量频率，以满足测量的要求。

8. 检查测量环境：确保测量环境的稳定性和干净程度，避免外部因素对测量结果的影响。

9. 测量直线电机的位置误差：通过位置误差测量装置对直线电机的位置误差进行测量和记录。

10. 测量直线电机的速度误差：通过速度误差测量装置对直线电机的速度误差进行测量和记录。

11. 测量直线电机的加速度误差：通过加速度误差测量装置对直线电机的加速度误差进行测量和记录。

12. 测量直线电机的振动：使用振动测量仪器对直线电机的振动情况进行测量和记录。

13. 测量直线电机的噪音：使用噪音测量仪器对直线电机的噪音水平进行测量和记录。

14. 检查测量数据的准确性和一致性：对测量数据进行综合分析和比对，确保测量结果的准确性和一致性。

15. 计算测量结果的统计特性：对测量的数据进行统计分析，获得其均值、标准差等统计特性参数。

16. 分析测量结果的稳定性：对测量结果的稳定性进行分析，评估其长期稳定性和短期波动性。

17. 检查测量装置的工作状态：对测量装置的工作状态进行检查和评估，确保其正常工作。

18. 确认测量结果的合格性：根据国家标准和相关标准，对测量结果进行合格性评定。

19. 制定测量数据的存档和管理规范：对测量数据进行存档和管理，确保其安全和可追溯性。

20. 编制测量报告：根据测量结果编制测量报告，包括详细的测量过程、结果分析和结论。