直线电机的应用

直线电动机的应用
直线电动机机是指：可以直接产生直线运动的电动机，所以可以作为进给驱动系统。

工作原理：假设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。

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．初级中通以交流电，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。

直线电机主要用在以下几个场合：
1.自动控制系统；
2.长时间运动的驱动电机；
3.需要在短时间，短距离内提供巨大直线运动能的装置中.
所以以这种方式较滚珠丝杠比起来，就使得整个闭环系统的反应更加的灵敏;同时由于避免了滚珠丝杠的间隙与误差，所以使得加工精度也大为提升；由于是电机的直接驱动，所以也可以避免整个系统启动时的反应迟缓问题，提高传动的刚度；加工的速度，也可以瞬间提升到更大，其运动的行程也可以更大。

现代先进的驱动技术主要分为两大类：一类为电磁式的，另一类则为非电磁式的。

电磁类的现代先进的驱动技术主要由现代电磁类驱动器与现代控制系统组成，它的驱动器包括传统改进型的电磁驱动器与新发展型的电磁驱动器。

它们中有旋转的、直线的、磁浮的、电磁发射的等等。

除了在一般通用电机技术基础上改进获得的电机技术外，还有更多的是在通用电机技术基础上进一步发展的新型电机技术，如直线电机技术、无刷直流电机技术、开关磁阻电机技术和各种新型永磁电机技术等。

其中最典型的例子就是：磁悬浮列车。

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。

直线电机技术在物流输送系统中的应用:
我国目前邮政系统的邮包、印刷品的物流分拣、输送线绝大部分通过旋转电机采用链传动或连杆等方式。

国外一些发达国家则逐步采用了直线电机驱动的,由计算机控制的新型邮政物流分拣输送系统。

与传统的链传动或连杆方式相比,直线电机驱动的物流系统具有高效、低噪、安全可靠、维护方便等优点而获得应用者青睐。

在一些新颖的立体化仓库的搬运系统和新型的自动化车库,也开始采用了直线电机,其中采用直线电机的自动化车库是在库地上安装一系列纵向和横向的直线电机初级, 而载车板为次级。

通过计算机, 利用直线电机初次级作用移动汽车进或出。

效率和利用率都很高。

直线电机技术在信息与自动化方面的应用:
直线电机在信息设备方面的应用主要在计算机设备以及它的输入输出设备方面,在计算机主机上,在硬盘装置方面,直线伺服电动机首先在IBM2314 主光驱上使用,后来又在IBM333 上采用,日本松下公司,在3.5 英寸的磁盘装置上也采用了直线伺服电动机,日本神钢电机公司、富士通公司等也制造了供软驱装置用的直线步进电动机,采用直线电机后,计算机有效地缩短了存取时间,提高了工作效率。

此外直线电机也在计算机的输入输出设备中得到了应用。

如日本神钢电机公司,富士通公司分别将直线步进电动机和直线直流电动机用于打印机,取得了分辩能力和停止精度提高,加速特性更好的效果。

日本松下公司则将直线伺服电动机用于驱动数字扫描仪,使扫描仪总重减轻,启动推力提高,图象波动减少,扫描速度提高近5倍。

至于国内外现有高精度的平面绘图仪,几乎均采用了平面直线步进电动机, 它实现了绘图机的高速、高精度、高可靠性及耐久性。

这种绘图机,中科院电工所和上海21 所早在20 世纪80 年代就已试制成功。

直线电机在自动化设备方面的应用有如新型的笔式记录仪、自动绕线机、照相机电磁快门、条形码自动读出器等
直线电机技术在军事及其它方面的应用:
直线电机在军事上也得到了一些应用,如前面所述的直线电机驱动的潜艇,还有直线电机驱动的电磁炮。

此外在一些军事设施上,如军用靶场、军用仿真系统、军用战斗武器如导弹的发射等等。

此外, 直线电机还可用于天文观测系统中驱动摆镜和反观镜;直线电机驱动人工心脏;直线电机驱动的盲人触觉摸拟器; 直线电机在医院设备、电动工具、玩具以及建筑用打桩机等方面得到应用。

总结:直线电机的发展促进了机械加工的发展，提高了加工效率与加工精度，但是在加工过程中，由于是电能的驱动，所以耗能必然很大，当高速工作的时候，也会引起床身其他地方的共振，在机床加工过程中，加速度超过10m/s2时所节省的辅助时间对整个加工过程的工时来说并没有太大意义，只有在工时非常短的加工中，高加速度才有意义，也就是说对于模具、风叶等单件复杂零件的切削加工，直线电机的优点并不明显。

所以不能片面的只看到直线电机的优点，应该在机加工的过程中，最充分的利用直线电机，才能发挥它的优势。