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[电机及执行机构驱动]

高性能无铁芯直线电机

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一、直线电机的基本结构与工作原理:

直线电机是展平了的旋转电机

1.1 直线电机的几种常见机构

几种常见的旋转型电机
每一种旋转电机,都有相应的直线电机与之对应


有铁芯直线电机
优点: 推力大,低成本,散热好
缺点: 有吸力,相当于推力的10倍齿槽、或挫顿力!




无铁芯直线电机.

优点:无吸力,无齿槽, 动子质量轻
缺点: 散热差,刚性差,推力较小



是有铁芯和无铁芯的结合体

磁轴式直线电机
优点:无磁槽,磁力线全部利用,体积小,散热 好,工艺简单
缺点:推力小,刚性差,长度受限制

二、直线电机区别于传统传动方式:

•高刚度,无传动间隙和柔度
•宽调速范围(1um/s—5m/s,丝杠<1m/s)
•高动态性能高加速度,可达10g
•极高的运动分辨率和定位精度
•无限行程
•无磨损免维护
•集成机械系统设计调整简单



大行程高精度的终极解决方案:
当一个平台的精度要求很高时,比如微米级或者纳米级的精度时,这时直线 电机是一个很好的选择,比如当直线电机和气浮导轨配合使用时,平台的定 位精度可达几十纳米,这是其他形式的平台所达不到的。

三、直线电机工作基本原理:

  直线电机不仅从结构上是从旋转电机演变 而来的,其工作原理也与旋转电机相似,遵 循电机学的一些基本电磁原理。这里直流永 磁直线电机为例子,说明一下直线电机的基 本工作原理。
  VLP0020-0160是一款音圈电机,和直线 电机在某种程度上是一致的。区别在于,音 圈电机只有一个线圈,磁极一般不超过2对, 只被要求在一对磁极的范围里运动,也就不 需要换相了。当需要突破这种行程限制,就 必需要有更多的磁极,和更多的线圈来接力, 这就是直线电机。所以音圈电机也叫做无换 向直线电机。
  下图表示的是典型的平板直线电机的结构。图中的灰色的部分是底板, 黄色的方块为一块块的永磁体,黄色和灰色部分组成了直线电机的定子。相 邻两个永磁体的极性是相反的,所以磁力线的分布如图中所示。黄色的点表示次级线圈中导线的横截面。
  可以看到导线的方向基本垂直于磁力线的方向,当导线中通过电流时, 会产生安培力。由左手定则可以得知,根据导线中电流方向的不同,可以使 线圈产生向左或者向右的力。这个力就是使直线电机直接做直线运动的推力。



直线电机绝大部分为直流永磁同步直线电机。其他种类 的直线电机,如交流永磁同步直线电机、交流感应直线电机、步进直线电机。 这些电机工作的基本原理都是类似的:
位于磁场中的载流导体,该导体受到力的作用,力的方向可按左手定则确 定。

下简单说下我司的无铁芯直线,我司的无铁芯直线的绕组和排线和国内的不太一样,是和日企合作开发,日企加工生产,直线电机的效率更高,体积更小。目前很多客户是拿来替代进口产品。由于论坛无法上传本地图片,有兴趣的朋友可以加我微信17317679548,我本身也是做技术的,我们可以一起探讨直线电机的技术问题和应用问题

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