特种电机的应用
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特种电机的种类及应用特种电机是指用于特殊场合或特殊用途的电机。
它们在工业、民用、军事等领域都有广泛的应用。
下面介绍一些常见的特种电机及其应用。
一、直线电机直线电机是将电机的运动方式变化为直线运动的电机。
它的工作原理和传统旋转电机相同,通过电磁力来实现运动。
直线电机具有快速、高精度、较大力矩、无需齿轮传动、响应速度快等优点,因此被广泛应用于半导体、电子、航空航天等领域。
二、步进电机步进电机属于一种精密电力驱动器件,其旋转位置是以步数为单位的。
它具有精度高、转速稳定、输出扭矩大等特点。
由于步进电机可以通过控制电流大小和方向来实现旋转,所以它在机器人、自动化设备、精密仪器等领域有广泛应用。
三、无刷直流电机无刷直流电机具有高效、低噪音、长寿命等特点。
它不仅适用于一般工业机械,还适用于电动车、电动工具、家电等领域。
由于无刷直流电机不需要换向器,所以它比传统的有刷直流电机更可靠,更容易维护。
四、声音电机声音电机是一种通过振动产生声音的电机。
它广泛应用于闹钟、手机、玩具等领域。
声音电机有很多种类,例如振铃电机、圆形振动电机、平面振动电机等。
这些电机的共同点是能够产生清晰、响亮的声音。
五、超级导体电机超级导体电机是用超级导体制作的电机,它具有较高的效率和功率密度,能够提供相对较大的力矩。
超级导体电机适用于高速列车、能源飞轮等领域。
由于超级导体电机具有高能效、高功率密度和易于维护等特点,因此在未来能源领域有着广阔的应用前景。
六、加速器电机加速器电机是用于加速离子和粒子的电机。
它通常被应用于高能物理学、核物理学等领域。
加速器电机能够产生高强度的电场和磁场,从而能够将离子和粒子加速到接近光速的速度。
七、微波电机微波电机是一种用微波来产生运动的电机。
它适用于微波通信、雷达、卫星追踪等领域。
微波电机的工作原理是通过微波吸收和反射来实现运动。
八、人工心脏电机人工心脏电机是用于替代人体心脏的电机。
它通常被用于心脏移植手术中,可以让病人在手术后继续保持生命活动。
特种电机原理及应用第二版教学设计一、教学内容本节课的教学内容来自于特种电机原理及应用第二版教材,主要涉及特种电机的基本概念、分类、工作原理及其应用。
具体包括:1. 特种电机的基本概念:了解特种电机的定义、特点和应用领域。
2. 特种电机的分类:掌握不同类型特种电机的主要特点和结构。
3. 特种电机的工作原理:深入理解各类特种电机的工作原理及其工作特性。
4. 特种电机的应用:了解特种电机在各个领域的具体应用实例。
二、教学目标1. 使学生掌握特种电机的基本概念、特点和应用领域。
2. 使学生了解特种电机的分类及其主要特点和结构。
3. 使学生深入理解各类特种电机的工作原理及其工作特性。
4. 使学生了解特种电机在各个领域的具体应用实例。
三、教学难点与重点重点:特种电机的基本概念、分类、工作原理及其应用。
难点:各类特种电机的工作原理及其工作特性。
四、教具与学具准备教具:PPT、教材、黑板、粉笔。
学具:笔记本、文具。
五、教学过程1. 实践情景引入:以日常生活实例引出特种电机的作用和重要性。
2. 知识讲解:讲解特种电机的基本概念、分类、工作原理及其应用。
3. 例题讲解:分析典型例题,深入理解各类特种电机的工作原理及其工作特性。
4. 随堂练习:针对所学内容,进行随堂练习,巩固知识点。
5. 课堂讨论:分组讨论,分享学习心得,互相提问,解答疑难问题。
7. 作业布置:布置相关作业,巩固所学知识。
六、板书设计板书内容:1. 特种电机的基本概念2. 特种电机的分类及其主要特点和结构3. 各类特种电机的工作原理及其工作特性4. 特种电机的应用领域七、作业设计作业题目:1. 简述特种电机的基本概念及其特点。
2. 列举几种常见的特种电机,并简要介绍其结构和工作原理。
3. 分析一种特种电机的工作原理,并说明其在实际应用中的作用。
答案:1. 特种电机是指在特殊环境下或用于特殊目的的电机。
其特点包括:结构特殊、工作环境特殊、功能特殊等。
2. 常见的特种电机有:直流电机、交流电机、同步电机、异步电机、变压器等。
介绍一下特种电机的分外用处依据特种电机的称谓,我能够估测特种电机,或许是运用的场合比照分外又或许是特种电动机的自身结构比照分外。
但在这儿电工之家指的是运用的场合和别的的发电机纷歧样的本地。
工业化翻开使得特种电机的运用计划越来广泛品种不断添加。
特种电机的品种有:步进电动机、自整角机、直线电动机、超声波电动机、防爆电机等等。
1.品种繁复,功用多元化,并且不断发作功用特性,功用优胜的新颖电机。
翻开趋势:、现在,特种电机正向机电一体化方向翻开,便是与电力电子技能、核算机技能、传感
2、特种电动机是技能和现代操控理论联络,构成新式一体化商品,终究结束智能化。
与此一同,跟着电机及有关学科理论与技能的翻开以及新式材料的运用,又推动特种电机不断向高功用化方向翻开。
、特种电机的翻开趋势之一是大功率化、小型化和微型化。
在电力传动和交通运
3、输等范畴,许多运用场合,对特种电动机提出了大功率化的恳求,而许多信息商品、花费商品和国防商品又对特种电机提出了小型化和微型化的恳求。
4、xx翻开和科技跋涉对特种、电机不断提出新的恳求,需求不
断拓宽电机功用和研制新式电机,这是特种电机翻开的要害。
其间,开发具有非电磁原理的特种电动机已成为首要翻开方向。
特种电动机尽管不能和定制电机进行比照,可是意图都是为了结束特种环境或许是分外功用的运用。
电气工程中的电机与控制系统电机与控制系统是电气工程中的重要组成部分,广泛应用于各个领域。
电机作为能量转换与传递的核心设备,而控制系统则为电机的稳定运行提供了有力保障。
本文将从电机的分类、工作原理、控制系统的组成及应用方面展开论述。
一、电机分类电机按照不同的工作原理和用途可分为直流电机、交流电机和特种电机三大类。
1. 直流电机:直流电机是最早发展起来的一类电机,其特点是转速可调节、转矩大、起动性好,广泛应用于起动力矩要求较大的场合,如电动车、电梯等。
2. 交流电机:交流电机基于电磁感应原理,分为感应电动机和同步电机。
感应电动机具有结构简单、成本低廉的特点,广泛应用于各个领域,如工业生产、家用电器等。
同步电机的转速与电源频率同步,使用较为广泛的有异步电动机和步进电机。
3. 特种电机:特种电机是指应用于一些特殊场合的电机,如直线电机、步进电机等。
特种电机具有结构复杂、特殊工作原理的特点,广泛应用于精密仪器、机器人等领域。
二、电机工作原理1. 直流电机工作原理:直流电机的核心是电枢与磁场之间的作用力。
当电流通过电枢线圈时,电枢会受到力矩的作用而旋转。
通过不断地改变电枢线圈的电流方向,可以实现电机的正反转及速度调节。
2. 交流电机工作原理:交流电机利用电磁感应原理实现转动。
感应电动机通过定子线圈产生旋转磁场,感应出转子中的涡流,从而驱动转子旋转。
同步电机则是利用磁场的同步旋转实现转子运动。
3. 特种电机工作原理:特种电机的工作原理各不相同。
例如,直线电机通过正反转的磁场作用来实现直线运动;步进电机则是通过电脉冲驱动来控制转子的步进运动。
三、控制系统组成电机的稳定运行离不开控制系统的支持,控制系统由传感器、执行器、控制器和反馈环路组成。
1. 传感器:传感器用于感知和采集电机相关的状态信息,如转速、温度、电流等。
这些信息被传感器转化为电信号,输入到控制器中进行处理。
2. 执行器:执行器是控制系统中的输出端,用于控制电机的工作状态。
1 简述特种电机的特点及发展趋势。
特点:工作原理、励磁方式、技术性能以及结构上有较大特点,且种类繁多、功能多样化,种类繁多,功能多样化,而且不断产生功能特性,性能优越的新颖电机。
发展趋势:机电一体化、智能化、大功率化、小型化、微型化、励磁材料永磁化、高功能化。
2 电机中常用的永磁材料有哪几类,各有何特点①铝镍钴永磁材料:温度系数小,剩余磁场强度较高,但矫顽力很低;退磁曲线呈非线性;使用前要进行稳磁处理。
②铁氧体永磁材料:价格低廉,制造工艺简单,质量较轻;温度系数较大,剩磁密度不高,矫顽力较大;退磁曲线大部分接近直线;不能进行电加工。
③稀土永磁材料:高剩磁密度,高矫顽力,高磁能积;稀土钴永磁价格昂贵,温度系数小,退磁曲线基本上是一条直线;钕铁硼永磁价格较便宜,温度系数较大,容易腐蚀,在高温下使用时退磁曲线的下半部分要产生弯曲。
1.永磁直流电动机与电励磁直流电动机结构上有什么相似和不同之处两者相比,永磁直流电动机有什么优点相似之处:在电枢结构上基本相同。
不同之处:在定子侧永磁直流电动机为永磁体,而电励磁直流电动机为电励磁磁极。
优点:永磁电动机没有励磁绕组铜耗,因此相对而言效率更高;永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。
2.永磁材料的性能对永磁直流电动机磁极结构和永磁体尺寸有什么影响永磁材料的性能对磁极的结构形式和尺寸有决定性影响。
由于永磁材料的性能差异很大,为达到某一要求,所选用不同材料的磁极的结构形式和尺寸不相同。
铁氧体在性能上具有Br小、Hc相对高的特点,所以常做成扁而粗的瓦片形或圆筒形的磁极结构;铝镍钴永磁具有Br高、Hc低的特点,一般做成细而长的弧形或端面式的磁极结构;稀土永磁的Br、Hc及(BH)max都很高,适宜做成磁极面积和磁化长度都很小的结构。
3.永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点原因何在有极靴磁极结构既可起聚磁作用,提高气隙磁通密度,还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形;负载时交轴电枢反应磁通路径经极靴闭合,对永磁磁极的影响较小。
特种电机原理及应用
同学们,今天咱们来聊聊特种电机,了解一下它的原理和应用。
啥是特种电机呢?特种电机就是和咱们平常常见的那种普通电机不太一样的电机。
先来说说它的原理。
特种电机的种类可多啦,不同种类的原理也不太一样。
比如说,步进电机,它是通过给电机不同的脉冲信号,来控制电机转动的角度和速度。
就好像是你一步一步地指挥它该怎么走,走多快。
再比如,直线电机,它能直接把电能转化为直线运动的机械能,不像普通电机还得通过一些传动装置来实现直线运动。
还有无刷直流电机,它没有电刷,减少了摩擦和损耗,通过电子换向器来控制电流方向,让电机更高效地运转。
那特种电机都用在啥地方呢?这应用可广泛啦!
在医疗器械领域,像那种高精度的医疗设备,比如微创手术里用的器械,就需要特种电机来提供精准的控制和动力。
在航空航天领域,卫星的姿态调整、飞行器的各种动作控制,也离不开特种电机。
再比如说,在机器人领域,机器人的关节活动、手部的精细操作,都得靠特种电机来实现。
给大家举个例子,在一些自动化生产线上,需要把零件准确快速地移动到指定位置,这时候就会用到直线电机,因为它能直接提供直线的动力,速度快,精度高。
还有,在一些智能安防设备中,比如可以自动旋转的摄像头,就可能用到步进电机,能精确地控制摄像头的转动角度。
特种电机之所以叫“特种”,就是因为它们有着特殊的性能和功能,能满足一些普通电机做不到的需求。
但是,特种电机的设计和制造通常也更复杂,成本也比较高。
同学们,虽然特种电机的原理和应用可能有点难理解,但只要咱们多学习,多观察生活中的各种设备,就能更好地明白它们的重要性啦。
特种电机的应用任务一伺服电动机的应用学习目标了解伺服电动机的特点、用途和分类;认识伺服电动机的结构;熟悉伺服电动机的基本工作原理和主要运行性能;了解伺服电动机的控制方式。
任务分析伺服电动机也称执行电动机,在自动控制系统中作为执行元件其作用是把输入的电压信号变换成转轴的角位移或角速度输出。
输入的电压信号称为控制电压,改变控制电压可以改变伺服电动机的转速及转向。
自动控制系统对伺服电动机的基本要求有如下几点。
(1)快速响应,灵敏度高;(2)无“自转”现象,即当控制电压为零时,电机应能迅速自动停转;(3)要有尽可能大的调速范围;(4)具有线性的机械特性和调节特性;(5)过载能力强。
根据使用电源的不同,伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。
直流伺服电动机输出功率较大,功率范围为1~600 W,有的甚至可达上千瓦;而交流伺服电动机输出功率较小,功率范围一般为0.1~100 W,基中最常用的在30W以下,如图5-1所示。
图5-1 几种伺服电动机外形知识链接一、直流伺服电动机1.基本结构2.工作原理及特性直流伺服电机的工作原理与普通小型他励直流电动机相同,其转速由信号电压控制。
信号电压若加在电枢绕组两端,称为电枢控制;若加在励磁绕组两端,则称为磁场控制。
由于电枢控制的直流伺服电机具有机械特性线性度好、精度高、响应速度快等优点,所以在工程上多采用电枢控制方式。
直流伺服电机的机械特性方程式与他励直流电动机一样:2ae e TRUn T n TC C Cβφφ=-=-采用电枢控制时,为控制信号电压,为常数。
图5-2(a)为电枢控制式直流伺服电机的接线原理图,当电枢电压改变时,可得一组平行的机械特性,如图5-2(b)所示,从机械特性可以看出,负载转矩一定即电磁转矩一定时,转速与控制信号电压成正比。
当控制信号电压消失时,电动机工作在能耗制动状态,能迅速停转。
改变电枢电压的极性,伺服电动机就反转。
图5-2 直流伺服电动机的电路与机械特性(a)电枢控制接线原理图(b)电枢控制机械特性直流伺服电动机的优点是具有线性的机械特性,起动转矩大,调速范围大。
电机行业专业求职平台特种电机的种类和适用范围
现在就电机行业来说电机种类数不胜数而且生产厂家也是多如牛毛,但是就目前的形势来说,普通电机并不是适用于所有行业,对于特殊的行业必须采用特种电机,也只有特种电机才能完成正常的工作。
目前我国的特种电机主要有:国内特种电机主要包括防爆电机、起重冶金电机、电梯电机、船用电机、牵引电机和屏蔽电机等。
防爆电机行业是特种电机行业中的一个重要产业,其产品主要面向煤炭工业、石油化工等部门。
由于国家宏观经济形势持续快速发展,防爆电机行业整体经济形势良好,全行业完成的工业总产值、产品产量、利润等都逐年递增,国内市场需求不断上升,产品销售明显增加,同时,出口创汇也逐年攀高。
特种电机的使用范围比较广泛,但是主要适用于,广泛应用于工业、农业、国防、公共设施、家用电器等各个领域。
特种电机指为了满足各类机械设备对其拖动电机性能要求的不同,而专门针对某一类型的机械设备特殊需要而单独设计、制造的特殊专用电机,国民经济的增长为特种电机行业的持续快速发展奠定了良好的基础。
特种电机是电机中的一种,它跟普通的电机一样都是作为驱动的动力源。
特种电机在我国已经形成相对完整的产业链。
电机的分类与应用电机是将电能转化为机械能的设备,在工业和生活中起到了至关重要的作用。
根据不同的工作原理和应用领域,电机可以分为多个分类。
本文将对电机的分类和应用进行详细介绍。
一、根据工作原理的分类1. 直流电机:直流电机是最早发展起来的一种电机,它的转子和定子之间通过电流的方向变化实现转动。
根据不同的励磁方式,直流电机又可分为分别为磁通稳定的永磁直流电机、外磁通一致稳定的直流电动机和强磁场励磁的直流电机。
2. 交流电机:交流电机是以交变电流为动力源的电机,主要分为异步电机和同步电机两大类。
其中,异步电动机根据励磁方式可以分为感应电动机和系列电动机;同步电动机又可以分为永磁同步电动机、电磁同步电动机和复合励磁同步电动机。
3. 特种电机:特种电机是根据其特殊的工作原理和应用领域而分类的,包括步进电机、有刷直流电机、无刷直流电机等。
步进电机适用于需要精确定位的场合,有刷直流电机具有高转矩、启动稳定等优点,无刷直流电机则具有高效率、无电刷磨损等特点。
二、根据应用领域的分类1. 通用电机:通用电机可广泛应用于家电、办公设备、工业自动化等领域。
包括洗衣机中的电动机、抽油烟机中的风机电机、家用电饭煲中的马达等。
2. 工业电机:工业电机主要用于各种工业设备和机械中,如水泵、风机、压缩机、传送带等。
不同的工厂和生产线根据不同的需求,会选用不同类型的电机。
3. 交通运输电机:交通运输电机主要应用于汽车、飞机、火车等交通运输设备中。
汽车中应用最广泛的是起动电机和发电机,飞机中的电机包括输油泵、发电机、风扇等。
4. 洗涤机械类电机:洗涤机械类电机主要应用于洗衣机、洗碗机、吸尘器等家电产品中,其中洗衣机中的电机也是应用最广泛的。
5. 家用电器类电机:家用电器类电机包括空调、冰箱、电视机、电冰箱、电风扇、微波炉等。
随着科技的发展,家用电器的电机也在不断革新,以满足人们对于高效、节能的需求。
总而言之,电机的分类和应用非常广泛,不同的电机具有不同的特点和功能,可以应用在各个领域和行业中。
特种电机的原理与应用特种电机是指和普通电机相比,具有特殊结构、特殊工作原理或者特殊工作环境的电机。
其原理与应用涵盖了多个领域,下面将详细介绍特种电机的原理与应用。
特种电机的原理主要包括传统电机的基本原理和特种电机的特殊原理。
传统电机的基本原理是基于电磁感应的原理,通过导线产生的磁场与外加磁场相互作用,导致力和转矩的产生。
而特种电机的特殊原理则是在传统电机的基础上,通过增加特殊结构或者特殊材料,使得电机在特定的工作条件下表现出特殊的功能。
1.航空航天领域:在航空航天领域,特种电机主要用于推进系统和控制系统。
其中推进系统包括发动机和涡轮机的驱动,为载人飞行器和无人飞行器提供动力。
控制系统则包括舵机和液压泵等,用于控制和调节飞机的各种运动和姿态。
2.医疗器械领域:在医疗器械领域,特种电机主要用于手术机器人、心脏起搏器、电动轮椅等设备。
手术机器人通过特种电机的精确控制,可以实现微创手术,减少对患者的创伤。
心脏起搏器通过特种电机的稳定工作,可以对心脏进行节律调节。
电动轮椅通过特种电机的驱动,可以实现患者的自由移动。
3.机器人领域:在机器人领域,特种电机主要用于关节的驱动和控制。
机器人的关节需要具有高速、高力矩和高精度的特点,特种电机可以满足这些要求。
关节驱动和控制的准确度和灵活性直接影响机器人的工作能力和效率。
4.磁悬浮领域:在磁悬浮领域,特种电机主要用于磁悬浮轴承和磁悬浮列车。
磁悬浮轴承通过特种电机产生的磁场,实现对轴承的悬浮和控制。
磁悬浮列车则通过特种电机的驱动,实现列车的高速运行和平稳悬浮。
5.新能源领域:在新能源领域,特种电机主要用于风力发电机组和太阳能发电设备。
风力发电机组通过特殊的叶轮结构和特种电机的驱动,将风能转化为电能。
太阳能发电设备则通过特种电机的跟踪控制,使太阳能电池板始终面向太阳,提高能量的吸收效率。
综上所述,特种电机的原理与应用十分广泛,涉及了航空航天、医疗器械、机器人、磁悬浮和新能源等多个领域。
高温特种电机 thm6350 的性能优势
thm6350 是一种用于高温环境下的特种电机,主要用于工业、航空航天和国防等领域。
这种电机具有高海拔、高温度、高湿度和重负载等极端条件下的优异性能,能够满足在高温、高海拔和潮湿环境下使用的要求。
thm6350 是一种高强度、高韧性和耐腐蚀的合金材料,具有出色的耐高温、耐磨损和抗腐蚀性能,能够抵御高温和高压环境的考验。
在电机制造过程中,thm6350 被广泛用于制造轴、齿轮和轴承等部件,以提高电机的可靠性和稳定性。
thm6350 电机具有一系列优点,包括:
1. 高海拔适应性:thm6350 电机能够在高海拔环境下运行,其性能不受海拔高度的影响。
2. 高温适应性:thm6350 电机能够在高达 400 摄氏度的高温环境下运行,并保持其稳定性和可靠性。
3. 高湿度适应性:thm6350 电机能够在高湿度环境下运行,其性能不受湿度的影响。
4. 重负载适应性:thm6350 电机能够在重负载条件下运行,其性能和可靠性不受负载的影响。
总结起来,thm6350 电机是一种在高温、高海拔和潮湿环境下具有优异性能的特种电机,能够满足各种极端条件下的使用要求。
特种电机的原理与应用1. 引言特种电机是指应用于特定场合、特定用途的电机,具有特殊的构造和工作原理。
本文将介绍几种常见的特种电机,包括步进电机、直线电机和无刷直流电机,并对它们的工作原理和应用进行详细阐述。
2. 步进电机步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械转动的电机,它通常由定子、转子和驱动电路组成。
步进电机的工作原理是通过改变定子绕组的电流方向,使得转子按照一定的角度旋转。
步进电机具有结构简单、精度高、容易实现定位控制等特点,广泛应用于CNC机床、3D打印机、纺纱机等精密设备。
•主要特点:–精度高:步进电机可以实现精确的定位控制,具有较高的转动精度。
–高扭矩:步进电机在低速和静止状态下可以提供较大的转矩。
–可控性好:步进电机可以通过改变驱动电流的频率和脉冲数来控制转速和转动方向。
3. 直线电机直线电机是将电能转化为直线运动的电机,相比传统的转动电机,直线电机可以直接提供线性运动,无需转换机构。
直线电机通常由定子、转子和驱动电路组成,其工作原理是通过改变定子绕组的电流方向,产生磁场,从而实现转子的线性运动。
直线电机具有快速反应、高加速度和定位精度高等特点,广泛应用于自动化生产线、自动驾驶系统等领域。
•主要特点:–快速反应:直线电机具有瞬时响应能力,能够快速启停,适用于需要快速动作的场合。
–高加速度:直线电机可以实现高加速度的直线运动,适用于对速度要求较高的应用。
–定位精度高:直线电机的定位精度通常在微米级别,具有较高的定位精度。
4. 无刷直流电机无刷直流电机是一种不需要刷子与转子接触的电机,通过电子换向器实现转子位置的反馈和换向。
无刷直流电机通常由转子、定子和电子换向器组成,其工作原理是通过定子绕组和转子磁场的交互作用,实现转子的旋转。
无刷直流电机具有高效率、低噪音、长寿命等特点,广泛应用于无人机、电动汽车等领域。
•主要特点:–高效率:无刷直流电机的效率通常比传统的刷式直流电机高,能够减少电能损耗。
直线电机及其在高精密机械加工方面的应用
中国工程大学 030940031 任逍遥
摘要: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。
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.直线电机在过去的10年,经实践上引人注目的增长和工业应用的显著受益才真正成熟。
关键词:直线电机构造应用
一.直线电机是一种将电能直接转化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由于采用了“零传动”.从而轻传统传动方式有明显的忧势.如结掏茼单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等近年来.随着工业加工质量和运动定位精度等要求的提高.直线电机受到了广泛的关注在国外.直线电机驱动技术已进入工业化阶段,特别是在高速精密加工中已经有了广泛应用.但国内尚处于起步阶段基于此,本文就直线电机驱动系统的结构、特点以及在高速精密lJlI2L~中的应用作简要介绍
二.直线电机
直线电机是将传统的旋转电机沿径向切开,并展成平面而成,如图1所示在实酝应甩时,蒋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扶级之间的耦合保持不变直线电机可以是短初级长趺级.也可以是长初级短状级考虑劓制造成本、运行费用,目前一般均采用搿韧级长状级。
由定子演变而来的一侧称为韧级,由
⑧围l m旋转电机演变为直线电机的过程转子演变 f来的一例稚为次级直线电机不倪在结构上相当干从旋转电机演变而来,fii且其基本原理也与旋转电机相似,在直线电机的三栩绕组中通人相对称正弦电流后,将产生气隙磁场当不考虑铁心两端开断引起的纵向边端效应,此气骧磁场与旋转电机的相似.可看成是沿直线运动方向呈正弦形分布.三相电流随时闻变化时,气橡磁场将沿直线运动这个磁场与永避体的励磁磁场相互作用产生电磁推力由于次级固定不动.动子便会沿行波磁场运动的朔反方向作直线运动,其运动速度为同步转速.
三.直线电机直接驱动系统与传统直线伺服机构的对比
传统直线伺服机构是典型的旋转电机加卜滚珠丝杠.直线电机直接驱动系统取消了中间传动环节.简化了机槭结构,具有优越的加减速度特性,并提高了系统刚度与可靠性.同时具有降低了运行噪音、行程无限制、维护简单等优点直接驱动系统与传统直线伺服结构性能对比.如表l所示.
四.直线电机在高速、高精密机械加工中的应用
采用滚珠丝杠的机床进给系统所能达到韵最高的快速进蛤速度为50-6Ore/rain.工作进给速度为30--AOnr'mm; 般认为,这种结构的最高加速度很难突破1g(Jg为98m/sz) .通常只有f0.1~O.3)g.显然远远满足不了超高速机床的需要要获得高的进给速度和进给加速度,只有采用直线电机直接驱动的形式世界上最早使用直线电机直接驱动的机床是由德国Exceilo公司于1993年生产的设
备.
直线电机直接驱动与传统直线驱动系统的对比XHC240型高速加工中心,其三个坐标方向上都采用了交流感应式直线电机,进给速度达60m/mim,加速度为1g,当进给速度为20m/min时,加工精度达到4 m [6]。
几乎与此同时,美国Ingersoll 公司也研制成功HVM800加工中心,其三个坐标轴上采用了美国Anorad公司生产的永磁式直线电机,进给速度最高达76.2m/min,进给加速度为[(1-1.5)g"]。
直线电机在高速加工中心上的成功应用,轰动了国际机床界,于是,各国纷纷研制带直线电机的机床。
尽管目前还不知道直线电机能在多大程度上取代“旋转电机+滚珠丝杠”,但在高速、超高速机床上使用直线电机作进给驱动的优势是明显的。
Robe~的研究表明:直线电机的进给速度可以比“旋转电机+滚珠丝杠”的高几十倍,加速度可达10g以上,传动刚度可提高数倍[8j。
因此,直线电机的发展与应用使金属切削机床在速度上进入了一个新高度。
迄今为止,直线电机在机床上的应用主要是在高速、超高速机床上。
最近,德国的Brtickl S.等人开展了将直线电机用于超精加工机床进给驱动系统的研究工作,他们在同一台亚微米车床上分别装上永磁直线同步电机(PMLSM:Permanent Magnet Linear Synchronous Motors)和带精密滚珠丝杠的永磁同步旋转伺服电机进行了对比实验研究[9· ]。
他们的研究结果表明直线电机非常适合超精密加工机床。
最近,浙江大学研制了一种由直线电机驱动的冲压机。
日本AIDA公司开发了采用直线电机直接驱动的小型精密零件加工用L—SF型新型成形压力机⋯]。
日本山田DOBBY公司与FANUC公司协作共同实施智能型高精度直线电机驱动压力机实用化研究m]。
该压力机使用了示教式数控自动补偿技术,在实际加工时,下死点精度可控制在51xm之内。
直线电机在电火花机床上的应用是直线电机的又一重要应用领域[13]。
日本SODICK公司研制的采用直线电机驱动的电火花加工机床⋯],其最大加速度达到1.2g,最小脉冲当量达0.1 m,与传统的滚珠丝杠副传动的电火花成形机相比,效率可提高3O%一5O%,振动和噪声减小。
据日本电加工研究会资料介绍,直线电机的单步响应和伺服跟踪响应性能更好,加工更稳定;更因其加速度高,使Z轴能作36m/min快速的跳跃运动,在加工区产生较大的负压,使加工液急剧进入极间,冲走切屑,而不致因切屑的堆积损伤表面,能获得低的加工表面粗糙度,从而使电火花加工机床的效率和精度得到提高。
此外,直线电机还可用于激光加工机Its]、雕刻机、异形截面零件的精密车削与精密磨削等其它需要有直线运动的加工设备上。
五.技术与自动化
如逻辑开关控制信号、继电器开关信号、中断信号、位置信号等,还可与PLC 之间进行各种状态数据的传输,从而反映出PLC与被控对象(软件仿真的被控对象)与控制结果之间的关系。
编辑好程序之后,MCGS组态软件即可接收PLC发出的控制信号,并按照程序的算法以动画、数值、文字、标尺等形式在计算机屏幕上反映出PLC的控制过程及结果,给人以“身临其境”的感觉,并可以直接从屏幕上观察出PLC的控制结果正确与否。
MCGS组态软件还能以按钮、滑动标尺、数值输入及单选框、复选框等形式向PLC发出各种命令及输出各种参数,来配合PLC的控制。
因此,即使没有真实的被控对象,也同样可在实验室完成相关的实验和实训,达到培养学生PLC编程和组态编程能力等目的。
六.污水处理控制系统实例
下面我们以一个污水处理控制系统为例,说明PLC电气控制仿真教学系统的设计。
上位机采用普通PC机,组态软件采用全中文界面的
MCGS,PLC采用三菱的FX2N-48R,系统仿真监控画面如图2所示。
为实现控制功能,需在MCGS组态软件中进行设备的配置,安装好PLC的驱动程序,并设置好通信端口参数,然后定义好各变量,保证在MCGS组态软件中能知道外部设备的状态,同时能输出控制信号到实验操作板,反映系统工作状态;另外,为保证实现系统控制要求,需编写
PLC控制程序和组态脚本控制程序。
下面是一段脚本控制程序:
IF zd=O THEN
系统状态= “手动”
ELSE
ENDIF
IF zd=l THEN
系统状态:“自动”
ELSE
ENDIF
IF GZ=1 THEN
系统状态= “故障”
图2 污水排放处理系统监控画面
ELSE
ENDIF
IF CGYW =0 AND YWBZ=I THEN
液位=液位+1
ELSE
ENDIF
IF CGYW=0 AND 液位> 150 AND YWBZ=I THEN
液位=150
ELSE
ENDIF
将PLC程序下载到PLC中后,便可通过组态监控制屏幕上相应按钮,或实验操作板上的按钮实现系统控制,系统工作状态便会通过组态画面实现仿真,从而达到与实际控制系统等同的效果。
七.结语
直线电机直接驱动系统具有结构简单、重量轻、惯性小、动态响应快、速度和加速度大等优点,是各类超高速、精密机床的理想传动方式。
可以说,直线电机的发展与应用促进了现代机床技术的发展,有可能使机床结构和性能发生革命性的变化。
同时,超高速精密机床的需要也促进了直线电机的迅速发展,但必须注意到直线电机本身
还有一些问题没有得到很好解决,在其设计、制造和控制等方面还有许多工作要做。
感受:通过对直线电机的学习,使自己对电机有了更深一层的认识。
电机虽然难学,但是只要认真学习,慢慢摸索还是能够上手。
自我总结了三个方面去学习:
1.结构设计,涉及公差配合、常用零件、冲塑模、机加工、力学有简单了解。
2.电机控制:电力电子技术要学好、看点关于控制方面的书。
3.电磁设计:基本电磁定律要清楚,很多这方面的书籍。