国内外直线电机的发展Word 文档
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第12章直线电机12.1 概述12.2 直线感应电动机12.3 直线直流电动机12.4 直线自整角机12.5 直线和平面步进电动机12.1 概述直线电机是近年来国内外积极研究发展的新型电机之一。
它是一种不需要中间转换装置,而能直接作直线运动的电动机械。
过去,在各种工程技术中需要直线运动时,一般是用旋转电机通过曲柄连杆或蜗轮蜗杆等传动机构来获得的。
但是,这种传动形式往往会带来结构复杂,重量重,体积大,啮合精度差且工作不可靠等缺点。
近十几年来,科学技术的发展推动了直线电机的研究和生产,目前在交通运输、机械工业和仪器仪表工业中,直线电机已得到推广和应用。
在自动控制系统中,采用直线电机作为驱动、指示和信号元件也更加广泛,例如在快速记录仪中,伺服电动机改用直线电机后,可以提高仪器的精度和频带宽度;在雷达系统中,用直线自整角机代替电位器进行直线测量可提高精度,简化结构;在电磁流速计中,可用直线测速机来量测导电液体在磁场中的流速;另外,在录音磁头和各种记录装置中,也常用直线电机传动。
与旋转电机传动相比,直线电机传动主要具有下列优点:(1) 直线电机由于不需要中间传动机械,因而使整个机械得到简化,提高了精度,减少了振动和噪音;(2) 快速响应:用直线电机驱动时,由于不存在中间传动机构的惯量和阻力矩的影响,因而加速和减速时间短,可实现快速启动和正反向运行;(3) 仪表用的直线电机,可以省去电刷和换向器等易损零件,提高可靠性,延长使用寿命;(4) 直线电机由于散热面积大,容易冷却,所以允许较高的电磁负荷,可提高电机的容量定额;(5) 装配灵活性大,往往可将电机和其它机件合成一体。
直线电机有多种型式,原则上对于每一种旋转电机都有其相应的直线电机。
一般,按照工作原理来区分,可分为直线感应电机、直线直流电机和直线同步电机(包括直线步进电机)三种。
在伺服系统中,和传统元件相应,也可制成直线运动形式的信号和执行元件。
由于直线电机与旋转电机在原理上基本相同,所以下面不一一罗列各种电机,而只介绍其中典型的几种,使大家对这类电机有个基本的了解。
2023年直线电机行业市场规模分析直线电机是指电机其转换运动轴与输出轴(工作机构)成一条直线,是一种新型电动机。
近年来,随着工业自动化的发展,直线电机逐渐被广泛应用于机械制造、自动化控制、医疗仪器、光电子器件等领域。
本文将从市场规模、行业发展趋势、应用领域和市场主体等方面对直线电机行业进行分析。
一、市场规模分析直线电机行业的市场规模在不断增长。
2019年,全球直线电机市场规模约为31.74亿美元,到2025年,市场规模预计将增加到42.46亿美元,年复合增长率为4.6%。
我国直线电机市场规模也在不断扩大。
据国内研究机构统计,2018年我国直线电机市场规模约为25亿元,到2023年预计将达到45亿元,年复合增长率约为12%。
二、行业发展趋势1.智能化生产是未来发展趋势随着工业智能化的发展,智能化生产已经成为直线电机行业的未来发展趋势。
通过运用先进的信息技术和自动控制技术,实现生产设备的自主控制和运行,能够大幅提高生产效率和质量。
2.直线电机的制造技术不断提升直线电机制造技术的不断提升,不仅可以将产品制造成本降低,同时也可以增加产品的技术含量和附加值,提高市场竞争力。
3.节能环保是新的发展方向节能环保已经成为全球热门话题,也是直线电机行业的新的发展方向。
推广新型、高效的直线电机产品,具备良好的节能环保特性,将在未来市场具有广泛的应用前景。
三、应用领域1.自动化控制直线电机在自动化控制领域应用广泛,如工业机器人、智能物流、智能制造等。
与传统的旋转电机相比,直线电机在低速高力和精密定位控制方面性能明显优于传统电机。
因此,直线电机可以更好地满足现代自动化控制领域对位置、速度、力、精度等多要求的控制。
2.医疗仪器直线电机在医疗仪器领域应用广泛,如MRI、CT等大型医疗设备、血液透析机、注射器、医用机械臂等。
直线电机具有低振动、低噪音、高精度、可控性好等优点,可实现医疗设备对位置、速度、精度和质量要求的控制。
一.直线电机的发展历史1845 年英国人Charles Wheastone发明了世界上第一台直线电动机,但这种直线电动机由于气隙过大而导致效率很低,未获成功。
在160多年的历史中直线电机主要经历了三个时期,分别是:1.1840~1955年为探索实验时期在这个期间直线电机从设想到试验再到部分试验,经历了一个不断探索的过程。
最早明确提出直线电机的文章是1890年美国匹兹堡市的市长写的一片文章,然而限于当时的技术条件,最终并没有获得成功。
到了1905年出现了将直线电机作为火车推进机构的设想,给当时各国的研究人员带来了极大的鼓舞,在1917年出现了第一台圆筒形直线电机,并试图用它来作为导弹的发射装置,但始终还是停留在模型阶段。
经过1930年到1940年的实验阶段,科研人员获取了大量的实验数据,从而对理论有了更深的认识。
在随后的过程中,1945年美国的西屋电气研制成功了电力牵引飞机弹射器,它以7400kw的直线电机作为动力,并且成功的进行了试验,同时使得直线电机可靠性等优点得到了重视。
在1954年英国皇家飞机制造公司成功利用双边扁平型直流直线电机制成了导弹发射装置。
但是在这个过程中,由于直线电机与旋转电机相比在成本和效率方面没有优势,并没有取得突破性的成功。
2.1956—1970年为直线电机的开发应用期1955年以后,直线电机进入了全面的开发阶段,同时该时期的控制技术和材料技术的发展,更有力的促进了直线电机的开发。
直线电机的使用设备逐渐被开发出来,例如采用直线电机的MHD泵、自动绘图仪、磁头定位驱动装置、空气压缩机等。
3. 1971年至今为直线电机的使用商品时期到目前,各类直线电机的应用得到了推广,形成了许多有实用价值的商品,直线电机开始在旋转电机无能为力的地方寻找自己的位置。
例如,直线电机应用于磁悬浮列车,液态金属的输送和搅拌,电子缝纫机和磁头定位装置,直线电机冲压机等等。
二.直线电机工作原理和分类所谓的直线电机就是利用电磁原理,将电能装换为直线运动的装置。
直线电机简介范文直线电机是一种将电能转换为机械能的设备,可以直接产生直线运动。
与传统的旋转电机不同,直线电机具有更高的有效力和速度,并且更加紧凑、高效和精确。
直线电机广泛应用于工业生产、交通运输、医疗设备和机器人等领域。
直线电机的工作原理是利用电磁原理产生直线运动。
直线电机通常由两个主要元素组成:定子和滑块。
定子是由一组线圈组成的,通过通电产生磁场。
滑块是在磁场中移动的磁铁,通过与磁场互作用来产生力和运动。
当电流通过定子线圈时,滑块会受到磁力的作用而运动。
直线电机有几种不同的类型,包括传统的感应直线电机、直线同步电机和直线步进电机。
感应直线电机是最常见的类型,它利用感应原理来产生磁场。
直线同步电机则利用同步原理,与外部磁场保持同步运动。
直线步进电机通过细分定位来实现非常精确的运动控制。
直线电机具有许多优点,使其成为很多应用中的理想选择。
首先,直线电机具有极高的加速度和速度,可以实现快速和精确的运动。
其次,直线电机没有传统旋转电机的机械传动部件,因此无需润滑和维护,并且可以避免机械传动中的摩擦和磨损问题。
此外,直线电机具有较高的效率和能量利用率,可以节约能源和降低成本。
直线电机在各个领域具有广泛的应用。
在工业生产中,直线电机可以用于自动化生产线上的物料搬运、装配和包装等任务。
在交通运输领域,直线电机可用于高速列车的磁悬浮系统和电动汽车的驱动系统,以实现更高的速度和能源效率。
在医疗设备中,直线电机可用于手术机器人、医疗成像设备和高精度治疗设备等。
在机器人领域,直线电机可用于各种类型的机器人,如工业机器人、服务机器人和医疗机器人等。
尽管直线电机具有许多优点,但也存在一些挑战和限制。
首先,直线电机的制造和维护成本较高,因为它们需要较大的线圈和磁体,并且通常需要精确的控制系统。
其次,直线电机需要较大的电源和电流,因此在一些应用中可能需要专门的电源和电路。
此外,直线电机的使用寿命可能受到材料耐久性、热量积累和磨损等因素的影响。
直线电机的发展史直线电机的发展史1840年Wheatsone开始提出和制作了略具雏形的直线电机。
从那时至今,在160多年的历史中,直线电机经历了三个时期。
1840~1955年为探索实验时期:从1840年到1955年的116年期间,直线电机从设想到实验到部分实验性应用,经历了一个不断探索,屡遭失败的过程。
自从Wheatsone提出和试制了直线电机以后,最早明确地提到直线电机文章的是1890年美国匹兹堡市的市长,在他所写的一篇文章中,首先明确地提到了直线电机以及它的专利。
然而,由于当时的制造技术、工程材料以及控制技术的水平,在经过断断续续20多年的顽强努力后,最终却未能获得成功。
至1905年,曾有两人分别建议将直线电动机作为火车的推进机构,一种建议是将初级放在轨道上,另一种建议是将初级放在车辆底部。
这些建议无疑是给当时直线电机研究领域的科研人员的一剂兴奋剂,以致许多国家的科研人员都投入了这些研究工作。
1917年出现了第一台圆筒形直线电动机,事实上那是一种具有换接初级线圈的直流磁阻电动机,人们试图把它作为导弹发射装置,但其发展并没有超出模型阶段。
至此,从1930~1940年期间,直线电机进入了实验研究阶段,在这个阶段中,科研人员获驭了大量的实验数据,从而对已有理论有了更深一层的认识,奠定了直线电机在今后的应用基础。
从1940~1955年期间世界一些发达国家科研人员,在实验的基础上,又进行了一些实验应用工作。
1945年,美国西屋电气公司首先研制成功的电力牵引飞机弹射器,它以7400kW的直线电动机为动力,成功地用4.1s的时间将一架重4535kg,的喷气式飞机在165m的行程内由静止加速的188km/h的速度,它的试验成功,使直线电动机可靠性好等优点受到了应有的重视,随后,美国利用直线电机制成的、用作抽汲钾、钠等液态金属的电磁泵,为的是核动力中的需要。
1954年,英国皇家飞机制造公司利用双边扁平型直流直线电机制成了发射导弹的装置,其速度可达1600km/h。
直线电机在中国轨道交通上的应用目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 文献综述 (4)2. 直线电机概述 (5)2.1 直线电机的原理 (6)2.2 直线电机的类型 (7)2.3 直线电机的特点 (8)3. 中国轨道交通概述 (9)3.1 中国轨道交通的发展历程 (10)3.2 中国轨道交通的现状 (12)3.3 中国轨道交通的技术需求 (12)4. 直线电机在轨道交通中的应用潜力 (14)4.1 牵引应用 (15)4.2 制动力矩提供 (16)4.3 定位与导向 (17)4.4 节能减排 (18)5. 直线电机在中国的应用案例分析 (19)5.1 地铁系统 (20)5.2 磁悬浮列车 (21)5.3 高速铁路技术 (23)5.4 其他应用案例 (24)6. 直线电机的技术挑战与解决方案 (24)6.1 高速驱动与控制技术 (26)6.2 高速运行稳定性 (27)6.3 电机散热问题 (29)6.4 噪音与振动控制 (30)7. 国内外直线电机在轨道交通应用的发展趋势 (31)7.1 技术发展趋势 (32)7.2 应用领域拓展 (33)7.3 政策环境与市场分析 (34)8. 结论与建议 (36)8.1 研究结论 (38)8.2 对直线电机应用的建议 (39)8.3 对未来研究的展望 (40)1. 内容概要本文档旨在探讨直线电机在中国轨道交通中的创新应用,聚焦于直线机动车系统如何支持中国高速铁路与城市轨道交通的快速发展。
我们首先概述直线电机的基本工作原理和其在全球轨道交通中的现有应用案例,其次,我们深入讨论中国在这一技术领域的发展历程、关键突破及所面临的挑战。
此外,我们还将分析直线电机对于提高能效、减少运营成本以及改善乘客体验的潜在益处。
我们展望未来,预测直线电机技术在中国轨道交通上的未来发展趋势及可能的技术融合路径,为铁路运输领域的可持续发展提供见解和建议。
未来直线电机、DD马达的优势应用及未来发展1. 什么是直线电机和DD马达?直线电机(Linear Motor)是利用电磁原理,将电能转换为机械运动能,直接将电动机的旋转运动转化为直线运动的一种电力传动装置。
常用在精密机械、半导体制造、电子封装、光伏制造、注塑成型等领域。
DD马达(Direct Drive Motor)是指电动机输出部分与传动机构相连接的一种电动机,没有摩擦传动、减速机构。
利用磁铁排列方式不同和控制方式不同可以实现不同的功能和特性。
DD马达具有带宽宽、精度高、寿命长等特点,主要应用在半导体、仪器仪表、显微镜、激光器等高精度设备中。
2. 直线电机和DD马达的优势应用2.1 直线电机的优势应用(1)高速、高加速度、高精度的控制能力。
(2)运动平稳,无振动噪声,适用于一些需要高精度、高稳定性的场合。
(3)具有短行程、大力、快速响应等特点,适用于一些需要大力瞬间完成的场合,如冲压、点焊等。
(4)易于实现多轴联调控制。
(5)装配操作简单、省时省力,节约空间。
2.2 DD马达的优势应用(1)反应快速,加速度高。
由于没有传动部分,速度反应快,加速度高。
(2)制动控制精密,更为灵敏。
准确控制加速度、制动差等实现高精度匀速运动控制。
(3)噪声低、震动小,对研发高精度设备具有很大的意义。
(4)可以实现高效率、低控制成本的控制系统。
(5)寿命长,维护成本低。
3. 未来直线电机、DD马达的发展随着工业自动化的快速发展,直线电机、DD马达的应用前景越来越广阔。
未来直线电机、DD马达的应用发展重点将会有以下几个方向:3.1 小型化、轻量化、省能重点未来直线电机、DD马达的发展趋势将是“小、轻、省”。
它们要越来越小巧、轻便、高效、低能耗。
3.2 智能化技术融入随着智能机器人的应用越来越广泛,未来直线电机、DD马达需要与智能控制技术相结合,通过智能型控制系统建立机器人的控制模型,在运动轨迹、控制精度和操作效率等方面具有更高的智能化水平。
北京先略投资咨询有限公司2011-2015年全球直线电机市场现状分析(最新版报告请登陆我司官方网站联系)公司网址: 目录2011-2015年全球直线电机市场现状分析 (4)第一节2011-2015年国际直线电机市场现状分析 (4)一、国际直线电机市场发展历程 (4)二、国际主要国家直线电机发展情况分析 (7)三、国际直线电机市场发展趋势 (8)第二节直线电机发展环境分析 (9)一、中国宏观经济环境分析(GDP CPI等) (9)二、欧洲经济环境分析 (12)三、美国经济环境分析 (13)四、日本经济环境分析 (14)五、其他地区经济环境分析 (14)六、全球经济环境分析 (16)第三节2011-2015年中国直线电机市场现状分析 (17)一、2011-2015年中国直线电机市场规模统计分析 (17)二、2011-2015年中国直线电机市场供给统计分析 (18)三、2011-2015年中国直线电机市场需求统计分析 (19)四、2011-2015年中国直线电机行业产能统计分析 (19)1、2011-2015年中国直线电机行业产能统计 (19)2、2011-2015年中国直线电机行业产能配置与产能利用率分析 . 20五、2011-2015年中国直线电机行业PEST(环境)分析 (21)1、经济环境分析 (21)①空前复杂的形势 (21)②中国经济转型问题 (21)③经济增长问题 (21)2、政策环境分析 (22)3、社会环境分析 (23)4、技术环境分析 (23)2011-2015年全球直线电机市场现状分析第一节2011-2015年国际直线电机市场现状分析一、国际直线电机市场发展历程1、探索实验时代(1840-1955年)从1840年到1955年的116年期间,直线电机从设想到实验到部分实验性应用,经历了一个不断探索,屡遭失败的过程。
自从惠斯登提出和试制了直线电机以后,有人明确地提到了直线电机以及它的专利。
直线电机的发展与应用概述综述?REVIEW 直线电机的发展与应用概述收稿日期:2003-08-06王伟进(浙江大学,浙江杭州310028)摘要:概述了直线电机的特点、发展历史,介绍了国内外的直线电机研究近况,最后评述了直线电机广阔的应用前景。
关键词:直线电机;发展;应用中图分类号:T M359.4 文献标识码:A 文章编号:1001-6848(2004)01-0045-02The Development and Application of Linear MotorWANG Wei-jin(Zhejiang U niv er sity,Hang zho u310028,China)Abstract:T his paper summ arizes t he char acter istics o f linear moto r,the co ur se o f dev elo pment.T he domestic and for eig n dev elo pm ent st atus is intr oduced t oo.F inally the w ide applicat ion fo reg r ound in some v ar ious fields is de-scr ibed.Key words:linear mo tor;development;applicatio n1 引言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”,从而较传统传动方式有明显的优势,如结构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等。
近年,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,但国内尚处于起步阶段。
基于此,文中就直线电机的特点、研究历史、近况和应用前景作简要介绍。
2 直线电机在结构上,直线电机相当于旋转电机在顶上沿径向剖开并将其圆周拉直,工作原理同旋转电机相似。
国内外直线电机发展动向与技术趋势 1国内外直线电机的发展动向 近些年来,国内外直线电机的发展动向可总结为三个方面,即:一是向高速、高精度方面发展;二是向大推力、大容量方面发展;三是向物流设备方面发展。 11在高速、高精度方面的发展 1.1.1 直线电机驱动的高速、高精度现代机床 1. 发展概况 直线电机在高速、高精度方面的发展首推在现代机床业中的应用。传统机床的驱动装置依赖丝杆驱动,丝杆驱动本身就具有一系列不利因素,包括:长度限制、机械背隙、磨擦、扭曲、螺距一周期误差、较长的振动衰减时间、与电机的耦合惯量以及丝杠的轴向压缩等。所有这些因素均限制了传统驱动装置的效率和精度。当设备磨损时,必须进行不断地调节以确保所需精度。直线电机驱动技术可以保证相当高的性能水准以及比传统的将旋转运动转化为直线运动的电机驱动装置具备更高的效率和简便性,具有传统驱动装置无法达到的高速、高精度。 机床应用直线电机的优势可简单地描述为以下几点,即: 1)高响应性 一般来讲,电气元器件比机械传动件的动态响应时间要小几个数量级。由于系统中取消了响应时间较大的如丝杠等机械传动件,使整个闭环伺服系统动态响应性能大大提高。 2)高精度性
由于取消了丝杠等机械传动机构,因而减少了传统系统滞后所带来的跟踪误差。通过高精度直线位移传感器,进行位置检测反馈控制,大大提高机床的定位精度,其精度误差可达0.001 μm。 3)高传动刚度、推力平稳 “直接驱动”提高了传动刚度,直线电动机的布局,可根据机床导轨的形面结构及其工作台运动时的受力情况来布置,通常设计成均布对称, 使其运动推力平稳。 4)高速度、加减速过程短
机床直线电机进给系统,能够满足60~100 m/min或更高的超高速切削进给速度。由于具有高速响应性,其加减速过程大大缩短,加速度一般可达到(2~10)g。 5)行程长度不受限制 通过直线电动机的定子铺设,就可无限延长动子的行程长度。 6)运行时噪声低 取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,导轨副可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),使运动噪声大大下降。 美国Ingersoll公司是知名的机床制造商,克莱斯勒汽车公司购买了它的6台HVM600卧式加工中心,用来生产高级汽车发动机汽缸盖。该机床主轴转速20 000 r/min,X/Y/Z三轴由GEFANUC的直线电机驱动。这6台加工中心每天生产300个汽缸盖,相当于11台非直线电机驱动的加工中心的生产量。 2000年以前世界上采用直线电机驱动的机床还较少,但自2000年以来,世界
发达国家均不同程度的采用了直线电机驱动的机床。以2002年日本机床展为例,在参展的524台数控机床中,有25家公司41台机床采用直线电机进给驱动。 在2005年的第九届中国国际机床展览会上,作为全球最大的切削机床制造商之一的德国DMG公司,其产品中有三分之一采用了直线电机驱动技术。 CIMT 2007,德国DMG公司推出的GMX 250车铣加工中心,其Z轴采用直
线电机驱动,精度高、动态性能好,快移速度达70 m/min。强力铣削转速达12 000 r/min。Cincinnati为航宇工业生产的HyperMach系列机床(X:46 m,Y:2 m),采用了直线电机驱动,进给速度60 m/min,加速度2 g,主轴转速60 000 r/min,功率80 kW。据报道,他们在该机床上加工了一个整体薄壁飞机构件,仅用了30分钟,若用一般高速铣床加工需要3小时,用普通数控铣床加工则需要8小时。意大利普瑞玛工业公司采用双机同步联动结构和直线电机并联运动方式,在切割过程中可实现6 g的加速度。它每分钟可以切割超过1000个孔,而市场上目前最快的激光切割机也只能加工600个孔。 意大利JOBS公司为航宇和模具制造业生产的LinX大型高速铣床产品,采用高架桥式布局与直线电机坐标驱动,加工时间可减少50%。机床结构还得到简化(减少零件数25%)。德国用户采用LinX龙门加工中心(三轴均为直线电机驱动)加工模具,由于无效时间大为缩短等因素,加工效率比未采用直线电机的同类机床效率提高40%。 目前,世界上最知名的机床厂家几乎无一例外地都推出了直线电机驱动的机床产品,品种覆盖了绝大多数机床类型。 国内自1995年以来也开展了直线电机在机床上的应用研究,如广东工大研发的直线感应电机驱动的GD-3型高速数控机床进给单元,清华研究的长行程永磁直线伺服单元,北京机电院研发的直线电机驱动的加工中心,浙江大学研制的圆筒型直线电机驱动的并联机构坐标测量机和扁平永磁直线电机驱动的磨床,北京机床研究所研发的直线电机驱动的电火花成型机床,国防科大研发的活塞非圆切削中采用直线电机驱动刀具以及北航、南航与有关单位合作研发的机床等。此外,一些企业如杭州机床集团、江苏多棱数控机床股份有限公司、济南捷迈数控公司、深圳市大族激光科技股份有限公司、南京四开公司等也分别在平面磨床、激光划 线机、激光切割机、雕铣机、加工中心等上采用了不同的直线电机技术,取得了较好的效果。 2.直线电机在机床领域的发展趋势 1)应用机床的直线电机及驱动控制技术日趋成熟 应用机床的直线电机及驱动控制技术已日趋成熟,已具有传统传动装置无法比拟的优越性能。随着电机制造技术的改进,选择合适的直线电机及驱动控制系统,配以合理的机床设计,完全可以生产出高性能、高可靠性的机床。现在直线电机驱动进给速度100 m/min,加速度1 g~2 g的机床已很普遍,已有机床达到快进240 m/min,加速度5 g的指标(日本AMADA激光切割机)。高速度 高加速度的直线电机传动已在加工中心、数控铣床、车床、磨床、复合加工机床、激光加工机床及重型机床上得到广泛应用。 2)直线电机驱动机床仍以高、特为主,但性价比不断看好
近年来,直线电机系统成本不断下降,在机床成本中的比重明显下跌。但目前采用直线电机驱动仍比传统的传动装置价格要高。因此,直线电机的应用仍着眼于高性能机床,特别是精密高速加工机床、特种加工机床、大型机床,解决传统传动方法不能解决的问题。 3)机床应用直线电机技术渐趋产业化
直线电机在机床上的应用已不是样品。据有关资料介绍,2001年,德国 DMG公司已在28种机型上采用直线电机,年产量达1 500台(约3 000多根直线电机驱动轴),占其总产量的1/3。2003年,意大利JOBS公司LinX系列产品已占全公司总产量的60%(年产50台大型龙门加工中心和龙门铣床),并成为公司的主要利润来源。有专家预测,到2010年世界上将有20%~40%的数控机床采用直线电机进给驱动,而这些机床都是高档机床,因此其产业化前景是不言而喻的。 直线电机在机床中的应用虽然前景看好,但有些问题仍需不断解决,注意完善,才能更好地促进其应用。 1.1.2直线电机驱动的其它高速、高精度设备
直线电机在高速、高精度方面的发展除在机床领域外,还在其他领域也有发展,如一些要求高的过程控制系统、精密检测系统、直线伺服驱动系统等等。 美国、日本、德国、英国等世界上有几十家公司生产用于高速、高精度设备的直线伺服电机。品种、数量越来越多,性能越来越好。 1.2 在大推力、大容量方面的发展
近些年来,直线电机除在高速、高精度方面的发展较快以外,在大推力、大容量方面的发展也是比较快的。其应用领域如:八十年代开始在加拿大、日本、美国、马来西亚等应用的直线电机城轨交通(地铁和轻轨),现在发展很快,特别在日本和中国。应用直线电机驱动的城轨交通,其优势主要体现在以下几点,即: 1)同样容量,降低车体高度,减小隧道面积,成本减少,土地节约; 2)爬坡能力强,转弯半径小,土建减少,成本降低,选线、换乘方便; 3)非接触牵引,节能,噪音低; 4)列车加减速度快,效率高; 5)维护量少,运营成本低; 6)与传统地铁比,除机车底部有所变化外,总的建造模式基本不变; 7)长期的安全运行纪录。温哥华空中列车在14年的时间里安全运送乘客4.5亿人次,运行里程超过10亿公里。 日本自1990年3月,在大阪7号线采用了直线感应电机驱动的地铁,1991年在东京12号线采用直线电机驱动地铁后,神户、横滨、福冈、仙台和其它一些城市也引入直线电机地铁。我国广州地铁的4号线、5号线、6号线、7号线,有的已用,有的将要用。国内浙江大学与上海南洋电机集团合作的直线电机驱动地铁车正在调试中。 直线电机在大推力、大容量方面的发展除在地铁和轻轨的应用领域外,在磁浮交通方面的应用也是令人注目的一部分。目前一些国家在磁浮交通驱动技术方面仍在不断向前发展,如日本、德国、美国以及其他一些国家以不同的方式开展研发和推进应用。中国的沪杭磁浮交通线仍在进行工作。 直线电机在大推力、大容量方面的发展还体现在诸如油田抽油机类的大型设备上,其中油田采用直线电机驱动的抽油机比传统的抽油机在同样时间内抽取同样油量时,可节电20%~40%。此外,大推力、大容量直线电机还在大型化工设备、建筑设备以及其他大型工业、民用设备中得到应用,效果明显。
1.3在物流设备方面的发展 在现代化的大规模生产过程之中,物流技术已经被提到了前所未有的高度,而物流设备的先进与否将直接影响到物流技术的发展。现代物流业发展的一个鲜明的特点是以现代先进的驱动技术、自动化技术、信息技术等为代表的高新技术的应用。发达国家企业的物流设备占项目总投资的比例一般都在20%以上,从而使得物流设备不断地改进发展,其中由直线电机驱动的物流传输 设备代表了现代先进物流传输技术的一种应用和一种潮流。一些发达国家(如美国、日本、德国、法国、意大利、丹麦等),在物流传输领域,如机场行包输送,邮政自动化分拣、报刊书籍配送中心,工厂流水线等系统中,已基本实现了自动化。这些设备普遍采用具有国际领先水平的直线电机作为驱动系统,适应多批量灵活安排的需求,代表着目前世界物流传输技术的发展水平。 直线电机在各种物料传输和搬运方面具有独特的优势。主要体现在结构简单、
运行可靠、成本低、效率与智能化程度高等。目前在垂直传输方面如直线电机电梯、升降机;在平面传输方面如邮政包件分拣传输线,各种行李分拣传输线,钢材生产传输线,电气、电子、机械加工生产线,食品加工线,制药生产线等各种工业加工线和各种检测线;还有商场、医院等场合的物料传输、搬运以及立体仓