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永磁直线电机的应用分析

date:2022-01-11 10:49

直线电机在机床应用中的关键技术问题交流直线电机主要用于机床进给伺服系统,可分为同步电机和感应电机两大类。随着钕铁硼永磁材料的出现和性价比的提高,永磁同步直线电机成为主流并得到广泛应用。以这种直线电机在高速高精度机床上的应用为例,分析了需要克服的三个关键问题。

一、绝缘与散热永磁直线电机运行时,线圈会因铜损、铁损而发热,会带来几个负面影响:

(1)线圈绝缘层旧损或损坏,使线圈不便于较大电流通过,无法产生较大推力。

(2)温度升高会改变永磁体的工作点。

(3)如果热量传递到机床的工作台或导轨上,热变形会影响加工精度。因此,特别是大推力的平板直线电机,必须降低温度,磁钢最高温度不超过70,线圈温度不超过130。对于动圈式和一般动圈式直线电机,线圈部分可以冷却。但在超精密要求下,动磁直线电机应采用双层水冷方式,并配备温度传感器监控系统。u型直线电机由于其结构一般不需要冷却措施。

二、磁隔离保护问题机床切削液、铁屑、灰尘等。会污染和腐蚀电机,甚至堵塞气隙,所以电机必须关闭。永磁钢对铁磁性物质有很强的吸引力,为了安全起见,应该磁隔离,可以用不锈钢盖密封。直线电机两端应设置减震装置和电子限位开关,防止转子失控后发生碰撞。电缆应加以保护和拖拉,输出信号线应加以屏蔽。

三是要求直线导轨承受载荷,适应高速运动,保证精度。选择导轨时,应考虑行程大小、机械特性、精度和速度承载能力。一般采用滚动(滚珠或滚柱)直线导轨,安装时应保证相互平行。对于超精密要求,可以使用空气静压导轨。

随着直线电机制造工艺的不断创新、生产规模的扩大,以及永磁材料和电子产品价格的下降,直线电机的成本正以每年20%的速度下降,在机床上有着广阔的应用前景。然而,这种应用毕竟是新的,无论是直线电机本身,还是与之配套的数控技术,都有很大的潜力。中国是制造业大国,发展高档数控设备任重道远。