研究表明采用軟件補(bǔ)償?shù)姆椒梢暂^大地提高直線電機(jī)進(jìn)給的定位精度。2直線電機(jī)進(jìn)給定位精度測(cè)試方法直線電機(jī)進(jìn)給產(chǎn)生定位精度誤差因素很復(fù)雜，主要因素有：（1）光柵尺的制造及安裝誤差，光柵尺的運(yùn)動(dòng)部分及固定部分分別安裝在進(jìn)給單元的動(dòng)子及定子底板上，產(chǎn)生一定的線性誤差在所難免；（2）直線電機(jī)存在的邊端效應(yīng)使進(jìn)給單元兩端的力特性發(fā)生變化，影響進(jìn)給平臺(tái)制動(dòng)，從而產(chǎn)生定位精度誤差；（3）環(huán)境對(duì)定位精度誤差產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，由于沒(méi)有采用隔震地基，周邊環(huán)境的隨機(jī)振動(dòng)都會(huì)傳遞到進(jìn)給單元及激光干涉儀，從而產(chǎn)生誤差。直線電機(jī)進(jìn)給定位精度測(cè)試采用英國(guó)雷尼紹公司的ML10激光干涉儀測(cè)試。ML10激光干涉儀是為機(jī)床檢定提供了一種高精度標(biāo)準(zhǔn),它準(zhǔn)確度高,測(cè)量范圍大(線性測(cè)長(zhǎng)40m,任選80m),測(cè)量速度快(60m/min),分辨力高(μm),便攜性好。更由于雷尼紹激光干涉儀具備自動(dòng)線性誤差補(bǔ)償功能,可方便恢復(fù)機(jī)床精度。測(cè)試方法如下：1.安裝雙頻激光干涉儀測(cè)量系統(tǒng)各組件(見(jiàn)圖1)。2.在需測(cè)量的直線電機(jī)進(jìn)給坐標(biāo)軸線方向安裝光學(xué)測(cè)量裝置。3.調(diào)整激光頭,使測(cè)量軸線與直線電機(jī)移動(dòng)的軸線在一條直線上(或平行),即將光路調(diào)準(zhǔn)直。4.待激光預(yù)熱后輸入測(cè)量參數(shù)。直線電機(jī)易于調(diào)節(jié)和控制。深圳省電直線電機(jī)圖片
直線電機(jī)知識(shí)小科普：沿徑向剖開(kāi)并拉直的旋轉(zhuǎn)電機(jī)大多數(shù)應(yīng)用中，通常是永磁體保持靜止，線圈繞組運(yùn)動(dòng)；但有時(shí)這種布置反過(guò)來(lái)會(huì)更有利并完全可以接受。在這兩種情況中，基本電磁工作原理是相同的，并且與旋轉(zhuǎn)電機(jī)完全一樣。直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)直線電機(jī)系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)伺服電機(jī)+聯(lián)軸器滾珠絲杠傳動(dòng)，直線電機(jī)系統(tǒng)直接與負(fù)載連接，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)與負(fù)載。直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)是當(dāng)前高速精密制造領(lǐng)域的技術(shù)之一，優(yōu)點(diǎn)如下：1、高精度直接驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)沒(méi)有反向間隙，結(jié)構(gòu)剛性高，系統(tǒng)的精度主要取決于位置檢測(cè)元件，有合適的反饋裝置可達(dá)亞微米級(jí)；2、加速度和速度大高工智能傳動(dòng)電機(jī)在應(yīng)用中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)20g的比較大加速度和4.5m/s的比較大速度；3、無(wú)機(jī)械接觸磨損直線電機(jī)定子與動(dòng)子無(wú)機(jī)械接觸磨損，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)接觸由直線導(dǎo)軌承擔(dān)，傳動(dòng)部件少，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn)單甚至免維護(hù)，可靠性高，壽命長(zhǎng)；4、模塊化結(jié)構(gòu)直線電機(jī)定子采用模塊化結(jié)構(gòu)，運(yùn)行行程理論上不受限制；5、運(yùn)行速度范圍廣大族電機(jī)直線電機(jī)的速度范圍從每秒幾微米到數(shù)米。武漢自制直線電機(jī)圖片直線電機(jī)工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。
在調(diào)速電阻上消耗大量電能。改變電阻調(diào)速缺點(diǎn)很多。自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主，必要時(shí)把調(diào)壓調(diào)速和弱磁調(diào)速兩種方法配合起來(lái)使用。調(diào)壓調(diào)速的實(shí)現(xiàn)需要有專(zhuān)門(mén)的可控直流電源。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，電力電子器件迅速發(fā)展，研制并生產(chǎn)出多種既能控制其導(dǎo)通又能控制其關(guān)斷的性能優(yōu)良的全控型器件，由它們構(gòu)成的脈寬調(diào)制(PWM)直流調(diào)速系統(tǒng)近年來(lái)在中小功率直流傳動(dòng)中得到了迅猛的發(fā)展，與老式的可控直流電源調(diào)速系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn):1、采用全控型器件的PWM調(diào)速系統(tǒng)，其脈寬調(diào)制電路的開(kāi)關(guān)頻率高，因此系統(tǒng)的頻帶寬，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。2、由于開(kāi)關(guān)頻率高，電動(dòng)機(jī)電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的損耗和發(fā)熱都較小。3、PWM系統(tǒng)中，主電路的電力電子器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，損耗小，裝置效率高，而且對(duì)交流電網(wǎng)的影響小，沒(méi)有晶閘管整流器對(duì)電網(wǎng)的"污染"，功率因數(shù)高，效率高。4、主電路所需的功率元件少，線路簡(jiǎn)單，控制方便。目前，受到器件容量的限制，PWM直流調(diào)速系統(tǒng)只用于中、小功率的系統(tǒng)。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定。
如何讓直線電機(jī)的推力保持穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)高精度的直線電機(jī)和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)伺服控制，對(duì)直線電機(jī)的位置，速度和輸出推力準(zhǔn)確控制，以及控制系統(tǒng)由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，推力波動(dòng)將直接作用于負(fù)載，直接影系統(tǒng)的控制性能。因此，直線電機(jī)能否保持穩(wěn)定的推力對(duì)電機(jī)的控制性能有著影響。將為你分析直線電機(jī)的推力波動(dòng)的主要因素。直線電機(jī)產(chǎn)生推力的主要原因有兩個(gè)：1、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中普遍存在摩擦，由于摩擦力的性質(zhì)，嚴(yán)重的非線性是反映它的大小變化，使直線電機(jī)產(chǎn)生推力波動(dòng)，嚴(yán)重影響直線電機(jī)的性能控制，縱向端效應(yīng)的影響較大，而端部力的存在會(huì)引起直線電機(jī)的推力波動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)和噪聲在低速運(yùn)行時(shí)也會(huì)引起機(jī)械系統(tǒng)的共振，從而嚴(yán)重惡化直線電機(jī)，直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)的性能，是約束直線電機(jī)的應(yīng)用主要原因之一。2、在永磁磁場(chǎng)的分布中，會(huì)產(chǎn)生較高的電磁干擾諧波分量，產(chǎn)生推力波動(dòng)，從而影響伺服系統(tǒng)的控制效果，溫度的變化和磁場(chǎng)的飽和會(huì)導(dǎo)致直線電機(jī)定子感應(yīng)，如果直線電機(jī)的電磁參數(shù)的非線性變化，如果控制系統(tǒng)的魯棒性不足，參數(shù)變化對(duì)伺服系統(tǒng)的影響，也會(huì)產(chǎn)生大推力波動(dòng)。因此，為了保持直線電機(jī)推力的穩(wěn)定，就有必要針對(duì)以上兩個(gè)原因找到一種控制方法。直線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種變形。
無(wú)槽有鐵芯：無(wú)槽有鐵芯平板電機(jī)結(jié)構(gòu)上和無(wú)槽無(wú)鐵芯電機(jī)相似。除了鐵芯安裝在鋼疊片結(jié)構(gòu)然后再安裝到鋁背板上，鐵疊片結(jié)構(gòu)用在指引磁場(chǎng)和增加推力。磁軌和動(dòng)子之間產(chǎn)生的吸力和電機(jī)產(chǎn)生的推力成正比，疊片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致接頭力產(chǎn)生。把動(dòng)子安裝到磁軌上時(shí)必須小心以免他們之間的吸力造成傷害。無(wú)槽有鐵芯比無(wú)槽無(wú)鐵芯電機(jī)有更大的推力。有槽有鐵芯：這種類(lèi)型的直線電機(jī)，鐵心線圈被放進(jìn)一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)里以產(chǎn)生鐵芯線圈單元。鐵芯有效增強(qiáng)電機(jī)的推力輸出通過(guò)聚焦線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。鐵芯電樞和磁軌之間強(qiáng)大的吸引力可以被預(yù)先用作氣浮軸承系統(tǒng)的預(yù)加載荷。這些力會(huì)增加軸承的磨損，磁鐵的相位差可減少接頭力。直線電機(jī)該如何正確選型？南通自制直線電機(jī)圖片
為了準(zhǔn)確選擇直線電機(jī)的推力有效行程、比較大速度和比較大加速度。深圳省電直線電機(jī)圖片
管狀直線電機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)潛在的問(wèn)題出現(xiàn)在，當(dāng)行程增加，由于電機(jī)是完全圓柱的而且沿著磁棒上下運(yùn)動(dòng)，的支撐點(diǎn)在兩端。保證磁棒的徑向偏差不至于導(dǎo)致磁體接觸推力線圈的長(zhǎng)度總會(huì)有限制。U型槽式直線電機(jī)有兩個(gè)介于金屬板之間且都對(duì)著線圈動(dòng)子的平行磁軌。動(dòng)子由導(dǎo)軌系統(tǒng)支撐在兩磁軌中間。動(dòng)子是非鋼的，意味著無(wú)吸力且在磁軌和推力線圈之間無(wú)干擾力產(chǎn)生。非鋼線圈裝配具有慣量小，允許非常高的加速度。線圈一般是三相的，無(wú)刷換相。可以用空氣冷卻法冷卻電機(jī)來(lái)獲得性能的增強(qiáng)。也有采用水冷方式的。這種設(shè)計(jì)可以較好地減少磁通泄露因?yàn)榇朋w面對(duì)面安裝在U形導(dǎo)槽里。這種設(shè)計(jì)也小化了強(qiáng)大的磁力吸引帶來(lái)的傷害。深圳省電直線電機(jī)圖片
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