直线电机系统

对直线电机控制技术的研究基本上可以分为三个方面：一是传统控制技术，二是现代控制技术，三是智能控制技术。传统的控制技术如PID反馈控制、解耦控制等在交流伺服系统中得到了的应用。其中PID控制蕴涵动态控制过程中的信息，具有较强的鲁棒性，是交流伺服电机驱动系统中基本的控制方式。为了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技术。在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下，采用传统控制技术是简单有效的。但是在高精度微进给的高性能场合，就必须考虑对象结构与参数的变化。各种非线性的影响，运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因素，才能得到满意的控制效果。因此，现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的重视。常用控制方法有：自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制。主要是将模糊逻辑、神经网络与PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合，取长补短，以获得更好的控制性能。直线电机可以实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、寿命长。直线电机系统

在调速电阻上消耗大量电能。改变电阻调速缺点很多。自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主，必要时把调压调速和弱磁调速两种方法配合起来使用。调压调速的实现需要有专门的可控直流电源。自20世纪70年代以来，电力电子器件迅速发展，研制并生产出多种既能控制其导通又能控制其关断的性能优良的全控型器件，由它们构成的脉宽调制(PWM)直流调速系统近年来在中小功率直流传动中得到了迅猛的发展，与老式的可控直流电源调速系统相比，PWM调速系统有以下优点:1、采用全控型器件的PWM调速系统，其脉宽调制电路的开关频率高，因此系统的频带宽，响应速度快，动态抗扰能力强。2、由于开关频率高，电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，同时电动机的损耗和发热都较小。3、PWM系统中，主电路的电力电子器件工作在开关状态，损耗小，装置效率高，而且对交流电网的影响小，没有晶闸管整流器对电网的"污染"，功率因数高，效率高。4、主电路所需的功率元件少，线路简单，控制方便。目前，受到器件容量的限制，PWM直流调速系统只用于中、小功率的系统。无刷直流电动机的转速设定。直线电机系统完成直线运动只需电机无需齿轮，联轴器或滑轮，对很多应用来说很有意义的。

初级绕组利用率高。在管型直线感应电机中，初级绕组是饼式的，没有端部绕组，因而绕组利用率高。（4）无横向边缘效应。横向效应是指由于横向开断造成的边界处磁场的削弱，而圆筒型直线电机横向无开断，所以磁场沿周向均匀分布。（5）容易克服单边磁拉力问题。径向拉力互相抵消，基本不存在单边磁拉力的问题。（6）易于调节和控制。通过调节电压或频率，或更换次级材料，可以得到不同的速度、电磁推力，适用于低速往复运行场合。（7）适应性强。直线电机的初级铁芯可以用环氧树脂封成整体，具有较好的防腐、防潮性能，便于在潮湿、粉尘和有害气体的环境中使用；而且可以设计成多种结构，满足不同情况的需要。（8）高加速度。这是直线电机驱动，相比其他丝杠、同步带和齿轮齿条驱动的一个优势

电机粗浅地分为两大类，动力电机和控制电机。动力电机，以动力转换为目的，例如普通的交流异步电机，把电能转换为机械能，一般采用简单的电气电路就可以控制启动和停止。控制电机，除了承担能量和动力转换外，更重要的是准确地控制速度和精度，它必须配套使用驱动器或者放大器，通过控制信号（脉冲、模拟量电压、总线数据）进行控制和调节，例如步进电机和伺服电机。控制电机是自动化控制的元件，尤其伺服电机和步进电机是3C行业大量使用的产品，如果不聊伺服电机，同行工程师之间都不好意思打招呼。电机选型就是选择且确定产品的型号。我们常常说的方案是在产品选型基础上，对产品性能充分掌握后，把众多产品进行有机的组合，进而完成一个具有多个技术指标要求的完整项目。所以方案属于宏观——整体，选型属于微观——细节。控制电机选型分为三步，功率、速度、精度。直线电机易于调节和控制。

初级绕组利用率高。在管型直线感应电机中，初级绕组是饼式的，不存在端部绕组，因此绕组利用率高。无横向边缘效应。横向效应就是指因为横向分断引起的边界处磁场的消弱，而圆筒型直线电机横向无分断，故此磁场沿周向均匀分布。非常容易克服单边磁拉力难题。径向拉力互相抵消，基本上不会有单边磁拉力的难题。有利于调节和控制。根据调节电压或频率，或更换次级材料，能够得到不一样的速度、电磁推力，比较适用于慢速往复运行场合。适应能力强。直线电机的初级铁芯能够用环氧树脂封成整体，具备不错的防腐、防潮特性，有利于在潮湿、粉尘和有害气体的环境中采用；并且能够设计成各种构造，满足不一样情况的需要。高加速度。也是直线电机驱动，对比别的丝杠、同步带和齿轮齿条驱动的一个明显优点。直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。z轴直线电机

直线电机初级绕组利用率高。直线电机系统

超高速电动机在旋转超过某一极限时，采用滚动轴承的电动机就会产生烧结、损坏现象，国外研制了一种直线悬浮电动机（电磁轴承），采用悬浮技术使电机的动子悬浮在空中，消除了动子和定子之间的机械接触和摩擦阻力，其转速可达25000～100000r/min以上，因而在高速电动机和高速主轴部件上得到的应用。如日本安川公司新近研制的多工序自动数控车床用5轴可控式电磁高速主轴采用两个径向电磁轴承和一个轴向推力电磁轴承，可在任意方向上承受机床的负载。在轴的中间，除配有高速电动机以外，还配有与多工序自动数控车床相适应的工具自动交换机构。详情欢迎咨询门店。直线电机系统

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