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。直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形。潮州节能直线电机
解偶机构在某些应用中,双轴同时高加减速运动是基本的需求,大部分的运动模块,是将一轴直接迭在另一轴之上,这将导至两轴之频宽差异非常大,例如,将X轴迭在Y轴上,X轴的电机只需负载其本身之移动质量,而Y轴必须负载除了本身的移动质量之外仍需负担整个X轴平台的质量,这种组态称为"迭积式XY平台"。为了要使两轴的频宽相近,必须利用解偶机构将两轴之移动质量隔离,如此,各轴之电机需负担本身之移动质量及共享滑台,这种组态称为"解偶式XY平台"。IDuty cycle Duty cycle再决定直线电机的额定出力时非常重要,在大多数的场合,直线电机不可能全时间都在运动,其也许会停下来一段时间等待像是影像校正或其它轴的运动,我们须知直线电机的大小和他的额定出力有关而与比较大出力无关,所以我们必须非常小心的决定duty cycle或是motion profile,否则您的直线电机将过大而占空间增成本,或过小而造成电机过热毁。潮州无铁芯直线电机图片直线电机容易克服单边磁拉力问题。
使线圈不便通入更大电流,从而不能产生更大推力。温度升高会改变永磁体的工作点。如果热量传递到机床工作台或者导轨,产生热变形会影响加工精度,所以,直线电机必须降温,要求磁钢温度比较高不超过70℃,线圈温度不超过130 ℃。对于动圈式(Moving coil)和一般的动磁式直线电机,对线圈部位冷却即可;但在超精密要求下的动磁式直线电机,应该采取双层水冷方式,配以温度传感器监测系统。 u形直线电机由于结构原因,一般不用冷却措施。隔磁与防护问题机床切削液、铁屑、灰尘等会污染腐蚀电机,甚至堵塞气隙,所以必须封闭电机。永磁钢对铁磁性物质有强吸引力,为安全起见应该隔磁,可采用不锈钢罩封闭。直线电机两端要有缓冲防护装置(Shock-absorbing)和电子限位开关,防止动子失控后的碰撞。对电缆线要加保护拖链,输出信号线还要加屏蔽体。 线性导轨要求承受载荷,适应高速运动并保证精度,选择导轨要考虑行程大小、机械特性、精密性与速度承受能力等。
反映电机电磁设计的结果,影响电机在确定供电电压下的比较高运行速度;(反映电机的设计参数)马达常数(MotorConstant)———电机推力与功耗的平方根的比值,单位N/√W,是电机电磁设计和热设计水平的综合体现;磁极节距NN(MagnetPitch)————电机次级永磁体的磁极间隔距离,基本不反映电机设计水平,驱动器需据此由反馈系统分辨率解算矢量控制所需的电机电角度;绕组电阻/每相(Resistanceperphase)———电机的相电阻,下给出的往往是线电阻,即Ph-Ph,与电机发热关系较大,在意义下可以反映电磁设计水平;绕组电感/每相(Inductionperphase)———电机的相电感,下给出的往往是线电感,即Ph-Ph,与电机反电势有关系,在意义下可以反映电磁设计水平;电气时间常数(Electricaltimeconstant)———电机电感与电阻的比值,L/R;热阻抗(ThermalResistance)———与电机的散热能力有关,反映电机的散热设计水平;马达引力(MotorAttractionForce)———平板式有铁心结构直线电机,尤其是永磁式电机,次极永磁体对初级铁心的法向吸引力,高于电机额定推力一个数量级,直接决定采用直线电机的直线运动轴的支撑导轨的承载能力和选型。为了准确选择直线电机的推力,需要知道负载重量、有效行程、比较大速度和比较大加速度。
如何让直线电机的推力保持稳定,实现高精度的直线电机和高动态响应伺服控制,对直线电机的位置,速度和输出推力准确控制,以及控制系统由直线电机驱动,推力波动将直接作用于负载,直接影系统的控制性能。因此,直线电机能否保持稳定的推力对电机的控制性能有着影响。将为你分析直线电机的推力波动的主要因素。直线电机产生推力的主要原因有两个:1、机械传动系统中普遍存在摩擦,由于摩擦力的性质,严重的非线性是反映它的大小变化,使直线电机产生推力波动,严重影响直线电机的性能控制,纵向端效应的影响较大,而端部力的存在会引起直线电机的推力波动,机械振动和噪声在低速运行时也会引起机械系统的共振,从而严重恶化直线电机,直线电机直接驱动伺服系统的性能,是约束直线电机的应用主要原因之一。2、在永磁磁场的分布中,会产生较高的电磁干扰谐波分量,产生推力波动,从而影响伺服系统的控制效果,温度的变化和磁场的饱和会导致直线电机定子感应,如果直线电机的电磁参数的非线性变化,如果控制系统的鲁棒性不足,参数变化对伺服系统的影响,也会产生大推力波动。因此,为了保持直线电机推力的稳定,就有必要针对以上两个原因找到一种控制方法。然而,直线电机比机械系统比有很多独特的优势。茂名自制直线电机工作原理
直线电机应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。潮州节能直线电机
4.在民用与建筑业方面的应用在民用与建筑业方面直线电机也得到广泛应用,如:直线电机驱动的门与门锁、窗与窗帘、床、餐桌、椅等,达有用直线电机驱动的洗衣机、干燥机、晾衣架、电动工具、搬手、拧紧装置等。5.直线电机在计算机及办公设备领域的应用在计算机光驱设备,输入输出设备当中,如数字扫描仪、打印机、都采用了直线电机驱动。在办公设备中如绘图、笔式记录仪等直线电机也得到应用。6.在、医疗及其它方面目前国外已把直线电机应用到电磁炮、潜艇、仿真设施中,在卫星和宇宙飞船上也采用了一些直线电机。在医疗仪器中已经出现了直线电机驱动的人工心脏、盲人触觉模拟器以及在电疗、磁疗按摩捶击等方面也应用了直线电机。玩具业也大量使用了直线电机。潮州节能直线电机
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