直線(xiàn)電機是近年來(lái)國外發(fā)展起來(lái)的一種新型電機。直線(xiàn)電機也是伺服電機的一種。理論上,任何有反饋的系統(直線(xiàn)電機一般采用霍爾或線(xiàn)性光柵反饋)都應該是伺服系統。所以伺服電機應該大致分為兩類(lèi):旋轉伺服電機和直線(xiàn)伺服電機。
旋轉電機種類(lèi)繁多,需求量很大,按功能可分為發(fā)電機和電動(dòng)機。直線(xiàn)電機又稱(chēng)推桿電機。主要應用于一些對系統動(dòng)態(tài)特性要求高、環(huán)境特殊的場(chǎng)合,如半導體生產(chǎn)線(xiàn)。與旋轉電機相比,它不需要中間轉換裝置(包括齒輪連桿),可以直接將電能轉化為機械能進(jìn)行直線(xiàn)運動(dòng)。直線(xiàn)電機和旋轉電機有什么區別?
與旋轉電機相比,直線(xiàn)電機具有以下特點(diǎn):
在旋轉電機中,致動(dòng)器和定子需要由旋轉軸承支撐,以確保相應運動(dòng)部件的氣隙。類(lèi)似地,直線(xiàn)伺服電機需要直線(xiàn)導軌來(lái)保持致動(dòng)器在磁軌產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的位置。直線(xiàn)伺服電機和安裝在旋轉伺服電機軸上的編碼器一樣,需要一個(gè)直線(xiàn)位置反饋裝置,即直線(xiàn)編碼器,可以直接測量負載的位置,增加負載的位置精度。
直線(xiàn)伺服電機的控制方法與旋轉電機相同。像無(wú)刷旋轉電機一樣,致動(dòng)器和定子之間沒(méi)有機械連接(無(wú)刷)。與旋轉電機不同,驅動(dòng)器是固定的,定子的位置保持不變。線(xiàn)性電機系統可以是磁軌或推力線(xiàn)圈(大多數定位系統應用是磁軌固定和推力線(xiàn)圈移動(dòng))。對于帶推力線(xiàn)圈的電機,推力線(xiàn)圈的重量負荷比很小。然而,需要高度靈活的電纜及其管理系統。在磁軌上運行的電機,既承擔了磁軌的負荷,又承擔了磁軌的質(zhì)量,不需要電纜管理系統。
類(lèi)似的機械和電氣原理用于線(xiàn)性和旋轉電機。同樣的電磁力在旋轉電機上產(chǎn)生扭矩,在直線(xiàn)伺服電機上產(chǎn)生直線(xiàn)推力。因此,直線(xiàn)電機采用與旋轉電機相同的控制和可編程配置。線(xiàn)性馬達可以是扁平的、U形的或管狀的。哪種配置更合適取決于實(shí)際的應用規范和工作環(huán)境。
在機床進(jìn)給系統中,直線(xiàn)電機直接驅動(dòng)與原來(lái)旋轉電機驅動(dòng)的主要區別是取消了從電機到工作臺(拖板)的機械傳動(dòng)環(huán)節,機床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(cháng)度縮短為零,所以這種傳動(dòng)方式也叫‘零傳動(dòng)’。正是這種‘零傳動(dòng)’模式,帶來(lái)了原有旋轉電機驅動(dòng)模式無(wú)法達到的性能指標和優(yōu)勢。隨著(zhù)現代自動(dòng)控制技術(shù)的快速發(fā)展,對各類(lèi)自動(dòng)控制系統的定位精度要求越來(lái)越高,這使得直線(xiàn)伺服電機的應用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。