直线电机速度控制

伴随着高性能永磁材料、微电子技术、自动控制技术和电力电子技术的进步，永磁无刷直流电机得到了迅速发展。由于克服了机械换向装置的固有缺点，无刷直流电机具有寿命长、调速性能优越，体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、电磁兼容性好等诸多优点。无刷直流电机的应用和研究受到了***的重视，凭其技术优势在许多场合取代了其它种类的电动机。特别是在微特电机领域，在小功率、高转速的调速领域，无刷直流电机占据着主要位置。接下来和松文机电了解一下直流电机的三种调速方法：调节电枢供电电压U。改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法比较好。电枢电流变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。改变电动机主磁通φ。改变磁通可以以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通，从电动机额定转速向上调速、属恒功率调速方法。电枢电流变化时遇到的时间常数要大很多，响应速度较慢.但所需电源容量小。改变电枢回路电阻R。在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。但是只能有级调速，调速平滑性差，机械特性较软。直线电机运用原理：普通的电机在运转时会转动.由旋转电机驱动的交通工具需要做直线运动。直线电机速度控制

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。直线电机相数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。

管状直线电机设计的一个潜在的问题出现在，当行程增加，由于电机是完全圆柱的而且沿着磁棒上下运动，的支撑点在两端。保证磁棒的径向偏差不至于导致磁体接触推力线圈的长度总会有限制。U型槽式直线电机有两个介于金属板之间且都对着线圈动子的平行磁轨。动子由导轨系统支撑在两磁轨中间。动子是非钢的，意味着无吸力且在磁轨和推力线圈之间无干扰力产生。非钢线圈装配具有惯量小，允许非常高的加速度。线圈一般是三相的，无刷换相。可以用空气冷却法冷却电机来获得性能的增强。也有采用水冷方式的。这种设计可以较好地减少磁通泄露因为磁体面对面安装在U形导槽里。这种设计也小化了强大的磁力吸引带来的伤害。

正如旋转伺服电动机的编码器安装在轴上的反馈位置，直线电机需要反馈直线位置的反馈装置——直线编码器，它能直接测量负载位置，从而提高负载定位精度。定子演化的一面称为初级面，转子演化的一面称为次级面。当应用时，初级和次级被加工成不同的长度，以确保初级和次级在所需的行程范围内保持耦合。直线型电动机可分为短初级长次级和长初级短次级。从制造成本、运营成本看，目前普遍采用短端长端策略。线性电机的工作原理类似于旋转电机。就拿直线异步电动机来说，初级绕组通入交流电源，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场下切割，将感应出电动势，并产生电流，此电流通过气隙中的磁场相作用产生电磁推力。若初定，则二次推力作直线运动；若相反，则初定作直线运动。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。

直线电机模组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。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成.直线电机模组的结构是由定子和转子两大部分组成的。直线电机模组运行时静止不动的部分称为定子，相当于旋转电机定子，叫做初级，定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场。定子固定安装在机壳上。直线电机模组定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。直线电机模组运行中来回进行往返运动的就是动子，动子由导轨系统支撑在两磁轨中间，是用环氧材料把线圈压缩在一起制成的。电机的动子包括线圈绕组，霍尔元件电路板，电热调节器（温度传感器监控温度）和电子接口。动子是非钢的，意味着无吸力且在磁轨和推力线圈之间无干扰力产生。非钢线圈装配具有惯量小，允许非常高的加速度。线圈一般是三相的，无刷换相。直线电机模组的动子和定子是可以互换的，动子做定子用，定子做动子用；不用的实际应用，针对的环境及要求都不同。高速磁悬浮列车磁悬浮列车是直线电机实际应用的典型的例子。直线电机传动

直线电机反应速度快、灵敏度高，随动性好。直线电机速度控制

直线电机驱动技术至今已越来越成熟，它以精度高、无磨损、噪音低、效率高、响应快、节省空间等突出优点使其在各领域应用广，直线电机在民用、工业等行业中都得到应用。在交通运输业中我国于2002年成功生产出由直线电机拖动的磁悬浮列车，该车采用全新的外形曲线，流线型头前围。车长15米，宽3米，空重20吨，内设44个座位，可载负100人，比较大载重量为16吨，设计时速150公里/小时，试验时速80公里/小时.我国已成为掌握磁悬浮技术的少数国家之一。在半导体行业中，直线电机以其高速、高精度、无污染的特点，应用于光刻机、IC粘接机、IC塑封机等多种加工设备，而且单台设备往往需要多台直线电机。在医疗行业中，直线电机也崭露头角，大到电动护理床、电动手术台，小到心脏起搏器都有直线电机的应用实例。在数控加工行业中，传统的“旋转电机+滚珠丝杠”的传动形式所能达到的比较高进给速度为30m/min，加速度为可达3m/2s。直线电机驱动工作台，速度为传统传动方式的30倍，加速度是传统传动方式的10倍，比较大可达10g;刚度提高了7倍;直线电机直接驱动的工作台无反向工作死区;由于电机传动惯量小。直线电机速度控制

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