直线电机应用评价指标的研究卓连财1,杨庆东1,韩秋实1,杨雷2(1.北京信息科技大学机电工程学院,北京100192;2.北京首科凯奇电气技术有限公司,北京102200摘要:以直线电机直接驱动及其测试系统为背景,介绍直线电机的原理,根据直线电机不同的分类方法对直线电机的选型应用进行推荐,最后详细分析直线电机直接驱动系统的应用评价指标。调查表明,这些指标能有效的反映直线电机直接驱动系统的应用需求。关键词:直线电机;直接驱动;应用评价中图分类号:TM30文献标识码:A文章编号:1008-8725(200904-0029-03StudyonApplicationEvaluationParametersofLinearMotorZHUOLian-cai1,YANGQing-dong1,HANQiu-shi1,YANGLei2(1.MechanicalElectricalEngineeringCollege,BeijingInformationScience&Technologyuniversity,Beijing100192,China;2.BeijingShoukeCatchElectricTechnologyCo.,Ltd.,Beijing102200,ChinaAbstract:Basingonlinearmotordirectdriveandtestingsystem,thispaperconcludestheusagesofdifferenttypesoflinearmotors.Thenitanalyzeslinearmotordirectsystemsperformanceparameters.Itisshowedtheseparameterscanmeetthedemandsoftheapplicationsverywell.Keywords:linearmotor;directdrive;applicationevaluation0前言直线电机是一种不需要任何中间传动机构就能够将电能转化为直线运动的机械能的传动装置,因此,这种传动方式也称为零传动或直接驱动。直接驱动最为突出的优点是可得到瞬时的高加速度,即过渡过程极短、响应快。同时,直线电机具有结构简单、无接触运行、噪声低、速度和精确度高、控制容易、维护方便、可靠性高等优点,这就使得直线电机能够成为当代制造装备业中的理想驱动部件。目前,在国外由于技术方面的原因,公开发行的有关直线电机性能指标的测试文献不是很多;而在国内,这个领域研究工作不是很深,可以说是起步阶段,因此,根据凯奇公司的相关经验,笔者提出一些在实际应用中比较有价值的参数指标。1直线电机的原理直线电机可以看作是把旋转电机沿着径向剖开,并且将圆周拉直成为直线而得到的[1],如图1所示。图1由旋转电机演变为直线电机的过程1定子2转子3次级4初级工作原理和旋转电机类似,也是利用电磁作用将电能转换成为运动动能。但是在气隙中产生的磁场不是旋转的,而是沿直线方向呈正弦分布、平移的,被称为行波磁场。次级导条在行波磁场切割磁力线,将感应电动势产生电流,电流和磁场相互作用就产生电磁推力,如果初级是固定的,那么次级就沿行波磁场运动的方向作直线运动[2]。2直线电机的分类方法与选型应用2.1直线电机按结构型式分类主要可以分为扁平型、圆筒型、圆盘型和圆弧型。扁平型直线电机就是指电机的初级和次级的都是矩形结构,根据初级和次级的长短以及初级的个数又可以进行进一步的细分。扁平型直线电机是目前研究和应用最为广泛的直线电机。圆筒型直线电机是一种外形如旋转电机的圆柱形的直线电动机[3];它就是把扁平直线电机的初级、次级沿着横向卷成筒型而得到的,主要应用于短行程、往复运动的场合,如冲压机、并联机床、并联机构坐标测量机等[4]。圆盘型直线电机是以圆盘作为直线电机的次级,不同型式的初级驱动圆盘作圆周运动。圆盘型直线电机通常适用于低速大转矩负载,特别是当负载本身具有较大圆盘式飞轮可作为直线电机的次级时,其经济性将更好[5]。如果把圆盘直线电机的初级弯成圆弧形就得到了圆弧直线电机。这种电机的制造工艺较复杂,只有在用它作为高速直线电机模型时才有一定的价值,在工业上一般说来是不常用的,但是圆弧直线电收稿日期:2008-11-03;修订日期:2009-01-20作者简介:卓连财(1984-,男,江西大余县人,现为北京信息科技大学硕士研究生,Tel:13811327762。第28卷第4期2009年4月煤炭技术CoalTechnologyVol28,No04Apr,2009机作为直接驱动,在国际上一些大型天文望远镜得到了很好的应用[6],山东省煤炭科学研究所研制出一种采用弧形直线电机直接起动新型结构的翻车机[7]。2.2直线电机按功能用途分类可以分为力电机、功电机和能电机。力电机是指单位输入功率或单位体积所产生的推力,主要应用在短时、低速、堵住或极低速状态下;功电机是指在中高速下长期连续运...