直线运动的新宠——直线电机 1999年为S863专家组写的项目建议 点击：1088 | 回复：4
发表于：2006-11-29 15:02:00
楼主
作为新一代运动控制执行元件，直线电机已经越来越受到业界的广泛关注，并且已经在诸如集成电路工艺设备、电子元器件装配设备、高速PCB钻/铣床、办公自动化设备以及医疗设备等方面取得广泛应用。目前，伴随着以高效率和高精度为基本特征的高速加工技术的迅速崛起，机床行业成为直线电机最大和最具成长性的新兴市场，装备有直线电机的高速加工中心已经在波音、通用、福特等航天航空和汽车制造业巨子的生产线中取得成功应用。
笼统地讲，直线电机是对能够把电能直接转化为直线机械运动的一类装置的总称。与传统的由“旋转电机＋机械传动机构”组成的直线运动装置相比，其突出的优势就在于取消了中间传动环节，使传动链长度缩短为零，因此直线电机传动被称作“直接驱动”，或“零驱动”。其优点是：
1. 运动平稳，无摩擦磨损、反向间隙，可靠 性高，寿命长；
2. 高精度，高分辨率，分辨率可达1～0.01m;
3. 高速度，可达60～200m/min；
4. 高加速度，可达1～10g (10m/s2)，易于高速精定位；
5. 刚性好，动态特性好；
6. 行程长度不受限制，并可在一个行程全长上安装使用多个工作台。
直线电机大体上可分为直线直流电机、直线步进电机、直线磁阻电机、直线感应电机、和直线同步电机五种，其中永磁交流直线同步电机以其单位体积出力大、效率高、发热少、易于控制等优势取得了最为广泛的应用。
然而，从国际上的发展状况来看，直线电机技术主要掌握在欧美少数发达国家的直线电机和运动控制装置制造商手中，国内尚无具有或掌握该项技术的厂商，仅有个别大学或研究机构在从事有关技术的研究。
清华大学是国内较早进行直线电机研究的少数单位之一，已拥有近十年的研发和应用经验。继音圈式永磁直流直线电机技术，及其在中突变椭圆活塞数控车床中的应用等研究之后，已经将研究重点转向更具挑战性的长行程永磁交流直线同步电机及其全数字智能伺服驱动控制方面，目前已经研制出的样机特性如下：
1. 类 型：正弦波永磁交流直线同步电机；
2. 外形特征：短初级(动子)，长次级(定子)，单边励磁，平板式；
3. 设计行程：600mm；
4. 最大推力：1200N (水冷)；
5. 加 速 度：大于1g (10m/s2);
6. 位置反馈：增量式直线光栅编码器，分辨率1m；
7. 最高速度：60m/min;
8. 控 制：全数字智能伺服驱动控制；
正如开始所述，该电机及其衍生技术具有广阔的应用前景，进一步完善之后，将有力地促进我国直线电机相关技术和产业的发展。
总之，作为新兴技术和产业，直线电机蕴含着巨大的市场潜力，要发展我国的直线电机技术，建立相关产业，开拓国内外市场，就必须拥有自主知识产权。这也是振兴民族工业，提高国内机电产品竞争力和附加值的必然要求。因此，希望有识之士能够给予足够地重视和大力地支持，我们有理由让您相信，您的投资为您带来的将不仅仅是丰厚的回报和莫大的荣誉。
xx大学xx系制造工程研究所
1999.11
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