過去,在各種工程技術中需要直線運動時,一般是用旋轉電機通過曲柄連桿或蝸輪蝸桿等傳動機構來獲得的。然而,采用
“旋轉電機+滾珠絲杠”進給傳動方式的傳統機床,由于受自身結構的限制,在進給速度、
加速度、快速定位精度等方面很難有突破性的提高。傳統的傳動鏈從作為動力源的電動機到工作部件要通過齒輪、蝸輪副,皮帶、絲杠副、聯軸器、離合器等中間傳動環節,在些環節中產生了較大的轉動慣量、彈性變形、反向間隙、運動滯后、摩擦、振動、噪聲及磨損。雖然在這些方面通過不斷的改進使傳性能有所提高,但問題很難從根本上解決,于是,一種嶄新的進給傳動方式———直線電機直接驅動方式應運而生。
與旋轉電機傳動相比,直線電機傳動主要具有下列優點:
1.直線電機由于不需要中間傳動機械,因而使整個機械得到簡化,提高了精度,減少了振動和噪音;
2.快速響應:用直線電機驅動時,由于不存在中間傳動機構的慣量和阻力矩的影響,因而加速和減速時間短,可實現快速啟動和正反向運行;
3.儀表用的直線電機,可以省去電刷和換向器等易損零件,提高可靠性,延長使用壽命
4.直線電機由于散熱面積大,容易冷卻,所以允許較高的電磁負荷,可提高電機的容量定額;
5.裝配靈活性大,往往可將電機和其它機件合成一體。
近十幾年來,科學技術的發展推動了直線電機的研究和生產,目前在交通運輸、醫療、機械工業和儀器儀表工業中,直線電機已得到推廣和應用。
在自動控制系統中,采用直線電機作為驅動、指示和信號元件也更加廣泛,例如在快速記錄儀中,伺服電動機改用直線電機后,可以提高儀器的精度和頻帶寬度;在雷達系統中,用直線自整角機代替電位器進行直線測量可提高精度,簡化結構;在電磁流速計中,可用直線測速機來量測導電液體在磁場中的流速;另外,在錄音磁頭和各種記錄裝置中,也常用直線電機傳動。
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