購(gòu)買 文檔就送對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 下載文檔送全套 14951605 或 1304139763 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直線電機(jī)在龍門加工中心 學(xué)生姓名： 白曉東 學(xué) 號(hào)： 12101825 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 徐兆成 沈陽(yáng)工學(xué)院 2016年 5月 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 I 摘 要 隨著現(xiàn)代航空航天、模具加工、汽車制造、電子制造行業(yè)等領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品加工效率和精度的要求越來(lái)越高 ,而高速數(shù)控機(jī)床能夠滿足這一需求。機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)是高速機(jī)床的主要功能部件。而直線電機(jī)的進(jìn)給系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)滾珠絲杠傳動(dòng)方式中存在的彈性變形大、存在一定反向間隙、響應(yīng)速 度慢、易磨損等一些難以避免的缺點(diǎn) ,同時(shí)具有速度高、定位精度高、加速度大、行程長(zhǎng)度不受限制等一些優(yōu)點(diǎn) ,使其在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)領(lǐng)域漸漸發(fā)展為主導(dǎo)方向。 近些年，有越來(lái)越多企業(yè)開(kāi)始在數(shù)控機(jī)床上采用直線電機(jī)，究其根本原因是：為了提高生產(chǎn)效率和改善零件的加工質(zhì)量而發(fā)展的高速以及超高速加工方式現(xiàn)已成為機(jī)床發(fā)展的一個(gè)重大趨勢(shì)，一個(gè)響應(yīng)快、輕便的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是解決此問(wèn)題的關(guān)鍵所在。直線電機(jī)，其速度最高能達(dá)到傳統(tǒng)傳動(dòng)方式 “旋轉(zhuǎn)電機(jī) +滾珠絲杠 ”的 10 30倍，加速度最高是傳統(tǒng)傳動(dòng)方式的 10倍，剛度提高了 7倍左右。直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng) 的進(jìn)給軸無(wú)反向間隙，而且電機(jī)慣量較小，所以直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠達(dá)到較高的響應(yīng)頻率。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了大推力直線電機(jī)，所以在重型龍門機(jī)床上采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)噸重的運(yùn)動(dòng)部件也已不成問(wèn)題，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)將是未來(lái)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的方向。 關(guān)鍵詞 ：直線電機(jī)；數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給系統(tǒng)；高精度沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 in as to of NC is of of of to as of is in of nc as In in is on nc in to of of of a in of a is to is 10 30 0 of so on by of is a by V be of nc in 陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 目 錄 摘 要 . I . 緒論 . 1 2 直線電機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 . 2 直線電機(jī)的發(fā)展歷史 . 2 直線電機(jī)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 . 3 國(guó)外直線電機(jī)的研究現(xiàn)狀 . 3 國(guó)內(nèi)直線電機(jī)的研究現(xiàn)狀 . 5 直線電機(jī)的發(fā)展方向和前景 . 5 直線電機(jī)的發(fā)展方向 . 5 直線電機(jī)的前景 . 6 3 直線電機(jī)的工作原理 . 7 直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和分類 . 7 直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) . 7 直線電機(jī)的分類 . 8 直線電動(dòng)機(jī)的工作原理 . 10 直線電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) . 12 4 直線電機(jī)在龍門加工中心 . 14 直線電機(jī)的選型計(jì)算 . 14 直線電機(jī)的安裝方式 . 15 直線電機(jī)的測(cè)量反饋 . 15 直線電機(jī)的緊急制動(dòng)控制 . 16 直線電機(jī)冷卻控制設(shè)計(jì) . 16 西門子 840. 17 結(jié)論 . 19 致謝 . 20 參考文獻(xiàn) . 21 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 1 緒論 在常規(guī)的機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，仍一直采用 “旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī) +滾珠絲杠 的傳動(dòng) 體系。隨著近幾年超高速加工技術(shù)的發(fā)展，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)已不能滿足高速度和高精度的要求，直線電動(dòng)機(jī)開(kāi)始展示出其強(qiáng)大的生命力。本文采用永磁同步直線電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 “旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī) +滾珠絲杠 ”。由于永磁同步直線電機(jī)省去了中間傳動(dòng)和變換環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的剛性耦合，因此消除了原來(lái)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)誤差，例如齒輪誤差，絲杠螺母誤差等，提高了傳動(dòng)精度，從根本消除了非線性摩擦力和彈性形變的影響，也不再有爬行現(xiàn)象，提高了定位精度和可重復(fù)性能。 近幾年以來(lái)，人們?cè)谧非蟾呱a(chǎn)效率和高產(chǎn)品質(zhì)量的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的復(fù)雜度與集成 度也同時(shí)大大提高了。隨著機(jī)電產(chǎn)品對(duì)零件精度要求的不斷提高，迫切需要高速、高精度的數(shù)控機(jī)床，大型龍門加工中心功能完善，加工精度高，能加工出微米甚至納米級(jí)的零件，但大型龍門加工中心還有許多關(guān)鍵技術(shù)需要攻破，大型龍門加工中心雙直線電機(jī)同步控制技術(shù)和冷卻控制設(shè)計(jì)是目前龍門加工中心實(shí)現(xiàn)高速、高精度的關(guān)鍵技術(shù)。由于制造誤差、外部擾動(dòng) (包括摩擦力、模型不確定性 )以及各軸增益參數(shù)不匹配等綜合因素的影響，使雙直線電機(jī)保持高度的一致性變得很困難，影響產(chǎn)品的加工精度。因此，同步控制及冷卻技術(shù)仍然是機(jī)床行業(yè)所面臨的重大研究課題，對(duì) 振興我國(guó)的裝備制造業(yè)具有深遠(yuǎn)的意義。 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 2 直線電機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 直線電機(jī)的發(fā)展歷史 直線電機(jī)的出現(xiàn)，最早可以追溯到 1840年，惠斯登（ 經(jīng)開(kāi)始提出并制作了具有雛形的直線電機(jī)，但未能取得成功。實(shí)際上，直線電動(dòng)機(jī)幾乎是和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)同時(shí)出現(xiàn)的，但是當(dāng)時(shí)由于直線電動(dòng)機(jī)氣隙特別大，工作效率低，未能取得成功。旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)是依靠動(dòng)子在磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作來(lái)獲得動(dòng)力的，因此理論上旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)多用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域；而直線電動(dòng)機(jī)可以直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)多用于直線運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域。 但事實(shí)上大部分直線運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域至今仍采用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，很少采用直線電動(dòng)機(jī)。這是由直線電動(dòng)機(jī)研究的不充分和其應(yīng)用的局限性造成的。而這又反過(guò)來(lái)導(dǎo)致直線電動(dòng)機(jī)的研究難以開(kāi)展和發(fā)展緩慢。很多領(lǐng)域都是避開(kāi)直線電動(dòng)機(jī)而繞行，試圖通過(guò)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)解決問(wèn)題。盡管直線電動(dòng)機(jī)不需要中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)就可獲得直線運(yùn)動(dòng)，在很多方面比旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)有優(yōu)勢(shì)，但直線電動(dòng)機(jī)的發(fā)展一直非常緩慢。直到 1965 年以后，隨著材料性能和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，直線電動(dòng)機(jī)才得到快速發(fā)展，其實(shí)用機(jī)械才開(kāi)始出現(xiàn)。例如：自動(dòng)繪圖儀，磁頭定位 驅(qū)動(dòng)裝置等。直線電機(jī)從最早提出到現(xiàn)在已經(jīng)有 170年的歷史，在這一百多年的歷史過(guò)程中，直線電機(jī)經(jīng)歷了探索實(shí)驗(yàn)、開(kāi)發(fā)應(yīng)用和實(shí)用商品化三個(gè)階段 1。 1、探索實(shí)驗(yàn)階段（ 1840 在這一段歷史發(fā)展中，直線電機(jī)從最初的設(shè)想到實(shí)驗(yàn)及部分實(shí)驗(yàn)成果的應(yīng)用，經(jīng)歷了一個(gè)不斷探索、屢遭失敗的過(guò)程。自惠斯登最先提出并試制直線電機(jī)之后， 1890年匹茲堡市市長(zhǎng)在自己寫的一篇文章中明確地提出了直線電機(jī)及其專利。當(dāng)時(shí)這個(gè)專利是想把直線電動(dòng)機(jī)應(yīng)用到織布機(jī)的梭子上，這個(gè)想法也激起了很多科學(xué)家的興趣，因此在這之后的很長(zhǎng)一段 時(shí)間里，許多科學(xué)家在這方面投入了很多精力，做出了很大努力。但是，由于當(dāng)時(shí)材料性能、制造水平及控制技術(shù)的限制，經(jīng)過(guò)斷斷續(xù)續(xù) 20 多年的努力后都未取得成功。 2、開(kāi)發(fā)應(yīng)用階段（ 1956） 從 1955 年以來(lái)，直線電動(dòng)機(jī)進(jìn)入了一個(gè)全面發(fā)展的階段，這個(gè)時(shí)期也可以說(shuō)成是直線電動(dòng)機(jī)的 “文藝復(fù)興時(shí)期 ”。而這個(gè)時(shí)期材料性能和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，大大促進(jìn)了直線電動(dòng)機(jī)的這種發(fā)展勢(shì)頭。這個(gè)歷史階段申請(qǐng)直線電動(dòng)機(jī)專利的件數(shù)急速增加，直線電動(dòng)機(jī)專利的增長(zhǎng)率超過(guò)了所有其他技術(shù)領(lǐng)域的平均增長(zhǎng)率。這種增長(zhǎng)主要?dú)w結(jié) 于兩沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 個(gè)方面：一是材料性能和控制技術(shù)的顯著提高促進(jìn)；二是前一階段的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)研究工作中的技術(shù)積累起到了重要的作用。直到 1965 年之后，隨著材料性能和控制技術(shù)的明顯提高，直線電機(jī)的實(shí)用設(shè)備才逐步被開(kāi)發(fā)出來(lái)。 3、實(shí)用商品階段（ 1971 至今） 從 1971 年到目前這個(gè)階段，直線電機(jī)終于進(jìn)入了獨(dú)立應(yīng)用階段，在這期間，直線電動(dòng)機(jī)迅速推廣到了實(shí)際應(yīng)用中，研制出許多實(shí)用價(jià)值很高的裝置和產(chǎn)品，如直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的沖壓機(jī)、起重機(jī)、電動(dòng)門和輸送機(jī)等。其中最成功的應(yīng)當(dāng)是利用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮列車，其速度已經(jīng)超過(guò)了 500km/h，行程達(dá)到數(shù)十萬(wàn)千米，接近航空飛行速度。在這個(gè)時(shí)期，研究人員通過(guò)對(duì)直線電動(dòng)機(jī)整個(gè)發(fā)展過(guò)程的分析總結(jié)，決定在旋轉(zhuǎn)電機(jī)無(wú)能為力的領(lǐng)域?qū)ふ页雎?，找到適合自己發(fā)展的系統(tǒng)，而不是與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)直接對(duì)抗。直線電機(jī)系統(tǒng)橫向發(fā)展，出現(xiàn)了磁懸浮列車、液態(tài)金屬的輸送與攪拌、電磁泵、計(jì)算機(jī)磁盤定位機(jī)構(gòu)等應(yīng)用。 直線電機(jī)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 國(guó)外直線電機(jī)的研究現(xiàn)狀 在國(guó)外 ,一些高校和研究機(jī)構(gòu)從很早就開(kāi)始進(jìn)行直線電機(jī)方面的研究，有些發(fā)達(dá)國(guó)家的大學(xué)里都專門開(kāi)這方面的課程，并設(shè)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室。近些年隨著直線電動(dòng)機(jī)的 迅速發(fā)展，一些著名的電器公司專門成立研究機(jī)構(gòu)，投入大量的人力物力財(cái)力到直線電機(jī)的研究當(dāng)中，開(kāi)發(fā)直線電機(jī)的實(shí)用產(chǎn)品，美國(guó)西屋（ 司、德國(guó)西門子（ 司和日本松下、富士等都是典型的例子。 美國(guó)西屋（ 司在 1945年就成功地研制出電力牽引飛機(jī)彈射器，用其動(dòng)力來(lái)源就是直線電動(dòng)機(jī)，它能使重量為 4500 多千克的飛機(jī)在 4 秒的時(shí)間內(nèi)速度由零達(dá)到 188千米 /小時(shí)，而這整個(gè)行程也僅有 160多米。 1993年，德國(guó) 的工作臺(tái) 高速加工中心，機(jī)床主軸最高速達(dá)到 24000r/大進(jìn)給速度為 60m/速度達(dá)到 1g，當(dāng)進(jìn)給速度為 20m/，其輪廓精度可達(dá) 國(guó)的 司緊接著推出了 高速加工中心，主軸最高轉(zhuǎn)速為 20000r/大進(jìn)給速度為 。 日本緊隨其后從 1996 年開(kāi)始，相繼研制成功采用直線電機(jī)的臥式加工中心、高速機(jī)床、超高速小型加工中心、超精密鏡面加工機(jī)床和高速成形機(jī)床等。 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 在國(guó)外一些國(guó)家，直線電動(dòng)機(jī)在機(jī) 床、交通、物料輸送、建筑、辦公設(shè)備和醫(yī)療器械等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用。 在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，直線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用取消了從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)之間的機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零。這種傳動(dòng)方式被稱為 “零傳動(dòng) ”。正由于這種 “零傳動(dòng) ”方式，帶來(lái)了原旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。 在交通運(yùn)輸方面，磁懸浮列車改變了常規(guī)輪軌鐵路的運(yùn)營(yíng)方式，采用電磁力懸浮車體、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸、不帶燃料的高速運(yùn)行，是交通技術(shù)史上的一次重大突破。它具有速度高、運(yùn)量大、對(duì)環(huán)境影響小、能耗低、維護(hù)方便、運(yùn) 行安全平穩(wěn)和爬坡能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。德國(guó)和日本是研究磁懸浮列車時(shí)間最長(zhǎng)、投放經(jīng)費(fèi)最多的國(guó)家，其技術(shù)水平處于世界前列。 直線電機(jī)在各種物料輸送和搬運(yùn)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。直線電機(jī)在垂直輸送方面有直線電機(jī)電梯、升降機(jī)；在平面輸送方面有直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的郵政分揀輸送線、行李分揀輸送線、鋼材生產(chǎn)輸送線、食品加工線、制藥生產(chǎn)線等各種工業(yè)加工線、商場(chǎng)、醫(yī)院等場(chǎng)合的物料輸送及立體倉(cāng)庫(kù)的搬運(yùn)。如日本神鋼公司開(kāi)發(fā)的采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的立體搬運(yùn)系統(tǒng)，充分利用空間，既能水平行走，又能升降移動(dòng)。 在民用與建筑業(yè)方面，直線電機(jī)也得到 廣泛應(yīng)用，如居住條件最基本的單元門，人們希望它安全、可靠、堅(jiān)固、耐用、簡(jiǎn)單方便。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)門正是迎合了這種要求，它可以應(yīng)用于千家萬(wàn)戶，更可以應(yīng)用于工廠企業(yè)、機(jī)關(guān)單位等，市場(chǎng)前景看好。還有用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的洗衣機(jī)、干燥機(jī)、晾衣架、電動(dòng)工具、搬手、擰緊裝置等。 在計(jì)算機(jī)設(shè)備和辦公設(shè)備中直線電機(jī)也得到廣泛應(yīng)用。如日本先鋒電子公司將直線電機(jī)的應(yīng)用到電唱機(jī)等產(chǎn)品上； 國(guó)奧基電氣公司在計(jì)算機(jī)軟盤驅(qū)動(dòng)方面也采用直線電機(jī)等。 在軍事領(lǐng)域，目前國(guó)外己把直線電 機(jī)應(yīng)用到電磁炮、潛艇、軍用仿真設(shè)施中，在衛(wèi)星和宇宙飛船上也采用了一些直線電機(jī)。美國(guó)在 1978 年即成立了有關(guān)電磁發(fā)射技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，主要研究電磁發(fā)射技術(shù)在運(yùn)輸、航空航天、能源和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，并逐年增加經(jīng)費(fèi)；英國(guó)的國(guó)家計(jì)劃中，所有電磁發(fā)射技術(shù)的研究都是以軍事應(yīng)用為目的，并建造了兩臺(tái)口徑分別為 4002。 在醫(yī)療器械領(lǐng)域也出現(xiàn)了許多直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如：直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的人工心臟、盲人觸覺(jué)模擬器以及在電療、磁療按摩捶擊等相關(guān)方面也應(yīng)用了直線電機(jī)。如日本由山田等開(kāi)發(fā)的作為人造心臟驅(qū)動(dòng) 器的脈沖直線電機(jī)（ 其重量不足 1積不足 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 100 磁束貫通上下定子，勵(lì)磁方式為 2 相 16 極型。其推力 /，推力 /體積之比為 力 /質(zhì)量之比為 g3。 國(guó)內(nèi)直線電機(jī)的研究現(xiàn)狀 我國(guó)直線電機(jī)的研究和發(fā)展比較晚，始于上世紀(jì) 70 年代初。 1972 年，浙江大學(xué)在國(guó)內(nèi)首先翻譯了一本直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)譯文集，這是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)唯一的一本有關(guān)直線電機(jī)的中文書籍。隨后，上海工大、上海電機(jī)廠、中科院電工所等又編譯了一些直線電機(jī)的書籍并出版 。近幾年來(lái)，浙江大學(xué)又連續(xù)出版了 3本直線電機(jī)著作。國(guó)內(nèi)開(kāi)展直線電機(jī)應(yīng)用研究的單位主要有：中科院電工所、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、浙江大學(xué)、上海大學(xué)、太原工業(yè)大學(xué)、焦作礦業(yè)學(xué)院等。主要的研究成果有工廠橋式起重機(jī)、電磁錘、沖壓機(jī)、摩擦壓力機(jī)、磁分選機(jī)、玻璃攪拌、拉伸機(jī)、送料機(jī)、郵政分揀機(jī)、礦山運(yùn)輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)磁盤定位系統(tǒng)、自動(dòng)繪圖儀、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)門、炒茶機(jī)等，在磁懸浮列車的研究和開(kāi)發(fā)方面也取得了重大進(jìn)展，并率先進(jìn)入實(shí)用化階段。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)直線電機(jī)及其系統(tǒng)產(chǎn)品的廠家很少，其中最大的是哈爾濱泰富科技實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，該公 司依托浙江大學(xué)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并與中國(guó)電工學(xué)會(huì)直線電機(jī)專委會(huì)以及英、美、日等國(guó)緊密合作，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造到檢測(cè)試驗(yàn)均已初具規(guī)模，已具備了生產(chǎn)多品種規(guī)格的直線電機(jī)及其系統(tǒng)產(chǎn)品的能力，在國(guó)內(nèi)已有較大影響力 2。 我國(guó)直線電機(jī)的研究工作雖然也取得了一些成績(jī)，但與國(guó)外相比起來(lái)，在實(shí)際應(yīng)用和推廣方面還存在很大的差距。國(guó)內(nèi)不少研究單位也越來(lái)越注意到這點(diǎn)，浙江大學(xué)就已經(jīng)專門成立了全國(guó)首家直線電機(jī)研究所，并已取得了許多成果，其中不少已在社會(huì)上推廣應(yīng)用，取得了可喜的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。例如：浙江大學(xué)研制了一種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的沖 壓機(jī)；浙江大學(xué)生產(chǎn)工程研究所設(shè)計(jì)了用圓筒型直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)；清華大學(xué) 1989 年就研制出一臺(tái)經(jīng)濟(jì)型中凸變橢圓活塞數(shù)控加工機(jī)床， 1994 年又開(kāi)發(fā)出中凸變橢圓活塞數(shù)控車削系統(tǒng)； 2001年南京四開(kāi)公司推出了自行開(kāi)發(fā)的采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控直線電機(jī)車床； 2003年第 8屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，北京電院高技術(shù)股份公司展出其生產(chǎn)的 機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/3。 直線電機(jī)的發(fā)展方向和前景 直線電機(jī)的發(fā)展方向 隨著直線電動(dòng)機(jī)的 飛速發(fā)展，世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家越來(lái)越重視對(duì)直線電機(jī)的研究與沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 開(kāi)發(fā)，由于其眾多的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展很快，目前已經(jīng)呈現(xiàn)以下幾個(gè)方向發(fā)展 3： 新原理直線電機(jī)不斷出現(xiàn)：如日本古河電氣公司研制的超導(dǎo)直線電機(jī)，美國(guó)帕特魯瑪機(jī)電公司研制的微步距直線電機(jī)，日本電氣公司研制的壓電驅(qū)動(dòng)式直線電機(jī)，日本東京新生工業(yè)公司研制的超聲波直線電機(jī)，還有國(guó)外近年開(kāi)始研究用薄膜材料作電機(jī)的定子、動(dòng)子基片制作薄膜直線電機(jī)等。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上向功能部件方向發(fā)展：直線電機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)注重模塊化、規(guī)格化和系列化從而形成功能部件。除電機(jī)主體 外，應(yīng)在防塵、防切屑、冷卻、防磁和安全保護(hù)等方面進(jìn)行研究，形成完整的直線電機(jī)系統(tǒng)，且易于安裝和調(diào)整。 在技術(shù)性能上向高精度方向發(fā)展：直線電機(jī)在技術(shù)性能上應(yīng)提高動(dòng)態(tài)性能和剛度，減少端部效應(yīng)、齒槽效應(yīng)等所造成的推力波動(dòng)，通過(guò)磁路設(shè)計(jì)達(dá)到推力和推力波動(dòng)的要求，提高速度和加速度以適應(yīng)高速和超高速切削的要求。精度方面要提高定位精度和重復(fù)定位精度。 在控制技術(shù)上向數(shù)字化方向發(fā)展：直線電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)伺服單元，控制系統(tǒng)是其不可分割的部分。直線電機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器（ 結(jié)合，更使直線電機(jī)系統(tǒng)的 綜合性能發(fā)生了根本性的變化。直線電機(jī)還處于開(kāi)發(fā)和研究中，在性能測(cè)試和質(zhì)量檢測(cè)方面尚有大量工作要做。 直線電機(jī)生產(chǎn)的商品化：應(yīng)該加強(qiáng)各專業(yè)，企、研、學(xué)之間的緊密合作，充分發(fā)揮個(gè)體、集體戰(zhàn)斗作用，加強(qiáng)直線電機(jī)的研究、開(kāi)發(fā)、推廣和應(yīng)用，盡快將科研、攻關(guān)成果轉(zhuǎn)化為商品。 直線電機(jī)的前景 直線電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、慣性小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、速度和加速度大、精確度高、振動(dòng)和噪聲小等優(yōu)點(diǎn) ,因此可以大大提高進(jìn)給系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力和控制精度，是各類超高速精密機(jī)床的理想傳動(dòng)方式，世界各國(guó)工業(yè)化 企業(yè)都在加緊研制開(kāi)發(fā)新的直線電機(jī)系統(tǒng)，以期通過(guò)新技術(shù)，占領(lǐng)更多的市場(chǎng)份額。因此，直線電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在各類高速、精密加工設(shè)備上具有廣闊的應(yīng)用前景。 隨著其技術(shù)的完善，各類直線電機(jī)應(yīng)用得到了迅速的推廣，制成了許多具有實(shí)用價(jià)值的裝置和產(chǎn)品，它的應(yīng)用已不是樣品，不是個(gè)例，而是已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，進(jìn)入了獨(dú)立的應(yīng)用時(shí)代，直線電機(jī)已經(jīng)逐漸呈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)。 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 3 直線電機(jī)的工作原理 直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和分類 直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 直線電機(jī)不需要任何中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)就可以將電能 直接轉(zhuǎn)換成作直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能。直線電機(jī)結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，它可以看作是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上的一種轉(zhuǎn)化，旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開(kāi)，并展成平面而成，如圖 圖 線電機(jī)的轉(zhuǎn)變過(guò)程 由原來(lái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子部分轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)的一側(cè)稱為直線電機(jī)的初級(jí)，而由轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)變而來(lái)的一側(cè)稱為次級(jí)。直線電機(jī)工作的過(guò)程中，初級(jí)與次級(jí)之間做相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)，如果初級(jí)和次級(jí)在平移開(kāi)始時(shí)正好對(duì)齊，那么運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，初級(jí)與次級(jí)互相重合的部分就會(huì)越來(lái)越少，最終導(dǎo)致直線電機(jī)不能正常運(yùn)動(dòng)。因此在實(shí)際應(yīng)用中， 初級(jí)和次級(jí)往往被制造成不同的長(zhǎng)度，這樣才能保證在一定的行程范圍內(nèi)兩者之間的耦合保持不變。直線電機(jī)可以制造成初級(jí)短次級(jí)長(zhǎng)，也可以是初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)短。但是考慮到兩種方法的制造成本和工作過(guò)程的費(fèi)用，目前一般制造為短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)。 如果僅在直線電動(dòng)機(jī)的一邊安放初級(jí)，則這種結(jié)構(gòu)型式直線電機(jī)稱為單邊型直線電機(jī)；如果在直線電動(dòng)機(jī)的兩邊都安放初級(jí)，則成為雙邊型直線電動(dòng)機(jī)（如圖 。單邊型直線電動(dòng)機(jī)的初級(jí)與次級(jí)之間存在一個(gè)很大的法向吸力 ,大多數(shù)場(chǎng)合下這種法向吸力是不希望 存在的，而雙邊型直線電動(dòng)機(jī)的法向吸力就可以相互抵消，單邊型和雙邊型直線電動(dòng)機(jī)又統(tǒng)稱為扁平型直線電機(jī)，是目前應(yīng)用最廣泛的一種。除了這種結(jié)構(gòu)型式外還有圓筒型、圓弧型和圓盤型結(jié)構(gòu)的直線電動(dòng)機(jī)。 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 圖 邊型直線電機(jī) 直線電機(jī)的分類 直線電機(jī)的分類有很多種方式，如：按結(jié)構(gòu)型式、功能用途或工作原理分類，不同的場(chǎng)合下分類方式也有所不同。直線電機(jī)按結(jié)構(gòu)型式主要分為：扁平型、圓筒型、圓弧型和圓盤型（如圖 按功能用途主要分為：力電機(jī)、功電機(jī)和能電機(jī)；按工作原理主要分為直 線電動(dòng)機(jī)和直線驅(qū)動(dòng)器，直線電動(dòng)機(jī)包括交流直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(交流直線同步電動(dòng)機(jī) (直線直流電動(dòng)機(jī) (C 直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī) (混合式直線電動(dòng)機(jī) (直線驅(qū)動(dòng)器包括直線振蕩電動(dòng)機(jī)（ 直線電磁螺 線管電動(dòng)機(jī) (直線電磁泵 (直線超聲波電動(dòng)機(jī)( 4。 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 (a)旋轉(zhuǎn)電機(jī) （ b）扁平型單邊直線電機(jī) （ c）圓筒型直線電機(jī) 圖 轉(zhuǎn)電機(jī)演變成圓筒型直線電機(jī)的過(guò)程 圖 弧型直線電機(jī) 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 圖 盤型直線電機(jī) 直線電動(dòng)機(jī)的工作原理 直線電動(dòng)機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)相似。將圖 示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)在 頂上沿徑向剖開(kāi)，并將圓周拉直，就成了圖 示的直線電機(jī)。在直線電機(jī)的三相繞組中通入三相對(duì)稱正弦電流后，會(huì)產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。在不考慮鐵心兩端開(kāi)端引起的縱向邊端效應(yīng)時(shí)，氣隙磁場(chǎng)可看成是沿展開(kāi)直線方向呈正弦形分布，當(dāng)三相電流隨時(shí)間變化時(shí)，氣隙磁場(chǎng)也將沿直線移動(dòng)。直線電機(jī)的磁場(chǎng)是平行移動(dòng)的，因此被稱為行波磁場(chǎng)。行波磁場(chǎng)的平移速度與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在定子內(nèi)圓表面的線速度是相等的，為 m/s） ,也稱為同步速度： 2f (式中 m)； f 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 123圖 轉(zhuǎn)電機(jī)的基本工作原理 123圖 線電機(jī)基本工作原理 次級(jí)導(dǎo)條在 行波磁場(chǎng)的作用下，將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，導(dǎo)條的電流和氣隙磁場(chǎng)相互作用就產(chǎn)生電磁推力。在這個(gè)電磁推力的作用下，如果初級(jí)固定不動(dòng)，則次級(jí)將沿著行波磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的方向作直線運(yùn)動(dòng) 2 。次級(jí)平移的速度用 差率用 機(jī)運(yùn)行過(guò)程中 0s1） ,則有： s=( v)/ (v=s (v=(1 ( 與旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，對(duì)換直線電機(jī)任意兩相的電源線后，運(yùn)動(dòng)方向也 會(huì)反過(guò)來(lái)，根據(jù)這一沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 原理，直線電機(jī)可做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 直線電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 直線電動(dòng)機(jī)不需要通過(guò)中間傳動(dòng)裝置就可以直接得到做直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，完全實(shí)現(xiàn)了零傳動(dòng)，這相比需要復(fù)雜中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)來(lái)說(shuō)在很多方面有很大的優(yōu)勢(shì)。 1、應(yīng)用直線電動(dòng)機(jī)作為一些機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力源時(shí)，不需要中間的傳動(dòng)裝置，因此能在很大程度上簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的能耗和機(jī)械磨損，從而提高機(jī)構(gòu)的有效利用率并降低系統(tǒng)成本。 2、直線電動(dòng)機(jī)是直接獲得直線運(yùn)動(dòng)，在氣隙磁場(chǎng)的作用下平移，所以理論上其平移或直線運(yùn) 動(dòng)的速度不會(huì)受到限制，而普通的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)則不同，它是由動(dòng)子的旋轉(zhuǎn)來(lái)獲得動(dòng)力的，旋轉(zhuǎn)就會(huì)受到離心力的作用，所以其旋轉(zhuǎn)的圓周速度必然會(huì)受到離心力的限制。 3、直線電動(dòng)機(jī)是由于初級(jí)和次級(jí)之間的氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生直線電磁推力，初級(jí)和次級(jí)之間有一定的間隙沒(méi)有直接接觸，所以在它的驅(qū)動(dòng)裝置中，可以保證系統(tǒng)的動(dòng)子和定子之間沒(méi)有機(jī)械接觸，這樣會(huì)大大減小零部件之間的摩損，延長(zhǎng)機(jī)構(gòu)的壽命。 4、旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)絲杠、皮帶、齒條等中間傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中，很難避免噪聲；而直線電動(dòng)機(jī)依靠電磁力直接推動(dòng) 動(dòng)子帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行，所以整個(gè)裝置或系統(tǒng)的噪聲很小或根本無(wú)噪聲，運(yùn)行環(huán)境好。 5、直線電動(dòng)機(jī)相比旋轉(zhuǎn)電機(jī)一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，初級(jí)在纏繞上線圈繞組之后，可以用一些特殊材料如樹(shù)脂材料將其密封成一個(gè)整體，利用直線電動(dòng)機(jī)的這個(gè)特點(diǎn)可以將其應(yīng)用到一些特殊的環(huán)境當(dāng)中，比如一般電機(jī)不能應(yīng)用的比較潮濕的環(huán)境或者水中，超高溫或者超低溫環(huán)境和對(duì)金屬有腐蝕性或有毒的氣體當(dāng)中。 6、直線電動(dòng)機(jī)通過(guò)改變繞組線圈中的電流大小和方向，可以讓電磁力的大小和方向相應(yīng)改變，直線電機(jī)工作過(guò)程中產(chǎn)生的電磁力就是推力的來(lái)源，因此直線 電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)次級(jí)（動(dòng)子）的高頻率往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且這個(gè)頻率可以達(dá)到很高。而傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)想實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)需要通過(guò)一些中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把原來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一系列的中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后是不可能實(shí)現(xiàn)高頻運(yùn)動(dòng)的，此外如果頻率過(guò)高也會(huì)導(dǎo)致中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)相互之間的摩擦和磨損加快，產(chǎn)生噪音，只能大大降低整個(gè)系統(tǒng)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還可能出現(xiàn)意外事故。 7、直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)部圓形定子和動(dòng)子的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是非常簡(jiǎn)單的，而且旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)是封閉的，常見(jiàn)直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)是敞開(kāi)式的，尤其是扁平型的沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 直線電動(dòng)機(jī)， 它的初級(jí)和次級(jí)都直接在空氣中，工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量可以直接散發(fā)出去，而不需要任何輔助冷卻裝置或措施。扁平型直線電機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)就決定了它的散熱性會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于旋轉(zhuǎn)電機(jī)，熱負(fù)荷可以很高。 但是，直線電機(jī)不可能是完美無(wú)缺的，任何一種事物都有其兩面性，直線電機(jī)也逃脫不了這個(gè)法則，它本身也存在一些缺點(diǎn)和難以解決的問(wèn)題?，F(xiàn)在直線電動(dòng)機(jī)的相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究還不完善，在實(shí)際應(yīng)用上還存在很多問(wèn)題，這也是現(xiàn)在越來(lái)越多的人投身于直線電動(dòng)機(jī)研究的動(dòng)力所在。直線電動(dòng)機(jī)現(xiàn)階段比較明顯的幾個(gè)缺點(diǎn)和不足有： 1、雖然直線電 動(dòng)機(jī)不需要繁瑣的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)就能得到直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，但是如果僅對(duì)直線電機(jī)本身來(lái)說(shuō)，功率、效率和功率因數(shù)等性能參數(shù)與相同規(guī)格下的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)相比較，還是明顯要低得多，在速度較小的時(shí)候體現(xiàn)的就更加明顯。但是如果從整個(gè)機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)的角度來(lái)考慮，由于直線電動(dòng)機(jī)省去了中間的繁瑣傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此，整個(gè)機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)的效率或效率因數(shù)有時(shí)還是會(huì)比采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的高。 2、由于直線電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)候，電源電壓對(duì)其影響很大，如果某些環(huán)境或場(chǎng)合的電源不是特別穩(wěn)定將會(huì)直接限制直線電機(jī)的應(yīng)用，所以在需要應(yīng)用直線電機(jī)的環(huán)境或者應(yīng)用直線電機(jī) 有優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域應(yīng)采取必要的措施來(lái)保證直線電機(jī)電源的穩(wěn)定性。 3、直線電動(dòng)機(jī)由于可以直接實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，所以經(jīng)常被應(yīng)用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，近些年隨著控制技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，直線電機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用到數(shù)控加工中心中，就是結(jié)合直線電機(jī)自身直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和龍門加工中心的高效達(dá)到做高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)的目的。但是這其中也存在著一個(gè)問(wèn)題，如果頻率過(guò)高的話，將導(dǎo)致行程大幅減小，這也是實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)矛盾。 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 4 直線電機(jī)在龍門加工中心 直線電機(jī)的選型計(jì)算 在高速龍門五軸加 工中心上共有 2個(gè)進(jìn)給軸應(yīng)用了直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其中 個(gè)直線電機(jī)， 個(gè)直線電機(jī)。如圖 質(zhì)量估算為 6200大加速度要求達(dá)到 5 s/m 。峰值推力要求為 7000N，摩擦力及其它阻力為 200N。通過(guò)計(jì)算可以得到其最大加速力為15600N，故可以選擇 2 個(gè)西門子 1線電機(jī)來(lái)共同驅(qū)動(dòng)該軸。為了驗(yàn)證選擇電機(jī)的正確性 ,可以使用西門子 的 M 電機(jī)計(jì)算軟件，圖 M 軟件得出的電機(jī)特性曲線，可以看到所選擇的電機(jī)完全滿足工作需要。同理可以計(jì)算出 個(gè) 1 圖 線電機(jī)安裝方案 圖 線電機(jī)特性曲線 在設(shè)計(jì)或選用點(diǎn)線電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)滿足以下 3個(gè)要求： ( ( (沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 式中 s； s； N； N； N； N。 直線電機(jī)的安裝方式 直線電機(jī)是由初級(jí) (定子 )和次級(jí) (動(dòng)子 )兩部分組成的。針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合 可以選擇不同的安裝方式。在高速龍門加工中心上一共應(yīng)用了兩種直線電機(jī)的安裝方式。 1、多個(gè)初級(jí)使用同一個(gè)次級(jí) (如圖 X 軸的直線電機(jī)初級(jí) 2共用一個(gè)次級(jí)、 4共用一個(gè)次級(jí)； 1和 ； 2、多個(gè)初級(jí)的 如圖 1、 。 直線電機(jī)的測(cè)量反饋 直線電機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)可以選用 3種反饋元件：封閉式帶 開(kāi)式的帶有一個(gè)參考標(biāo)記或距離編碼的增量式直線光柵、感應(yīng)或磁性的 直線尺。由于本機(jī)床的 X 軸和 Y 軸的行程長(zhǎng)，故選用海德漢公司的 量式光柵尺。測(cè)量系統(tǒng)必須配套使用霍爾元件用于直線電機(jī)的位置測(cè)量反饋?；魻栐陌惭b必須滿足一定的機(jī)械尺寸。這樣直線電機(jī)才能正?？煽抗ぷ?。針對(duì)所使用 1霍爾元件的安裝必須滿足圖 11線電機(jī)由初級(jí)和帶有稀土永磁材料的次級(jí)組成。初級(jí)的尺寸固定，次級(jí)為了適合不同行程的需求而制作成獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)模塊。初級(jí)與次 級(jí)相對(duì)平行運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給推力和行程可以矩陣式選擇，規(guī)格豐富，選擇靈活。 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 圖 用于 1 直線電機(jī)的緊急制動(dòng)控制 由于直線電機(jī)沒(méi)有自鎖功能，那么當(dāng)出現(xiàn)供電、光柵、 線等無(wú)法預(yù)料的故障情況時(shí)。要求直線電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)快速制動(dòng)，以避免出現(xiàn)不必要的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。在已經(jīng)安裝了機(jī)械緩沖裝置的前提條件下。還可以通過(guò)以下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)的有效制動(dòng)： 1、利用直流母線的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。這種情況下要求必須有一個(gè)可以儲(chǔ)存能量的電容模塊及可以消耗能量的剎車電阻。其優(yōu)點(diǎn) 是響應(yīng)快、制動(dòng)快。缺點(diǎn)是如果系統(tǒng)損壞，則功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 2、短路制動(dòng)。這種方法是通過(guò)外圍接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)出現(xiàn)故障后，直線電機(jī)的動(dòng)力供給被從驅(qū)動(dòng)端切斷，并且通過(guò)外部接觸器實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)供電的短接。其優(yōu)點(diǎn)是高速到低速的過(guò)程制動(dòng)快。缺點(diǎn)是制動(dòng)力取決于直線電機(jī)的速度，不足以完成制動(dòng)的全過(guò)程。 3、機(jī)械抱閘 (液壓、氣動(dòng)或電動(dòng) )。這種方法能可靠有效地實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)的制動(dòng)，但是響應(yīng)慢。 4、機(jī)械緩沖裝置。此種制動(dòng)方式主要是在各軸的兩端加裝緩沖裝置或能量吸收裝置，例如： 國(guó) )液壓緩沖器。優(yōu)點(diǎn)：可靠有效 ，安裝簡(jiǎn)便；缺點(diǎn)：響應(yīng)慢。 上述 4種制動(dòng)方式中，前兩種是直線電機(jī)系統(tǒng)自帶，后兩種是在機(jī)床裝配時(shí)安裝的。但是，后兩種制動(dòng)方式在應(yīng)用直線電機(jī)時(shí)必須選用，以提高安全。有效地實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)的緊急制動(dòng)，防止意外發(fā)生。 直線電機(jī)冷卻控制設(shè)計(jì) 直線電機(jī)用在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng) 構(gòu)通常是把直