智能制造装备电气传动控制系统安装与调试 课件 项目10 数控机床电气传动新技术的应用.ppt

项目10数控机床电气传动新技术直线电机的结构及工作原理直线电机的应用电主轴1、直线电动机的结构及工作原理直线电动机与普通旋转电动机都是实现能量转换的机械，普通旋转电动机将电能转换成旋转运动的机械能，直线电动机将电能转换成直线运动的机械能。直线电动机应用于要求直线运动的某些场合时，可以简化中间传动机构，使运动系统的响应速度、稳定性、精度得以提高。直线电动机在工业、交通运输等行业中的应用日益广泛。直线电动机可以由直流、同步、异步、步进等旋转电动机演变而成，由异步电动机演变而成的直线异步电动机使用最多。1.1直线电机结构直线电机是由旋转电机演变而来，如图所示。原则上各种型式的旋转电机，如感应电机、直流电机、同步电机、步进电机等均可演化成相应的直线电机。1、直线电动机的结构及工作原理按照结构型式的不同，直线电机可分为偏平型直线电机和圆筒型直线电机。1、直线电动机的结构及工作原理上图所示的单边型除了产生切向力外，还会在初、次级之间产生较大的法向力，这对电机的运行是不利的。所以，为了充分利用次级和消除法向力，可以在次级的两侧都装上初级，这种结构称为双边型，如图所示。1、直线电动机的结构及工作原理如果把扁平型直线电机的初级和次级按图(a)所示箭头方向卷曲，就形成了图(b)所示的圆筒型直线电机。1、直线电动机的结构及工作原理西门子1FN系列直线电机1、直线电动机的结构及工作原理1.2工作原理由上所述，直线电机是由旋转电机演变而来的，所以当初级的多相绕组中通入多相对称电流后，也会产生一个气隙磁场，这个磁场的磁通密度波是直线移动的，故称为行波磁场，如图所示。1、直线电动机的结构及工作原理在行波磁场切割下，次级中的导条将产生感应电动势和电流，导条中的电流和气隙磁场相互作用，产生切向电磁力。如果初级是固定不动的，那末次级就沿着行波磁场行进的方向作直线运动。1.2工作原理与旋转电机一样，改变直线感应电动机初级绕组的通电次序，便可以改变电动机运动的方向，这样就可使直线电机作往复直线运动。在实际应用中，我们也可以将次级固定不动，而让初级运动。因此，通常又把静止的一方称为定子，而运动的一方称为动子。1、直线电动机的结构及工作原理2、直线电机的应用2.1直线电机的特点(1)由于不需要中间传动机构，整个系统得到简化，精度提高，振动和噪音减小。(2)由于不存在中间传动机构的惯量和阻力矩的影响，电机加速和减速的时间短，可实现快速起动和正反向运行。(3)普通旋转电机由于受到离心力的作用，其圆周速度有所限制，而直线电机运行时，其部件不受离心力的影响，因而它的直线速度可以不受限制。 (4)由于散热面积大，容易冷却，直线电机可以承受较高的电磁负荷，容量定额较高。(5)由于直线电机结构简单，且它的初级铁心在嵌线后可以用环氧树脂密封成一个整体，所以可以在一些特殊场合中应用，例如可在潮湿环境甚至水中使用。2、直线电机的应用2.2直线电机的应用军事领域。利用直线电机制成各种电磁炮，并试图将它用于导弹、火箭的发射；交通运输业。利用直线电机制成时速达500km以上的磁悬浮列车；工业领域。用于生产输送线，以及各种横向或垂直运动的机械设备中；精密仪器设备。例如计算机的磁头驱动装置、照相机的快门、自动绘图仪、医疗仪器、航天航空仪器、各种自动化仪器设备等；民用装置。如门、窗、桌、椅的移动，门锁、电动窗帘的开、闭等。1、中国在数控机床有哪些新成就？2、中国在科技方面取得了有哪些令我们骄傲的新成就？2、直线电机的应用2.3直线电机在数控机床上的应用3、电主轴电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。3、电主轴电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。3、电滚珠丝杠电滚珠丝杠是伺服电动机的转子与滚珠螺母连接成一体的功能部件。当电动机转子转动时，滚珠螺母随之转动，使滚珠丝杠沿电动机的轴线伸缩。电滚珠丝杠简化了伺服电动机与滚珠丝杠的连接，省去了同步齿形带传动或齿轮传动，不仅使机床结构更紧凑，还可提高传动的动态性能。科学技术不断发展更换，我们应该怎么办？四川工程职业技术学院