DIY直线电机

joe123

我不懂，可我这几天在学习直线电机，本网有的朋友对直线电机的力量持不认同态度，我却不那样认为。大家看看这贴：我们把眼光放远一些。。。。。磁悬浮列车也能运行起来的直线电机，怎么就是力度不够呢？有能耐的朋友开始DIY直线电机吧。呵呵。
般电动机工作时都是转动的．但是用旋转的电机驱动的交通工具（比如电动机车和城市中的电车等）需要做直线运动，用旋转的电机驱动的机器的一些部件也要做直线运动．这就需要增加把旋转运动变为直线运动的一套装置．能不能直接运用直线运动的电机来驱动，从而省去这套装呢？几十年前人们就提出了这个问题．现在已制成了直线运动的电动机，即直线电机．

1工作原理.
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成.
由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目前一般均采用短初级长次级。
直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。

直线电机的原理并不复杂．设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应电动机（图）．在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级．初级中通以交流，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动．这时初级要做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，而次级则不需要那么长．实际上，直线电机既可以把初级做得很长，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动．

2.应用
直线电机是一种新型电机，近年来应用日益广泛．磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的．

磁悬浮列车是一种全新的列车．一般的列车，由于车轮和铁轨之间存在摩擦，限制了速度的提高，它所能达到的最高运行速度不超过300km/n．磁悬浮列车是将列车用磁力悬浮起来，使列车与导轨脱离接触，以减小摩擦，提高车速。列车由直线电机牵引．直线电机的一个级固定于地面，跟导轨一起延伸到远处；另一个级安装在列车上．初级通以交流，列车就沿导轨前进．列车上装有磁体（有的就是兼用直线电机的线圈），磁体随列车运动时，使设在地面上的线圈（或金属板）中产生感应电流，感应电流的磁场和列车上的磁体（或线圈）之间的电磁力把列车悬浮起来．悬浮列车的优点是运行平稳，没有颠簸，噪声小，所需的牵引力很小，只要几千kw的功率就能使悬浮列车的速度达到550km／h．悬浮列车减速的时候，磁场的变化减小，感应电流也减小，磁场减弱，造成悬浮力下降．悬浮列车也配备了车轮装置，它的车轮像飞机一样，在行进时能及时收入列车，停靠时可以放下来，支持列车． 要使质量巨大的列车靠磁力悬浮起来，需要很强的磁场，实用中需要用高温超导线圈产生这样强大的磁场．

直线电机除了用于磁悬浮列车外，还广泛地用于其他方面，例如用于传送系统、电气锤、电磁搅拌器等．在我国，直线电机也逐步得到推广和应用．直线电机的原理虽不复杂，但在设计、制造方面有它自己的特点，产品尚不如旋转电机那样成熟，有待进一步研究和改进．
其他可参考中国软启动网
3.直线电机和传统的旋转电机+滚珠丝杠运动系统的比较
在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。
1）高速响应
由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。
2）精度
直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。
3）动刚度高
由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。
4）速度快、加减速过程短
由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。
5）行程长度不受限制
在导轨上通过串联直线电动机，就可以无限延长其行程长度。
6）运动动安静、噪音低
由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。
7）效率高
由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高

joe123

阿莫，我认为你快快完成第一批的工作量，来研究新的科技走向才会是最大的赢家！！！！

joe123

我自己占点地方，好来发新的发现好吗？

joe123

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joe123

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joe123

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joe123

先占三了，阿莫不行的话把123删除了。可不要删除的我帖子哈。

rifjft

还以为做出模型了，原来只是发点理论

nonwithin

直线电机的种类也是很多的，代表类型有两种：
磁悬浮的直线电机是异步感应式的，相当于异步电机的展开形式，不可否认这种类型的直线电机可以做到很大的牵引力，但异步感应式的特点就决定的不能做开环控制，必须有闭环反馈才能定位，而且从原理上讲这类直线电机是没有静止定位力的，就想要定位就必须加大阻尼，同时没有自锁效果，这也导致了闭环控制的惯性环节相对丝杆传动更大，更加难以实现多轴联动；还有感应式电机的低速性能也较差。综上此种电机diycnc很难；
另一种直线电机的代表是硬盘磁头的音圈电机和直线步进电机，特点是定位精度高，有静止定位力，但缺点就是在相同功率下难以实现和旋转电机加丝杠相同的定位力，最关键的是没有自锁，在稍大的加工反力下就会引起振动，用于运动平台的场合一般是极小加工力或无加工力的高速平台，比如激光平台等。diy有希望但应用场合少，实现也难。

Friendz

好像没有看到DIY的部分。很失望。

nonwithin

而且直线电机diy起来非标准件太多

xiao_dian_dian

电机大多是很高的角速度旋转的,把它展开后就是转化为高速线速度.这么高的线速度有点地方不行哦.
一般电机都要通过减速箱减速后增大力矩,所以普通电机展开式直线电机的力矩肯定是小的.
特重电机除外哦.像力矩电机什么的,可以慢速直接驱动的特种电机.
呵呵,直线电机本身就是特种电机吧.

joe123

楼】 nonwithin
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直线电机的种类也是很多的，代表类型有两种：
磁悬浮的直线电机是异步感应式的，相当于异步电机的展开形式，不可否认这种类型的直线电机可以做到很大的牵引力，但异步感应式的特点就决定的不能做开环控制，必须有闭环反馈才能定位，而且从原理上讲这类直线电机是没有静止定位力的，就想要定位就必须加大阻尼，同时没有自锁效果，这也导致了闭环控制的惯性环节相对丝杆传动更大，更加难以实现多轴联动；还有感应式电机的低速性能也较差。综上此种电机diycnc很难；
另一种直线电机的代表是硬盘磁头的音圈电机和直线步进电机，特点是定位精度高，有静止定位力，但缺点就是在相同功率下难以实现和旋转电机加丝杠相同的定位力，最关键的是没有自锁，在稍大的加工反力下就会引起振动，用于运动平台的场合一般是极小加工力或无加工力的高速平台，比如激光平台等。diy有希望但应用场合少，实现也难。  
学习了，谢谢

lxwdy

有些电动门就是用直线电机驱动的，感觉如果用上直线电机进给量的控制是个难题，应该要用上闭环控制才行既要有小的进给量来保证精度，同时还要保证总体的速度

joe123

有没有什么方式把异步感应式与音圈电机两种方法综合起来呢？介质？介质先用一根稻草。。。。。。呵呵。。。。。

curitis2008

我有个直线电机不知道是什么类型，改天发上来大家研究下！