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YOKOKAWA
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直线电机的应用

日期:2015年5月6日 14:57

直线电机凭借高速度、高加速、高精度及行程不受限制等特性在物流系统、工业加工与装配、信息及自动化系统、交通与民用以及军事等领域发挥着十分重要的作用。

直线电机主要应用场合:一是应用于自动控制系统,这类应用场合比较多;其次是作为长期连续运行的驱动电机;三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。

直线电机可以在几秒钟内把一架几千公斤重的直升飞机拉到每小时几百公里的速度,它在真空中运行时,其时速可达几千上万公里。在军事上,人们利用它制成各种电磁炮,并试图将它用于导弹、火箭的发射;在工业领域,直线电机被用于生产输送线,以及各种横向或垂直运动的一些机械设备中;直线电机除具有高速、大推力的特点以外还具有低速、精细的另一特点,例如,步进直线电机,它可以做到步距为1μm的精度,因此,直线电机又被应用到许多精密的仪器设备中,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。除此之外,直线电机还被用于各种各样的民用装置中,如电动门、电动窗、电动桌、椅的移动,门锁、电动窗帘的开、闭等等,尤其在交通运输业中,人们利用直线电机制成了时速达500km以上的磁浮列车。

直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形,它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开,然后拉平演变而成。近年来,随着自动控制技术和微型计算机的高速发展,对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求,在这种情况下,传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置,已经远不能满足现代控制系统的要求,为此,近年来世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机,使得直线电机技术发展速度加快,应用领域越来越广。

直线电机的优点是:结构简单、反应速度快、灵敏度高、随动性好、密封性好、不怕污染、适应性强(由于直线电机本身结构简单,又可做到无接触运行,因此容易密封,各部件用尼龙浸渍后,采用环氧树脂加以涂封,这样它就不怕风吹雨打,或有毒气体和化学药品的侵蚀,在核辐射和液体物质中也能应用)、工作稳定可靠、寿命长(直线电机是一种直接传动的特种电机,可实现无接触传递,故障少,几乎不需要维修,又不怕振动和冲击??)、额定值高(直线电机冷却条件好,特别是长次级接近常温状态,因此线负荷和电流密度可以取得很高)、有精密定位和自锁的能力(和控制系统相配合,可做到0.001mm的位移精度和自锁能力)。

直线电机能直接产生直线运动,这一点对直线运动机械设计者和使用者有很大的吸引力。不少直线运动的机械是由旋转电机传动的,必须配置由旋转运动变为直线运动的机械传动装置,使得整个装置机构庞大,成本较高和效率较低。采用直线感应电机,不但省去了机械传动机构,而且可因地制宜地将直线感应电机的初级和次级安放在适当的空间位置或直接作为运动机械的一部分,使整个装置紧凑合理,有时还可以降低成本和提高效率。此外在某些场合,直线感应电机有它独特的应用,是旋转电机所不能替代的。

目前直线电机在世界各国的应用大致可分为物流系统、工业设备、信息与自动化系统、交通与民用、军事及其它,而在物流输送系统中的应用为最多。

我国目前邮政系统的邮包、印刷品的物流分拣、输送线绝大部分通过旋转电机采用链传动或连杆等方式。国外一些发达国家则逐步采用了直线电机驱动的,由计算机控制的新型邮政物流分拣输送系统。如日本东京多摩邮局的大型邮政分拣机;丹麦CRISPLANT公司生产的高速包刷分拣机;瑞士、意大利等国的邮袋吊挂推式悬挂机等。与传统的链传动或连杆方式相比,直线电机驱动的物流系统具有高效、低噪、安全可靠、维护方便等优点而获得应用者青睐。我国贵阳普天通信机械厂与浙江大学研制成功的直线电机包刷分拣机,其性能优于国外,其价格仅为国外的1/3。海关承担着大量物品的进出分拣,过去也和邮政分拣相类似,现在有些海关,如国内深圳海关就采用了由浙江大学提供直线电机驱动的物流分拣线,使用效果很好。

许多行业如电工、电子、机械、化工、医药等生产流水线和装配线,一般常采用钢丝绳或链传动,这些传动方式往往噪声大、速度慢、控制不方便,现在世界上已有不少单位开始采用直线电机驱动,包括一些汽车生产线。在一些新颖的立体化仓库的搬运系统和新型的自动化车库,也开始采用了直线电机,其中采用直线电机的自动化车库是在库地上安装一系列纵向和横向的直线电机初级,而载车板为次级。通过计算机,利用直线电机初次级作用移动汽车进或出。效率和利用率都很高。

此外,直线电机还在水果和蔬菜的分类在线,商场的商品流动在线,餐馆的食品流动线,医院的药品、器械的输送以及银行、商场的票据传送方面得到了应用。另外,直线电机应用在数控机床驱动已经商品化。采用直线伺服电机的高??速加工中心,已成为国际各大机床制造商竞相研究和开发的关键技术和产品,作为高速加工中心的新一代直接驱动伺服执行元件,直线伺服电机技术在国内外也已进入工业化应用阶段。

所屬類別: 经典案例

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