国内直线电动机的研究情况
虽然国内研究直线电动机的单位不少,但将直线电动机作为机床或加工中心进给系统研究的主要有3所大学:广东工业大学成立了“超高速加工与机床研究室”,主要研究和开发“超高速电主轴”和“直线电动机高速进给单元”。他们研究的是直线感应电动机,开发了GD-3型直线电动机高速数控进给单元,额定进给力为2kN,最高进给速度100m/min,定位精度0.004mm,行程为800mm。从90年代后期开始,沈阳工业大学对永磁直线同步电动机进行研究,并制造了推力为100N的样机。他们研究的另一重点是电动机的控制方式及伺服系统,并就此发表了多篇论文。清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所成功地研制了高频响直流直线电动机,行程可达5mm,截止频率大于250Hz,推力达几百牛顿,用于驱动中凸变活塞车床的横向刀架,在实际加工中获得了较好的应用效果。现在正在进行研究的是长行程永磁直线伺服单元,电动机的额定推力为1500N,最高速度60m/min,空载最大加速度1g,行程600mm。
应该看到,在国内,直线电动机特别是机床进给系统中的直线伺服电动机的研究还处于起步阶段,研究人员和经费明显不足,进展也比较慢,和国外的差距越来越大,加强研究已是迫在眉睫。为了打破国外的技术垄断,必须走技术跟踪和自主开发相结合的道路,加强基础和关键技术的研究。
5发展趋势与研究方向
发展趋势
目前直线电动机直接驱动技术的发展呈现出以下趋势:
机床进给系统用直线伺服电动机,将以永磁式为主导:
将电动机、编码器、导轨、电缆等集成,减小电动机尺寸,便于安装和使用:
将各功能部件(导轨、编码器、轴承、接线器等)模块化:
注重相关技术的发展,如位置反馈元件、控制技术等,这是提高直线电动机性能的基础。