微特直線電動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的前景
丁志剛（寧波大學(xué)315211）
【摘 要】總結(jié)過(guò)去直線電動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，指出直線電動(dòng)機(jī)只有充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，才可能找到直線電動(dòng)機(jī)獨(dú)特的應(yīng)用領(lǐng)域。文中介紹微特直線電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并具體介紹從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料的選擇來(lái)保證充分發(fā)揮微特直線電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【敘 詞】微電機(jī)特殊電機(jī)直線電動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用
1引 言
直線電動(dòng)機(jī)是一種利用電能直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電氣裝置。這種電氣裝置早在1845年就有人提出，但是，直到近20年才真正被開(kāi)發(fā)出來(lái)，應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，并形成了大批量國(guó)際商品。盡管在實(shí)際生活中存在著許多需要直線運(yùn)動(dòng)的地方，但這些地方的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)源過(guò)去幾乎全部采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)及外加一套由旋轉(zhuǎn)到直線運(yùn)動(dòng)的變換裝置。直線電動(dòng)機(jī)之所以沒(méi)有引起人們重視，是因?yàn)槿藗冞�沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)它的特性，或者只看到它們的缺點(diǎn)，沒(méi)有看到它們的優(yōu)點(diǎn)。在開(kāi)發(fā)應(yīng)用時(shí)沒(méi)有充分發(fā)揮其長(zhǎng)處，避免和克服其短處。直線電動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的歷史經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，直線電動(dòng)機(jī)只有向著其它直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)在內(nèi)）所不能滿(mǎn)足，或者使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)有困難，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不如直線電機(jī)的領(lǐng)域發(fā)展，才可能找剄一條直線電動(dòng)機(jī)能發(fā)揮本身特長(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。
微特直線電動(dòng)機(jī)是一種小型的增量直線運(yùn)動(dòng)電機(jī)，多半用在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、自動(dòng)化儀器儀表、需要精密直線位移和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手及機(jī)器人中[2,3]。
20年來(lái)，隨著自動(dòng)控制技術(shù)和微計(jì)算機(jī)應(yīng)用的快速發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化儀表的精度提出了更高的要求。在這種情況下，傳統(tǒng)的由旋轉(zhuǎn)電機(jī)再加上由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本�運(yùn)動(dòng)的裝置已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代自動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求，從而就顯示出微特直線電機(jī)固有的優(yōu)越性。
2微特直線電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)
2.1主要優(yōu)點(diǎn)
2.1.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
在需要精密直線運(yùn)動(dòng)的地方，例如筆式長(zhǎng)圖記錄儀、x-y記錄儀、繪圖機(jī)等，采用直線電動(dòng)機(jī)就可以直接帶動(dòng)繪圖筆作直線運(yùn)動(dòng)，而不需要像傳統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置那樣采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)再帶動(dòng)一套絲桿、齒輪和拉線系統(tǒng)等一套附加裝置，把來(lái)自電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成所需要的直線運(yùn)動(dòng)，因而使儀器總體結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。
2.1.2定位精度高
在需要精密直線運(yùn)動(dòng)的地方，直線電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)，因而可以消除原有的中間環(huán)節(jié)所帶來(lái)的齒間隙、死區(qū)、打滑等影響定位精度的不良因素。如采用微機(jī)控制，還可以大大提高定位精度。
2.1.3反應(yīng)速度快靈敏度高及隨動(dòng)性好
微特直線電動(dòng)機(jī)較容易敞到無(wú)接觸傳遞推力，這就消除了定、動(dòng)子之間的接觸摩擦阻力，因而大大提高了自動(dòng)化儀表的靈敏度、快速性和隨動(dòng)性。
2.1.4工作長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠和壽命長(zhǎng)
微特直線電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸傳遞力，沒(méi)有什么機(jī)構(gòu)磨損，故障少，幾乎不需要維修，不怕反復(fù)起動(dòng)和制動(dòng)，不怕震動(dòng)和沖擊，因此工作穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng)。
2.2主要缺點(diǎn)
在交流激磁時(shí)，在平板型直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中定、動(dòng)子之間的氣隙很難做到像對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)氣隙那樣小。氣隙大的結(jié)果，使電機(jī)功率因數(shù)和效率較低。
另外直線電動(dòng)機(jī)定、動(dòng)子之間的支撐還沒(méi)有得到很好的解決，還沒(méi)有好的直線運(yùn)動(dòng)軸承。
3微特直線電動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的途徑
過(guò)去直線電動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的歷史經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，只有充分發(fā)揮直線電動(dòng)機(jī)本身的優(yōu)點(diǎn)，努力克服其缺點(diǎn)，才可能找到直線電動(dòng)機(jī)廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。20年來(lái)，世界各國(guó)在開(kāi)發(fā)應(yīng)用微特直線電動(dòng)機(jī)方面，已經(jīng)有了很多好的經(jīng)驗(yàn)。
a．微特直線電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)要緊密配合它所在的自動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求，進(jìn)行機(jī)、電、控制系統(tǒng)一體化的設(shè)計(jì)。
從國(guó)際市場(chǎng)上看，微特直線電動(dòng)機(jī)都是隨同它所在的自動(dòng)化儀器設(shè)備或計(jì)算機(jī)成套設(shè)備一起進(jìn)行展銷(xiāo)的。倒如丹麥b．k.公司的電平記錄儀230,5～2307，英國(guó)fostercombridge公司的筆式記錄儀pl011，～p.1 021，瑞士的bb(:和德國(guó)的flexa coii-trols的plooi，～p250i。小型記錄儀。美國(guó)的惠普(h.p)公司的x-y記錄儀，ibm公司的快速打印機(jī)和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等都采用了微特直線電動(dòng)機(jī)作為直線 |
