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直線電機的工作原理

  直線電機是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能,而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉(zhuǎn)電機按徑向剖開,并展成平面而成。

  由定子演變而來的一側(cè)稱為初級,由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級。在實際應(yīng)用時,將初級和次級制造成不同的長度,以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變。直線電機可以是短初級長次級,也可以是長初級短次級。考慮到制造成本、運行費用,以直線感應(yīng)電動機為例:當初級繞組通入交流電源時,便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場,次級在行波磁場切割下,將感應(yīng)出電動勢并產(chǎn)生電流,該電流與氣隙中的磁場相作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級固定,則次級在推力作用下做直線運動;反之,則初級做直線運動。直線電機的驅(qū)動控制技術(shù)一個直線電機應(yīng)用系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線電機,還必須具有能在安全可靠的條件下實現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟要求的控制系統(tǒng)。隨著自動控制技術(shù)與微計算機技術(shù)的發(fā)展,直線電機的控制方法越來越多。

  對直線電機控制技術(shù)的研究基本上可以分為三個方面:一是傳統(tǒng)控制技術(shù),二是現(xiàn)代控制技術(shù),三是智能控制技術(shù)。傳統(tǒng)的控制技術(shù)如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中PID控制蘊涵動態(tài)控制過程中的信息,具有較強的魯棒性,是交流伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)中最基本的控制方式。為了提高控制效果,往往采用解耦控制和矢量控制技術(shù)。在對象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運行環(huán)境是確定不變的條件下,采用傳統(tǒng)控制技術(shù)是簡單有效的。但是在高精度微進給的高性能場合,就必須考慮對象結(jié)構(gòu)與參數(shù)的變化。各種非線性的影響,運行環(huán)境的改變及環(huán)境干擾等時變和不確定因數(shù),才能得到滿意的控制效果。因此,現(xiàn)代控制技術(shù)在直線伺服電機控制的研究中引起了很大的重視。常用控制方法有:自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制及智能控制。主要是將模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID、H∞控制等現(xiàn)有的成熟的控制方法相結(jié)合,取長補短,以獲得更好的控制性能。



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