直線同步電機(jī)除了產(chǎn)生平行于運(yùn)動(dòng)方向的推力之外，還會(huì)在動(dòng)子與定子之間產(chǎn)生一個(gè)垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的法向磁吸力，其數(shù)值為推力的10倍左右。因?yàn)殡姍C(jī)的定子是由體組成的，所以無(wú)論電機(jī)動(dòng)子中是否通電，法向磁吸力都存在。單邊型直線同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的法向磁吸力使承受垂向力的直線導(dǎo)軌產(chǎn)生較大的變形，影響了數(shù)控機(jī)床的加工精度。法向磁吸力還增大了直線導(dǎo)軌和滑塊之間的壓力，進(jìn)而使兩者之間的摩擦力增加，高精低阻直線導(dǎo)軌副，會(huì)使推力產(chǎn)生波動(dòng)，降低了數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能。目前主要通過(guò)采用雙變型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法來(lái)解決法向磁吸力引起的問(wèn)題。

       針對(duì)此問(wèn)題，可將直線同步電機(jī)的動(dòng)子、定子與機(jī)床直線導(dǎo)軌副結(jié)合起來(lái)設(shè)計(jì)，1為直線電機(jī)座，2為定子連接塊，3為電機(jī)定子，4為電機(jī)動(dòng)子，5為動(dòng)子連接塊，6為直線導(dǎo)軌，7為工作臺(tái)，直線導(dǎo)軌，8為滑塊，9為底座。

雙直線電機(jī)水平進(jìn)給平臺(tái)主視圖

雙直線電機(jī)水平進(jìn)給平臺(tái)立體結(jié)構(gòu)圖

        兩個(gè)直線同步電機(jī)分別布置在工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的兩側(cè)，組成A字型結(jié)構(gòu)水平進(jìn)給平臺(tái)。利用動(dòng)子與定子之間的法向磁吸力來(lái)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)直線同步電機(jī)法向磁吸力水平方向的分力抵消為零，垂直方向的分力抵消了工作臺(tái)的部分重力，減小了滑塊和直線導(dǎo)軌之間的摩擦力。定子連接塊、動(dòng)子連接塊橫截面的梯形設(shè)計(jì)可以在數(shù)控機(jī)床的床身、立柱等基礎(chǔ)部件不改變的情況下更好地安裝該水平進(jìn)給平臺(tái)。

       2.2 電機(jī)發(fā)熱問(wèn)題

        直線同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于銅損和鐵損，線圈會(huì)發(fā)熱，其溫度將會(huì)超過(guò)100℃，直線同步電機(jī)本身由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其散熱效果還是比較好的。但是當(dāng)電機(jī)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床時(shí)，通常安裝在機(jī)床內(nèi)部，造成散熱困難。

某型號(hào)直線電機(jī)的表面發(fā)熱特性

        為某型號(hào)直線電機(jī)的表面的發(fā)熱特性，橫坐標(biāo)表示電機(jī)的連續(xù)額定推力的百分比，縱坐標(biāo)表示動(dòng)子熱力學(xué)溫度變化?？芍幢阍谒涞臈l件下，動(dòng)子表面的溫升仍有15K以上。對(duì)于直線電機(jī)負(fù)荷變化頻繁的情況，初級(jí)的發(fā)熱量變化也會(huì)較大，若機(jī)床的精度要求較高，則很難滿足要求。

       從整體的數(shù)據(jù)看來(lái)，想必大家都已經(jīng)非常清楚直線導(dǎo)軌在同步電機(jī)中的重要性了，可以說(shuō)是無(wú)法替代的。如果說(shuō)直線同步電機(jī)是數(shù)控機(jī)床的，那么，直線導(dǎo)軌無(wú)疑就是前者的所在了。

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