(应用物理论文）应用物理学选讲,符可鹏,41.doc

学院：物理科学与技术学院 年级：2010级 专业：物理学 姓名：符可鹏 学号：201010800041 直线电机的原理及应用 摘要：本文主要介绍直线电机的工作原理及其优点，简单举例介绍直线电机应用到哪些领域。 关键词： 直线电机 原理 优点 应用 直线电机（如图1）是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需通过中问任何转换装置的新颖电机，它具有系统结构简单、磨损少、噪声低、组合性强、维护方便等优点。旋转电机所具有的品种，直线电机几乎都有相对应的品种，其应用范围正在不断扩大，并在一些它所能独特发挥作用的地方取得了令人满意的效果。 一 直线电机的原理 直线电机结构示意图如下图2所示。直线电机是将传统圆筒型电机的初级展开拉直，变初级的封闭磁场为开放磁场，而旋转电机的定子部分变为直线电机的初级，旋转电机的转子部分变为直线电机的次级。在电机的三相绕组中通入三相对称正弦电流后，在初级和次级间产生气隙磁场，气隙磁场的分布情况与旋转电机相似，沿展开的直线方向呈正弦分布。当三相电流随时问变化时，使气隙磁场按定向相序沿直线移动，这个气隙磁场称为行波磁场（如图3所示）。当次级的感应电流和气隙磁场相互作用便产生了电磁推力，如果初级是固定不动的，次级就能沿着行波磁场运动的方向做直线运动。即可实现高速机床的直线电机直接驱动的进给方式，把直线电机的初级和次级分别直接安装在高速机床的工作台与床身上。由于这种进给传动方式的传动链缩短为0，被称为机床进给系统的“零传动”。 二 直线电机的优点 与“旋转伺服电机+滚珠丝杠”传动方式相比较，直线电机直接驱动有以下优点：（1）高速度，目前最大进给速度可达100～200m／min。（2）高加速度，可高达2g～10g。（3）定位精度高，由于只能采用闭环控制，其理论定位精度可以为0，但由于存在检测元件安装、测量误差，实际定位精度不可能为0。最高定位精度可达0．1～0．01m。（4）行程不受限制，由于直线电机的次级（定子）可以一段一段地铺在机床床身上，不论有多远，对系统的刚度不会产生影响。 三 直线电机的应用领域 直线电机与传统旋转电机相比有着很大的优势，在很多领域的应用显示了无可比拟的优势。如今，直线电机技术正越来越多地被应用到各个领域。如根据它的系统结构简单、磨损少、噪声低、组合性强、维护方便等优点结合微机控制来做成窗帘控制器，让直线电机真正地进入家庭生活。此外，机场物流线、自动感应门、邮政分拣系统、磁悬浮列车、计算机磁盘定位系统、离子加速器等都用到了直线电机。 直线电机在各方面性能都比传统电机要好，且不断完善，正逐步取代传统电机。由此可见，直线电机发展前景广大，将是未来控制业发展的方向。 参考文献：1.潘慧.由直线电机驱动的静压导轨在磨床上的应用.机床与液压.2012.第17期. 105-106 2.百度百科 图1 图3 图2 图2