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直线电动机伺服电动缸的优缺点分析

文章出处：合富源中空旋转平台人气：发表时间：2019-07-16 09:34

直线电动机伺服电动缸的特点在于直接产生直线运动，与间接产生直线运动的“旋转电动机，滚动丝杠”相比，其优点是（具体性能见下表）：

（1）没有机械接触，传动力是在气隙中产生的，除了导轨外没有其它摩擦：

（2）结构简单，体积小，以较少的零部件数量实现直线驱动，而且是只有一个运动的部件：

（3）行程在理论上不受限制，而且性能不会因为行程的改变而受到影响：

（4）可以提供很宽的速度范围，从每秒几微米到数米，特别是高速是其一个突出的优点：

（5）加速度很大，较大可达10g：

（6）运动平稳，这是因为除了起支撑作用的直线导轨或气浮轴承外，没有其它机械连接或转换装置的缘故：

（7）精度和重复精度高，因为消除了影响精度的中间环节，系统的精度取决于位置检测元件，有合适的反馈装置可达亚微米级：（8）维护简单，由于部件少，运动时无机械接触，从而大大降低了零部件的磨损，只需很少甚至无需维护，使用寿命更长。

直线电动机伺服电动缸的缺点是：

首先直线电动机端部磁场的畸变影响到行波磁场的完整性，使直线电动机损耗增加，推力减小，而且存在较大的推力波动，这就是直线电动机特有的“端部效应（EdgeEffect）”。直线电动机的结构特点决定了端部效应是不可避免的。其次直线电动机的控制难度大，因为在电动机的运行过程中负载（如工件重量、切削力等）的变化、系统参数摄动和各种干扰（如摩擦力等），包括端部效应都直接作用到电动机上，没有任何缓冲或削弱环节，如果控制系统的鲁棒性不强，会造成系统的失稳和性能的下降。其他缺点包括安装困难、需要隔磁、效率低、成本高等。

制造业中满足高速加工中心进给系统要求的主要是交流直线电动机。交流直线电动机可分为感应式和同步式两大类。虽然伺服电动缸同步式直线电动机比感应式直线电动机成本较高、装配困难、需要屏蔽磁场，但效率较高、结构简单、次级不用冷却、控制方便、更容易达到所要求的高性能，并且随着钕铁硼（NdFeB）永磁材料的出现和发展，永磁同步直线电动机将逐渐发展成主流。因此在高速加工中心中永磁交流同步直线电动机所占的比例将越来越高。

电动缸伺服电动缸

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