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鬥山機床直線電機及其驅動電路設計

發布者:百家樂技巧機械  發布時間:2016/4/27 8:03:20
鬥山機床直線電機及其驅動電路設計
直線電機技術是一種將電能直接轉換成直線運動機械能而不需要通過中間任何轉換裝置的新穎電機,它具有係統結構簡單、磨損少、噪音低、組合性強、維護方便等優點,其應用十分廣泛,如列車驅動、物料運送、
鬥山機床工作、食品和輕工機械、自動繪圖儀、液壓金屬泵、空氣壓縮機、電磁炮、家用電器以及半導體器件等。
表3-3旋轉電機.滾珠絲杠方式與直線電機方式得傳動性能比較
 

性能

旋轉電機·滾珠絲杆方式 

直線電機方式

精度(Lun.(300mm) -1)

0.5 

重複精度

3

0.1

最高轉速( m-min-l)

90-120 

60-200

最大加速度(g)

1.5

2—10 

靜態剛度

90-180

70-270

動態剛度

90-120 

160-210

平穩性(%速度)

10

調整時間(ms) 

100

10-20

工作壽命(h) 

600Q-10000

50000


目前直線電機已用於加工中心、激光切割、等離子切割和電火花加工等鬥山機床上。在鬥山機床進給係統中,采用直線電動機直接驅動與原旋轉電動機傳動的最大區別是取消了從電動機到工作台(拖板)之間的一切機械中間傳動環節,把鬥山機床進給傳動鏈的長度縮短為零。這種傳動方式被稱為“零傳動”。正由於這種“零傳動”方式,帶來了原旋轉電動機驅動方式無法達到的性能指標和優點。表3-3列出了旋轉電機,滾珠絲杠方式與直線電機方式得傳動性能比較。
本文百家樂技巧選用了Kollmorgen公司DDL係列無鐵芯式直線伺服電機,電機的定子采用U型結構,有效行程為1024mm,動采用無鐵芯式設計。其輸出功率為242w,峰值電流14A,動子質量0.77kg,電樞電阻7.4Q,峰值推力800N,連續電流4A,連續推力226N。
為了配合直線電機的使用,選用Kollmorgen公司的伺服驅動器一伺服之星(SERVOSTAR)。型號為:CE06,連續工作的相電流為6A,峰值相電流可達18A。SERVOSTAR可以支持Kollmorgen公司全係列的DDL直線電機,它有以下主要功能和特點(1)帶有一個專用的監控驅動軟件MOTIONLINK,通過它可以方便地在PC機上對直線電機進行控製和數據采集;(2)可以提供平滑、精確的低速控製和高速性能:(3)提供了低通或陷波濾波器功能:(4)帶有等效的編碼器輸出,在精度要求不高的情況下可以無需額外的位置反饋裝置:(5)能夠通過RS-232串行接口支持與PC機或ARM的通訊:(6)存儲了4種運動控製算法;(7)具有轉矩控製、速度控製、位置控製、脈衝跟蹤和編碼器方波輸出跟蹤等5種傳動模式。
另外,選用HEIDENHAIN公司的型號為LI:DA171的敞開式直線光柵尺作為位置檢測元件,其分辨率為1um。

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