直線電機(jī)的霍爾傳感器

直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)至今已越來(lái)越成熟，它以精度高、無(wú)磨損、噪音低、效率高、響應(yīng)快、節(jié)省空間等突出優(yōu)點(diǎn)使其在各領(lǐng)域應(yīng)用廣，直線電機(jī)在民用、工業(yè)等行業(yè)中都得到應(yīng)用。在交通運(yùn)輸業(yè)中我國(guó)于2002年成功生產(chǎn)出由直線電機(jī)拖動(dòng)的磁懸浮列車(chē)，該車(chē)采用全新的外形曲線，流線型頭前圍。車(chē)長(zhǎng)15米，寬3米，空重20噸，內(nèi)設(shè)44個(gè)座位，可載負(fù)100人，比較大載重量為16噸，設(shè)計(jì)時(shí)速150公里/小時(shí)，試驗(yàn)時(shí)速80公里/小時(shí).我國(guó)已成為掌握磁懸浮技術(shù)的少數(shù)國(guó)家之一。在半導(dǎo)體行業(yè)中，直線電機(jī)以其高速、高精度、無(wú)污染的特點(diǎn)，應(yīng)用于光刻機(jī)、IC粘接機(jī)、IC塑封機(jī)等多種加工設(shè)備，而且單臺(tái)設(shè)備往往需要多臺(tái)直線電機(jī)。在醫(yī)療行業(yè)中，直線電機(jī)也嶄露頭角，大到電動(dòng)護(hù)理床、電動(dòng)手術(shù)臺(tái)，小到心臟起搏器都有直線電機(jī)的應(yīng)用實(shí)例。在數(shù)控加工行業(yè)中，傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”的傳動(dòng)形式所能達(dá)到的比較高進(jìn)給速度為30m/min，加速度為可達(dá)3m/2s。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，速度為傳統(tǒng)傳動(dòng)方式的30倍，加速度是傳統(tǒng)傳動(dòng)方式的10倍，比較大可達(dá)10g;剛度提高了7倍;直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)無(wú)反向工作死區(qū);由于電機(jī)傳動(dòng)慣量小。直線電機(jī)應(yīng)用在需要短時(shí)間、短距離內(nèi)提供巨大的直線運(yùn)動(dòng)能的裝置中。直線電機(jī)的霍爾傳感器

直線電機(jī)明確顯示動(dòng)子的內(nèi)部繞組.磁鉄和磁軌.動(dòng)子是用環(huán)氧材料把線圈壓成的。而且,磁軌是把磁鐵固定在鋼上。直線電機(jī)經(jīng)常簡(jiǎn)單描述為旋轉(zhuǎn)電機(jī)被展平，而工作原理相同。動(dòng)子是用環(huán)氧材料把線圈壓縮在一起制成的；磁軌是把磁鐵（通常是高能量的稀土磁鐵）固定在鋼上。電機(jī)的動(dòng)子包括線圈繞組，霍爾元件電路板，電熱調(diào)節(jié)器（溫度傳感器監(jiān)控溫度）和電子接口。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，動(dòng)子和定子需要旋轉(zhuǎn)軸承支撐動(dòng)子以保證相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分的氣隙。同樣的，直線電機(jī)需要直線導(dǎo)軌來(lái)保持動(dòng)子在磁軌產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的位置。和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的編碼器安裝在軸上反饋位置一樣，直線電機(jī)需要反饋直線位置的反饋裝置--直線編碼器，它可以直接測(cè)量負(fù)載的位置從而提高負(fù)載的位置精度。南通直線電機(jī)是什么相同的電磁力在旋轉(zhuǎn)電機(jī)上產(chǎn)生力矩在直線電機(jī)產(chǎn)生直線推力作用。

在調(diào)速電阻上消耗大量電能。改變電阻調(diào)速缺點(diǎn)很多。自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主，必要時(shí)把調(diào)壓調(diào)速和弱磁調(diào)速兩種方法配合起來(lái)使用。調(diào)壓調(diào)速的實(shí)現(xiàn)需要有專(zhuān)門(mén)的可控直流電源。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，電力電子器件迅速發(fā)展，研制并生產(chǎn)出多種既能控制其導(dǎo)通又能控制其關(guān)斷的性能優(yōu)良的全控型器件，由它們構(gòu)成的脈寬調(diào)制(PWM)直流調(diào)速系統(tǒng)近年來(lái)在中小功率直流傳動(dòng)中得到了迅猛的發(fā)展，與老式的可控直流電源調(diào)速系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn):1、采用全控型器件的PWM調(diào)速系統(tǒng)，其脈寬調(diào)制電路的開(kāi)關(guān)頻率高，因此系統(tǒng)的頻帶寬，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。2、由于開(kāi)關(guān)頻率高，電動(dòng)機(jī)電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的損耗和發(fā)熱都較小。3、PWM系統(tǒng)中，主電路的電力電子器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，損耗小，裝置效率高，而且對(duì)交流電網(wǎng)的影響小，沒(méi)有晶閘管整流器對(duì)電網(wǎng)的"污染"，功率因數(shù)高，效率高。4、主電路所需的功率元件少，線路簡(jiǎn)單，控制方便。目前，受到器件容量的限制，PWM直流調(diào)速系統(tǒng)只用于中、小功率的系統(tǒng)。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定。

直線電機(jī)的控制和旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣。像無(wú)刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)，動(dòng)子和定子無(wú)機(jī)械連接（無(wú)刷），不像旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方面，動(dòng)子旋轉(zhuǎn)和定子位置保持固定，直線電機(jī)系統(tǒng)可以是磁軌動(dòng)或推力線圈動(dòng)（大部分定位系統(tǒng)應(yīng)用是磁軌固定，推力線圈動(dòng)）。用推力線圈運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，推力線圈的重量和負(fù)載比很小。然而，需要高柔性線纜及其管理系統(tǒng)。用磁軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，不僅要承受負(fù)載，還要承受磁軌質(zhì)量，但無(wú)需線纜管理系統(tǒng)。相似的機(jī)電原理用在直線和旋轉(zhuǎn)電機(jī)上。相同的電磁力在旋轉(zhuǎn)電機(jī)上產(chǎn)生力矩在直線電機(jī)產(chǎn)生直線推力作用。因此，直線電機(jī)使用和旋轉(zhuǎn)電機(jī)相同的控制和可編程配置。直線電機(jī)的形狀可以是平板式和U型槽式，和管式.哪種構(gòu)造適合要看實(shí)際應(yīng)用的規(guī)格要求和工作環(huán)境。直線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種變形。

直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來(lái)已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視。在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的**大區(qū)別是取消了從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)（拖板）之間的一切機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零。直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來(lái)已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視。在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的**大區(qū)別是取消了從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)（拖板）之間的一切機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零。這種傳動(dòng)方式被稱為“零傳動(dòng)”。正由于這種“零傳動(dòng)”方式，帶來(lái)了原旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)和一定優(yōu)點(diǎn)。提高直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度是實(shí)現(xiàn)其在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的關(guān)鍵之一。因而,對(duì)直線電機(jī)進(jìn)給定位誤差進(jìn)行測(cè)試和補(bǔ)償是至關(guān)重要的。雙頻激光干涉儀是國(guó)際機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定使用的檢測(cè)驗(yàn)收數(shù)控機(jī)床定位精度的測(cè)量設(shè)備[3]。本文介紹了應(yīng)用雙頻激光干涉儀測(cè)試數(shù)控直線電機(jī)進(jìn)給的定位誤差方法。并利用**小二乘法分別建立定位誤差的線性模型、分段線性模型、多項(xiàng)式模型，并對(duì)數(shù)控直線電機(jī)進(jìn)給的定位誤差進(jìn)行補(bǔ)償。直線電機(jī)主要應(yīng)用于三個(gè)方面。直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)

直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸傳遞力，機(jī)械摩擦損耗幾乎為零，所以故障少，免維修，因而工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。直線電機(jī)的霍爾傳感器

研究表明采用軟件補(bǔ)償?shù)姆椒梢暂^大地提高直線電機(jī)進(jìn)給的定位精度。2直線電機(jī)進(jìn)給定位精度測(cè)試方法直線電機(jī)進(jìn)給產(chǎn)生定位精度誤差因素很復(fù)雜，主要因素有：（1）光柵尺的制造及安裝誤差，光柵尺的運(yùn)動(dòng)部分及固定部分分別安裝在進(jìn)給單元的動(dòng)子及定子底板上，產(chǎn)生一定的線性誤差在所難免；（2）直線電機(jī)存在的邊端效應(yīng)使進(jìn)給單元兩端的力特性發(fā)生變化，影響進(jìn)給平臺(tái)制動(dòng)，從而產(chǎn)生定位精度誤差；（3）環(huán)境對(duì)定位精度誤差產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，由于沒(méi)有采用隔震地基，周邊環(huán)境的隨機(jī)振動(dòng)都會(huì)傳遞到進(jìn)給單元及激光干涉儀，從而產(chǎn)生誤差。直線電機(jī)進(jìn)給定位精度測(cè)試采用英國(guó)雷尼紹公司的ML10激光干涉儀測(cè)試。ML10激光干涉儀是為機(jī)床檢定提供了一種高精度標(biāo)準(zhǔn),它準(zhǔn)確度高,測(cè)量范圍大(線性測(cè)長(zhǎng)40m,任選80m),測(cè)量速度快(60m/min),分辨力高(μm),便攜性好。更由于雷尼紹激光干涉儀具備自動(dòng)線性誤差補(bǔ)償功能,可方便恢復(fù)機(jī)床精度。測(cè)試方法如下：1.安裝雙頻激光干涉儀測(cè)量系統(tǒng)各組件(見(jiàn)圖1)。2.在需測(cè)量的直線電機(jī)進(jìn)給坐標(biāo)軸線方向安裝光學(xué)測(cè)量裝置。3.調(diào)整激光頭,使測(cè)量軸線與直線電機(jī)移動(dòng)的軸線在一條直線上(或平行),即將光路調(diào)準(zhǔn)直。4.待激光預(yù)熱后輸入測(cè)量參數(shù)。直線電機(jī)的霍爾傳感器