直线电机的应用与研究_开题报告

1．电线电机的原理及应用

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动，而不需要通过任何中间转换机构的新颖电机。它可看成是一台旋转电机按径向剖开，并通过展开平面而成。对应旋转电机定子的部分叫初级，对应转子的部分叫次级。在初级绕组中通多相交流电，便产生一个平移交变磁场称为行波磁场。在行波磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力，从而以便于运作部件的直线运作。直线电机与旋转电机相比，由于结构简单，定位准确度高，反应速度快、灵敏度高，随动性好，在工作中安全可靠、寿命长，运行中是高速度等优点在物流系统、工业加工与装配、信息及自动化系统、交通与民用以及军事等领域发挥着十分重要的作用。直线电机主要应用场合：一是应用于自动控制系统；其次是作为长期连续运行的驱动电机；三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。按照行业分类，目前直线电机在世界各国的应用大致可分为物流系统、工业设备、信息与自动化系统、交通与民用、军事及其它，而在物流输送系统中的应用为最多。直线电机应用研究是直线电机研究中的重要内容，也是研究直线电机的最终目的，由于直线电机能直接产生连续单向或往复的直线机械运动，无需任何中间机械传动变换装置，具有广泛的应用前景。也因为直线电机的优越性，所以在现代机床业和现代物流分拣行业中应用前景相当广泛，并在交通运输方面也得到大力的应用。还有许多行业如电工、电子、机械、化工、医药等生产流水线和装配线，一般常采用钢丝绳或链传动，这些传动方式往往噪声大、速度慢、控制不方便，现在工业生产中已有不少自动化设备开始采用直线电机驱动，包括一些汽车生产线和一些新颖的立体化仓库的搬运系统及新型的自动化车库，都开始采用新的电机驱动直线电机，其中采用直线电机的自动化车库是在库地上安装一系列纵向和横向的直线电机然后通过直线电机控制系统，利用直线电机直线驱动作用来移动汽车进或出，从而效率和利用率都得到了提高。另外，直线电机应用在数控机床驱动已经商品化，采用直线伺服电机的高速加工中心，已成为各大机床制造商竞相研究和开发的关键技术和产品，作为高速加工中心的新一代直接驱动伺服执行元件，直线伺服电机技术在国内也已进入工业化应用阶段，直线电机也在各行各业应用广泛。

2.电线电机的研究

直线电机直接驱动系统是近些年发展起来的一种新型进给传动方式, 在各类高速、精密加工设备上具有广泛的应用前景目前，在国内直线电机驱动系统的研究和应用正处于发展起伏阶段，原因是在推广应用和研究的不够突破。但它具有广泛的应用和发展前景。一些高等院校和科研院所，国内浙江大学、西安交通大学、一些重要的电机研究所等都在开展直线电机及其相关基础技术的研究。由于直线电机在工业生产中应用频繁，企业对直线电机研究发展的热情和积极性也很长。高速化、精密化和模块化是现代制造技术的发展方向。直线电机具有高动态性，高密度和基本维护成本低等优点，在相对制造技术和驱动技术成熟的情况下，目前直线电机的发展和研究方向也有很多，如研究开发新工艺、新技术和提高直线电机的技术性能，向高速、高精度方向发展等。再通过后续不断提高直线电机的控制精度和研究开发相应的性能测试系统。具体有利用计算机提高直线电机的控制精度——直线电机的运动需要控制起动、加速、定速运动及停止等参数行为，为减小直线电机控制电路的体积并提高电机的性能，今后将广泛采用计算机作控制元件。也要依据新原理，研制新型直线电机——为了扩大直线电机的应用领域，随着新材料新技术理论的发展，人们将根据新的原理开发专用直线电机。如用复合弹性材料 CFRP 的新型超声直线电机，利用压电振子PZT激励CFRP 产生倾斜振动，通过导轨表面的反作用力推动电机移动，结构简单、易于制造。随着直线电机技术和现代控制技术的不断发展。作为直线电机的一种特殊类型—直线振荡电机——利用库仑力的直线电机零件少、结构简单，电场由电压产生，电压的开关特性比电流好，可应用在需精密定位的设备上等特点，研究者都在力求开发出更好的直线振荡电机，而薄膜直线电机就是库仑力利用的一个典型。还有直线电机的外形，正向轻量化、微型化方向发展，并与机械装置形成一体，向机电一体化方向发展。日趋成熟的直线电机控制技术 随着控制技术的不断发展, 直线电机的控制技术也日趋成熟。目前, 国内在直线电机控制系统的理论研究方面也已经超过了对电机本体设计的研究, 理论成果很多, 但应用成果很少。在不同的阶段, 针对不同的直线电机, 要有适合于不同的直线电机的不同控制方法。具体有 、第一直线感应电机的控制仍然以矢量控制为主。 直线感应电动机通常是调速的控制和要求精度 不高的伺服控制, 目前虽然有许多直线感应电动机的 控制方法, 但应用最多的仍然是成熟的矢量控制。 第二永磁直线电机向直接推力控制技术方向发展。目前, 永磁直线电机直接推力控制的研品较多, 而应用中的永磁直线电机仍有不少采用矢量控制, 这里有一些技术问题尚需完善, 但永磁直 线电机总会向直接推力控制技术方向发展。第三无位置传感器技术正在得到人们的重视。第四现代控制和现代智能控制理论用于永磁直线电机控制也正成为研究热点。随着直流电机软硬件的不断创新发展，伴随科技发展对制造业的更高要求，直线电机直接驱动模式必将替代传统驱动模式，在社会生活各个领域将得到广泛的应用，并在制造业中的会发挥越来越重要作用。

二、^范文提纲

一、直线电机原理

（一）直线电机概述

1 .直线电机的发展历史

2. .对直线电机的工作原理阐述

（二）直线电机的分类

1.按照工作原理进行分类

2.按照功能的分类

（三）直线电机的优缺点

1.对电机的优缺点进行分析

2.直线电机优点的发挥应用

 二、直线电机的应用

（一）直线电机在生活中的应用

（二）直线电机在工业中的应用

    1.直线电机的自动化控制原理

    2.直线电机工业中应用方向

（三）直线电机应用实例

    1.直线电机在物流行业的应用

    2.直线电机在机床进给系统中的应用

三、直线电机的发展与研究

（一）直线电机的发展方向

（二）对直线电机的研究

三、参考文献

著作：

[1]叶云岳等编著.[直线电机技术手册].浙江大学，机械工业出版社.2003年8月

[2]叶云岳编著.[直线电机原理与应用].浙江大学，机械工业出版社.2003年2月

[3]胡珍珍;直线电机的电磁设计与控制策略研究;电子科技大学;2011年

[4]李丽娜 戴怡 孙宏昌，直线电机的应用领域 科学信息 天津职业交通学院  2008年15期

[5]

陆启建;直线电机直接驱动技术;机械与电子;2001年04期

[6] 王会永编著，[ 电机与控制应用 ]  工业出版社  2007年

[7] 王伟进 微电机 浙江大学   2004年第一期

[8] 叶云岳． 现代驱动技术综述l ．电机技术， 2005

[9] 焦留成, 汪旭东, 袁世鹰. 直线电动机的优化. 中国电机工程学报, 1999.

[10] 郭庆鼎等. 直线交流伺服系统的精密控制技术. 北京: 机械工业出版社, 2000.