直線同步電機(jī)除了產(chǎn)生平行于運(yùn)動方向的推力之外，還會在動子與定子之間產(chǎn)生一個垂直于進(jìn)給運(yùn)動方向的法向磁吸力，其數(shù)值為推力的10倍左右。因為電機(jī)的定子是由體組成的，所以無論電機(jī)動子中是否通電，法向磁吸力都存在。單邊型直線同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生的法向磁吸力使承受垂向力的直線導(dǎo)軌產(chǎn)生較大的變形，影響了數(shù)控機(jī)床的加工精度。法向磁吸力還增大了直線導(dǎo)軌和滑塊之間的壓力，進(jìn)而使兩者之間的摩擦力增加，會使推力產(chǎn)生波動，降低了數(shù)控機(jī)床的動態(tài)性能。目前主要通過采用雙變型結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法來解決法向磁吸力引起的問題。

      針對此問題，可將直線同步電機(jī)的動子、定子與機(jī)床直線導(dǎo)軌副結(jié)合起來設(shè)計，1為直線電機(jī)座，2為定子連接塊，3為電機(jī)定子，4為電機(jī)動子，5為動子連接塊，6為直線導(dǎo)軌，7為工作臺，8為滑塊，9為底座。

雙直線電機(jī)水平進(jìn)給平臺主視圖

雙直線電機(jī)水平進(jìn)給平臺立體結(jié)構(gòu)圖

       兩個直線同步電機(jī)分別布置在工作臺運(yùn)動模塊的兩側(cè)，組成A字型結(jié)構(gòu)水平進(jìn)給平臺。利用動子與定子之間的法向磁吸力來實現(xiàn)了兩個直線同步電機(jī)法向磁吸力水平方向的分力抵消為零，那些設(shè)備用到線性導(dǎo)軌批量，垂直方向的分力抵消了工作臺的部分重力，減小了滑塊和直線導(dǎo)軌之間的摩擦力。定子連接塊、動子連接塊橫截面的梯形設(shè)計可以在數(shù)控機(jī)床的床身、立柱等基礎(chǔ)部件不改變的情況下更好地安裝該水平進(jìn)給平臺。

       2.2電機(jī)發(fā)熱問題

       直線同步電機(jī)運(yùn)行時，由于銅損和鐵損，線圈會發(fā)熱，其溫度將會超過100℃，直線同步電機(jī)本身由于結(jié)構(gòu)簡單，其散熱效果還是比較好的。但是當(dāng)電機(jī)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床時，通常安裝在機(jī)床內(nèi)部，造成散熱困難。

某型號直線電機(jī)的表面發(fā)熱特性

       為某型號直線電機(jī)的表面的發(fā)熱特性，橫坐標(biāo)表示電機(jī)的連續(xù)額定推力的百分比，縱坐標(biāo)表示動子熱力學(xué)溫度變化?？芍幢阍谒涞臈l件下，動子表面的溫升仍有15K以上。對于直線電機(jī)負(fù)荷變化頻繁的情況，初級的發(fā)熱量變化也會較大，若機(jī)床的精度要求較高，則很難滿足要求。

      從整體的數(shù)據(jù)看來，想必大家都已經(jīng)非常清楚直線導(dǎo)軌在同步電機(jī)中的重要性了，可以說是無法替代的。如果說直線同步電機(jī)是數(shù)控機(jī)床的，那么，直線導(dǎo)軌無疑就是前者的所在了。

?計算直線導(dǎo)軌滑塊的等效負(fù)荷
計算直線導(dǎo)軌滑塊的等效負(fù)荷

直線導(dǎo)軌系統(tǒng)能承受所有方向上的正常載荷和力矩載荷（Mro、Mpo、Myo），精密線性導(dǎo)軌批量，

包括同時承受徑向、逆徑向和橫向載荷。因此應(yīng)相應(yīng)計算等效載荷。

等效載荷

Pn：垂直載荷

PnT：水平載荷

Pn：徑向載荷         Mro： 滾動方向力矩

PL：逆徑向載荷     Mpo：俯仰方向力矩

PnT：橫向載荷       Myo： 盤旋方向力矩

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