电机与拖动基础及MATLAB仿真教学课件作者陈亚爱第6章节驱动和控制微电机课件幻灯片.pptVIP

6.6其他驱动和控制微电机 Page * 6.6.5 直线电动机 在同步速v1的行波磁场作用下，次级导条中会产生感应电动势和感应电流，该感应电流和行波磁场相互作用产生电磁推力，使初级和次级之间产生相对运动，若将初级部分固定，则次级沿行波磁场方向运动。 图6-31 圆筒型结构的直线异步电动机 反之，若将次级部分固定，则初级沿行波磁场方向运动。与旋转异步电动机一样，固定部分称为定子，运动部分称为动子。为了确保相对切割，动子的运动速度v总是低于行波磁场的同步速v1，两速度之间的差异可用滑差率s表示，即 （6-26） 动子的运动速度也可表示为 （6-27） 6.6其他驱动和控制微电机 Page * 6.6.5 直线电动机 与旋转异步电动机一样，若需改变动子运动方向，只需改变电源相序，由此即可实现直线电动机的往复运动。对于扁平形直线电动机初级可采用单边型结构，也可采用双边型结构，如图6-32所示。 其中，单边型结构的直线电动机初级励磁产生行波磁场时，除了产生直线方向的电磁力外，在垂直于运动方向上会产生纵向磁拉力，适用于需悬浮要求的场合下；而双边型结构因两个初级对称放置，纵向磁拉力相互抵消，因此在垂直于运动方向不产生电磁力。 a）单边型结构 图6-32 扁平型结构的直线电动机 b）双边型结构 6.6其他驱动和控制微电机 Page * 6.6.5 直线电动机 实际应用的直线电动机，由于铁心在行波磁场运动方向上是开断的，长度也是有限的，因此，其固定的定子和运动的动子长度不等，否则会因相对运动，一旦动子离开定子，两者之间便会失去耦合，动子将停止运动。 为了在直线运动过程中始终保持初级和次级的耦合，实际直线电动机中有采用长定子和短动子结构的，也有采用长动子和短定子结构的，两者相比，长动子和短定子结构因其成本低而应用较广泛。 a）单边型结构 图6-32 扁平型结构的直线电动机 b）双边型结构 6.6其他驱动和控制微电机 Page * 6.6.5 直线电动机 如前所述，直线异步电动机基本工作原理与旋转异步电动机的相似，但由于直线电动机的铁心开断形成两个边端，存在纵向和横向边缘效应。 a）单边型结构 图6-32 扁平型结构的直线电动机 b）双边型结构 另外，为了确保运动过程中初级与次级不会相擦，直线电动机的气隙相对于旋转电动机要大得多，因此，相同条件下，直线电动机的励磁电流大、功率因数低、损耗大、效率低。 6.6其他驱动和控制微电机 Page * 6.6.6新原理微电机* 超声波电动机（简称USM）是国外日益受到重视的一种新型直接驱动电动机。 超声波电动机突破了传统的电磁式电动机的概念，与传统的电磁式电动机不同，USM没有磁极和绕组，不依靠电磁的互相作用传递能量，而是利用压电陶瓷的逆压电效应，将材料的微观变形通过共振放大和摩擦耦合转换成转子或者滑块的宏观运动，故又称压电电动机。 1．超声波电动机 与传统电磁式电动机相比，USM具有功率密度大、无电磁干扰、低速大转矩、响应快、无噪声和无输入自锁等优越特性。 6.6其他驱动和控制微电机 Page * 6.6.6新原理微电机* 超声波电动机的主要应用场合：相机自动对焦装置；机器人的多自由度驱动；精密定位控制；物料传送；汽车专用电器等。 1．超声波电动机 USM在工业控制、汽车专用电器、超高精度测量仪器、办公设备、智能机器人等领域具有广阔的应用前景，近年来备受科技界和工业界的重视。 6.6其他驱动和控制微电机 Page * 6.6.6新原理微电机* 超微电动机的应用前景是十分广阔，特别是在人们尚未充分认识的微环境下，有待不断开创发展。采用超微电动机和其他微电子机械制成的微型机器人，可进入人体内部探查病灶，实施手术；超微电动机可与集成电路制成的各种专门器件，在光通信、航天、航空、计算机等领域更有重大的应用价值。 2．超微电动机 所谓超微电动机是指那些形状非常小（1mm以下）、重量很轻, 并且在同一块基板上（硅或其他材料），采用微电子技术和微加工技术制造出来的机电一体化传动装置。它是传统的机械制造技术的一次革命性的飞跃。 其特点是基于半导体材料硅的微机械加工技术，用来制造尺寸从毫米到微米级范围的具有能量转换功能的器件。 本章小结 微电机按其功能分为三大类：控制