（毕设全套）交流永磁直线电机及其伺服控制系统的设计（含CAD图纸）

在要求高精度微进给的场合，要求考虑更多的摄动和扰动等不确定因素对进给运动的影响。

．效率低由于结构上的限制，直线电机的气隙通常比旋转电机大，加上端部效应等造成的额外损耗，效率和功率因数均比旋转电机要低。

．成本高直线电机的设计制造材料防护和控制系统等成本均较高，随着技术的成熟和应用越来越广泛，直线电机的成本也将越来越低。

.直线电机发展历史及其伺服控制系统的研究综述国内外直线电机历史现状及发展年英国人发明了世界上第台直线电机，但这个直线电机由于气隙过大而导致效率很低，未获成功。

在随后的个世纪里，直线电机由于效率低开发成本高而被长期搁置，处于停滞状态。

到了二十世纪中叶，控制电子材料等技术的发展，为直线电机的开发提供了理论和技术上的支持，直线电机开始进入新的发展阶段。

二十世纪七十年代以后，直线电机应用的领域更加广泛，如自动绘图仪液态金属泵电磁锤轻工机械家电空气压缩机半导体生产等。

在这个时期，直线电机的应用逐步渗透到机械制造业，最先用在生产线上运送物料，后来应用到机床上，如高频响小行程直线电机被用来推动车床横向刀架，实现非圆截面零件的车削加工。

年代以后，随着高速加工概念的提出，直线电机开始作为进给系统出现在加工中心中。

由于直接驱动进给系统具有传统进给系统无法比拟的优势和潜力，再次成为各国制造业关注的焦点，直线电机作为种机电系统，将精度要求很高而又笨重的机械部件“转嫁”于复杂的电气控制系统，这思路符合现代机电技术的发展趋势。

目前国际市场的直线电机产品种类繁多，各有特色，美国的公司是世界上最著名的直线电机生产商，该公司在年就推出了无刷直流直线电机，并获得美国专利，他以永磁式直线电机为主，形成了不同结构不同功率的系列产品图.，广泛应用于各种领域。

年代中后期，致力于研制以直线电机为驱动的机床进给系统，成为这领域的先驱者之。

公司也推出了等大中型推力永磁直线同步电机图.，适合于加工中心进给系统的驱动。

此外，公司和德国的公司也推出了永磁直线电机，并进军制造业精密运动领域。

目前，国内直线电机的发展还处于实验室开发阶段，主要研究力量是大学和科研院所。

将直线电机作为机床或加工中心进给系统研究的主要有广东工业大学沈阳工业大学和清华大学等几所大学。

广东工业大学成立了“超高速加工与机床研究室”，主要研究和开发“超高速电主轴”和“直线电机高速进给单元”。

他们研究的是直线感应电机，开发了型直线电机高速数控进给单元，额定进给力为，最高进给速度，定位精度.，行程为。

沈阳工业大学开始对永磁直线同步电机进行研究，并制造了推力为的样机。

除了样机的研制外，他们研究的另重点是直线电机的控制算法及伺服系统。

清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所针对高速加工中心进给系统的长行程高推力永磁直线同步电机进行了研究，现在已经设计出第二代样机，设计额定推力为。

本课题研究的是用于该直线电机的全数字交流伺服控制系统，争取开发出具有自主知识产权的应用于高速机床进给系统的永磁直线同步电机伺服控制系统。

目前直线电机直接驱动技术的发展呈现以下趋势．部件模块化包括初级次级控制器反馈元件导轨等部件模块化，用户可以根据需要如推力行程精度价格等自由组合．性能系列化由于直接驱动，不像旋转电机那样可以通过减速器的减速比丝杠螺距等环节调节性能，单性能的直线电机应用范围比较窄，因此性能的系列化更丰富．结构多样化直线电机般直接和被驱动部件连接，为适应不同的安装要求结构必须多样化．控制数字化直线电机的控制是直接驱动技术的个难点，全数字控制技术是解决这难点的有效方案。

世界上第台在展览会上展出的直线电机驱动工作台的高速加工中心是德国公司于年在德国汉诺威欧洲机床展览会上展出的型加工中心，采用的是德国公司开发的感应式直线电机，各轴的移动速度高达，加速度可达。

和公司在年代中期的合作最初实现了直线电机在机床上的应用。

公司希望机床既高速高精度，又高柔性。

合作的结果是公司推出了“高速模块”，结构如图.所示。

其三轴都安装了公司的永磁式直线电机，获得很好的性能。

国内些公司和研究所也开始涉足机床的高速化工作。

在第八届展览会上，北京机电院高技术股份公司推出了我国第台采用直线电机驱动的加工中心立式加工中心，该机床采用了公司的型直线电机和数控系统，轴进给速度可达，加速度可达，主轴最高速。

据有关预测十五年后，将有的数控机床的所有轴都安装直线电机。

除了切削加工机床外，各种机械加工机床如激光切割等