高速直线运动的直线电机，速度方面会有限制吗？

文章来源：东莞希思克传动科技有限公司    发布日期：2021-12-31    浏览：649次

总体来讲，速度受供电电压、导轨、反馈元件分辨率和采样速率、电机参数的限制，电机本体不是瓶颈。

速度方面，基于直驱结构特点的直线电机具有相当大的优势，速度一般可达300m/min（以永磁同步直线电机为例，感应直线电机更高），加速度达到20g，能满足绝大多数应用场合。那么，直线电机高速限制与几个因素有关（假设电机参数已定）：

(1)供电电压，直线电机一般作为电动机使用，其反电势会抵消母线电压，进而限制速度，提高电压可以提高电机的速度上限；

(2)铁心材料，

同步转速等于二倍的极距和频率乘积，当极距一定，高速意味着更高的电流激励频率，而高的频率带来更多的铁损，增加发热，而一般使用的硅钢片在设计时限制在一定频率使用范围；(3)其他系统组件，比如导轨允许运行的最大加速度一般小于5g、光栅尺以1um分辨率运行的速度一般低于5m/s。在高速应用系统中，要充分考虑各个组件的特点。

因此，直线电机针对不同的应用要进行不同的设计，主要有以下几个因素（假设电压一定）：1、合理的极距设计，满足最大速度时低于一定频率的要求，限制铁损发热；

2、合理的绕组设计，根据速度要求设计电机力常数（对应反电势常数）、电阻、电感，以满足最高速度时的供电电压需求；

3、加强冷却，直线电机在改善发热后速度还可以进一步提高。

因此，理论上讲，如果没有空间、电压和其它性能参数的限制，单纯对速度要求而言，电机本体设计不是瓶颈；但实际应用中，需求是复杂的，需要综合考虑；直线电机在高速应用中，不仅要考虑电机本身的耐受能力，还要综合电机的外围因素。但不论如何，直线电机的高运动性能仍是其明显优势之一。

总体来讲，速度受供电电压、导轨、反馈元件分辨率和采样速率、电机参数的限制，电机本体不是瓶颈。

速度方面，基于直驱结构特点的直线电机具有相当大的优势，速度一般可达300m/min（以永磁同步直线电机为例，感应直线电机更高），加速度达到20g，能满足绝大多数应用场合。那么，直线电机高速限制与几个因素有关（假设电机参数已定）：

(1)供电电压，直线电机一般作为电动机使用，其反电势会抵消母线电压，进而限制速度，提高电压可以提高电机的速度上限；

(2)铁心材料，

同步转速等于二倍的极距和频率乘积，当极距一定，高速意味着更高的电流激励频率，而高的频率带来更多的铁损，增加发热，而一般使用的硅钢片在设计时限制在一定频率使用范围；(3)其他系统组件，比如导轨允许运行的最大加速度一般小于5g、光栅尺以1um分辨率运行的速度一般低于5m/s。在高速应用系统中，要充分考虑各个组件的特点。

因此，直线电机针对不同的应用要进行不同的设计，主要有以下几个因素（假设电压一定）：1、合理的极距设计，满足最大速度时低于一定频率的要求，限制铁损发热；

2、合理的绕组设计，根据速度要求设计电机力常数（对应反电势常数）、电阻、电感，以满足最高速度时的供电电压需求；

3、加强冷却，直线电机在改善发热后速度还可以进一步提高。

因此，理论上讲，如果没有空间、电压和其它性能参数的限制，单纯对速度要求而言，电机本体设计不是瓶颈；但实际应用中，需求是复杂的，需要综合考虑；直线电机在高速应用中，不仅要考虑电机本身的耐受能力，还要综合电机的外围因素。但不论如何，直线电机的高运动性能仍是其明显优势之一。

相关文章阅读推荐：高创控制器在高精密龙门结构直线电机平台的应用方案