直线电机的改进设计方案分析

直线步进电机，或称线性步进电机，是由磁性转子铁芯通过与由定子产生的脉冲电磁

场相互作用而产生转动，直线步进电机在电机内部把旋转运动转化为线性运动。应用领域：
直线步进电机被广泛应用于包括制造、精密校准、精密流体测量、精确位置移动等诸多高精度
要求领域。
 
　　供应日本山社品牌混合式直线步进电机产品的深圳市美莱克科技有限公司的技术工程
师针对直线电机进给系统分析有以下几种改进设计方案：
 
　　一、附加制冷机实现恒温电机控制
 
　　从直线电机发热过程的分析可知，由电机产生的热量一方面制约着其允许的电参数
（如电流）强度，也就制约了该电机驱动推力的大小。另一方面也将严重引起机床导轨热变
形。为从根本上解决该问题，可以在直线电机与机床导轨间增加一恒温控制装置。其方法是
在直线电机与机床导轨内嵌入氟里昂制冷机的蒸发管（当然也可以用半导体制冷元件或其
它制冷元件），利用蒸发管的热传导进行降温。并通过温度反馈以实现恒温（

15～30

℃）

控制。
 
　　二、无刷直流直线电机
 
　　由于机床进给用的直线电机驱动系统，必定要采用直线位置检测反馈来实现全闭环控
制。因此，利用其位移检测信号与所设计的电机极距进行比较，以此来控制改变电枢绕组的
电流方向。这样即省去了电刷换向机构，又避免了电刷换向带来的弊病，增加了其稳定性和
可靠性。
 
　　三、速度、位移反馈及位置测量误差定点软件补偿
 
　　为获得直线电机较好的调速特性，需采用测速负反馈控制。对此，既可在直线电机内另
增加一组测速发电绕组进行反馈；但也可直接利用位移测量信号，对其进行微分后作为速
度信号来反馈控制。
 
　　关于直线位置检测元件的选择。考虑激光器件成本较高，而感应同步器、磁栅又都是利
用电磁感应原理检测的，为防止直线电机自身的电磁场对其干扰，应选择利用光电转换原
理工作的光栅较合理。
 
　　为进一步提高位置检测的分辨率和精度，基于现有的光栅检测元件由于制造工艺等原
因，在未能提高光栅玻璃直尺刻线密度的情况下，可以通过电子线路进一步细分来提高分