發熱問題

任何馬達皆有發熱問題伴隨，在設計階段就要考慮這個問題，發熱主要來自加減速度，如果加減速度所需的電流都維持在馬達及驅動器的連續電流之下，則不會有嚴重的發熱問題。

如果在加減速的過程中，有短暫的大電流的需求，則要在作運動規劃的階段就考慮等效推力，視實際需求，加入暫停運動的時間。

另外如果馬達持續推擠工作物的電流大于上述的連續電流，也要注意過熱問題。

一般而言，直線電機的構造有利于散熱，而LM系列電機的線圈比較沒有足夠的散熱空間，所以在設計運動系統時，要考慮馬達結構的散熱特性。

16.直線電機在控制上與旋轉型的AC伺服馬達有什么不同？

基本上控制的方式大同小異，例如采用脈波控制的話，運動控制卡依然是發送脈波到驅動器去，此外如果是速度模式或電流模式(或稱轉矩或力量模式)也一樣由運 動控制器送出電壓到驅動器。不同的是，控制線性馬達時，不須再有繁復的轉換計算，減速比等計算，只要直接以運動方向的距離來思考，計算即可，設定也是直接 用運動方向的加速度及速度即可。

17.速度穩定性如何？

通常會要求速度穩定性的應用會以速度波動范圍來衡量好壞，這個性能主要依存于電機本身的特性，例如頓力，還有滑軌以及纜線還有跑線槽的特性。MLFB系列的馬達特別適合于這樣的需求。一般速度波動為5‰。

18.速度快多快？ 慢多慢？

高速運動除了受行程的影響之外，負載、電機推力所造成的加減速都是關鍵。實際上以測試過的經驗來講，選擇好點的導軌與拖鏈快跑到6m/s沒有問題。但如果速度再提高必須考慮滑軌，跑線槽等外圍的搭配。

低速運動基本上并沒有特殊限制，只要運動控制器可以支持，基本上每秒要跑數個微米都應該沒有問題。

該系統采用在PC機的擴展槽中插入運動控制卡的方案組成，系統由PC機、運動控制卡、伺服驅動器、直線電機、數控工作臺等部分組成。數控工作臺由直線電機驅動，伺服控制和機床邏輯控制均由運動控制器完成，運動控制器可編程，以運動子程序的方式解釋執行數控程序（G代碼等，支持用戶擴展）。運動控制卡型號為PCI-8132。當今的工業控制技術中PCI總線漸漸地取代了ISA總線，成為主流總線形式，它有很多優點，如即插即用(Plug and Play)、中斷共享等。PCI總線具有嚴格的標準和規范，這就保證了它具有良好的兼容性，可靠性高；傳送數據速率高（132Mbps）或(264Mbps); PCI總線與CPU無關，與時鐘頻率無關，適用于各種平臺，支持多處理器和并行工作；PCI總線還具有良好的擴展性，通過PCI_PCI橋路，可進行多級擴展。PCI總線為用戶提供了方便，是目前PC機上通用的一種總線。PCI-8132是具有PCI接口的2軸運動控制卡。它能產生高頻脈沖驅動步進電機和伺服電機，控制2個軸的電機運動，實現直線和圓弧插補。在數控加工中，提供位置反饋。

系統軟件在WINDOWS平臺上開發。該軟件采用模塊化程序設計，由用戶輸入輸出界面、預處理模塊等組成。用戶輸入輸出界面實現用戶的輸入、系統的輸出。用戶輸入的主要功能是讓用戶輸入數控代碼，發出控制命令，進行系統的參數配置，生成數控機床零件加工程序（G代碼指令）。預處理模塊讀取G代碼指令后，通過編譯生成能夠讓PCI－8132運動控制卡運行的程序，從而驅動直線電機，完成直線或圓弧插補。

伺服電機(servo motor )是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，是一種補助馬達間接變速裝置；伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象，閉環控制。 直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置；它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開,并展成平面而成，由定子演變而來的一側稱為初級,由轉子演變而來的一側稱為次級； 在實際應用時，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內初級與次級之間的耦合保持不變；直線電機可以是短初級長次級,也可以是長初級短次級，考慮到制造成本、運行費用,目前一般均采用短初級長次級。直線電機結構緊湊、功率損耗小、快移速度高、加速度高、高速度(直線電機通過直接驅動負載的方式，可以實現從高速到低速等不同范圍的高精度位置定位控制；運用于地鐵的自動門伺服電機在低速時易出現低頻振動現象，振動頻率與負載情況和驅動器性能有關；一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由伺服電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當伺服電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上采用細分技術等。目前用于電腦繡花機的伺服電機多數為五相混合式伺服電機，目的是通過采用高相數的步進電機來減小步矩角和提高控制精度；但是采用該種方式獲得的性能上的提高是有限的，而且成本也相對較高，采用細分驅動技術可以大大改善伺服電機的運行品質，減少轉矩波動，抑制振蕩，降低噪音，提高步矩分辨率。其實直線電機也是伺服電機的一種。

滾珠絲杠是工具機和精密機械上常使用的傳動元件,其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反復作用力，同時兼具高精度、可逆性和的特點。滾珠絲杠發展至今，已經廣泛應用到各產業機械的定位精度控制上如精密機床、產業機械、電子機械、輸送機械等。

直線電機又稱為線性馬達，是各個領域之中的制造企業常用的一種機械設備.將其安裝在生產設備上就能夠為企業的生產線提供高速的自動線性運動，從而可以有效提高企業的產能。

直線電機的特點在于直接產生直線運動，而滾動絲杠，旋轉電動機間接產生直線運動。

我們就兩者的主要特性做一些比較：

1、速度

在速度方面直線電機具有相當大的優勢。直線電機的速度為420m/min；加速度為10g。滾珠絲杠的速度為120 m/min；加速度為1.5g。從速度和加速度的對比上直線電機具有相當大的優勢，而且直線電機在成功解決發熱問題后速度還會進一步提高，而“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”在速度上卻受到了較多限制很難再有所提高。從動態響應來講直線電機因運動慣量和間隙以及機構復雜性等問題而占有優勢。

在速度控制方面，直線電機響應更快，調速范圍更寬，達1:10000，可以在啟動瞬間達到高轉速，而且在高速運行時能迅速停止。

2、精度

精度方面直線電機因傳動機構簡單減少了插補滯后的問題，定位精度、重現精度通過位置檢測反饋控制都會較“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”高，且容易實現。

直線電機定位精度可達0.1μm。“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”的精度為2~5μm，

3、能耗

“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”屬于節能增力型傳動部件。在提供相同轉矩時，直線電機消耗的能源約比“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”多一倍以上。而且直線電機的可靠性受控制系統穩定性的影響，且對周邊環境有較大影響，因此必須采取有效的隔磁和防護措施以隔斷磁場對滾動導軌的影響和對銑屑磁塵的吸附。