[实用新型]双直线同步电动机驱动的精密重型机床磁悬浮运动平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种运动平台，特别是涉及一种用于精密重型数控机床的无摩擦、直接进给的双直线同步电动机驱动的磁悬浮运动平台，属于数控技术领域。

背景技术

精密重型数控机床运动平台在加工过程中产生的摩擦阻力，特别是在低速时的非线性摩擦不可避免地影响运动平台的精度，导致运动平台产生爬行以及造成反向死区。摩擦是引起精密重型数控机床热变形的原因之一，是影响加工精度的重要因素。摩擦也是引起磨损、产生噪音的因素，需要良好的润滑来提高机床寿命。因此，减小或消除摩擦已成为制约精密重型数控机床运动平台性能的技术瓶颈。

现有的精密重型数控机床磁悬浮运动平台利用直线电动机作为驱动元件，附加多点支撑的电磁铁进行悬浮，装置复杂，特别是缺乏运动平台直接自动悬浮的能力，限制了磁悬浮运动平台的使用和推广。

同时，平板式直线电动机通常是轴向短而纵向长的结构，对于精密重型数控机床较重的负载不可避免的产生轴向以及纵向倾斜，严重影响磁悬浮平台运行的稳定性和可靠性。

发明内容

发明目的：本实用新型提供一种双直线同步电动机驱动的精密重型机床磁悬浮运动平台，其目的是解决精密重型数控机床磁悬浮运动平台对于较重的负载产生的轴向和纵向倾斜，以及平台在加工过程中的摩擦问题。克服以往的精密重型数控机床磁悬浮平台结构复杂、稳定性和可靠性差的技术问题。

技术方案：本实用新型是通过以下技术方案实现的：

双直线同步电动机驱动的精密重型机床磁悬浮运动平台，其特征在于：所述平台包括运动平台和两个长定子直线同步电动机及其控制系统；长定子直线同步电动机包括定子铁心和使用时与定子铁心做相对移动的动子铁心；运动平台安装在动子铁心上；在定子铁心内设置有能使动子铁心在定子铁心下悬浮的励磁绕组；在动子铁心内设置有能推动动子铁心相对于定子铁心移动的推力绕组；在运动平台上设置有电涡流传感器；基座穿过运动平台和动子铁心；在基座上设置有长光栅传感器和辅助导轨；励磁绕组和电涡流传感器连接至励磁绕组的磁悬浮控制系统；推力绕组和长光栅传感器连接至运动平台控制系统；定子铁心固定安装在基座的下方；

另一个长定子直线同步电动机及其控制系统的结构与上述结构相同。

所述磁悬浮控制系统包括直流PWM变换器、比例调节器P和电流比例积分调节器PI；电涡流传感器连接至比例调节器P，比例调节器P连接至电流比例积分调节器PI，电流比例积分调节器PI连接至直流PWM变换器，直流PWM变换器连接至励磁绕组；所述运动平台控制系统包括SPWM变换器、位置比例调节器P、速度PI调节器、电流PI调节器和可以产生推力的逆变器；长光栅传感器连接至位置比例调节器P，位置比例调节器P连接至速度PI调节器，速度PI调节器连接至电流PI调节器，电流PI调节器经过坐标变换连接至SPWM变换器，SPWM变换器连接至可以产生推力的逆变器，可以产生推力电流的逆变器与推力绕组连接。

磁悬浮运动平台直线同步电动机的磁极既是励磁磁极，同时也是悬浮磁极。

两个直线同步电动机的励磁绕组固定安装在基座下方的定子铁心中，推力绕组安装在动子铁心中随运动平台一起运动。

优点及效果：本实用新型提供一种双直线同步电动机驱动的精密重型机床磁悬浮运动平台。包括运动平台和两个长定子直线同步电动机,所述的长定子直线同步电动机主要包括定子铁心和可以与定子铁心做相对运动的动子铁心，其特征在于：所述运动平台与动子铁心固定连接；在所述定子铁心内设置有励磁绕组，在所述动子铁心内设置有推力绕组；在所述运动平台上设置有电涡流传感器；在所述基座上设置有长光栅传感器；所述励磁绕组和电涡流传感器连接至磁悬浮控制系统；所述推力绕组和长光栅传感器连接至平台的运动控制系统。