宁波材料所成功研制磁悬浮直驱门机

时间:2012-8-31 9:22:07  来源:中国科学院


近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属先进制造技术研究所精密驱动控制技术团队在长行程重载高速直驱装备领域取得重要进展,成功研制了用于安防系统的长行程重载高速磁悬浮门机。该磁悬浮门机,总长约8.4米,有效行程约4.1米,门重约900Kg,最大运行速度1.8m/s。目前,该磁悬浮门机已稳定运行3个月以上。

在长行程重载高速装备领域,通常采用旋转电机加齿轮齿条传动或带链传动的间接驱动方式实现直线运动。这种间接驱动方式传动效率、速度、使用寿命有限,存在机械磨损和机械间隙,运行平稳性不高,启动速度较慢,需要定期维护或更换传动装置。若采用直线电机直接驱动,可以省去中间机械传动环节,使系统结构更简单,速度更快,平稳性更高,从而实现直线驱动的零传动零接触。但常规的直线电机驱动结构受制于长行程引起的加工难和安装调整难问题、以及重载高速引起的导轨高磨损问题。

精密驱动控制技术团队针对上述问题,提出了一种新型的磁悬浮直驱门机,并申报了国家发明专利。该磁悬浮门机门的底部悬空无任何支撑,直线电机及导轨安装在顶部,利用平板型直线电机的法向永磁吸力浮起900多公斤的大门从而克服门的重力,而电机产生的横向推力驱动安防门快速移动,不但解决了导轨的高磨损问题,而且提高了门的运行速度。同时,通过独特的变平面模块结构解决了加工难、安装调整难等问题。本装置使用分辨率为5微米的磁栅尺作为位置反馈信号,通过高速高精度运动控制技术,控制精度可达±0.015毫米以上。该项技术具有国内领先国际先进水平,目前国内外尚未见相关文献报道。

该团队研制的磁悬浮直驱门机可广泛应用于安防、海关、消防等领域的大型门机领域,也可用于其它各类长行程重载高速高精度自动化装备,目前已有多个单位表示了浓厚兴趣并提出了具体需求。