交流感应电机由一个笼状转子和一个带三个无刷绕组的定子组成。交流感应电机的控制方法可以分为四大类，即恒压/频率，无传感器矢量，磁场定向和直接控制方法[10,113]。

图22.具有应用和特性的普通进给驱动电机。ISW。

5.3.线性驱动器

直线电机[83]可以看作是一个旋转电机，它已经被切割到轴上，展开并伸长。直线电机驱动的直接驱动具有较高的机械刚度，低惯量和零间隙。线性电机的主要部分与永磁同步电机的定子类似。次要部分由永久磁铁组成。在主导轨（有铁）和辅助部件（有磁铁）之间有很大的吸引力（大约是驱动力的三倍），必须由导轨支撑。这导致位置依赖性扰动或齿槽力。由于电磁干扰导致电动机常量的周期性变化，这取决于瞬时电动机的力量，因此会产生力纹波。当辅助部件被设计成两侧带有磁铁的梳子时，铁芯和吸引力可以省略。无铁芯线性直接驱动器具有低得多的电气时间常数和高带宽。对于次级部件中的永磁体被禁止或在行程较长的情况下成本过高的应用，有新的带永磁无辅助部件的直线驱动器（例如西门子1FN6驱动器系列）。基本原理是一个同步直线电机，其中磁体被集成到初级部件中，并且每个相都具有绕组。

5.4.混合饲料驱动的概念

在一些应用中使用两个驱动器的组合，即防止门架桥的倾斜。由此产生的力矢量可以放置在双重驱动的重心位置。同时提供相同的参考位置命令可能会扭曲机械连接的驱动器。使用主从设置比较常见，该设置比较扭矩值并反馈给每个驱动器。由于线性电机需要永磁铁才能在整个横向上运行，因此它们适用于行程较长的机器可能非常复杂且成本较高。相反，冗余轴的概念可用于长行程，如图23所示。标准滚珠丝杠传动装置用于整个横向运动，短直线直接传动装置用于提高动态性能。两个驱动器的运动都是运动学组合并受控，以将刀具定位在所需位置。

由于线性驱动器能够提供超过10g的加速度，所以台架运动反作用力引起的机床激振可能非常显着。补偿这些力的一种可能性是在相同的导向上加速第二次滑动，但是在相反的方向上[46,73]。另一个解决方案是抑制峰值力量。可以将进给驱动器刚性安装到机架上，而不是将其叠放在第二个导轨上，以避免加速力传递到机器框架上。第二个导轨向与进给驱动相反的方向移动，并吸收加速负载[13,79]。第二张桌子的动态行程受到弹簧减震系统的限制和阻尼，其反向运动被测量并包含在控制回路中。这个概念也适用于滚珠丝杠和齿条齿轮进给驱动器[61]。

图23.冗余轴的概念-测试台。

4.结论

电机，电力电子，计算机，执行器和传感器技术的最新进展一直在推动主轴和进给驱动器的速度限制不断向上。已经有超过105转/分钟的主轴，这需要进给驱动器以10104毫米/分钟的速度行进，加速度为10克。微加工应用使用空气主轴，转速高达5105rpm，这要求快速和精确的进给驱动。在满足行业的高速精确定位需求方面存在研究挑战。

减少驱动器中的摩擦力，并通过数控系统实时补偿，通过适配器避免振动，先进的轨迹生成和控制算法;线性驱动器的节能设计，齿隙的补偿，驱动器的热和几何变形需要更多的研究，以便进一步推进当前系统的速度和准确度边界。

物理样机和试验成本高昂，并且减慢了新机床概念的设计和开发。为了在虚拟环境中真实地测试设计概念，需要开发具有进给驱动的机床的计算高效，准确和可靠的数学模型。代表每个机床部件的模型的数学装配和以模块化但计算上经济的方式驱动仍然需要重大研究工作，尤其是在机床和进给驱动结构的多体动态建模中