直線(xiàn)電機是指一種利用電磁作用原理，將電能直接轉換成直線(xiàn)運動(dòng)動(dòng)能的驅動(dòng)裝置，它是一種能實(shí)現往復直線(xiàn)運動(dòng)的電動(dòng)機。

直線(xiàn)電機無(wú)論是從結構上還是工作原理上看，都是從旋轉電機而來(lái)的。首先從結構上來(lái)講，可以認為直線(xiàn)電機是將旋轉電機沿其軸向剖開(kāi)，然后將其定子和轉子展開(kāi)。

直線(xiàn)電機的結構

直線(xiàn)步進(jìn)電機的內部機械結構可以看作是將一臺旋轉式電機沿徑向面進(jìn)行剖開(kāi)，并將電機的圓周展開(kāi)成直線(xiàn)而形成的。其中其內部的定子就相當于其直線(xiàn)電機當中的初級，其內部的轉子相當于直線(xiàn)電機當中的次級，當向直線(xiàn)電機初級進(jìn)行通入電流后，即就會(huì )在初次級之間的氣隙當中產(chǎn)生行波的磁場(chǎng)，直線(xiàn)電機在行波磁場(chǎng)與次級的永磁體的相互作用下即就產(chǎn)生了驅動(dòng)力，從而實(shí)現了連接直線(xiàn)電機的運動(dòng)部件進(jìn)行直線(xiàn)運動(dòng)的目的。

直線(xiàn)電機工作原理

直 線(xiàn)電機是一種將電能直接轉換成直線(xiàn)運動(dòng)機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動(dòng)裝置。它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開(kāi)，并展成平面而成。由定子演變而 來(lái)的一側稱(chēng)為初級，由轉子演變而來(lái)的一側稱(chēng)為次級。在實(shí)際應用時(shí)，將初級和次級制造成不同的長(cháng)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(xiàn)電機可以是短初級長(cháng)次級，也可以是長(cháng)初級短次級?？紤]到制造成本、運行費用，目前一般均采用短初級長(cháng)次級。

直線(xiàn)電動(dòng)機的工作原 理與旋轉電動(dòng)機相似。以直線(xiàn)感應電動(dòng)機為例：當初級繞組通入交流電源時(shí)，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場(chǎng)，次級在行波磁場(chǎng)切割下，將感應出電動(dòng)勢并產(chǎn)生電流，該電 流與氣隙中的磁場(chǎng)相作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力作用下做直線(xiàn)運動(dòng);反之，則初級做直線(xiàn)運動(dòng)。直線(xiàn)電機的驅動(dòng)控制技術(shù)一個(gè)直線(xiàn)電機應用 系統不僅要有性能良好的直線(xiàn)電機，還必須具有能在安全可靠的條件下實(shí)現技術(shù)與經(jīng)濟要求的控制系統。

直線(xiàn)電機的優(yōu)點(diǎn)：

1.沒(méi)有機械接觸，驅動(dòng)力在氣隙中產(chǎn)生，除了線(xiàn)性電機導軌沒(méi)有任何其他摩擦

2.結構簡(jiǎn)單，體積小，通過(guò)使用最少數量的元件來(lái)實(shí)現我們的線(xiàn)性驅動(dòng)，而這只是一個(gè)移動(dòng)部件

3.理論上的運行不受任何限制，其性能不會(huì )受其行程大小變化的影響

它的操作可以提供多種速度操作，覆蓋幾微米到幾米每秒，特別是高速是其突出的優(yōu)勢之一

5.加速度，高達10克

6.運動(dòng)穩定，因為除了支撐直線(xiàn)導軌或浮動(dòng)軸承外，沒(méi)有其他機械連接或轉換裝置

7.由于消除了影響精度的中間環(huán)節，精度和可重復性很高。系統的精度取決于位置傳感元件，具有高達亞微米的合適反饋裝置

8.易于維護，由于零件較小，與機芯無(wú)機械接觸，從而大大減少了零件的磨損，維護很少或根本沒(méi)有，使用壽命更長(cháng)。直線(xiàn)電機與“旋轉電機，滾珠絲杠”傳動(dòng)性能對比表性能旋轉電機+滾珠絲杠直線(xiàn)電機。

直線(xiàn)電機的缺點(diǎn)：

1.直線(xiàn)電機功耗，特別是在高負荷，高加速度的運動(dòng)中，機器的瞬時(shí)電流對電廠(chǎng)的供電系統帶來(lái)沉重的負荷;

2是高振動(dòng)，直線(xiàn)電機的動(dòng)態(tài)剛度極低，不能起緩沖阻尼作用，高速運動(dòng)容易導致機器其他部位共振;

3是大熱量，固定在工作臺底部的直線(xiàn)電機是高發(fā)熱元件，安裝位置不利于自然冷卻，對機器溫度控制造成很大挑戰;

4不自鎖，為了確保安全運行，線(xiàn)性電機驅動(dòng)的運動(dòng)軸，尤其是垂直運動(dòng)軸，必須增加額外的鎖定機構，以增加機器的復雜性。

隨著(zhù)高速加工技術(shù)的快速發(fā)展，對傳動(dòng)與控制系統的要求也越來(lái)越高，因此正在加大對直線(xiàn)電機驅動(dòng)技術(shù)的研究力度?，F在已經(jīng)克服了線(xiàn)性電動(dòng)機的許多缺點(diǎn)，線(xiàn)性電動(dòng)機的動(dòng)力性能更加顯著(zhù)。線(xiàn)性驅動(dòng)技術(shù)的研究不僅是技術(shù)向更高，更快發(fā)展的趨勢，也是為了更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，帶來(lái)更大的經(jīng)濟效益，成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。