直线电机的基本介绍

直线电机经常简单描述为旋转电机被展平，而工作原理相同。动子（forcer,rotor) 是用环氧材料把线圈压缩在一起制成的.而且，磁轨是把磁铁（通常是高能量的稀土磁铁）固定在钢上.电机的动子包括线圈绕组，霍尔元件电路板，电热调节器（温度传感器监控温度）和电子接口。在旋转电机中，动子和定子需要旋转轴承支撑动子以保证相对运动部分的气隙（air gap）。同样的，直线电机需要直线导轨来保持动子在磁轨产生的磁场中的位置。和旋转伺服电机的编码器安装在轴上反馈位置一样，直线电机需要反馈直线位置的反馈装置--直线编码器，它可以直接测量负载的位置从而提高负载的位置精度。

直线电机的优势

（1）初级绕组利用率高。在管型直线感应电机中，初级绕组是饼式的，没有端部绕组，因而绕组利用率高。

（2）无横向边缘效应。横向效应是指由于横向开断造成的边界处磁场的削弱，而圆筒型直线电机横向无开断，所以磁场沿周向均匀分布。

（3）容易克服单边磁拉力问题。径向拉力互相抵消，基本不存在单边磁拉力的问题。

（4）易于调节和控制。通过调节电压或频率，或更换次级材料，可以得到不同的速度、电磁推力，适用于低速往复运行场合。

直线电机进给驱动的主要优点

进给速度范围宽。可从1（1）m/s到20m/min以上，加工中心的快进速度已达208m/min，而传统机床快进速度<60m/min，一般为20～30m/min。

速度特性好。速度偏差可达（1）0.01%以下。

加速度大。直线电机较大加速度可达30g，加工中心的进给加速度已达3.24g，激光加工机的进给加速度已达5g，而传统机床进给加速度在1g以下，一般为0.3g。

定位精度高。采用光栅闭环控制，定位精度可达0.1～0.01（1）mm。应用前馈控制的直线电机驱动系统可减少跟踪误差200倍以上。由于运动部件的动态特性好，响应灵敏，加上插补控制的精细化，可实现纳米级控制。

行程不受限制。传统的丝杠传动受丝杠制造工艺限制，一般4～6m，更的行程需要接长丝杠，无论从制造工艺还是在性能上都不理想。而采用直线电机驱动，定子可无限加长，且制造工艺简单，已有大型高速加工中心X轴长达40m以上。

结构简单、运动平稳、噪声小，运动部件摩擦小、磨损小、使用寿命长、安全可靠。

直线电机的基本原理与结构

直线电机主要是为悬挂输送系统开发的，这种电机在系统中必须满足以下条件：

1）扁平型结构，限定体积

2）单向运行，频繁起动，运行时间秒级；

3）起动电流要小于同容量电机，冲击小、响应快；

4）结构简单成本低、重量轻；

单相直线感应电机具有多种不同结构，适用于不同场合。若要满足以上条件，需要采用结构简单的2 极电容运行电机，其主副相线圈都只有一个，由于系统运行速度不快，因此电机极距较小，限制了槽宽的大小，为了放置线圈初级铁芯需大大增加槽高，槽高/槽宽比普通电机大,称之为深槽结构。通过特深槽结构亦可提高启动力矩。本项目电机主要解决了以下几个问题：

1）采用深槽式结构与分层绕组加大启动力矩

2）运用场路结合方法完成电机设计与多面优化，达到单位体积推力大化。

3）电机整体塑封，整体性强，绝缘性好。