伺服电机

什么是直线电机

特点

1.什么是直线电机

   直线电动机（或称线性马达）（Linear motor）是电动机的一种，其原理与传统的
电动机不同，直线电机是直接把输入电力转化为线性动能，与传统的扭力及旋转动能不
同。直线电机又分为低加速及高加速两大类，当中低加速直线电机适用于磁悬浮列车及
其他地面交通工具，而高加速直线电机能把物件在短时间内加至极高速度，适用于粒子
加速器、制造武器等。

2.直线电机是如何工作的

    

下面简单介绍直线电机类型

和他们与旋转电机的不同，最
常用的直线电机类型是平板式，
U型槽式和管式。线圈的典型组
成是三相，有霍尔元件实现无刷
换相，直线电机用HALL换相的
相序和相电流。

     

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
（airgap）。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。

3.直线电机分类
    

管状直线电机 

    圆柱形动磁体直线电机的磁路与动磁执行器相似。区别在于线圈可以复制以
增加行程。典型的线圈绕组是三相组成的，使用霍尔装置实现无刷换相。推力
线圈是圆柱形的，沿磁棒上下运动。

U型直线电机
  U型槽式直线电机有两个介于金属板之间且都对着线圈动子的平行磁轨。动子由导轨系统
支撑在两磁轨中间。动子是非钢的，意味着无吸力且在磁轨和推力线圈之间无干扰力产生。
非钢线圈装配具有惯量小，允许非常高的加速度。线圈一般是三相的，无刷换相。可以用空
气冷却法冷却电机来获得性能的增强。也有采用水冷方式的。这种设计可以较好地减少磁通
泄露因为磁体面对面安装在U形导槽里。这种设计也最小化了强大的磁力吸引带来的伤害

平板直线电机
  有三种类型的平板式直线电机（均为无刷）：无槽无铁芯，无槽有铁芯和有槽有铁芯。选
择时需要根据对应用要求的理解。无槽无铁芯平板电机是一系列coils安装在一个铝板上。由
于FOCER没有铁芯，电机没有吸力和接头效应（与U形槽电机同）。该设计在一定某些应用中有
助于延长轴承寿命。动子可以从上面或侧面安装以适合大多数应用。这种电机对要求控制速度
平稳的应用是理想的。如扫描应用，但是平板磁轨设计产生的推力输出最低。通常，平板磁轨
具有高的磁通泄露。 
   无槽有铁芯：无槽有铁芯平板电机结构上和无槽无铁芯电机相似。除了铁芯安装在钢叠片
结构然后再安装到铝背板上，铁叠片结构用在指引磁场和增加推力。磁轨和动子之间产生的吸
力和电机产生的推力成正比，迭片结构导致接头力产生。
    无槽有铁芯：这种类型的直线电机，铁心线圈被放进一个钢结构里以产生铁芯线圈单元。
铁芯有效增强电机的推力输出通过聚焦线圈产生的磁场。铁芯电枢和磁轨之间强大的吸引力可
以被预先用作气浮轴承系统的预加载荷。这些力会增加轴承的磨损，磁铁的相位差可减少接头力。

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