直线电机的分类.

直线电机技术手册直线电机是一种将电能转换为直线机械运动的电机。

它具有结构简单、体积小、可调速、低噪音、高效率等优点，被广泛应用于自动化设备、机器人、医疗器械等领域。

本技术手册将介绍直线电机的基本原理、分类、工作原理、应用以及性能参数等内容。

第一篇：直线电机的基本原理直线电机是由电力驱动产生直线运动的装置。

它主要由定子和活子构成，其中定子固定在机械结构上，活子则与定子直接相连接并作为可移动部分。

根据运动方式的不同，直线电机可分为平面直线电机和圆柱直线电机两种。

平面直线电机主要用于平面直线运动，而圆柱直线电机则用于圆柱直线运动。

第二篇：直线电机的分类直线电机根据工作方式的不同可分为直线感应电机、直线同步电机、直线步进电机等。

直线感应电机是利用电磁感应原理工作的，它通过交流电产生的感应电磁场来产生运动。

直线同步电机则是利用电磁场和永磁体之间的作用力来进行直线运动。

直线步进电机则是利用电磁铁和永磁铁之间的吸引力和排斥力来产生直线运动。

第三篇：直线电机的工作原理直线电机的工作原理与旋转电机类似，都是利用电磁感应或者磁场作用力来产生直线运动。

直线电机通过一个交流电源来产生电磁感应场或者磁场，然后利用电磁感应场或者磁场和永磁场之间的作用力来进行直线运动。

直线电机的运动速度可以通过改变电源频率或者改变磁场强度来调节。

第四篇：直线电机的应用直线电机具有结构简单、体积小、可调速、低噪音、高效率等优点，因此被广泛应用于自动化设备、机器人、医疗器械等领域。

在工业自动化领域，直线电机通常用于驱动输送带、自动检测设备、机械臂等。

在医疗器械领域，直线电机通常用于驱动高精度位置调整系统、手术机器人等。

第五篇：直线电机的性能参数直线电机的性能参数包括最大力矩、最大速度、加速度、精度等。

最大力矩是指直线电机产生的最大驱动力；最大速度是指直线电机能够达到的最大运动速度；加速度是指直线电机的加速能力；精度是指直线电机能够实现的运动精度。

直线电机的基本结构和分类
直线电机可以认为是旋转电机在结构上的一种演变，它可以看作将旋转电机在径向剖开，然后将电机沿着圆周展开成直线，形成了扁平型直线电机，见图除了扁平型直线电机的结构形式外，将扁平型直线电机沿着和直线运动相垂直的方向卷成圆柱状（或管状），就形成了管型直线电机，见图2。

由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。

此外，直线电机还有弧型和盘型结构，分别见图3。

所谓弧型结构，就是将扁平型直线电机的初级沿运动方向改成弧型，并安放于圆柱形次级的柱面外侧；盘型直线电机是将初级放在次级圆盘靠近外缘的平面上。

图1 由旋转电机演变为直线电机的过程
图2 旋转电机演变为圆筒型直线电机的过程
图3 弧型直线电机和圆盘型直线电机
直线电机按原理可分为直线直流电机、直线交流电机、直线步进电机、混合式直线电机和微特直线电机等。

在励磁方式上，直线交流电机可以分为永磁式（同步）和感应式（异步）两种。

永磁式直线电机的次级由多块永久磁钢铺设，其初级是含铁芯的三相绕组。

感应式直线电机的初级和永磁式直线电机的初级相同，而次级用自行短路的不馈电栅条来代替永磁式直线电机的永久磁钢。

永磁式直线电机在单位面积推力、效率、可控性等方面均优于感应式直线电机，但其成本高，工艺复杂，而且给机床的安装、使用和维护带来不便。

感应式直线电机在不通电时是没有磁性的，因此有利于机床的安装、使用和维护。

直线电机的分类及特点
原理
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。

它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。

应用
直线电机主要应用于三个方面：
一是应用于自动控制系统，这类应用场合比较多;
其次是作为长期连续运行的驱动电机;
三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。

分类
按结构形式分类：
根据不同的使用场合，直线电机的结构形式和分为：
平板式
U 形
圆筒式
按应用场合对性能参数的要求不同分类：
①高推力(高推力、大位移)直线电机：其典型应用行业有高速、高精数控机床、高速加工中心和并联(杆机构)机床等;其他高速、高精且需要高推力、大位移的场合，如飞行模拟器、弹射器，加速滑轨等。

②高响应(高频响、小位移)直线电机：其典型应用行业有往返频率高、位移小、推力不高的各类精密机床。

特点。

直线电机基本概念直线电机可以看作旋转电机结构上的一种演变，它可以看作将一台旋转电机沿径向剖开，然后将电机的圆周展开成直线。

直线电机可分为：交流直线感应电动机（lim），交流直线同步电动机（lsm）、直流直线电动机（ldm）、直线步进电动机（lpm）、混合式直线电动机（lhm）、微特直线电动机。

其中交流直线同步电动机又分电磁式（em）、永磁式（pm）、可变电阻（vr）、混合式（hb）、超导体（sc）；直线直流电动机分为电磁式、永磁式、无刷；直线步进电动机分为可变电阻型和永磁型。

同步直线电机原理：与直线异步电机一样，直线同步电机也是由旋转电机演变而来，其工作原理与旋转电机相同。

直线同步电动机的磁极一般由直流励磁绕组或永磁体励磁。

在定子绕组产生的气隙行波磁场和磁极磁场的共同作用下，气隙磁场对磁极移动器产生电磁推力。

在这种电磁推力的作用下，如果初级固定，次级将沿着行波磁场的移动方向直线移动。

磁极运动的速度V与行波磁场的速度V一致，V=2ft单位（M/s），t为极距。

同步直线电机与异步直线电机在性能、使用范畴上有何区别：直线异步电动机具有：成本低，相同容量的异步电动机的体积是同容量的同步电动机的6倍左右,常用变频器做速度控制，用于精度要求不是很高的场合。

直线同步电动机具有更大的驱动力，其控制性能，位置精度更好，体积小，重量轻，且具有发电制动功能。

永磁直线同步电动机可应用于各种精密加工设备上。

但是成本相对较高。

永磁体性能的提高和价格的下降，以及由永磁取代绕线式转子中的励磁绕组所带来的一系列优点:如转子无发热问题、控制系统简单、具有较高的运行效率和较高的运行速度等等。

动圈式直线电机和动磁式直线电机：永磁式直线电机可制成动磁式或动圈式。

只要永磁体产生的磁通量由通过绕组的直流电流激励，任何一种永磁直线电机都可以变为电磁（动磁）直线电机。

该动圈结构具有体积小、成本低、效率高等优点。

用于计算机硬盘驱动器的音圈电机是一种动圈式永磁直线直流电机。

直线电机基本概念直线电机可以看作旋转电机结构上的一种演变，它可以看作将一台旋转电机沿径向剖开，然后将电机的圆周展开成直线。

直线电机可分为：交流直线感应电动机（LIM），交流直线同步电动机（LSM）、直流直线电动机（LDM）、直线步进电动机（LPM）、混合式直线电动机（LHM）、微特直线电动机。

其中交流直线同步电动机又分电磁式（EM）、永磁式（PM）、可变电阻（VR）、混合式（HB）、超导体（SC）；直线直流电动机分为电磁式、永磁式、无刷；直线步进电动机分为可变电阻型和永磁型。

同步直线电动机的原理：直线同步电动机与直线异步电动机一样也是由旋转电机演化来的，其工作原理与旋转电机一样。

直线同步电动机的磁极一般有直流励磁绕组励磁，或有永磁体励磁。

在定子绕组产生的气隙行波磁场与磁极磁场的共同作用下，气隙磁场对磁极动子产生电磁推力。

在这个电磁推力的作用下，如果初级是固定不动的，那么次级就沿着行波磁场的运动方向做直线运动。

磁极运动的速度v就与行波磁场的移动速度一致,且v=2f t单位(m/s),t为极距。

同步直线电机与异步直线电机在性能、使用范畴上有何区别：直线异步电动机具有：成本低，相同容量的异步电动机的体积是同容量的同步电动机的6倍左右,常用变频器做速度控制，用于精度要求不是很高的场合。

直线同步电动机具有更大的驱动力，其控制性能，位置精度更好，体积小，重量轻，且具有发电制动功能。

永磁直线同步电动机可应用于各种精密加工设备上。

但是成本相对较高。

永磁体性能的提高和价格的下降，以及由永磁取代绕线式转子中的励磁绕组所带来的一系列优点:如转子无发热问题、控制系统简单、具有较高的运行效率和较高的运行速度等等。

动圈式直线电机与动磁式直线电机：永磁直线电动机可以做成动磁型，也可以做成动圈型。

只要使永磁体产生的磁通由绕组通入直流电励磁产生，任何一种永磁式直线电动机都可以改为电磁式（动磁）直线电动机。

动圈型结构具有体积小，成本低和效率高等优点。

直线运动的电机叫直线电机结构适这样的直线电机直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能、而不需要任何中间转换机构的驱动装置。

直线电机广泛应用于工业、民用、军事等各个领域。

直线电机按照结构可以分为平板型、U型、圆筒型等几种类型，其中圆筒型直线电机相比于其它类型的直线电机具有更高的能源效率，即同样体积的电机可以获得更大的推力。

虽然圆筒型直线电机具有一定的性能优势，但是也存在尺寸方面的限制，如在某一方向外形高度上，圆筒型直线电机要比平板型或U 型的尺寸更大，从而限制了该类型电机的应用场合。

直线电机包括：定子，定子包括定子外壳、设在定子外壳内的线圈骨架和设在线圈骨架上的线圈绕组，其中定子外壳与线圈骨架之间限定出容纳腔；动子，动子设在线圈骨架内；用于检测动子的位移的位移检测器，位移检测器设在容纳腔内；和用于对位移检测器的检测信号进行处理的位移检测电路板，位移检测电路板设在容纳腔内且与位移检测器相连。

励磁用永久磁铁上设置有扭斜角并将其配置在工作台上。

像这样，在永久磁铁上设置扭斜角的情况下，与没有设置扭斜角的情况相比，工作台在冲程方向上的尺寸变长。

其结果是存在以下问题，相对于固定基座的工作台的有效冲程长度变短。

直线电机 1 是将电枢 2 作为定子、并将励磁 3 作为可动部件的动磁铁型的直线电机。

电枢 2 具备：具有沿着励磁 3 的冲程方向 ( 行进方向 ) 排列的多个 ( 在该例子中是九个 ) 齿 4 的电枢铁心 5 ；以及卷绕在各齿 4 上的多个 ( 在该例子中是九个 ) 电枢线圈6。

卷绕在各齿 4 上的电枢线圈 6 被容纳在槽 7 中，所述槽 7 形成在各个齿 4 之间。

励磁 3 具备：磁轭 10，其沿着上述冲程方向移动自如地被未图示的直线导轨支撑；以及多个永久磁铁，其沿着上述冲程方向以NS 的极性交替不同的方式并以预定间隔、配置在磁轭 10 的与电枢 2 对置的对置面上。

在该例子中，多个永久磁铁由三个主极磁铁 11 和两个附加极磁铁12 构成，将这两个附加极磁铁 12 配置在这些主极磁铁 11 的上述冲程方向上的两端侧。

直线电机选型知识点总结一、直线电机的工作原理直线电机是一种利用电磁感应原理实现的线性运动型电机，工作原理和直流电动机相似，但是线性运动的特点使得直线电机具有更广泛的应用领域。

直线电机由定子和活动子两部分组成，通常定子是由线圈组成，而活动子则是由磁铁组成。

当通电时，定子线圈产生磁场，吸引或排斥活动子的磁铁，从而实现线性运动。

二、直线电机的分类1. 电磁直线电机：利用磁铁和电磁感应原理实现线性运动的电机，包括直线同步电机、直线步进电机等。

2. 永磁直线电机：利用永磁体和电流之间的相互作用实现线性运动的电机，包括直线同步永磁电机、直线步进永磁电机等。

3. 超导直线电机：利用超导材料的独特性质实现超导电磁体和磁场之间的相互作用，实现线性运动的电机。

三、直线电机选型的影响因素1. 负载要求：负载要求包括负载力大小、运动速度、加速度等，这些要求将影响直线电机的功率、扭矩和速度等性能参数的选取。

2. 运动模式：直线电机可以实现直线运动、往复运动、多自由度运动等不同的运动模式，根据具体的应用需求选择不同类型的直线电机。

3. 环境条件：包括工作温度、湿度、防尘防水等环境条件，好的直线电机应具有良好的耐高温、防尘防水等性能。

4. 机械结构：机械结构包括导轨、导向装置等，需要考虑直线电机与周围设备的机械匹配性，确保能够实现稳定的运动。

5. 控制系统：控制系统包括控制方式、控制精度、控制算法等，应根据具体应用场景选择合适的控制系统，确保直线电机的准确性和稳定性。

四、直线电机选型的方法1. 根据负载要求选取合适的型号：首先根据负载的大小、运动速度、加速度等要求选取合适的直线电机型号，通常可以通过查阅相关的技术手册或者咨询厂家进行选型。

2. 根据环境条件选取合适的材料和防护措施：根据具体的环境条件选取能够满足要求的材料和防护措施，例如高温工作环境可以选用耐高温材料，防水防尘环境需要选用防护等级较高的直线电机。

3. 根据机械结构进行匹配：根据直线电机与周围设备的机械匹配性进行选型，确保直线电机能够稳定运行。

直线电机选型要求准则：直线电机：①峰值推力不小于计算峰值推力；②连续推力不小于计算连续推力
1、直线电机的分类
单轴模组、龙门直线模组、XY直线模组、流水线直线电机、标机设备直线模组直线电机系统配套及选型
1、直线电机的选型要求
如何确定系统能达到最大的速度或者加速度？
选型要求准则：
直线电机：①峰值推力不小于计算峰值推力；
②连续推力不小于计算连续推力；
③计入20%裕度，电机推力要大于或等于1.2计算推力；
承载能力：①（有铁芯电机要考虑直线导轨有足够承载电磁吸力的能力）；
②精度等级
③品牌选择（HIWIN、CPC、PIM）,一般应用场景
（THK、IKO、INA），高精密应用场景
光栅方面：①光栅尺栅距；
②分辨率；
③最大允许速度=分辨率*采样频率；
④厂家选择：雷尼绍、海德汉、Microe；
驱动器方面：峰值电流大于或等于直线电机峰值电流；
连续电流大于或等于直线电机峰值电流；
母线电压Ubus=VMax Ke+IpR
2、直线电机的计算选型
1、系统运动参数的技术要求
行程：总行程、加减速行程、匀速行程；
运动时间：加速时间Ta，匀速时间Tr，减速时间Td，停歇时间Tdw、运动周期T
运动质量：有效负责、平台质量、动子质量；
运动速度：最大速度；。

一．直线电机的发展历史1845 年英国人Charles Wheastone发明了世界上第一台直线电动机，但这种直线电动机由于气隙过大而导致效率很低，未获成功。

在160多年的历史中直线电机主要经历了三个时期，分别是：1.1840～1955年为探索实验时期在这个期间直线电机从设想到试验再到部分试验，经历了一个不断探索的过程。

最早明确提出直线电机的文章是1890年美国匹兹堡市的市长写的一片文章，然而限于当时的技术条件，最终并没有获得成功。

到了1905年出现了将直线电机作为火车推进机构的设想，给当时各国的研究人员带来了极大的鼓舞，在1917年出现了第一台圆筒形直线电机，并试图用它来作为导弹的发射装置，但始终还是停留在模型阶段。

经过1930年到1940年的实验阶段，科研人员获取了大量的实验数据，从而对理论有了更深的认识。

在随后的过程中，1945年美国的西屋电气研制成功了电力牵引飞机弹射器，它以7400kw的直线电机作为动力，并且成功的进行了试验，同时使得直线电机可靠性等优点得到了重视。

在1954年英国皇家飞机制造公司成功利用双边扁平型直流直线电机制成了导弹发射装置。

但是在这个过程中，由于直线电机与旋转电机相比在成本和效率方面没有优势，并没有取得突破性的成功。

2.1956—1970年为直线电机的开发应用期1955年以后，直线电机进入了全面的开发阶段，同时该时期的控制技术和材料技术的发展，更有力的促进了直线电机的开发。

直线电机的使用设备逐渐被开发出来，例如采用直线电机的MHD泵、自动绘图仪、磁头定位驱动装置、空气压缩机等。

3. 1971年至今为直线电机的使用商品时期到目前，各类直线电机的应用得到了推广，形成了许多有实用价值的商品，直线电机开始在旋转电机无能为力的地方寻找自己的位置。

例如，直线电机应用于磁悬浮列车，液态金属的输送和搅拌，电子缝纫机和磁头定位装置，直线电机冲压机等等。

二．直线电机工作原理和分类所谓的直线电机就是利用电磁原理，将电能装换为直线运动的装置。

直线电机的原理_直线电机种类导语：说起直线电机，英文是linearservomotor。

说起来，在我们现在常见的马达，都是旋转电机。

电机的发展史，从电机的发展历史，来说电机的各类功能应用和优势。

说起直线电机，英文是linearservomotor。

说起来，在我们现在常见的马达，都是旋转电机。

电机的发展史，从电机的发展历史，来说电机的各类功能应用和优势。

1、直线电机的原理：行业内，把直线电机也叫做“直驱”，所以你如果看到直驱，那就是在描述直线电机和DD马达两种产品。

记住啊，行业内的直驱是包含DD马达的。

直线电机的原理并不复杂．你可以理解为把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就是一台直线电机。

如果同旋转的电机进行对应去理解，在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级，初级中通过交流电，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。

从电磁感应的角度来分析：上图的两种平板的直线电机，（a）一种为扁平式直线电机，（b）为双扁平式的直线电机。

我们以（b）中的情况来说明电磁力的变化，初级是上下两侧，永磁体提供完整的电磁回路。

在次级线圈中的导线恰好能够切割电磁感性线，产生安培力，根据左手定则，我们能够看到次级会向左，或者向右运动。

2、直线电机的种类：1、扁平式电机2、DD马达（直驱电机）这种直驱形式的DD 马达，可以提供较大的力矩。

3、音圈电机音圈电机在原理上面，同直线电机相同，可以简单的理解为是线圈匝数较少的直线电机。

4、直线电机的主要玩家目前中国市场更主要的直线电机玩家，并不多，主要集中在华南。

国内直驱伺服领域，驱动方面做的最好的是高创，在直线电机市场雅科贝思的市场规模最大。

目前直驱市场，主要的玩家是自身设备比较长使用企业。

例如大族激光等等。

5、直线电机主要应用的场景主要使用领域包括：激光设备，3C非标设备例如检测，贴合等等。

还包括对洁净度要求比较高的医药领域。

直线电动机的类型1.圆柱形反社版圆柱形动磁体直线电动机动子是圆柱形结构，沿固定着磁场的圆柱体运动。

这种电动机最初应用于商业场合，但是不能使用于要求节省空间的平板式和U形槽式直线电动机的场合。

圆柱形动磁体直线电动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。

这种结构不适合对磁通泄漏敏感的应用。

必须小心操作保证手指不卡在磁棒和有吸引力的侧面之间。

管状直线电动机设计的一个潜在的问题出现在，当行程增加，由于电动机是完全圆柱的而且沿着磁棒上下运动，唯一的支撑点在两端。

保证磁棒的径向偏差不至于导致磁体接触推力线圈的长度总会有限制。

2.U形槽式U形槽式直线电动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动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。

这种设计的磁轨允许组合以增加行程长度，只局限于线缆管理系统可操作的长度、编码器的长度和机械构造的大而平的结构。

3.平板有3种类型的平板式直线电动机(均为无刷):无槽无铁心、无槽有铁心和有槽有铁心。

选择时需要根据对应用要求的理解。

无槽无铁心平板电动机是一系列coils安装在一个铝板上。

由于FOCER没有铁心，电动机没有吸力和接头效应(与U形槽式电动机同)。

该设计在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。

这种电动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，所以需要谨慎操作以防操作者受它们之间和其他被吸材料之间的磁力吸引而受到伤害。

技术平台常见直线电机分类和性能对比研究陆爱国（上海杰先自动化系统有限公司，上海 200331）摘 要：直线电机优越的特性已经为人们熟知，随着自动化程度的提高和高精度、高速度的需求，直线电机开始逐渐普及应用。

本文从直线电机的分类切入，综合讨论了AC直线电机、DC直线电机、有铁心直线电机、无铁心直线电机等各类直线电机的原理、结构特点和差异。

对实际应用最广泛的AC同步直线（LSM）中的平板型直线电机、U型直线电机、磁轴型直线电机进行深入对比，最后提供了一种应用选型计算的方法。

通过系统分析各类直线电机的特性及适宜的应用场合，为更好地应用和选型提供参考依据。

关键词：直线电机；磁轴型直线电机；选型分析；性能评价0 引言现今，自动化领域对直线电机的使用越来越重视，其高速、高精度的特点被认可，替代旋转伺服电机的趋势也非常地显著。

在技术进步和应用多样化需求日益增多的现况下，常见的旋转伺服电机加丝杠传动的结构不能满足设备越来越高的要求。

直线电机的产生恰恰可以弥补丝杠传动的这些不足，因此近些年来直线电机的使用以每年20%~30%的增长速度不断地应用于各种自动化设备上。

然而直线电机种类较多，不同类型的直线电机有不同的特点和应用场合，本文将重点论述各类直线电机的结构、原理和特性。

1 直线电机类型市场上常见的直线电机从节约材料增加推力的角度区分可以分为有铁心和无铁心直线电机；从外形结构上区分可分为平板型、U型、轴型（磁轴型）；从驱动电源角度区分可分为交流（AC）和直流（DC）直线电机。

以上分类中AC直线同步电机有各种不同的构造特点，其中平板型和轴型的结构差异最大。

同时又区分为有铁心和无铁心的结构，然而轴型电机在市场上很难看到有铁心的轴型电机。

由于有铁心直线电机的多个缺点限制，在自动化产业中无铁心的直线电机的使用更为广泛。

2 直线电机的差异2.1 与旋转电机的差异直线电机可以看作是旋转电机将圆形的结构切开一边展开的形状。

旋转电机和直线电机最重要的几点差异在于：旋转电机可以连续地单向旋转，直线电机受长度或空间的影响不能连续单方向运行；旋转电机的齿轮传动、丝杠传动存在传动效率的影响，在匀速段电机处于恒功率输出，直线电机是直接驱动负载的，匀速运动段时间非常少，能量的消耗主要是加减速的时候。