直線電機(jī)基本概念

    直線電機(jī)可以看作旋轉(zhuǎn)電機(jī)結(jié)構(gòu)上的一種演變，它可以看作將一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開，然后將電機(jī)的圓周展開成直線。直線電機(jī)可分為：交流直線感應(yīng)電動機(jī)（LIM），交流直線同步電動機(jī)（LSM）、直流直線電動機(jī)（LDM）、直線步進(jìn)電動機(jī)（LPM）、混合式直線電動機(jī)（LHM）、微特直線電動機(jī)。其中交流直線同步電動機(jī)又分電磁式（EM）、永磁式（PM）、可變電阻（VR）、混合式（HB）、超導(dǎo)體（SC）；直線直流電動機(jī)分為電磁式、永磁式、無刷；直線步進(jìn)電動機(jī)分為可變電阻型和永磁型。

    同步直線電動機(jī)的原理：直線同步電動機(jī)與直線異步電動機(jī)一樣也是由旋轉(zhuǎn)電機(jī)演化來的，其工作原理與旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣。直線同步電動機(jī)的磁極一般有直流勵磁繞組勵磁，或有永磁體勵磁。在定子繞組產(chǎn)生的氣隙行波磁場與磁極磁場的共同作用下，氣隙磁場對磁極動子產(chǎn)生電磁推力。在這個電磁推力的作用下，如果初級是固定不動 的 ，那么次級就沿著行波磁場的運(yùn)動方向做直線運(yùn)動。磁極運(yùn)動的速度v就與行波磁場的移動速度一致,且v=2f t單位(m/s),t為極距。

    同步直線電機(jī)與異步直線電機(jī)在性能、使用范疇上有何區(qū)別：直線異步電動機(jī)具有 ：成本低，相同容量的異步電動機(jī)的體積是同容量的同步電動機(jī)的6倍左右,常用變頻器做速度控制，用于精度要求不是很高的場合。直線同步電動機(jī)具有更大的驅(qū)動力，其控制性能，位置精度更好，體積小，重量輕，且具有發(fā)電制動功能。永磁直線同步電動機(jī)可應(yīng)用于各種精密加工設(shè)備上。但是成本相對較高。永磁體性能的提高和價格的下降，以及由永磁取代繞線式轉(zhuǎn)子中的勵磁繞組所帶來的一系列優(yōu)點(diǎn):如轉(zhuǎn)子無發(fā)熱問題、控制系統(tǒng)簡單、具有較高的運(yùn)行效率和較高的運(yùn)行速度等等。

  
    動圈式直線電機(jī)與動磁式直線電機(jī)：永磁直線電動機(jī)可以做成動磁型，也可以做成動圈型。只要使永磁體產(chǎn)生的磁通由繞組通入直流電勵磁產(chǎn)生，任何一種永磁式直線電動機(jī)都可以改為電磁式（動磁）直線電動機(jī)。動圈型結(jié)構(gòu)具有體積小，成本低和效率高 等優(yōu)點(diǎn)。用于計算機(jī)硬盤驅(qū)動器的音圈電機(jī)（VCM）就是一種動圈型永磁直線直流電動機(jī)。動磁式直線電機(jī)沒有線圈端部，電樞繞組得到完全利用；氣隙均勻，消除電樞和磁極間的吸力。動圈式直線電機(jī)的動子慣量小，響應(yīng)快；由于有導(dǎo)線連結(jié)，行程一般較小。 動磁式與上述剛好相反。

    圓筒型直線電機(jī)和平板型直線電機(jī)的本質(zhì)區(qū)別：直線電機(jī)是從普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)演變來的，如果將普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圓筒型定子，轉(zhuǎn)子剖開拉直，就成了平板型結(jié)構(gòu)的直線電機(jī)，如果再把這種扁平的初級，次級卷繞在一根與磁場運(yùn)動方向平行的軸上，即可得到一種與平板型直線電機(jī)完全不同的圓筒型直線電機(jī)。圓筒型直線電機(jī)的工作原理與直線電機(jī)的原理相似，當(dāng)在初級繞組通入交流電源時，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場相互作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力的作用下做直線運(yùn)動。反之，則初級作直線運(yùn)動。它把電能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動的機(jī)械能而無中間變換裝置。圓筒型直線電機(jī)也可分為同步式和感應(yīng)式兩類（也有步進(jìn)式）。