直線電機，可以被想象成是旋轉(zhuǎn)電機被沿著徑面切開并被展開鋪平，這樣一臺直接驅(qū)動直線電機，可以驅(qū)動產(chǎn)生直線運動，無需氣動、液壓推桿或由旋轉(zhuǎn)運動通過皮帶、絲杠等直線驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)換。

旋轉(zhuǎn)電機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，相應(yīng)的直線電機產(chǎn)生直線驅(qū)動力。

相關(guān)術(shù)語

直線電機的基本類型

正如有交流、直流等不同類型的旋轉(zhuǎn)電機，直線電機也有很多不同類型，比如：交流、直流和步進等等。

下面這張表簡單的描述了各種不同類型的直線電機的應(yīng)用特性：

無刷電機

無刷直線電機運行時是無接觸式的，可以做到繞組的免維護。分無鐵芯(例如我們在之前介紹過的 Indra MCL )和有鐵芯版本，可以使用標準三相伺服放大器驅(qū)動，具備提供高速和高加速運動曲線的能力。無刷直線電機可以產(chǎn)生高達 12 個 G 力的加速度，直線運動速度可達 5 m/s 以上。

有電刷直線電機

有刷直線電機更適合較長行程，開環(huán)或閉環(huán)的直線運動應(yīng)用。它的速度可以達到 2.5 m/s、低至 25 mm/s。配合直線編碼器反饋，這類直線電機可以實現(xiàn)很高精度的位置、速度和加速度控制。

音圈

音圈電機比較適合短距離行程(通常小于 5 cm)閉環(huán)伺服應(yīng)用。緊湊的體積，適合極小的安裝空間。音圈有極低的機電時間常數(shù)，較低的運動質(zhì)量，適合較輕負載的高加速度。音圈分為線圈移動類型和磁鐵移動類型。

直線步進

直線步進電機可以用于開環(huán)或閉環(huán)的定位應(yīng)用中。由于定位是內(nèi)置于沖頭和壓板內(nèi)的，無需額外的反饋裝置，因此可以從整體上降低系統(tǒng)成本。對于開環(huán)控制，無需復(fù)雜的伺服整定。同時多個沖頭可以在一個壓板上運行。

使用直線步進，通常加速度可以做到 1 個 G 力，速度可以達到 2.5 m/s。 有單軸和雙軸版本。

直線感應(yīng)電機

直線感應(yīng)電機通常由可變頻的三相交流電源驅(qū)動，或者如果需要速度控制，可以使用矢量驅(qū)動器。加速度可達 1 個 G 力，速度可以超過 45m/s。 感應(yīng)直線電機非常適合高速、長距離運動的重負載應(yīng)用。

管狀直線電機

管狀直線電機通常是由單相或三相電源驅(qū)動。加速度可超過 1 個 G 力;比較適合短行程，較低工作周期 Duty Cycle 的應(yīng)用;可以用來替代一些氣缸的運動應(yīng)用。

直線電機的輸出力系數(shù)

直線電機輸出力

正如上面所說，直線電機產(chǎn)生力輸出(以牛頓 N 為單位)，并沿著直線軸推動負載運動。不同類型的直線電機產(chǎn)品提供不同級別大小的力輸出。

而持續(xù)力輸出是基于工作制周期的。工作制是一個具體的百分數(shù)：