直線電機(jī)，可以被想象成是旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(jī)，可以驅(qū)動產(chǎn)生直線運(yùn)動，無需氣動、液壓推桿或由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過皮帶、絲杠等直線驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)換。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，相應(yīng)的直線電機(jī)產(chǎn)生直線驅(qū)動力。
相關(guān)術(shù)語

直線電機(jī)的基本類型

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

下面這張表簡單的描述了各種不同類型的直線電機(jī)的應(yīng)用特性：

無刷電機(jī)

無刷直線電機(jī)運(yùn)行時是無接觸式的，可以做到繞組的免維護(hù)。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(biāo)準(zhǔn)三相伺服放大器驅(qū)動，具備提供高速和高加速運(yùn)動曲線的能力。無刷直線電機(jī)可以產(chǎn)生高達(dá) 12 個 G 力的加速度，直線運(yùn)動速度可達(dá) 5 m/s 以上。

有電刷直線電機(jī)

有刷直線電機(jī)更適合較長行程，開環(huán)或閉環(huán)的直線運(yùn)動應(yīng)用。它的速度可以達(dá)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(jī)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(jī)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(jī)電時間常數(shù)，較低的運(yùn)動質(zhì)量，適合較輕負(fù)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(jìn)

直線步進(jìn)電機(jī)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(yùn)行。

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

直線感應(yīng)電機(jī)

直線感應(yīng)電機(jī)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(dá) 1 個 G 力，速度可以超過 45m/s。 感應(yīng)直線電機(jī)非常適合高速、長距離運(yùn)動的重負(fù)載應(yīng)用。

管狀直線電機(jī)

管狀直線電機(jī)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(yùn)動應(yīng)用。

直線電機(jī)的輸出力系數(shù)

直線電機(jī)輸出力

正如上面所說，直線電機(jī)產(chǎn)生力輸出（以牛頓 N 為單位），并沿著直線軸推動負(fù)載運(yùn)動。不同類型的直線電機(jī)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?jǐn)?shù)：

直線電機(jī)的優(yōu)點：

更快的加速度

高達(dá) 10 個 G 力（甚至更快）的加速度，這可以縮短工作周期，提升用戶的生產(chǎn)效率

高速

可達(dá) 45 m/s 或更高

高精度

精度可達(dá) 1 μm/305 mm

可重復(fù)定位精度

可達(dá) 1 μm

無回程間隙

在絲杠、齒輪、齒條和皮帶等系統(tǒng)中會出現(xiàn)回程間隙，而直線電機(jī)采用直接驅(qū)動，不會出現(xiàn)回程間隙

高剛性

相比滾珠絲杠等直線運(yùn)動系統(tǒng)，直接驅(qū)動的電機(jī)可以提供極高的驅(qū)動剛性。

運(yùn)行極為順滑

由于消除了機(jī)械連接，直線電機(jī)方案可以提供更順滑的運(yùn)行。

元件無接觸

減少元件摩擦和磨損，降低用戶維護(hù)成本。

更長壽命

因為減少和簡化了組件，在正常運(yùn)行情況下，可以極大延長使用壽命。

減少維護(hù)

降低用戶總體擁有成本。

行程長度無限制

相比滾珠絲杠，直線電機(jī)行程完全沒有限制?？梢院唵蔚耐ㄟ^增加定子單元延長運(yùn)動行程。