從機床到傳送帶解決方案，各種工業(yè)系統和設備都需要直線(xiàn)運動(dòng)。連接到合適的機械驅動(dòng)部件入滾珠絲桿等的傳統電機通常能實(shí)現這種直線(xiàn)運動(dòng)。但是，如果有一個(gè)概念可以通過(guò)使用直接驅動(dòng)來(lái)提高直線(xiàn)運動(dòng)的效率呢？

嗯，確實(shí)有。在過(guò)去的二十年里，直線(xiàn)電機在整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域穩步提升著(zhù)市場(chǎng)份額。對于那些想了解更多信息的人，請繼續閱讀。

直線(xiàn)電機是如何工作的？

直線(xiàn)電機提供與負載的直接耦合，這種直接驅動(dòng)原理依賴(lài)于使用磁力沿永磁體軌道移動(dòng)線(xiàn)圈單元。 為了幫助可視化這種配置，想象一種電磁“齒條和小齒輪”，其中小齒輪是旋轉磁場(chǎng)，齒條是靜態(tài)永磁體。線(xiàn)圈和永磁軌道之間發(fā)生的吸引力和排斥力是產(chǎn)生所需運動(dòng)的原因。

交流三相電流流過(guò)線(xiàn)圈以產(chǎn)生旋轉（也就是在直線(xiàn)電機的“平移”）電磁場(chǎng)。該電磁場(chǎng)與永磁體相互作用，產(chǎn)生的力最終導致電能高效率地轉換為線(xiàn)性運動(dòng)的機械能。電流變化的速度控制著(zhù)運動(dòng)的速度，而電流的安培數決定了產(chǎn)生的推力大小。

直線(xiàn)電機在運行中與旋轉電機沒(méi)有什么不同，但在某種程度上可以看到旋轉電機被打開(kāi)后在平面上展開(kāi)。具有永磁體的轉子實(shí)際上成為直線(xiàn)電機的靜止部分，而定子（帶有線(xiàn)圈繞組）則成為運動(dòng)部分。

三分鐘視頻了解直線(xiàn)電機如何工作：

直線(xiàn)電機主要優(yōu)勢：

直線(xiàn)電機的主要優(yōu)勢之一是消除了傳統旋轉電機的“彈性”傳動(dòng)部件，例如齒輪箱和聯(lián)軸器，這些部件可能導致間隙和運動(dòng)/共振誤差等問(wèn)題。因此，直線(xiàn)電機的運動(dòng)系統的帶寬和剛度可以更高，從而支持更好的可重復性和準確性。

另一個(gè)顯著(zhù)的好處是消除了對運動(dòng)傳動(dòng)系統的需求，例如滾珠絲杠、皮帶和滑輪、蝸輪驅動(dòng)以及齒條和小齒輪系統，傳統電機需要這些額外的輔助件來(lái)將旋轉運動(dòng)轉換為直線(xiàn)運動(dòng)。因此，直線(xiàn)電機即使在高速下也能提供更高的效率和位置精度，同時(shí)實(shí)現非常平滑的速度調節。

與有刷電機相比，直接驅動(dòng)中的運動(dòng)部件之間不發(fā)生接觸。由于沒(méi)有機械磨損，機器用戶(hù)享有卓越的可靠性和使用壽命。與傳統解決方案相比，TCO（總擁有成本）也有所降低。

另一個(gè)重要的考慮因素是空間。由于直線(xiàn)電機的運動(dòng)部分直接與負載耦合，因此可以節省空間并簡(jiǎn)化機器設計，這對系統設計人員和用戶(hù)來(lái)說(shuō)都是一大優(yōu)勢。

選型的主要參數：

在為特定應用選擇直線(xiàn)電機時(shí)，需要牢記許多因素，包括機器或系統的動(dòng)態(tài)性能要求。諸如占空比、峰值力和最大速度等工藝參數通常會(huì )受到關(guān)注。

有兩種主要類(lèi)型的直線(xiàn)電機可供選擇。任何需要非常精確的運動(dòng)或非常高的加速度的輕負載應用優(yōu)先選擇無(wú)鐵芯直線(xiàn)電機。然而，對于需要高占空比的應用，有鐵芯直線(xiàn)電機會(huì )產(chǎn)生更大的連續力。

有鐵芯直線(xiàn)電機：

有鐵芯直線(xiàn)電機的設計將線(xiàn)圈繞組安裝在鐵疊片堆內，以放大產(chǎn)生的電磁通量。這種直線(xiàn)電機的尺寸提供了極高的連續力和良好的散熱性，使其成為涉及大負載的應用的理想選擇，常用于機床中，例如執行銑削、車(chē)削、壓制、成型和激光切割操作的機床，以及紡織生產(chǎn)機械。

許多工程師都覺(jué)得有鐵芯直線(xiàn)電機有一個(gè)缺點(diǎn)是齒槽效應，不同于傳統電機，直線(xiàn)電機的齒槽效應，是由于（通過(guò)永磁體）對磁性材料（如鐵）產(chǎn)生波動(dòng)的吸引力而發(fā)生的。電機必須改變其推力以克服這些位置，從而導致不順暢的“齒槽”運動(dòng)。

然而，現代解決方案及其優(yōu)化的鐵芯設計大大改善了這一歷史問(wèn)題，以提供低齒槽效應。例如，一些直線(xiàn)電機的磁鐵與運動(dòng)方向不正交，而是設置了一個(gè)小傾斜角，這有助于使運動(dòng)充分平滑，以應對大量常見(jiàn)的工業(yè)應用。

無(wú)鐵芯直線(xiàn)電機

在無(wú)鐵芯直線(xiàn)電機中，線(xiàn)圈單元和磁軌之間沒(méi)有吸引力或齒槽效應。因此，無(wú)鐵芯變體可以提供無(wú)波動(dòng)力、高精度、恒定線(xiàn)性力以及高速度和加速度。此外，在 95% 的情況下，無(wú)鐵芯直線(xiàn)電機通過(guò)移動(dòng)較輕的線(xiàn)圈單元來(lái)工作，這有助于實(shí)現更高的動(dòng)態(tài)運動(dòng)和恒定速度。無(wú)鐵芯變體的極薄形狀也很有好處，因為它為機器制造商提供了靈活的安裝選項。

這種直線(xiàn)電機的潛在應用廣泛而多樣，本質(zhì)上是任何以高速和高精度移動(dòng)小質(zhì)量的機器或系統都可以使用，例如半導體制造解決方案、測試機器、顯微鏡或檢查臺，以及用于醫療或生命科學(xué)實(shí)驗室的自動(dòng)化設備等。

結論

近年來(lái)直線(xiàn)電機的使用率飆升的原因有很多。這種類(lèi)型的電機不僅可以在很大速度范圍內提供強大的力，而且它在更廣泛的尺寸范圍內，使其很容易適應大多數應用，選擇直線(xiàn)電機將為機床制造商和其他用戶(hù)提供高效且有效的無(wú)齒輪組件。

對于與特定應用場(chǎng)景內直線(xiàn)電機選擇建議，請聯(lián)系德瑪特客服，我們將提供完整系統集成解決方案。這個(gè)因素很重要，因為機器制造商不僅要考慮直線(xiàn)電機，還要考慮直線(xiàn)編碼器（用于反饋）和伺服驅動(dòng)器，它們應該具有相同的高規格水平，以確保精確、平穩的運動(dòng)。