直線電機的主要分類

直線電機按工作原理可分為：直流、異步、同步和步進等；直線電機按結構形式可分為；單邊扁平型、雙邊扁平型、圓盤型、圓筒型（或稱為管型）等。最常用的直線電機類型是平板式直線電機、U型槽式直線電機和圓柱型直線電機。 音圈電機因其結構類似于喇叭的音圈而得名。具有高頻響、高精度的特點。此類電機分為圓柱型音圈電機和擺動型音圈電機。也就是所謂的圓柱型直線電機。

1、平板直線電機

平板式直線電機鐵芯安裝在鋼疊片結構然后再安裝到鋁背板上，鐵疊片結構用在指引磁場和增加推力。磁軌和動子之間產生的吸力和電機產生的推力成正比，疊片結構導致接頭力產生。把動子安裝到磁軌上時必須小心以免他們之間的吸力造成傷害。

2、U型槽直線電機

U型槽式直線電機有兩個介于金屬板之間且都對著線圈動子的平行磁軌。動子由導軌系統(tǒng)支撐在兩磁軌中間。動子是非鋼的，意味著無吸力且在磁軌和推力線圈之間無干擾力產生。非鋼線圈裝配具有慣量小，允許非常高的加速度。線圈一般是三相的，無刷換相?？梢杂每諝饫鋮s法冷卻電機來獲得性能的增強。也有采用水冷方式的。這種設計可以較好地減少磁通泄露因為磁體面對面安裝在U形導槽里。這種設計也最小化了強大的磁力吸引帶來的傷害。

這種設計的磁軌允許組合以增加行程長度，只局限于線纜管理系統(tǒng)可操作的長度，編碼器的長度，和機械構造的大而平的結構的能力。

3、圓柱形直線電機

圓柱形動磁體直線電機動子是圓柱形結構。沿固定著磁場的圓柱體運動。這種電機是最初發(fā)現(xiàn)的商業(yè)應用但是不能使用于要求節(jié)省空間的平板式和U 型槽式直線電機的場合。圓柱形動磁體直線電機的磁路與動磁執(zhí)行器相似。區(qū)別在于線圈可以復制以增加行程。典型的線圈繞組是三相組成的，使用霍爾裝置實現(xiàn)無刷換相。推力線圈是圓柱形的，沿磁棒上下運動。這種結構不適合對磁通泄漏敏感的應用。必須小心操作保證手指不卡在磁棒和有吸引力的側面之間。

管狀直線電機設計的一個潛在的問題出現(xiàn)在，當行程增加，由于電機是完全圓柱的而且沿著磁棒上下運動，唯一的支撐點在兩端。保證磁棒的徑向偏差不至于導致磁體接觸推力線圈的長度總會有限制。

直線電機技術在各個領域的應用

目前,直線電機技術在世界各國的應用大致可分為五個方面。

1、直線電機技術在物流輸送系統(tǒng)中的應用

我國目前郵政系統(tǒng)的郵包、印刷品的物流分揀、輸送線絕大部分通過旋轉電機采用鏈傳動或連桿等方式。國外一些發(fā)達國家則逐步采用了直線電機驅動的,由計算機控制的新型郵政物流分揀輸送系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的鏈傳動或連桿方式相比,直線電機驅動的物流系統(tǒng)具有高效、低噪、安全可靠、維護方便等優(yōu)點而獲得應用者青睞。在一些新穎的立體化倉庫的搬運系統(tǒng)和新型的自動化車庫,也開始采用了直線電機,其中采用直線電機的自動化車庫是在庫地上安裝一系列縱向和橫向的直線電機初級, 而載車板為次級。通過計算機, 利用直線電機初次級作用移動汽車進或出。效率和利用率都很高。

2、直線電機技術在工業(yè)設備中的應用

直線電機在工業(yè)設備中的應用,主要在機床業(yè)方面比較突出,近幾年,國際上對數(shù)控機床采用直線電機顯得特別熱,究其原因是,傳統(tǒng)機床的驅動裝置依賴絲桿驅動,絲桿驅動本身具有一系列不利因素。

3、直線電機技術在信息與自動化方面的應用

直線電機在信息設備方面的應用主要在計算機設備以及它的輸入輸出設備方面,在計算機主機上,在硬盤裝置方面,直線伺服電動機首先在IBM2314 主光驅上使用,后來又在IBM333 上采用,日本松下公司,在3.5 英寸的磁盤裝置上也采用了直線伺服電動機,日本神鋼電機公司、富士通公司等也制造了供軟驅裝置用的直線步進電動機,采用直線電機后,計算機有效地縮短了存取時間,提高了工作效率。此外直線電機也在計算機的輸入輸出設備中得到了應用。如日本神鋼電機公司,富士通公司分別將直線步進電動機和直線直流電動機用于打印機,取得了分辯能力和停止精度提高,加速特性更好的效果。日本松下公司則將直線伺服電動機用于驅動數(shù)字掃描儀,使掃描儀總重減輕,啟動推力提高,圖象波動減少,掃描速度提高近5倍。至于國內外現(xiàn)有高精度的平面繪圖儀,幾乎均采用了平面直線步進電動機, 它實現(xiàn)了繪圖機的高速、高精度、高可靠性及耐久性。這種繪圖機,中科院電工所和上海 21 所早在 20 世紀 80 年代就已試制成功。直線電機在自動化設備方面的應用有如新型的筆式記錄儀、自動繞線機、照相機電磁快門、條形碼自動讀出器等。

4、直線電機技術在交通與民用方面的應用

磁懸浮列車改變了傳統(tǒng)軌道車輛靠輪軌摩擦力推進的方式,采用磁力懸浮車體、直線電機驅動技術,使列車在軌道上浮起滑行,在交通技術發(fā)展史上是一個重大的突破,被譽為21世紀一種理想的交通工具。磁浮車與現(xiàn)有常規(guī)車相比,主要優(yōu)點是:速度快(500km/h);安全,無翻車;無噪聲振動;占地小;爬坡強;結構簡單;節(jié)能。在交通應用方面,直線電機還被應用于驅動地鐵車、驅動高速公路車等。直線電機在民用方面,發(fā)展較為迅速,產品較為成熟,應用面廣。目前已應用的有直線電機驅動門;直線電機驅動窗和窗簾; 直線電機驅動的床、柜、桌、椅,盤型直線電機驅動的冼衣機?？照{、冰箱用直線電機壓縮機,用直線電機驅動的家用針織機和縫紉機、炒茶機等。特別是用直線電機驅動的電梯, 它所具有的結構簡單、省材、省空間、高速、低噪聲、節(jié)能的優(yōu)點,引起電梯界的極大關注。

5、直線電機技術在軍事及其它方面的應用直線電機在軍事上也得到了一些應用,如前面所述的直線電機驅動的潛艇,還有直線電機驅動的電磁炮。此外在一些軍事設施上,如軍用靶場、軍用仿真系統(tǒng)、軍用戰(zhàn)斗武器如導彈的發(fā)射等等。此外, 直線電機還可用于天文觀測系統(tǒng)中驅動擺鏡和反觀鏡;直線電機驅動人工心臟;直線電機驅動的盲人觸覺摸擬器; 直線電機在醫(yī)院設備、電動工具、玩具以及建筑用打樁機等方面得到應用。