星泰伺服电机厂家直线电机：原理和特性解释
一、直线电机
直线电机是直接将电能转换为直线机械运动而不需要任何中间转换机构的装置。它们可以被认为是被径向切割并展开成平面的旋转电机。
也称为线性电机或线性执行器，最常见的类型是平板式、U 形通道和管式。典型的线圈配置是三相的，通过霍尔效应传感器实现无刷相位切换。
直线电机通常被简单地描述为展开的旋转电机，其工作原理相同。施力器（转子）由线圈与环氧树脂材料压制而成；磁轨由固定在钢上的磁铁（通常是高能稀土磁铁）组成。
电机的施力器包括线圈绕组、霍尔效应传感器电路板、热调节器（监控温度的温度传感器）和电子接口。在旋转电机中，施力器和定子需要旋转轴承来支撑施力器并保持运动部件的气隙。同样，线性电机需要线性导轨来维持施力器在磁轨产生的磁场中的位置。
与旋转伺服电机轴上安装编码器反馈位置一样，直线电机也需要线性编码器来直接测量负载的位置，从而提高负载定位精度。
直线电机的控制与旋转电机的控制类似。与无刷旋转电机一样，施力器和定子在机械上不连接（无刷）。
与施力器旋转而定子保持固定的旋转电机不同，在线性电机系统中，磁轨或推力线圈都可以移动（大多数定位系统具有固定磁轨和移动推力线圈）。在具有移动推力线圈的电机中，推力线圈的重量和负载非常小。
然而，这需要高度灵活的电缆及其管理系统。在具有移动磁轨的电机中，不仅必须承受负载，还必须承受磁轨的重量，从而无需电缆管理系统。
线性电机和旋转电机都使用类似的机电原理。在旋转电机中产生扭矩的电磁力在线性电机中产生线性推力。
因此，直线电机使用与旋转电机相同的控制和可编程配置。直线电机的形状可以是平板式、U 型通道或管状，具体取决于应用的具体要求和工作环境。
二. 直线电机的特点
在实用且价格实惠的直线电机出现之前，所有直线运动都必须使用滚珠丝杠、滚柱丝杠、皮带或滑轮从旋转机械转换而来。对于许多应用，特别是那些涉及重负载和垂直驱动轴的应用，这些方法仍然是最好的。
然而，与机械系统相比，直线电机具有许多独特的优势，例如极高和极低的速度、高加速度、几乎零维护（无接触部件）、高精度和无间隙。
仅用电机完成线性运动，无需齿轮、联轴器或滑轮，这对于许多应用来说都是有意义的，消除了那些降低性能和缩短机械寿命的不必要部件。
1）结构简单。
管状直线电机直接产生直线运动，无需中间转换机构，大大简化了结构，降低了运动惯量，显着提高了动态响应和定位精度。这还提高了可靠性，节省了成本，并简化了制造和维护。它的初级和次级可以直接成为该机构的一部分，这种独特的组合进一步展示了这些优势。
2）适合高速直线运动。
由于不受离心力的限制，普通材料可以达到更高的速度。此外，如果使用空气或磁垫来保持初级和次级之间的间隙，则运动过程中不会有机械接触，因此不会产生摩擦或噪音。这意味着传动部件没有磨损，大大减少了机械损失，并避免了电缆、钢丝绳、齿轮和滑轮产生的噪音，从而提高了整体效率。
3）初级绕组利用率高。
在管状直线感应电机中，初级绕组为薄饼形，没有端部绕组，因此绕组利用率高。
4) 无横向边缘效应。
横向效应是指由于横向断裂而导致边界处的磁场减弱。圆柱形直线电机没有横向断裂，因此磁场沿周向分布均匀。
5) 轻松克服单边磁拉力。
径向拉力相互抵消，实际上消除了单边磁拉力的问题。
6) 调节和控制方便。
通过调节电压或频率，或改变二次材料，可实现不同的速度和电磁推力，适合低速往复作业。
7）适应性强。
直线电机的初级铁芯采用环氧树脂封装，具有良好的耐腐蚀性和防潮性，适合在潮湿、多尘、有害气体环境下使用。而且可以设计成多种结构，以满足不同的需要。
8）高加速度。
与其他丝杠、同步带和齿轮齿条驱动相比，这是直线电机驱动的显着优势。