直線電機(jī)又稱線性電機(jī)，線性馬達(dá)，是一種能把電能轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。但其工作原理是什么?怎么運(yùn)作的?很多用戶不是很清楚，下面環(huán)球自動(dòng)化網(wǎng)小編就為大家?guī)?lái)直線電機(jī)的工作原理詳細(xì)介紹。

 

所謂直線電動(dòng)機(jī)就是利用電磁作用原理，將電能直接轉(zhuǎn)換直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的設(shè)備。在實(shí)際的應(yīng)用中，為了保證在整個(gè)行程之內(nèi)初級(jí)與次級(jí)之間的耦合保持不變，一般要將初級(jí)與次級(jí)制造成不同的長(zhǎng)度。

 

直線電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)類似，通入三相電流后，也會(huì)在氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，如果不考慮端部效應(yīng)，磁場(chǎng)在直線方向呈正弦分布，只是這個(gè)磁場(chǎng)是平移而不是旋轉(zhuǎn)的，因此稱為行波磁場(chǎng)。行波磁場(chǎng)與次級(jí)相互作用便產(chǎn)生電磁推力，這就是直線電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的基本原理。

 

由于直線電動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)之間存在以上對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此每種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)都有相對(duì)應(yīng)的直線電動(dòng)機(jī)，但直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式比旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)更靈活。

 

直線電動(dòng)機(jī)按工作原理可分為：直線直流電動(dòng)機(jī)、直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線同步電動(dòng)機(jī)、直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直壓電電動(dòng)機(jī)及直線磁阻電動(dòng)機(jī)：按結(jié)構(gòu)形式可分為平板式、U形及圓筒式。

 

直線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種演變，它可看作是將一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開(kāi)，然后將電機(jī)的圓周展成直線，如圖1-3所示。這樣就得到了由旋轉(zhuǎn)電機(jī)演變而來(lái)的最原始的直線電機(jī)。

 

由定子演變而來(lái)的一側(cè)稱為初級(jí)或原邊，由轉(zhuǎn)子演變而來(lái)的一側(cè)稱為次級(jí)或副邊。

 

圖1-3中演變而來(lái)的直線電機(jī)，其初級(jí)和次級(jí)長(zhǎng)度是相等的，由于在運(yùn)行時(shí)初級(jí)與次級(jí)之間要作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如果在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)，初級(jí)與次級(jí)正巧對(duì)齊，那么在運(yùn)動(dòng)中，初級(jí)與次級(jí)之間互相耦合的部分越來(lái)越少，而不能正常運(yùn)動(dòng)。

 

為了保證在所需的行程范圍內(nèi)，初級(jí)與次級(jí)之間的耦合能保持不變，因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是將初級(jí)與次級(jí)制造成不同的長(zhǎng)度。在直線電機(jī)制造時(shí)，既可以是初級(jí)短、次級(jí)長(zhǎng)，也可以是初級(jí)長(zhǎng)、次級(jí)短，前者稱作短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)，后者稱為長(zhǎng)初級(jí)短次級(jí)。

 

但是由于短初級(jí)在制造成本上，運(yùn)行的費(fèi)用上均比短次級(jí)低得多，因此，目前除特殊場(chǎng)合外，一般均采用短初級(jí)，見(jiàn)圖1-4所示。

 

 

上述介紹的直線電機(jī)稱為扁平型直線電機(jī)，是目前應(yīng)用最廣泛的，除了上述扁平型直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式外，直線電機(jī)還可以做成圓筒型(也稱管型)結(jié)構(gòu)，它也可以看作是由旋轉(zhuǎn)電機(jī)演變過(guò)來(lái)的，其演變的過(guò)程如圖1-6所示。

 

旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)鋼繩、齒條、皮帶等轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，這些轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中，其噪音是不可避免的，而直線電機(jī)是靠電磁推力驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行的，故整個(gè)裝置或系統(tǒng)噪聲很小或無(wú)噪聲，運(yùn)行環(huán)境好。

 

中表示一臺(tái)旋轉(zhuǎn)式電機(jī)以及定子繞組所構(gòu)成的磁場(chǎng)極性分布情況，圖1-6b表示轉(zhuǎn)變?yōu)楸馄叫椭本€電機(jī)后，初級(jí)繞組所構(gòu)成的磁場(chǎng)極性分布情況，然后將扁平型直線電機(jī)沿著和直線運(yùn)動(dòng)相垂直的方向卷接成筒形，這樣就構(gòu)成圖1-6c所示的圓筒型直線電機(jī)。

 

此外，直線電機(jī)還有弧型和盤(pán)型結(jié)構(gòu)。所謂弧型結(jié)構(gòu)，就是將平板型直線電機(jī)的初級(jí)沿運(yùn)動(dòng)方向改成弧型，并安放于園柱形次級(jí)的柱面外側(cè)，如圖1-7所示。

 

 

是圓盤(pán)型直線電機(jī)，該電機(jī)把次級(jí)做成一片圓盤(pán)(銅或鋁，或銅、鋁與鐵復(fù)合)，將初級(jí)放在次級(jí)圓盤(pán)靠近外緣的平面上，盤(pán)型直線電機(jī)的初級(jí)可以是雙面的，也可以是單面的。

 

 

弧型和盤(pán)型直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)，如圖中的箭頭所示，然而由于它們的運(yùn)行原理和設(shè)計(jì)方法與扁平型直線電機(jī)結(jié)構(gòu)相似，故仍歸入直線電機(jī)的范疇。