3D講解：直線電機(jī)如何做到直線運(yùn)動(dòng)的？

時(shí)間：2021-11-08 16:09:00

關(guān)鍵字：直線電機(jī)

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[導(dǎo)讀]直線電機(jī)是一種能產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電機(jī)。直線電機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，不需要任何中間傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，因此比旋轉(zhuǎn)電機(jī)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換裝置形成的直線運(yùn)動(dòng)效率更高。直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的的機(jī)構(gòu)示意圖如下圖所示：直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工作原理相同，都是依靠電磁力而動(dòng)作的。在結(jié)構(gòu)上，直線電機(jī)可以看作...

直線電機(jī)是一種能產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電機(jī)。直線電機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，不需要任何中間傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，因此比旋轉(zhuǎn)電機(jī)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換裝置形成的直線運(yùn)動(dòng)效率更高。

直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的的機(jī)構(gòu)示意圖如下圖所示：

直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工作原理相同，都是依靠電磁力而動(dòng)作的。在結(jié)構(gòu)上，直線電機(jī)可以看作是旋轉(zhuǎn)電機(jī)從中間切開(kāi)并拉伸成直線而形成：直線電機(jī)中將定子稱為初級(jí)(Primary)，將轉(zhuǎn)子稱為次級(jí)(Secondary)。只不過(guò)是換了個(gè)名稱，在我看來(lái)還沒(méi)有定子和轉(zhuǎn)子形象。

接下來(lái)，咱們通過(guò)一個(gè)動(dòng)畫來(lái)了解一下直線電機(jī)如何做到直線運(yùn)動(dòng)：

市面上直線電機(jī)的分類越來(lái)越多，幾乎每一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)都有相對(duì)應(yīng)的直線電機(jī)，下面介紹最常見(jiàn)的五種電機(jī)結(jié)構(gòu)。

a、有鐵芯直線電機(jī)（平板型直線電機(jī)）

有鐵芯直線電機(jī)將線圈纏繞在硅鋼板上，通過(guò)單面磁路最大限度提高生成力。它采用特殊的電磁設(shè)計(jì)，可提供最大額定推力，電機(jī)常數(shù)Km高，確保熱損耗低，并且齒槽力小。它的推力大，是傳動(dòng)大重量物品的理想之選，可在機(jī)加工與處理過(guò)程中保持剛性。

b、無(wú)鐵芯直線電機(jī)（U型直線電機(jī)）

無(wú)鐵芯直線電機(jī)沒(méi)有供線圈纏繞的鐵芯或插槽。它的齒槽效應(yīng)為零，重量輕并且線圈組與磁路之間無(wú)任何引力。這些特點(diǎn)非常適合于需要非常小的軸承摩擦力、對(duì)較輕負(fù)載具有高加速度，以及在超低速度條件下依然可確保最高恒速的應(yīng)用。模塊化設(shè)計(jì)磁路由兩排磁鐵構(gòu)成，可最大限度提高產(chǎn)生的推力，以及為磁路提供磁通回路。

c、棒狀直線電機(jī)

平板型直線電動(dòng)機(jī)沿著直線運(yùn)動(dòng)相垂直的方向卷成筒形，就形成了棒狀直線電機(jī)。在特殊需求時(shí)，它還可以制成既有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又有直線運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)直線電機(jī)。旋轉(zhuǎn)直線的運(yùn)動(dòng)體可以是初級(jí)側(cè)，也可以是次級(jí)側(cè)。

d、音圈直線電機(jī)

音圈電機(jī)工作原理是在均勻氣隙磁場(chǎng)中放入一個(gè)圓筒狀繞組，繞組通電產(chǎn)生電磁力帶動(dòng)負(fù)載做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。改變電流的強(qiáng)弱和極性，就可以改變電磁力的大小和方向。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、高速、高加速、響應(yīng)快等特性。主要應(yīng)用于Z軸輕型負(fù)載，短行程，高頻往返運(yùn)動(dòng)，也適用于力控制場(chǎng)合。其結(jié)構(gòu)如下：

e、弧形無(wú)鐵芯直線電機(jī)

無(wú)鐵芯直線電機(jī)可以理解為經(jīng)過(guò)電磁和機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)后的變異體。其結(jié)構(gòu)通過(guò)配置多個(gè)線圈或多個(gè)拼接磁軌，可以實(shí)現(xiàn)有限角度或360°運(yùn)行模式。

以上五種直線電機(jī)是市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的，其應(yīng)用場(chǎng)景最為廣泛。

下面附上視頻的英文版，有需要的讀者可以收藏：

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