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2022-12-29 18:381. 直线电机好处
说起直线电机，英文是linear servo motor。说起来，在我们现在常见的马达，都是旋转电机。
电机的发展史，从电机的发展历史，来说电机的各类功能应用和优势。
从电磁感应的开始，电动机的发展就没有停止过。
全球第一台严格意义上面的电机是俄罗斯科学家发明Moritz Hermann Jacobi发明第一台可实用的整流电机。
从这开始之后的百年，电动机一直都是围绕感应式电机在发展，并且最终不断发展形成我们现在看到的绕线定子，卷绕型或鼠笼型电机。
后期在直流电机与交流电机的各类应用领域，逐步发展成为了极大方向。
1、直流无刷电机，空心杯电机。
2、交流步进电机，伺服电机，直线电机，以及目前在工业领域研发的U型电机。
在所有的电机发展历程中，我们基本能够看到这样一个趋势：
扭矩不断增大，精度控制不断增加。
这里要详细说一下这两个特性。我们常说的电机扭矩，反馈出来的就是电机的力有多大？
比如说，玩具赛车的扭矩，可能只有0.2N/m,大型的电动汽车的扭矩可以达到250N/m—900N/m，反馈出来的就是电力输出的力很大。
比较常见的重型电动机应用场景，例如：破碎机，港机起重机，石油抽油机等等。以及超大型机床等等。大型的扭矩都达到10多万N/M.同样的价格也极其昂贵。
新能源汽车电机结构
精度控制，是对新场景应用的必然要求。
电机的精度控制，很多大众朋友接触的不多。在工业领域极为常见。例如我们需要起重机提升一个货柜10米高，那么就涉及到最简单的精度控制。
当今，比较常见的使用电机，进行精度控制的场景，是工业领域的传送带。
那么旋转电机是怎么进行精度控制的？
通过在电机后端，链接电机的转子的编码器，通过旋变形式的编码器，或者光电形式的编码器实现转的角度测量。
用最通俗的话说，如果电机转动1°，对应的编码器就可以记录下来一次，那么换算出来，就可以得到直线的距离。
马上就说道直线电机了，别急！
这种携带编码器控制的伺服电机，成本势必增高了。更主要的是这种旋转电机的编码器，目前比较好的分辨等级达到23位，也就是说这种以弧度进行精度区分的编码器，是有精度的局限性的。那么有没有办法在一些特殊的领域，需要精度控制比较高，并且主要进行直线运动的领域，使用直线运动的电机？
答案肯定是可以的，如今应用直线电机，主要的优势就在于其更高的精度，可达到μm级别。这种直线电机在激光加工机床具有极好的应用价值。
1、直线电机的原理：
行业内，把直线电机也叫做“直驱”，所以你如果看到直驱，那就是在描述直线电机和DD马达两种产品。记住啊，行业内的直驱是包含DD马达的。
直线电机的原理并不复杂．你可以理解为把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就是一台直线电机。
如果同旋转的电机进行对应去理解，在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级，初级中通过交流电，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。
从电磁感应的角度来分析：上图的两种平板的直线电机，（a）一种为扁平式直线电机，（b）为双扁平式的直线电机。
我们以（b）中的情况来说明电磁力的变化，初级是上下两侧，永磁体提供完整的电磁回路。在次级线圈中的导线恰好能够切割电磁感性线，产生安培力，根据左手定则，我们能够看到次级会向左，或者向右运动。
2、直线电机的种类：
1、扁平式电机
2、DD马达（直驱电机）
这种直驱形式的DD马达，可以提供较大的力矩。
3、音圈电机
音圈电机在原理上面，同直线电机相同，可以简单的理解为是线圈匝数较少的直线电机。
3、直线电机的主要玩家
目前中国市场更主要的直线电机玩家，并不多，主要集中在华南。
国内直驱伺服领域，驱动方面做的最好的是高创，在直线电机市场雅科贝思的市场规模最大。目前直驱市场，主要的玩家是自身设备比较长使用企业。例如大族激光等等。
4、直线电机主要应用的场景
主要使用领域包括：激光设备，3C非标设备例如检测，贴合等等。还包括对洁净度要求比较高的医药领域。
5、直线电机市场规模
根据行业内权威机构调研，直驱市场总体规模大约20亿。目前仍然是属于起步阶段。
2. 直线电机的应用
直线电机主要是应用在三个方面: 应用于自动控制系统,这类应用场合比较多; 2.是作为长期连续运行的驱动电机; 3.应用在需要短时间,短距离内提供巨大的直线运动能的装置中.
3. 直线电机的好处
直线电动机的特点在于直接产生直线运动，与间接产生直线运动的“旋转电动机，滚动丝杠”相比，其优点是 (1)没有机械接触，传动力是在气隙中产生的，除了直线电机导轨以外没有任何其它的摩擦： (2)结构简单，体积小，通过以最少的零部件数量来实现我们的直线驱动，而且这仅仅是只存在一个运动的部件： (3)运行的行程在理论上是不受任何限制的，而且其性能不会因为其行程的大小改变而受到影响： (4)其运转可以提供很宽的转速运行范围，其涵盖包括从每秒几微米到数米，特别是在高速状态下是其一个突出的优点： (5)加速度很大，最大可达10g： (6)运动平稳，这是因为除了起支撑作用的直线导轨或气浮轴承外，没有其它机械连接或转换装置的缘故： (7)精度和重复精度高，因为消除了影响精度的中间环节，系统的精度取决于位置检测元件，有合适的反馈装置可达亚微米级： (8)维护简单，由于部件少，运动时无机械接触，从而大大降低了零部件的磨损，只需很少甚至无需维护，使用寿命更长。
直线电动机与“旋转电动机，滚珠丝杠”传动性能比较表性能旋转电动机+滚珠丝杠直线电动机。
4. 直线电机的优缺点,这些别再犯了!
1、 导轨是小引起的噪音。导轨出现摩擦声时，应检查滑块是否有故障，如未发生破裂应及时机械干扰。
2、 当执行器的线圈断开时，会有嗡嗡声或者有低沉的声音时。速度变慢，电流增大时，应停机检查加工是否正确。
3、 当电动机的相位不足时，它发生很响的声音。检查一下是否能先关电源，其次是否正常启动，如果不能正常启动，可能是相位保险丝断了。如果开关和接触点不接通，将会发生相位损失。
4、 电磁噪声是指由磁路不平衡或气隙不平衡磁力和电磁波引起的噪声，以及由于磁通密度饱和或气隙偏心引起的磁噪声。
5、直线电机底座不牢固或固定不紧，也会产生振动，或移动部件松弛时，也会发生敲击声或滚动声，或直线电机安装引起的振动，因此，当直线电机产生异常运动、异常声音时，不仅要听声音，还要观察外部现象，例如是否有焦炭气味、电压和电流大小、电机是否过热等，一起思考，才能做出正确的判断
5. 直线电机的优点
简而言之，直线电机原理和伺服电机一样。
直线电机的优点首先在于直线运动机构中，没有了联轴器，丝杠，减速机等的机械传动部件，消除了机械背隙；其次是响应更快，精度可以做到更高；第三就是因为是非接触的，寿命也会更长。然而缺点就是在Z轴的应用上有缺陷，需要解决配重或支撑问题！
6. 直线电机的作用
行程电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。具有运动精度高、响应速度快、加减速过程短、维护简单、可靠性强等特点。
行程电机也可以理解为，把旋转电机剖开后拉直，由定子，动子，支撑轮三部份组成。直线电机也可称为线性电机，直线马达。一般有平板式，U型槽式，管式。线圈组成是三相，并由霍尔元件实现无刷换相。
7. 直线电机有什么优缺点?
首先，在直线电动机的基本型式与结构方面，我们以直线感应电动机为主，其结构包括圆筒型、平面双边型和单边型，还专门设计了特殊结构型式的直线电动机，如外壳动次级型式[6]等特殊结构型式；其次，在电磁方案的设计上，采用了计算机进行多方案优化设计；最后，在初、次级的材料和结构上作了一些新的尝试。通过以上工作，从而使直线电机的性能完全适合于电磁式冲压机的工作需要。直线电动机主要是为负载提供直线式定位运动。它可以减少旋转部分和直线部分转化的机械部分，例如，滚珠丝杠，齿轮齿条，齿型带。下面便是采用直线电机带来的优势列表：直线电机的优点简单的机械结构，最小的运动部件直线推进式电机，无后冲，无需包装速度范围宽，从微米/秒到超过10米/秒加速度高，推力最大可达负载的20G比率运动平滑，真正的无声运动无需维护的电机，没有任何内部的运动部件管式直线电机与旋转电机在直线运动机构应用方面的比较：直线电机旋转/直线转换直线推进必须有旋转到直线运动形式之间的转变最小的维护更多的维护没有内部运动部件更多的外部包装完全无声运动噪声大自身非常低的惯量更高的惯量为什么使用管状直线电机简易很明显，管状直线电机结构相当简单，主要由磁杆和环形线圈绕成的滑块组成，使用相当简便。区别于其他的直线电机，特点有：无需精度的气隙无需精密的安装没有华丽的动力滑块高效率这是一款效率非常高的电机设计方式。电枢的线圈完全环绕在磁场周围，以获得最佳的能量利用。所有标准电机在使用时钧不需要任何的冷却装置。此直线电机可轻松地运用在任何工业机械制造领域。区别于其他的直线电机，特点有所有线圈均切割磁力线以实现直线推力运动高信价比组件的方案管式直线电机可作为“即插即用”型组件使用。此直线电机对于所有工业领域机械制造商均可适用。区别于其他的直线电机组件和平台，特点有单轴导轨设计用标准的固定组件可实现单轴系统或组装成XYZ多轴系统可应用于无尘环境和防水环境管式直线电机其他的技术优势电机时间常数小持续推力(可用霍尔反馈或软件弦波式信号反馈)。平滑，完美的直线运动/电流取决于运行距离。
8. 直线电机的效率
旋转发电机高，原因是，第一，旋转没有长度限制，没有往复减速过程，节约了动能。
第二，旋转电机磁隙容易控制，制造出来漏磁会少一些。
第三，直线电机一般往复运动，发电的电流电压有一个变化过程，需要配套整治，这都需要能量第四，直线位移越长装置越大，导线的并串连接需要量越大，平均每生产同样能量需要线路的导线重量有限制的时候，阻值就上去了
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