直线电动机的原理、优点及注意事项

如图3-67所示，直线电动机的原理并不复杂。设想把一台旋转电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，就成了一台直线电动机。在直线电动机中，相当于旋转电动机定子的部分叫一次侧，相当于旋转电动机转子的部分叫二次侧。初级中通以交流电，次级就在电磁力的作用下沿着一次侧做直线运动。直线电动机既可以把一次侧做得很长（即一次侧固定，二次侧移动），也可以把二次侧做得很长（即二次侧固定，一次侧移动）。

图3-67 直线电动机进给系统

1—导轨系统 2—笼型绕组二次侧（初级） 3—三相绕组一次侧（次级） 4—直线行程测量系统

直线电动机有多种类型，按结构形式可分为扁平型、管型、圆盘型和圆弧型，按工作原理可分为交流直线感应电动机、交流直线同步电动机、直线直流电动机和直线步进电动机。

（1）直线电动机的优点

①出色的动态响应和非常高的移动速度。

②极好的精度（纳米级）。

③安装简单。

为了减小电动机发热对机械的影响，电动机采用了特殊的冷却方式，即双冷却回路：主冷却回路和精密冷却回路。

（2）需要注意事项

尽管直线电动机有诸多优点，但是只有在机械设计适应高速、高加速度运行要求的前提下，它的优势才能发挥出来。所以设计时需要注意：(www.xing528.com)

①尽量减轻移动的重量。因为是直接驱动，所以直线电动机对负载更加敏感，因而在设计时，在设定目标速度和加速度时，要充分考虑负载。

②良好的基础（地基）。

③良好的机床刚性，较高的固有频率。

④整体结构具有较高的阻尼系数。

⑤一次侧、二次侧之间的引力通常是电动机额定推力的2～3倍，选择直线导轨时需要考虑。

⑥暴露的磁场。在有铁屑产生的加工环境，需要很好地防护。

⑦动力/信号电缆。要能满足高速、高加速度运行的要求。

⑧紧急停车。应具有安全可靠的制动装置。

⑨动态刚性。要求驱动与电动机能良好地配合。

⑩电动机热保护。水冷散热，双回路（主冷却和精密冷却）。