直线电机的工作原理：改变相序就能改变运动方向

1.直线电机的分类

直线电机是不需要任何中间机构而将电能直接转换成直线运动的电气装置。直线电机具有直接驱动、机械损耗低、噪声低、控制特性好、动态响应快、定位精度高和速度范围宽等特点。直线电机按照功能用途可分为力电机、功电机和能电机；按照结构型式可分为平板型、圆筒型、圆盘型和圆弧型；按照工作原理可分为直线电动机和直线驱动器，直线电动机主要包括直线感应电动机、直线同步电动机、直线直流电动机、直线步进电动机和混合式直线电动机；直线驱动器主要包括直线振荡电机、直线发电机等。

2.直线电动机的工作原理

直线电动机的工作原理与旋转电动机类似，将旋转电动机沿径向剖开并将圆周展开可得到图3-73所示的直线电动机。

图3-73 旋转电动机转换为直流电动机的过程

直线电动机的初级嵌入多相绕组并通入对称正弦交流电后，会产生如图3-74所示的行波磁场，行波磁场沿着直线运动，其运动速度称为同步速度。次级导体在行波磁场的切割下，将感应电动势并产生电流。感应电流与磁场相互作用产生电磁力，如初级固定，则次级顺着行波磁场的方向做直线运动。改变通电电源的相序，可改变直线运动的方向，这就是直线电动机的工作原理。

3.直线电动机的基本结构

直线电动机由旋转电动机演变而来，由定子演变而来的一侧为初级，由转子演变而来的一侧为次级。实际应用中初级和次级的长度不相同，如图3-75所示。仅在一边安放初级或次级，称为单边型直线电动机，此类电动机存在垂直方向的吸引力；为了消除吸引力的影响，在初次或次级的两边都装上次级或初级，这种结构型式称为双边型直线电动机，如图3-76所示。

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图3-74 直线电动机的基本工作原理

图3-75 单边型直线电动机

a）短初级 b）短次级

图3-76 双边型直线电动机

a）短初级 b）短次级

4.直线电动机的主要性能

直线电动机的主要性能参数为同步速度、堵动推力、堵动电流、推力常数、定位力、推力波动、推力/动子质量比和移差率等。