直線電機的基本工作原理

直線電機是一種利用磁場作用于線圈和磁體間產(chǎn)生直線運動的電機。

直線電機將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。具有起動推力大、傳動剛度高、動態(tài)響應(yīng)快、定位精度高、行程長度不受限制等優(yōu)點。

直線電機有其獨特的特性，是旋轉(zhuǎn)電機所不能替代的。同時，直線電機的使用在任何情況下都不能達(dá)到良好的效果。因此，我們必須首先了解直線電機應(yīng)用的基本原理，以實現(xiàn)效用的最大化。

它的工作原理可以簡單概括為電磁力作用原理。

直線電機通常由定子和滑動子兩部分組成。定子包含線圈，滑動子包含磁體。當(dāng)定子線圈通電時，會產(chǎn)生磁場，磁場會作用于滑動子上的磁體，使得滑動子產(chǎn)生直線運動。具體來說，可以分為如下幾個步驟：

電流通入線圈：電流通過直線電機的線圈，產(chǎn)生磁場。

磁場作用于滑動子：線圈產(chǎn)生的磁場與滑動子上的磁體相互作用，產(chǎn)生電磁力，使得滑動子沿著直線電機的導(dǎo)軌上產(chǎn)生直線運動。

反向電流制動：當(dāng)需要停止運動時，直線電機的線圈通入反向電流，產(chǎn)生反向磁場，與滑動子上的磁體相互作用，制動直線電機，使其停止運動。

需要注意的是，直線電機的運動方向取決于電流的方向，因此可以通過改變電流方向來控制直線電機的運動方向和速度。同時，由于直線電機的結(jié)構(gòu)簡單，無傳動裝置，因此響應(yīng)速度快，精度高，可靠性好，被廣泛應(yīng)用于自動化設(shè)備、數(shù)控機床、印刷設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。

直線電機與旋轉(zhuǎn)電機的工作原理相同，都是依靠電磁力而動作的。在結(jié)構(gòu)上，直線電機可以看作是旋轉(zhuǎn)電機從中間切開并拉伸成直線而形成：直線電機中將定子稱為初級（Primary），將轉(zhuǎn)子稱為次級（Secondary）。只不過是換了個名稱，在我看來還沒有定子和轉(zhuǎn)子形象。直線電機與旋轉(zhuǎn)電機的的機構(gòu)示意圖如下圖所示：

根據(jù)電源類型的不同，直線電機分為直流直線電機和交流直線電機；根據(jù)有無鐵芯分為鐵芯直線電機和無鐵芯直線電機。

鐵芯直線電機采用特殊的電磁設(shè)計，將線圈纏繞在硅鋼板（鐵疊片）上，通過單面磁路最大限度提高動力，可提供最大額定推力。這種電機推力大，電機Km常數(shù)高、熱損低、齒槽力小，是傳動大重量物品的理想之選，可在機加工與處理過程中保持剛性。