直線電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

直線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種變形，它可以看作是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿其徑向剖開(kāi)，然后拉平演變而成。隨著自動(dòng)控制技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，對(duì)各類自動(dòng)控制系統(tǒng)的定位精度提出了更高的要求，在這種情況下，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)再加上一套變換機(jī)構(gòu)組成的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)的要求，為此，世界許多國(guó)家都在研究、發(fā)展和應(yīng)用直線電機(jī)，使得直線電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。

直線電機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，具有以下優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

直線電機(jī)具有快速響應(yīng)、高加速度和高定位精度的特點(diǎn)，適合進(jìn)行高速、高精度的線性運(yùn)動(dòng)控制；

直線電機(jī)無(wú)需傳動(dòng)裝置，直接將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，精度高，可靠性好；

直線電機(jī)具有較高的功率密度，與傳統(tǒng)電機(jī)相比，可以實(shí)現(xiàn)更小體積的電機(jī)功率輸出；

直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)線性運(yùn)動(dòng)和傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的無(wú)縫切換，方便應(yīng)用于多種場(chǎng)合。

缺點(diǎn)：

直線電機(jī)的制造成本相對(duì)較高，通常需要特殊的加工設(shè)備和工藝；

直線電機(jī)的軸向力和側(cè)向力對(duì)導(dǎo)軌和軸承的要求較高，且易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲；

直線電機(jī)的線圈長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此對(duì)于大尺寸直線電機(jī)，可能會(huì)出現(xiàn)線圈電阻大、溫度升高等問(wèn)題；

直線電機(jī)的控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，需要高精度的位置反饋裝置和控制算法，同時(shí)還需要進(jìn)行磁場(chǎng)調(diào)整和力平衡控制等工作，因此成本較高。

直線電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)

總結(jié)直線電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，大致上包括以下幾點(diǎn)：

（1）在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面：直線電機(jī)擁有非常簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械接觸，傳動(dòng)力是在氣隙中產(chǎn)生，除了直線電機(jī)導(dǎo)軌以外沒(méi)有任何其它的摩擦。直線電機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也無(wú)需經(jīng)過(guò)中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)而直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，致使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化的同時(shí)減少了運(yùn)動(dòng)慣量。

（2）在運(yùn)動(dòng)控制方面：直線電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和定位精度大大提升，并且可以保證其可靠性。由于直線電機(jī)消除了影響精度的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，從而使系統(tǒng)的精度幾乎完全取決于位置檢測(cè)元件，在合適的反饋裝置下甚至可達(dá)亞微米級(jí)的精度。

（3）在運(yùn)行方面：直線電機(jī)行程在理論上是不受任何限制的，且性能不會(huì)因?yàn)樾谐痰拇笮「淖兌艿接绊憽?/p>

（4）在運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)方面：直線電機(jī)除了起支撐作用的直線導(dǎo)軌或氣浮軸承外，沒(méi)有其它機(jī)械連接或轉(zhuǎn)換裝置，從而使其在搭載高性能導(dǎo)軌的情況下，運(yùn)行十分的平穩(wěn)。

（5）在加速度方面：直線電機(jī)可以提供很大的加速度， 以及很寬的速度運(yùn)行范圍， 其加速度最大可以做到10G，運(yùn)動(dòng)速度可以從每秒幾微米到數(shù)米，尤其在高速狀態(tài)下其優(yōu)勢(shì)更為顯著。

（6）在機(jī)電維護(hù)方面：直線電機(jī)的維護(hù)簡(jiǎn)單，由于部件少，運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無(wú)需維護(hù)，使用壽命更長(zhǎng)。

（7）在速度方面：直線電機(jī)適合高速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)椴淮嬖陔x心力的約束， 普通材料亦可以達(dá)到較高的速度，通常情況下初、次級(jí)間用氣墊或磁墊保存間隙，運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸，運(yùn)動(dòng)部分也就無(wú)摩擦和噪聲，所以傳動(dòng)零部件沒(méi)有磨損，可大大減小機(jī)械損耗，避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲，從而提高整體效率。

（8）在適應(yīng)性方面：直線電機(jī)的初級(jí)鐵芯可以用環(huán)氧樹(shù)脂封成整體，具有較好的防腐、防潮性能，便于在潮濕、粉塵和有害氣體的環(huán)境中使用，而且可以設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)，滿足不同情況的需要。