直線(xiàn)電機(jī)的概念非常簡(jiǎn)單，它就是把旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)切開(kāi)，然后再把它平鋪開(kāi)來(lái).按照這樣設(shè)計(jì)，負(fù)載就可以直接掛在電機(jī)上.效率就可以大幅度提高.

 

    直線(xiàn)電機(jī)有兩種形式，即伺服的和步進(jìn)的。

 

    設(shè)想將一臺(tái)電機(jī)，無(wú)論是直流的還是交流的，沿著其轉(zhuǎn)軸的直徑切開(kāi)拉平，就成為直線(xiàn)電機(jī).根據(jù)左手定則，可以判斷這時(shí)繞在電樞上的繞組均要受到電磁作用力F，由于繞組是固定在電樞上的，所以，電樞將在電磁力F的作用下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，顯然，無(wú)論改變磁極的磁性或者改變加到電刷上電源的極性，勻可以改變電磁力的方向，也就是改變電樞的運(yùn)動(dòng)方向。

二、直線(xiàn)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)

 

    高速，直線(xiàn)電機(jī)的速度取決于控制器整流出來(lái)的電壓以及控制器本身.一般的直線(xiàn)電機(jī)的速度是3米/秒，其分辨率是1微米.有的直線(xiàn)電機(jī)可達(dá)到5米/秒。

 

    高精度，精度，分辨率和重復(fù)定位精度都是由反饋系統(tǒng)決定的。

 

    快速響應(yīng)：一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)直線(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)，它的快速響應(yīng)要比普通的機(jī)械傳動(dòng)裝置要快100倍，所以它的生產(chǎn)效率也更高。

 

    剛度：由于直線(xiàn)電機(jī)沒(méi)有機(jī)械連接，所以剛度只取決于系統(tǒng)的增益和電流。

 

    回程間隙：由于沒(méi)有機(jī)械連接，所以也就沒(méi)有回程間隙。

 

    維護(hù)方便：當(dāng)今的直線(xiàn)電機(jī)沒(méi)有機(jī)械上的接觸，所以，也就沒(méi)有維護(hù)。

三、直線(xiàn)電機(jī)的缺點(diǎn)

 

    成本：由于直線(xiàn)電機(jī)的量比較少以及永磁鐵的價(jià)格，所以直線(xiàn)電機(jī)非常貴。由于大多數(shù)的直線(xiàn)電機(jī)的設(shè)計(jì)師把永磁鐵安裝在導(dǎo)軌上的，由于永磁鐵非常貴，所以，隨著長(zhǎng)行程的直線(xiàn)電機(jī)就非常貴。然而，隨著直線(xiàn)電機(jī)的普及和產(chǎn)量的上升，價(jià)格在不久的將來(lái)會(huì)下來(lái)。不過(guò)，直線(xiàn)電機(jī)的反饋系統(tǒng)也應(yīng)該計(jì)算到成本中，編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器的成本并不時(shí)很高，因?yàn)殚L(zhǎng)度也不是很長(zhǎng)。然而直線(xiàn)電機(jī)也需要反饋系統(tǒng)。這些反饋系統(tǒng)的長(zhǎng)度要比編碼器長(zhǎng)很多，所以，價(jià)格也就會(huì)很高。一個(gè)100毫米直線(xiàn)電機(jī)的反饋系統(tǒng)就要500多美金.當(dāng)然，價(jià)格也會(huì)隨著長(zhǎng)度而增加。然而，隨著新型的反射型編碼器的出現(xiàn)，其制造成本勢(shì)必會(huì)下降。

 

    控制器的帶寬會(huì)有所增加：由于電機(jī)和負(fù)載之間沒(méi)有機(jī)械的連接，伺服控制器的反映，也就是帶寬，得很快.這就對(duì)直線(xiàn)編碼器提出了更高的要求。

    線(xiàn)圈的尺寸：和旋轉(zhuǎn)的電機(jī)來(lái)比較，直線(xiàn)電機(jī)所產(chǎn)生的力不是緊湊的力.比如要產(chǎn)生65N的持續(xù)力，那么直線(xiàn)電機(jī)的橫截面要50MM X 40MM左右.如果用它和一個(gè)橫截面是10MM的滾珠絲杠比起來(lái)，它所產(chǎn)生的力并不是很大。