直线电机的优缺点、分类、原理以及规格

一：优点：
1.进给速度范围宽。可从1（1）m/s到20m/min以上，加工中心的快进速度已达208m/min，而传统机床快进速度<60m/min，一般为20～30m/min。
2.速度特性好。速度偏差可达（1）0.01%以下。
3.加速度大。直线电机最大加速度可达30g，加工中心的进给加速度已达3.24g，激光加工机的进给加速度已达5g，而传统机床进给加速度在1g以下，一般为0.3g。
4.定位精度高。采用光栅闭环控制，定位精度可达0.1～0.01（1）mm。应用前馈控制的直线电机驱动系统可减少跟踪误差200倍以上。由于运动部件的动态特性好，响应灵敏，加上插补控制的精细化，可实现纳米级控制。
5.行程不受限制。传统的丝杠传动受丝杠制造工艺限制，一般4～6m，更的行程需要接长丝杠，无论从制造工艺还是在性能上都不理想。而采用直线电机驱动，定子可无限加长，且制造工艺简单，已有大型高速加工中心X轴长达40m以上。
6.结构简单、运动平稳、噪声小，运动部件摩擦小、磨损小、使用寿命长、安全可靠。

 
二：直线电机的缺点是：（1）存在不可避免的“端部效应（Edge Effect）”，即直线电机的端部磁场的畸变影响了行波磁场的完整性，使得电动机的损耗增加，推力减小，而且存在较大的推力波动；（2）控制难度大，直线电动机在运行的过程中负载的变化，系统参数的变动和各种干扰，包括端部效应，都直接作用在电机本身，没有缓冲环节，如果系统的鲁棒性不强，会造成系统的失稳和性能的下降；（3）其它缺点如需要隔磁，安装困难，成本高等。
三：电机规格：行程80mm的电机，总长200mm左右，宽40mm左右，不加座高20mm左右，价格在4000/个，2公斤力20N左右。
四、分类：直线电机大体上分直线直流电机、直线步进电机、直线磁阻电机、直线感应电机、和直线同步电机五种，但各种直线电机的发展并不均衡，直线伺服系统中的驱动电机以永磁直线电机和直线感应电机为主。 永磁直线电机和直线感应电机各有其优缺点。永磁直线电机的优势在于：每单位尺寸更大的出力；发热少，冷却要求低，长次级不需冷却。存在的问题在于：永磁体产生的强磁场使其安装和操作较困难；永磁磁场吸引铁屑，实际加工时排屑困难，电机必须加密封以防止铁屑阻塞气隙或进入运动副中；需通过位置传感器对电机进行电流换向控制；永磁铁有可能退磁。直线感应电机的优势在于：其次级结构简单，安装、维修和除屑容易。因为不使用昂贵的永磁体，在长行程（如传送装置）的应用场合有降低成本的可能性。缺点在于采用电激磁，因此效率低，发热大，次级也需要冷却；气隙公差严格，通常只有0.1mm，工艺性差，加工成本高；需要复杂的矢量变换技术，控制算法远比直线永磁电机的控制算法复杂。

五、原理：直线电机与普通电机在原理上类似，它只是电机圆柱面的展开，其种类与传统电机相同，例如：直流直线电机，交流永磁同步直线电机，交流感应异步直线电机，步进直线电机等。象无刷旋转电机，动子和定子无机械连接（无刷）。直线电机使用和旋转电机相同的控制和可编程配置。直线电机的形状可以是平板式和U 型槽式，和管式.哪种构造最适合要看实际应用的规格要求和工作环境。