直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求，为此，世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机，使得直线电机需求越来越旺盛。
直线电机简介
直线电机又称为线性马达，是各个领域之中的制造企业常用的一种机械设备.将其安装在生产设备上就能够为企业的生产线提供高速的自动线性运动，从而可以有效提高企业的产能。
直线电机具有结构简单、高加速度、适应性强、易于调节和控制、无横向边缘效应、初级绕组利用率高等众多优点。直线电机可以分为圆柱形直线电机、U型槽式直线电机、平板形直线电机三类。
直线电机供给情况
统计数据显示，近年来我国直线电机的供给量呈现逐年上升的发展态势，增速较为平稳。2011年我国直线电机的产量为5.3亿台；到2016年，直线电机的产量已达到8.5亿台左右，2011-2016年的年均复合增长率为10.0%。
在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下，采用传统控制技术是简单有效的。但是在高精度微进给的场合，就要考虑对象结构与参数的变化。各种非线性的影响，运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因数，才能得到满意的控制效果。因此，现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的重视。常用控制方法有：自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制。
近年来模糊逻辑控制、神经网络控制等智能控制方法也被引入直线电动机驱动系统的控制中。目前主要是将模糊逻辑、神经网络与PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合，取长补短，以获得更好的控制性能。
直线电机在数控机床中的应用实例
活塞车削数控系统
采用直线电机的直线运动机构由于具有响应快、精度高的特点，已成功地应用于异型截面工件的CNC车削和磨削加工中。针对产量大的非圆截面零件，科学技术大学非圆切削研究中心开发了基于直线电机的高频响大行程数控进给单元。当用于数控活塞机床时，工作台尺寸为600mm×320mm，行程100mm，推力为160N，加速度可达13g。由于直线电机动子和工作台已固定在一起，所以只能采用闭环控制
滚珠丝杠是工具机和精密机械上常使用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和的特点。滚珠丝杠发展至今，已经广泛应用到各产业机械的定位精度控制上如精密机床、产业机械、电子机械、输送机械等。
直线电机又称为线性马达，是各个领域之中的制造企业常用的一种机械设备.将其安装在生产设备上就能够为企业的生产线提供高速的自动线性运动，从而可以有效提高企业的产能。
直线电机的特点在于直接产生直线运动，而滚动丝杠，旋转电动机间接产生直线运动。
我们就两者的主要特性做一些比较：
1、速度
在速度方面直线电机具有相当大的优势。直线电机的速度为420m/min；加速度为10g。滚珠丝杠的速度为120 m/min；加速度为1.5g。从速度和加速度的对比上直线电机具有相当大的优势，而且直线电机在成功解决发热问题后速度还会进一步提高，而“旋转伺服电机+滚珠丝杠”在速度上却受到了较多限制很难再有所提高。从动态响应来讲直线电机因运动惯量和间隙以及机构复杂性等问题而占有优势。
在速度控制方面，直线电机响应更快，调速范围更宽，达1:10000，可以在启动瞬间达到高转速，而且在高速运行时能迅速停止。
2、精度
精度方面直线电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题，定位精度、重现精度通过位置检测反馈控制都会较“旋转伺服电机+滚珠丝杠”高，且容易实现。
直线电机定位精度可达0.1μm。“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的精度为2~5μm，
3、能耗
“旋转伺服电机+滚珠丝杠”属于节能增力型传动部件。在提供相同转矩时，直线电机消耗的能源约比“旋转伺服电机+滚珠丝杠”多一倍以上。而且直线电机的可靠性受控制系统稳定性的影响，且对周边环境有较大影响，因此必须采取有效的隔磁和防护措施以隔断磁场对滚动导轨的影响和对铣屑磁尘的吸附。
噪音
直线电机噪音小，因为直线电机不存在离心力的约束，运动时无机械接触，也就无摩擦和噪声。传动零部件没有磨损，可大大减小机械损耗，避免拖缆、钢索、齿轮与皮带轮等所造成的噪声，从而提高整体效率；
滚珠丝杠经过长时间的使用，滚珠表面出现了剥落，或者是切削受力面的滚珠丝杆轴出现问题，间接影响了滚珠的运行轨道，造成了螺母和轴之间相互的摩擦造成了振动，以致发出的噪音过大；
5、行程直线电机有效行程制；
滚珠丝杆的螺母运转到有效行程之后，依然是可以进行适当的旋转，但是正常情况下，是不能旋转过度的，不然就会伤害到滚珠丝杆，导致滚珠颗粒和螺母的大量脱落，因而，一般是不建议运转的时候过量前进的。
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以上信息由专业从事直线电机定子生产商的星纳特于2024/6/29 11:41:54发布
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