从能量转化的角度来说,电机类产品有着共同的工作原理——将电能转换为运动的机械能。而直线电机作为电机类产品的代表之一,则能够实现将电能直接转换为直线运动的机械能,此过程不需要任何的中间转换机构。本质上来说直线电机属于传动装置,结构上则像是一台旋转电机从中间被纵向切开并展开成为平面。
1.直线电机分类
据有关数据统计,直线电机系列产品中最为常见的主要有三类,分别是单轴直线电机、平板式直线电机和U型槽式直线电机。
2.直线电机的特点
1)直线电机的速度变换能力强,无论是加速还是减速都能在很短的时间内快速完成。并且直线电机在高加速的状态下依旧能够保持平稳的推力。
2)直线电机在运行的过程中实际上是不存在摩擦接触的,而且没有具体的运动行程限制。因此直线电机运动过程中能量的无效损耗非常小,运行时的噪音也基本上可以忽略不计。
3)直线电机产品的机械精度非常高,在长时间工作的状态下也能保证直线运动的准确性,所以直线电机也常应用于许多精密性要求较高的仪器设备中。以直线步进电机为例,其精度可以达到步距为1微米。
3.有铁芯直线电机与无铁芯直线电机
1)有铁芯直线电机的特点
①相比于无铁芯直线电机,有铁芯直线电机的安装成本和维修成本要更低。
②有铁芯直线电机运动过程中的推力更大,但其产生的吸引力要比产生的推力更大,产品本身的刚性更强。
③有铁芯直线电机在运动时会产生齿槽效应,因此对于直线电机本身的平滑性有所限制,也在一定程度上增加了运动过程中的能量损耗。
④有铁芯直线电机在使用过程具有一定的危险性,这是因为在安装过程中电机内部两定子之间存在较大的吸引力。
2)无铁芯直线电机的特点
①无铁芯直线电机需要使用正常直线电机两倍量的磁铁,所以采购成本会比较高。
②无铁芯直线电机内部没有铁质定子,因此在安装无铁芯直线电机的过程中不需要考虑吸引力的影响,相比于有铁芯直线电机的安装过程要更加简便。
③与有铁芯直线电机相反,无铁芯直线电机在运动过程中不会产生齿槽效应,这就使得其能够实现更加稳定且均匀的直线运动,且设备本身的精度也会更高。
④无铁芯直线电机的运动加速度和减速度都要更高。