直線電機(jī)是將傳統(tǒng)圓筒型電機(jī)的初級展開拉直，變初級的封閉磁場為開放磁場，而旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子部分變?yōu)橹本€電機(jī)的初級，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分變?yōu)橹本€電機(jī)的次級。在直線電機(jī)的三相繞組中通入三相對稱正弦電流后，在初級和次級間產(chǎn)生氣隙磁場，氣隙磁場的分布情況與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相似，沿展開的直線方向呈正弦分布。當(dāng)三相電流隨時問變化時，使氣隙磁場按定向相序沿直線移動，這個氣隙磁場稱為行波磁場。當(dāng)次級的感應(yīng)電流和氣隙磁場相互作用便產(chǎn)生了電磁推力，如果初級是固定不動的，次級就能沿著行波磁場運動的方向做直線運動。即可實現(xiàn)高速機(jī)床的直線電機(jī)直接驅(qū)動的進(jìn)給方式，把直線電機(jī)的初級和次級分別直接安裝在高速機(jī)床的工作臺與床身上。由于這種進(jìn)給傳動方式的傳動鏈縮短為0，被稱為機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的“零傳動”。

 

直線電機(jī)直接驅(qū)動技術(shù)與“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+滾珠絲杠”傳動方式相比，具有以下4大優(yōu)勢：

 

1、高速度，目前最大進(jìn)給速度可達(dá)100～200m／min；

 

2、高加速度，可高達(dá)2g～10g；

 

3、定位精度高，由于只能采用閉環(huán)控制，其理論定位精度可以為0，但由于存在檢測元件安裝、測量誤差，實際定位精度不可能為0。最高定位精度可達(dá)0．1～0．01m；

 

4、行程不受限制，由于直線電機(jī)的次級（定子）可以一段一段地鋪在機(jī)床床身上，不論有多遠(yuǎn)，對系統(tǒng)的剛度不會產(chǎn)生影響。例如，美國CincinnatiMilacron公司為航空工業(yè)生產(chǎn)了一臺HyperMach大型高速加工中心，主軸轉(zhuǎn)速為60000r／min，主電機(jī)功率為80kW。直線進(jìn)給采用了直線電機(jī)，其軸行程長達(dá)46m，工作臺快速行程為100m／min，加速度達(dá)2g。在這種機(jī)床上加工一個大型薄壁飛機(jī)零件只需30min；而同樣的零件在一般高速銑床上加工，費時3h；在普通數(shù)控銑床上加工，則需8h，優(yōu)勢相當(dāng)明顯。