直線電機是近年來國內(nèi)外積極研發(fā)的電機之一，因為它無需任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)即可產(chǎn)生直線運動并驅(qū)動直線運動生產(chǎn)機械，從而使整個裝置或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、精度高、效率高等。

 

直線電動機的類型很多，從原理上講，每一種旋轉(zhuǎn)電動機都有與之相對應(yīng)的直線電動機。直線電動機按其工作原理分為：直線感應(yīng)電動機、直線直流電動機等。

 

一、直線感應(yīng)電動機

 

（一）主要類型和基本結(jié)構(gòu)

 

直線感應(yīng)電動機主要有扁平型、圓筒型和圓盤型三種型式，其中扁平型應(yīng)用最為廣泛。

 

直線電機可以看作是旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)展。假設(shè)扁平線性感應(yīng)電動機可以通過沿徑向切割旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機并將圓周擴展成直線來獲得。由定子演變而來的一側(cè)稱為一次側(cè)，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為二次側(cè)。

 

進化直線感應(yīng)電機的初級側(cè)和次級側(cè)的長度相等。由于操作期間初級側(cè)和次級側(cè)之間的相對運動，假設(shè)初級側(cè)和次級側(cè)在運動開始時精確對準，在運動期間，一次側(cè)和二次側(cè)之間的電磁耦合越來越小，影響正常運行。為了確保初級側(cè)和次級側(cè)之間的電磁耦合在所需的沖程范圍內(nèi)總是相同的，在實際應(yīng)用中初級側(cè)和次級側(cè)必須制造成不同的長度。當(dāng)然，初級側(cè)可以短，次級側(cè)可以長，初級側(cè)可以長，次級側(cè)可以短。前者稱為短初級側(cè)，后者稱為長初級側(cè)。如圖4-16所示。由于短一次側(cè)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本和運行成本較低，一般采用短一次側(cè)。

 

扁平直線感應(yīng)電動機在次級側(cè)的一側(cè)只有一個初級側(cè)，這種類型的結(jié)構(gòu)稱為單面型。它最大的特點是在初級側(cè)和次級側(cè)之間有很大的法向吸力，這在大多數(shù)情況下是不希望的。如果初級側(cè)安裝在次級側(cè)的兩側(cè)，那么這個法向吸力就可以互相抵消，這種結(jié)構(gòu)型式稱為雙邊型。
 

 

扁平直線感應(yīng)電機的一次側(cè)鐵芯由硅鋼片層疊而成，與二次側(cè)相對的一側(cè)設(shè)有放置繞組的槽。初級繞組可以是單相、兩相、三相或多相的。次級側(cè)有兩種結(jié)構(gòu)，一種是網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，例如旋轉(zhuǎn)電機的籠狀結(jié)構(gòu)。二次側(cè)鐵芯上開有槽，槽內(nèi)放置有導(dǎo)向條，兩端用端部導(dǎo)體連接所有槽內(nèi)導(dǎo)向條。另一種是固體結(jié)構(gòu)，即采用整塊均勻的金屬材料，分為非磁性二次側(cè)和鋼二次側(cè)，非磁性二次側(cè)導(dǎo)電性好，一般為銅或鋁。

 

 

2．圓筒型（管型）

 

所示為扁平型直線感應(yīng)電動機，將它沿著和直線運動相垂直的方向卷成筒形，就形成圓筒型直線感應(yīng)電動機，所示。在某些特殊的場合，這種電機還可以做成既有旋轉(zhuǎn)運動又有直線運動的旋轉(zhuǎn)直線電動機，旋轉(zhuǎn)直線的運動體既可以是一次側(cè)，也可以是二次側(cè)。

3．圓盤型

園盤型平行線磁感應(yīng)電機，它的再次側(cè)制成偏平的園盤樣子，并可以繞歷經(jīng)圓心點的軸隨意旋轉(zhuǎn)，將多次側(cè)放到再次側(cè)園盤挨近邊緣的平面圖上，使園盤受切向大作轉(zhuǎn)動健身運動。多次側(cè)能夠是單雙面的，還可以是兩面的。雖然它也旋轉(zhuǎn)，但其工作原理和設(shè)計方法與平面直線感應(yīng)電機相同，所以它仍然屬于直線電機的范疇。與普通旋轉(zhuǎn)電機相比，它具有以下優(yōu)點:

（1）力矩與旋轉(zhuǎn)速度可以通過多臺一次側(cè)組合的方式或通過一次側(cè)在圓盤上的徑向位置來調(diào)節(jié)。

 

（2）無需通過齒輪減速箱就能得到較低的速度，因而電動機的振動和噪聲很小。