直線電動機是直接產生直線運動的電磁裝置。它可以看成是從旋轉電動機演化而來的。設想把旋轉電動機沿徑向剖開,并將圓周展開成直線,就得到了直線電動如圖4—34所示。旋轉電動機的徑向、周向和軸向,在直線電動機中對應地稱為法向、縱向和橫向。

與旋轉電動機對應,直線電動機按機種分類可分為直線感應電動機、直線同步電動機、直線直流電動機、直線步進電動機和直線開關磁阻電動機等。旋轉電動機的定子和轉子,在直線電動機中稱為初級和次級。為了在運動過程中始終保持初級和次級耦合,初級側和次級側中的一側必須做得較長。在直線電動機中,直線感應電動機應用廣泛,因為它的次級可以是整塊均勻的金屬材料,成本較低,適宜于做得較
而直線同步電動機由于成本較高,目前在工業中應用不多,但它的效率高,適宜于作為高速的水平或垂直運輸的推進裝置。它又可分為電磁式、永磁式和磁阻式三種,尤其是直線永磁電動機利用高能永磁體(例釹鐵硼),具有高推力強度、低損耗、小電氣時間常數、響應速度快等特點.在高精度快速響應的直線式交流伺服系中已得到了應用,有很好的發展前景。因此,本節將重點介紹直線水磁同步電動機
二 直線永磁同步電動機的基本結構
直線永磁同步電動機是在定子側.沿全行程方向的一條直線上,一塊接一塊交替地安裝N、s永磁體,如圖4—35所示。而動子下方的全長上,對應地安裝含鐵心的通電繞組(永磁同步旋轉電動機則是轉子E裝永磁體,而定子中含有電樞繞組)。為此,動子必須帶電纜一起運動。其橫向剖面圖如圖4—36所示。

三 直線永磁同步電動機的基本工作原理
直線電動機不僅在結構上與旋轉電動機相類似,而且工作原理也是相似的,如圖4-37所示
為一永磁直線同步電動機工作原理示意圖。在這臺直線電動機動子的三相繞組中通人三相對稱正弦電流后.同樣會產生氣隙磁場。當不考慮由于鐵心兩端開斷而引起的縱向端部效應時,這個氣隙磁場的分布情況與旋轉電動機相似,即可以看出沿展開的直線方向呈正弦分布。當三相電流_隨時間變化時,氣隙磁場將按A、BC相序沿直線運動。這個原理與旋轉電動機相似,但兩者的差異是:直線電動機的氣隙磁場是沿直線方向平移的,而不是旋轉的 因此,該磁場稱為行波磁場。顯然,行波磁場的移動速度與旋轉磁場在定子內圓表面E的線速度vs(稱為同步速度)是一樣的。對于永磁直線同步電動機來說,永磁體的勵磁磁場與行波磁場相互作用便會產生電磁推力..在這個電磁推力的作用下 ,由于定子固定不動,那么動子(即初級)就會沿行波磁場運動的相反方向作直線運動,其速度為vr上述便是直線永磁同步電動機的基本工作原理。