1、什么叫直线电机?
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。
直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达。最常用的直线电机类型是平板式和U 型槽式，和管式。线圈的典型组成是三相，由霍尔元件实现无刷换相。
2、直线电机的分类
直线电机的分类有很多种，直线电机是从旋转电机演变而来的，它的基本构成和作用原理与普通旋转电机类似。直线电机又名直驱电机，力矩马达等多种叫法，直线电机的分类也各不相同， 直线感应电机 直线感应电机是单边激磁电机，结构非常简单，因此在中低速轨道交通系统中应用直线电机又名直驱电机，力矩马达等多种叫法，直线电机的分类也各不相同。
1)直线感应电机
直线感应电机是单边激磁电机，结构非常简单，因此在中低速轨道交通系统中应用最早，也最广。最常见的直线感应电机是单侧定子结构的，为了改善磁路，提高效率，也可以采用双侧定子直线感应电机。 直线感应电机的特点是单边激磁，一般定子采用感应板(实心、无绕组)，结构简单，经济。
2)直线同步电机
同步电机是双边激磁电机，不论采用长定子或短定子，结构都较复杂。但是在高速磁悬浮列车中的直线同步电机几乎无例外地采用长定子，这是因为：同步电机转子激磁功率远小于定子，所以把功率较小的励磁绕组(转子)安装在车上，可以由谐波发电机与电池给转子励磁线圈供电或采用超导线圈，避免了接触网/轨，从而可实现高速运行。
同步直线电机的优点之一是功率因数好，效率较高，因而比较适合大气隙、大功率电机，所以，高速磁浮列车主要采用直线同步电机。同步电机用于磁浮列车时有一个突出的优点：由于转子激磁后就是一个电磁铁，所以在磁浮列车上可以用做磁浮磁铁，这样就可以一机两用——既是牵引系统，又是磁浮系统，从而减轻了车辆的重量。
3)永磁直线电机
永磁直线电机也是直线同步电机的一种，只是其转子不再用电激磁，而是采用永磁磁极。永磁直线电机的优点是单边激磁而且磁密较高，所以体积小，效率高。但是，由于永磁不像电磁那样容易调节磁通，所以永磁直线电机弱磁控制性能较差。而且，毕竟永磁材料成本较高，所以更适合于轨道较短或封闭环境的场合，如导弹或分机发射架，在车辆上的应用比较少。
近年来，由于体积较小，控制精度高，圆筒型直线永磁电机在伺服系统中的应用越来越多，特别是数控设备等需要高精度定位的场合，基本上采用的都是永磁交流直线同步电机。
4)双馈直线异步电机
同步电机是双边激磁，所以转子直流励磁电流是可以调整的;而普通直线感应电机转子电流是感应产生的，不能人为调整，这也正是感应电机调速性能与功率因数较差的原因。双馈异步电机则可以独立调整转子电流，不过与同步电机不同的是转子也是交流电流。这种直线电机主要用于车辆上，因为可以通过调节转子电流调整列车速度。
5)直线开关磁阻电机
直线开关磁阻电机的与旋转开关磁阻电机一样，优点是单边激磁，转子是实心钢而不需要绕组，成本比直线感应电机还要低，所以是很有前途的一种驱动方案。但是，在大气隙的情况下，这种电机磁路的磁阻变化较小，影响了功率密度的提高，所以在车辆上的应用较少。直线开关磁阻电机在磁路结构上可以分为纵向磁通与横向磁通两类。
3、直线电机的结构图
直线电机的基本结构，可视为将传统伺服电机沿径向剖开，并将电机的圆周展开成直线，由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。
与旋转电机的工作原理类似，直线电机也是利用电磁作用将电能转换成为运动动能。但在气隙中产生的磁场不是旋转的，而是呈直线正弦分布的、平移的，被称为行波磁场。
比如说直线电机的基槽配合有很多种，从单元电机的角度来说，最简单有三槽两极、六槽五极、六槽七极、六槽八极甚至九槽八极等等类型，那么在什么应用领域，我们采用什么样的基槽配合是比较合理的，直线电机在机床上应用的时候有一个问题：即推力波动及在静态的情况下，上矢能后，如何让电机的抖动最小，这对于磁场的优化是非常关键的一个技术。
4、直线电机的优势劣势
直线电机在性能上有原旋转电机驱动方式无法达到的高精度、高速度、高加速度等性能指标和优点：
1)高速响应，由于直线电机取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等)，使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，高速度达到10～30m/s，超低速0.001mm/s;
2)精度，直线电机取消了由丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。
3)速度快、加减速过程短，由于“零传动”的高速响应性，直线电机的加减速过程大大缩短，以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。
虽然直线电机在速度、加速度、精度等性能上优于旋转电机，但其在价格、安装要求上相较于旋转电机也有一定劣势：
1)价格高，直线电机的核心部件光栅尺成本居高不下，使得直线电机的价格高于旋转电机。
2)安装要求高，直线电机属于高精度产品，其安装过程也会影响其定位精度，安装工作需要一定的技术背景。
3)普遍没有刹车装置，如果竖直安装直线电机，其在突然断电或故障时会受重力影响垂直下落，因此直线电机一般用于平面运动，而无法大范围应用于Z轴运动。
二、直线电机的生产流程
直线电机的生产流程可以分为以下六个主要步骤：
1、设计阶段：在这个阶段，需要进行直线电机的结构设计、电磁系统设计及控制系统设计等相关工作。设计师会根据客户需求，参照市场上的其他同类机型并使用CAD软件制作三维模型，对电磁系统和绝缘等级进行计算确认，并制作出相应的电路板。
2、材料选择阶段：材料的选择至关重要，必须根据电动机的特性和工作环境特点选用合适的材料。直线电机的材料通常包括磁体、线圈、滑动平台、传感器等。
3、加工制造阶段：在加工阶段，需要将选择好的材料进行精密加工，包括线圈绕制、磁铁加工、轴承安装等等。这个阶段需要使用各种先进的数控加工设备完成工程。
4、组装阶段：接下来是将电机零部件组装在一起，此时需要对每个零部件进行质量检测，包括机械性能、抗污性能等。组装成功后，需要对整机进行必要的调试和测试。
5、测试阶段：测试阶段是保证整个制造过程质量的最后一步，主要包括机械、电气、热力学、传动、耐久性能等的测试，以确保直线电机能够正常运转，可靠地工作，达到客户要求的所有标准。
6、出货与售后服务：测试合格后，直线电机可以进行包装出货，并提供相关的用户手册和保修服务。
三、直线电机的上下游产业链
直线电机的上游为绝缘体、电解铜、电工用硅钢和合金钢等，下游为各类设备厂商。
四、国内外直线电机市场情况
直线电机的TOP3需求为机床、半导体设备和激光加工设备，共计占有近70%的市场，以下为2022年，直线电机的各细分行业的需求。
由于国内外下游各类设备的需求的持续增长，全球直流电机市场规模持续增长，2018年至2023年，全球直流电机市场规模从70亿美元增长到158亿美元，预计到2025年，全球电机市场规模将达到208亿美元。
由于国内下游各类设备的需求的持续增长，中国和全球直流电机市场一样规模持续增长，2018年至2023年，中国直流电机市场规模从20亿美元增长到55亿美元，预计到2025年，全球电机市场规模将达到73亿美元。
五、中国主要直线电机企业情况
目前，国外品牌占据了中国直线电机60%以上的市场份额，品牌主要集中在新加坡、台湾、日本和欧美。其中，新加坡品牌以19%的市场份额雄踞首位，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，有一定的价格优势，以良好的性能价格比和较高的可靠性，获得了稳定且持续的客户源，如下图所示。
作为雅科贝思主要竞争对手的台湾上银，也不可小觑。上银产品线丰富，业务涵盖领域广，自家产品间的搭配使用度高，故拥有了一部分稳定的市场。加之直线电机质量可靠，价格较其他外资品牌低，深受客户青睐。2022年，直线电机业绩占整体市场的13.8%。
在欧美品牌中，科尔摩根、Parker、siemens也有相当的优势。这些欧美品牌总的市场占有率约8.5%。
除新加坡、台湾、欧美直线电机品牌外，日系直线电机的应用也较广，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在总体业绩中约占比21.3%。
中国国内的品牌主要有大族电机、郑州微纳科技、嘉兴华嶺、青岛同日等，沿海地区一年将近20家小品牌加入到直线电机的生产中。目前国产品牌在总市场占有率在30%左右。
六、中国直线电机行业展望
1、技术越来越成熟
直线电机配合驱动控制技术越来越成熟，具有传统设备无法超越的屏障。随着电机制造技术的不断完善，选择匹配的直线电机和驱动控制系统能够更加高效。
机床中的直线电机互相配合驱动控制技术现已愈来愈成熟完善，拥有传统化装置不能超越的屏障。伴随电机现今制造技术的日益完善，选择匹配的直线电机和驱动控制系统，互相配合合理的机床构图，高性能的机床。
2、成本逐渐降低
线性电机系统的成本不断下降，现阶段运用的直线电机驱动依旧超过传统化的传输价格。尤其是精密高速加工机床、特殊加工机床、大型机床处理传统化传动方式不能避免的问题。因此，线性电机应集中在提高性能上，致力于解决传统电机无法克服的难题。
3、技术趋于产业化
线性马达在实际应用中不再是样品。近些年，即便各个国家进一步加强了生产的规模结构特征，但依旧已经不能满足市场庞大的供应量，拥有很强的市场规模，未来数十年世界将有三分之一数控运用直线电机给驱动，高端机床的运用不容置疑是比重较大的，其工业化的发展前景是不应多说的。
老式电机结构和驱动模式的组合远远跟不上现代控制系统的步伐。直线电机更受现生产模式的青睐。直线电机的技术研究越来越成熟，在自动化自各领域发挥着重要作用。
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