1、什么叫直線電機?
直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開，并展成平面而成。
直線電機也稱線性電機，線性馬達，直線馬達，推桿馬達。最常用的直線電機類型是平板式和U 型槽式，和管式。線圈的典型組成是三相，由霍爾元件實現無刷換相。
2、直線電機的分類
直線電機的分類有很多種，直線電機是從旋轉電機演變而來的，它的基本構成和作用原理與普通旋轉電機類似。直線電機又名直驅電機，力矩馬達等多種叫法，直線電機的分類也各不相同， 直線感應電機 直線感應電機是單邊激磁電機，結構非常簡單，因此在中低速軌道交通系統中應用直線電機又名直驅電機，力矩馬達等多種叫法，直線電機的分類也各不相同。
1)直線感應電機
直線感應電機是單邊激磁電機，結構非常簡單，因此在中低速軌道交通系統中應用最早，也最廣。最常見的直線感應電機是單側定子結構的，為了改善磁路，提高效率，也可以采用雙側定子直線感應電機。 直線感應電機的特點是單邊激磁，一般定子采用感應板(實心、無繞組)，結構簡單，經濟。
2)直線同步電機
同步電機是雙邊激磁電機，不論采用長定子或短定子，結構都較復雜。但是在高速磁懸浮列車中的直線同步電機幾乎無例外地采用長定子，這是因為：同步電機轉子激磁功率遠小于定子，所以把功率較小的勵磁繞組(轉子)安裝在車上，可以由諧波發電機與電池給轉子勵磁線圈供電或采用超導線圈，避免了接觸網/軌，從而可實現高速運行。
同步直線電機的優點之一是功率因數好，效率較高，因而比較適合大氣隙、大功率電機，所以，高速磁浮列車主要采用直線同步電機。同步電機用于磁浮列車時有一個突出的優點：由于轉子激磁后就是一個電磁鐵，所以在磁浮列車上可以用做磁浮磁鐵，這樣就可以一機兩用——既是牽引系統，又是磁浮系統，從而減輕了車輛的重量。
3)永磁直線電機
永磁直線電機也是直線同步電機的一種，只是其轉子不再用電激磁，而是采用永磁磁極。永磁直線電機的優點是單邊激磁而且磁密較高，所以體積小，效率高。但是，由于永磁不像電磁那樣容易調節磁通，所以永磁直線電機弱磁控制性能較差。而且，畢竟永磁材料成本較高，所以更適合于軌道較短或封閉環境的場合，如導彈或分機發射架，在車輛上的應用比較少。
近年來，由于體積較小，控制精度高，圓筒型直線永磁電機在伺服系統中的應用越來越多，特別是數控設備等需要高精度定位的場合，基本上采用的都是永磁交流直線同步電機。
4)雙饋直線異步電機
同步電機是雙邊激磁，所以轉子直流勵磁電流是可以調整的;而普通直線感應電機轉子電流是感應產生的，不能人為調整，這也正是感應電機調速性能與功率因數較差的原因。雙饋異步電機則可以獨立調整轉子電流，不過與同步電機不同的是轉子也是交流電流。這種直線電機主要用于車輛上，因為可以通過調節轉子電流調整列車速度。
5)直線開關磁阻電機
直線開關磁阻電機的與旋轉開關磁阻電機一樣，優點是單邊激磁，轉子是實心鋼而不需要繞組，成本比直線感應電機還要低，所以是很有前途的一種驅動方案。但是，在大氣隙的情況下，這種電機磁路的磁阻變化較小，影響了功率密度的提高，所以在車輛上的應用較少。直線開關磁阻電機在磁路結構上可以分為縱向磁通與橫向磁通兩類。
3、直線電機的結構圖
直線電機的基本結構，可視為將傳統伺服電機沿徑向剖開，并將電機的圓周展開成直線，由定子演變而來的一側稱為初級，由轉子演變而來的一側稱為次級。
與旋轉電機的工作原理類似，直線電機也是利用電磁作用將電能轉換成為運動動能。但在氣隙中產生的磁場不是旋轉的，而是呈直線正弦分布的、平移的，被稱為行波磁場。
比如說直線電機的基槽配合有很多種，從單元電機的角度來說，最簡單有三槽兩極、六槽五極、六槽七極、六槽八極甚至九槽八極等等類型，那么在什么應用領域，我們采用什么樣的基槽配合是比較合理的，直線電機在機床上應用的時候有一個問題：即推力波動及在靜態的情況下，上矢能后，如何讓電機的抖動最小，這對于磁場的優化是非常關鍵的一個技術。
4、直線電機的優勢劣勢
直線電機在性能上有原旋轉電機驅動方式無法達到的高精度、高速度、高加速度等性能指標和優點：
1)高速響應，由于直線電機取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件(如絲杠等)，使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高，高速度達到10～30m/s，超低速0.001mm/s;
2)精度，直線電機取消了由絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。
3)速度快、加減速過程短，由于“零傳動”的高速響應性，直線電機的加減速過程大大縮短，以實現起動時瞬間達到高速，高速運行時又能瞬間準停。
雖然直線電機在速度、加速度、精度等性能上優于旋轉電機，但其在價格、安裝要求上相較于旋轉電機也有一定劣勢：
1)價格高，直線電機的核心部件光柵尺成本居高不下，使得直線電機的價格高于旋轉電機。
2)安裝要求高，直線電機屬于高精度產品，其安裝過程也會影響其定位精度，安裝工作需要一定的技術背景。
3)普遍沒有剎車裝置，如果豎直安裝直線電機，其在突然斷電或故障時會受重力影響垂直下落，因此直線電機一般用于平面運動，而無法大范圍應用于Z軸運動。
二、直線電機的生產流程
直線電機的生產流程可以分為以下六個主要步驟：
1、設計階段：在這個階段，需要進行直線電機的結構設計、電磁系統設計及控制系統設計等相關工作。設計師會根據客戶需求，參照市場上的其他同類機型并使用CAD軟件制作三維模型，對電磁系統和絕緣等級進行計算確認，并制作出相應的電路板。
2、材料選擇階段：材料的選擇至關重要，必須根據電動機的特性和工作環境特點選用合適的材料。直線電機的材料通常包括磁體、線圈、滑動平臺、傳感器等。
3、加工制造階段：在加工階段，需要將選擇好的材料進行精密加工，包括線圈繞制、磁鐵加工、軸承安裝等等。這個階段需要使用各種先進的數控加工設備完成工程。
4、組裝階段：接下來是將電機零部件組裝在一起，此時需要對每個零部件進行質量檢測，包括機械性能、抗污性能等。組裝成功后，需要對整機進行必要的調試和測試。
5、測試階段：測試階段是保證整個制造過程質量的最后一步，主要包括機械、電氣、熱力學、傳動、耐久性能等的測試，以確保直線電機能夠正常運轉，可靠地工作，達到客戶要求的所有標準。
6、出貨與售后服務：測試合格后，直線電機可以進行包裝出貨，并提供相關的用戶手冊和保修服務。
三、直線電機的上下游產業鏈
直線電機的上游為絕緣體、電解銅、電工用硅鋼和合金鋼等，下游為各類設備廠商。
四、國內外直線電機市場情況
直線電機的TOP3需求為機床、半導體設備和激光加工設備，共計占有近70%的市場，以下為2022年，直線電機的各細分行業的需求。
由于國內外下游各類設備的需求的持續增長，全球直流電機市場規模持續增長，2018年至2023年，全球直流電機市場規模從70億美元增長到158億美元，預計到2025年，全球電機市場規模將達到208億美元。
由于國內下游各類設備的需求的持續增長，中國和全球直流電機市場一樣規模持續增長，2018年至2023年，中國直流電機市場規模從20億美元增長到55億美元，預計到2025年，全球電機市場規模將達到73億美元。
五、中國主要直線電機企業情況
目前，國外品牌占據了中國直線電機60%以上的市場份額，品牌主要集中在新加坡、臺灣、日本和歐美。其中，新加坡品牌以19%的市場份額雄踞首位，其產品特點是技術和性能水準比較符合中國用戶的需求，有一定的價格優勢，以良好的性能價格比和較高的可靠性，獲得了穩定且持續的客戶源，如下圖所示。
作為雅科貝思主要競爭對手的臺灣上銀，也不可小覷。上銀產品線豐富，業務涵蓋領域廣，自家產品間的搭配使用度高，故擁有了一部分穩定的市場。加之直線電機質量可靠，價格較其他外資品牌低，深受客戶青睞。2022年，直線電機業績占整體市場的13.8%。
在歐美品牌中，科爾摩根、Parker、siemens也有相當的優勢。這些歐美品牌總的市場占有率約8.5%。
除新加坡、臺灣、歐美直線電機品牌外，日系直線電機的應用也較廣，其技術水平和價格水平居于進口中端產品和國產品牌之間，在總體業績中約占比21.3%。
中國國內的品牌主要有大族電機、鄭州微納科技、嘉興華嶺、青島同日等，沿海地區一年將近20家小品牌加入到直線電機的生產中。目前國產品牌在總市場占有率在30%左右。
六、中國直線電機行業展望
1、技術越來越成熟
直線電機配合驅動控制技術越來越成熟，具有傳統設備無法超越的屏障。隨著電機制造技術的不斷完善，選擇匹配的直線電機和驅動控制系統能夠更加高效。
機床中的直線電機互相配合驅動控制技術現已愈來愈成熟完善，擁有傳統化裝置不能超越的屏障。伴隨電機現今制造技術的日益完善，選擇匹配的直線電機和驅動控制系統，互相配合合理的機床構圖，高性能的機床。
2、成本逐漸降低
線性電機系統的成本不斷下降，現階段運用的直線電機驅動依舊超過傳統化的傳輸價格。尤其是精密高速加工機床、特殊加工機床、大型機床處理傳統化傳動方式不能避免的問題。因此，線性電機應集中在提高性能上，致力于解決傳統電機無法克服的難題。
3、技術趨于產業化
線性馬達在實際應用中不再是樣品。近些年，即便各個國家進一步加強了生產的規模結構特征，但依舊已經不能滿足市場龐大的供應量，擁有很強的市場規模，未來數十年世界將有三分之一數控運用直線電機給驅動，高端機床的運用不容置疑是比重較大的，其工業化的發展前景是不應多說的。
老式電機結構和驅動模式的組合遠遠跟不上現代控制系統的步伐。直線電機更受現生產模式的青睞。直線電機的技術研究越來越成熟，在自動化自各領域發揮著重要作用。
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