图1直线电机的转变过程

图2 旋转电机的基本工作原理              图3 直线电机的基本工作原理

1－定子 2－转子 3－磁场方向               1－初级 2－次级 3－行波磁场

2.2直线电机的特点

主要表现在以下几个方面：

（1）高响应性

一般来讲，电气元器件比机械传动件的动态响应时间要小几个数量级。由于系统中取消了响应时间较大的如丝杠等机械传动件，使整个闭环伺服系统动态响应性能大大提高。

（2）高精度性

由于取消了丝杠等机械传动机构，因而减少了传动系统滞后所带来的跟踪误差。通过高精度

直线位移传感器（如μ级），进行位置检测反馈控制，大大提高机床的定位精度。

（3）速度快、加减速过程短

机床直线电机进给系统，能够满足60m/m i n~200m/m i n或更高的超高速切削进给速度。由于具有高速响应性，其加减速过程大大缩短，加速度一般可达到2g~20g。

（4）传动刚度高、推力平稳

“直接驱动”提高了传动刚度。直线电动机的布局，可根据机床导轨的形面结构及其工作台

运动时的受力情况来布置，通常设计成均布对称，使其运动推力平稳。

（5）行程长度不受限制

通过直线电动机的定子的铺设，就可无限延长动子的行程长度。

（6）运行时噪声低

取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，导轨副可采用滚动导轨或磁悬浮导轨（无机械接触），使运动噪声大大下降。

（7）效率高

由于无中间传动环节，也就取消了其机械摩擦时的能量损耗，系统效率大大提高。直线电动机系统的开发应用，将引起机床行业的传统进给机械结构发生变革。通过先进的电气控制，不仅简化了进给机械结构，更重要的是使机床的性能指标得到很大提高

2.3直线电机的分类

1、 直线感应电机

   直线感应电机（LIM,linear induction motor）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

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，

3、 永磁直线电机

永磁直线电机（PLLM., permanent magnet linear motors）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。永磁直线电机的最大优点是单边激磁而且磁密较高，所以体积小，效率高。

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；

5、 直线开关磁阻电机

直线开关磁阻电机（LRM.linear swiyched reluctance motor）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。

除上述几种直线电机外，还有直流直线电机、单极直线电机等。

2.4直线电机工作台控制系统

直线电机工作台控制系统电路由平流层主控电路、I/O扩展电路、直线电机接口电路和键盘显示电路组成。工作台控制系统元件主要平流层，外部RAM，ROM，I/O接口，光电隔离，功率放大，键盘，显示屏和驱动器等组成。由键盘输入参数，通过I/O接口芯片到进行平流层处理，然后一面通过I/O芯片输出到显示屏，另一面输出通过光电隔离与功率放大到驱动器，再由驱动器驱动直线电机

2.5PLC控制系统的特点与优点