直線電動(dòng)機(jī)是直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電磁裝置。它可以看成是從旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)演化而來的。設(shè)想把旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)沿徑向剖開，并將圓周展開成直線，就得到了直線電動(dòng)如圖4—34所示。旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的徑向、周向和軸向，在直線電動(dòng)機(jī)中對(duì)應(yīng)地稱為法向、縱向和橫向。
與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)，直線電動(dòng)機(jī)按機(jī)種分類可分為直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線同步電動(dòng)機(jī)、直線直流電動(dòng)機(jī)、直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直線開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子，在直線電動(dòng)機(jī)中稱為初級(jí)和次級(jí)。為了在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持初級(jí)和次級(jí)耦合，初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)中的一側(cè)必須做得較長(zhǎng)。在直線電動(dòng)機(jī)中，直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛，因?yàn)樗拇渭?jí)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(dòng)機(jī)由于成本較高，目前在工業(yè)中應(yīng)用不多，但它的效率高，適宜于作為高速的水平或垂直運(yùn)輸?shù)耐七M(jìn)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(dòng)機(jī)利用高能永磁體(例釹鐵硼)，具有高推力強(qiáng)度、低損耗、小電氣時(shí)間常數(shù)、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)．在高精度快速響應(yīng)的直線式交流伺服系中已得到了應(yīng)用，有很好的發(fā)展前景。因此，本節(jié)將重點(diǎn)介紹直線水磁同步電動(dòng)機(jī)
二 直線永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
直線永磁同步電動(dòng)機(jī)是在定子側(cè)．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(dòng)子下方的全長(zhǎng)上，對(duì)應(yīng)地安裝含鐵心的通電繞組(永磁同步旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)則是轉(zhuǎn)子E裝永磁體，而定子中含有電樞繞組)。為此，動(dòng)子必須帶電纜一起運(yùn)動(dòng)。其橫向剖面圖如圖4—36所示。
三 直線永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理
直線電動(dòng)機(jī)不僅在結(jié)構(gòu)上與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)工作原理示意圖。在這臺(tái)直線電動(dòng)機(jī)動(dòng)子的三相繞組中通人三相對(duì)稱正弦電流后．同樣會(huì)產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。當(dāng)不考慮由于鐵心兩端開斷而引起的縱向端部效應(yīng)時(shí)，這個(gè)氣隙磁場(chǎng)的分布情況與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)相似，即可以看出沿展開的直線方向呈正弦分布。當(dāng)三相電流_隨時(shí)間變化時(shí)，氣隙磁場(chǎng)將按A、BC相序沿直線運(yùn)動(dòng)。這個(gè)原理與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)相似，但兩者的差異是：直線電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)是沿直線方向平移的，而不是旋轉(zhuǎn)的 因此，該磁場(chǎng)稱為行波磁場(chǎng)。顯然，行波磁場(chǎng)的移動(dòng)速度與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在定子內(nèi)圓表面E的線速度vs(稱為同步速度)是一樣的。對(duì)于永磁直線同步電動(dòng)機(jī)來說，永磁體的勵(lì)磁磁場(chǎng)與行波磁場(chǎng)相互作用便會(huì)產(chǎn)生電磁推力．．在這個(gè)電磁推力的作用下 ，由于定子固定不動(dòng)，那么動(dòng)子(即初級(jí))就會(huì)沿行波磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的相反方向作直線運(yùn)動(dòng)，其速度為vr上述便是直線永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。
