数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 三、直线电机的分类 直线电机直接产生直线形式的机械运动（一维或二维），直线电机按原理分为直线直 流电机、直线异步电机、直线同步电机、直线步进电机和平面步进电机等。 1.直线直流电机 永磁式直线直流电机是常用的直线直流电机，该电机分为动圈式和动磁式两种。动 圈式电机磁场固定，电枢线圈可移动，其结构形式和工作原理与扬声器相似，因此又称 为音圈电机。动磁式电机为电枢线圈固定，磁场运动，适用于大行程的场合。 以动圈式直线直流电机为例，其工作原理与永磁式直流电机一样，即载流电枢线圈 在永磁磁场中受力作用的原理。图3-26所示为动圈式直线直流电机的结构简图，它属 于管状结构形式，包括定子和动子两个主要部件，这种结构电机的定子和动子气隙可以 做得很小，它的性能指标能够达到旋转电机的指标。动圈式又分长动圈和短动圈二种电 枢结构。 88 (a)长动圈式 b)短动圈式 图3-26动圈式直流直线电机的结构示意图 1一动圈：2一前端板：3一磁钢4一后端板：5一铁心 长动圈式结构如图3-26()所示，该电机电枢线圈的轴向长度比直线运动工作的行 程长，故称为长动圈式直流电机。此种电机效率低，比推力均匀度较差，但永磁材料利 用率高，电机的体积小，质量轻。 短动圈式结构如图3-26b)所示，该电机电枢线圈的轴向长度比直线运动工作的行 程短，故称为短动圈式直线电机。此种结构的电枢线圈长度利用率高，比推力均匀度较 好，但永磁材料利用率低。综合看，短动圈式直线电机比长动圈式直流电机性能好、用 得较广。 由于直线电机总是处在暂态过程中，它的运行属于动态过程。直线电机的动态特性 和直流电机的动态特性完全一样，其参数可以等效。直线直流电机目前用于计算机外围 设备、自动化仪器仪表、精密机床、机器人以及制冷设备中。 2.直线异步电机 直线异步电机的工作原理与旋转式异步电机的工作原理一样，即定子合成移动磁场 与动子的电流作用产生电磁力，使电机直线运动。 直线异步电机的结构包括定子、动子和直线运动支撑导轮三大部分。定子由定子铁 心和定子绕组组成，它与交流电源相连产生移动磁场。动子有三种形式：第一种是磁性 动子，由导磁材料制成，即起磁路作用，又作为笼型动子起导电作用：第二种动子是非 兰州交通大学机电工程学院 数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 3 二、直线电机的分类 直线电机直接产生直线形式的机械运动(一维或二维)，直线电机按原理分为直线直 流电机、直线异步电机、直线同步电机、直线步进电机和平面步进电机等。 1．直线直流电机 永磁式直线直流电机是常用的直线直流电机，该电机分为动圈式和动磁式两种。动 圈式电机磁场固定，电枢线圈可移动，其结构形式和工作原理与扬声器相似，因此又称 为音圈电机。动磁式电机为电枢线圈固定，磁场运动，适用于大行程的场合。 以动圈式直线直流电机为例，其工作原理与永磁式直流电机一样，即载流电枢线圈 在永磁磁场中受力作用的原理。图 3–26 所示为动圈式直线直流电机的结构简图，它属 于管状结构形式，包括定子和动子两个主要部件，这种结构电机的定子和动子气隙可以 做得很小，它的性能指标能够达到旋转电机的指标。动圈式又分长动圈和短动圈二种电 枢结构。 (a) 长动圈式 (b) 短动圈式 图 3–26 动圈式直流直线电机的结构示意图 1—动圈；2—前端板；3—磁钢；4—后端板；5—铁心 长动圈式结构如图 3–26(a)所示，该电机电枢线圈的轴向长度比直线运动工作的行 程长，故称为长动圈式直流电机。此种电机效率低，比推力均匀度较差，但永磁材料利 用率高，电机的体积小，质量轻。 短动圈式结构如图 3–26(b)所示，该电机电枢线圈的轴向长度比直线运动工作的行 程短，故称为短动圈式直线电机。此种结构的电枢线圈长度利用率高，比推力均匀度较 好，但永磁材料利用率低。综合看，短动圈式直线电机比长动圈式直流电机性能好、用 得较广。 由于直线电机总是处在暂态过程中，它的运行属于动态过程。直线电机的动态特性 和直流电机的动态特性完全一样，其参数可以等效。直线直流电机目前用于计算机外围 设备、自动化仪器仪表、精密机床、机器人以及制冷设备中。 2．直线异步电机 直线异步电机的工作原理与旋转式异步电机的工作原理一样，即定子合成移动磁场 与动子的电流作用产生电磁力，使电机直线运动。 直线异步电机的结构包括定子、动子和直线运动支撑导轮三大部分。定子由定子铁 心和定子绕组组成，它与交流电源相连产生移动磁场。动子有三种形式：第一种是磁性 动子，由导磁材料制成，即起磁路作用，又作为笼型动子起导电作用；第二种动子是非