直线电机驱动技术
直线电机驱动源码
直线电机驱动源码1. 引言直线电机是一种将电能直接转换为机械运动的装置，它通过电磁力作用于导线上的电流，使导线在磁场中产生力，从而实现线性运动。
直线电机在自动化领域、机械工程、交通运输等领域有着广泛的应用。
为了实现直线电机的运动控制，需要编写相应的驱动源码。
本文将详细介绍直线电机驱动源码的编写过程，包括驱动程序的结构设计、功能实现以及使用示例等内容。
2. 驱动程序结构设计2.1 硬件接口直线电机的驱动程序需要与硬件进行交互，因此首先需要定义硬件接口。
通常，直线电机驱动需要与电机控制器进行通信，通过控制器发送指令来控制电机的运动。
硬件接口包括与电机控制器的通信接口、电机的电源接口等。
以下是一个简化的硬件接口定义示例：// 与电机控制器的通信接口typedef struct {int tx_pin; // 发送数据引脚int rx_pin; // 接收数据引脚} CommunicationInterface;// 电机的电源接口typedef struct {int power_pin; // 电源控制引脚} PowerInterface;2.2 驱动程序结构直线电机驱动程序可以采用面向对象的设计模式，将驱动程序分为多个模块，每个模块负责不同的功能。
常见的模块包括通信模块、运动控制模块、错误处理模块等。
以下是一个简化的驱动程序结构示例：// 通信模块typedef struct {CommunicationInterface interface; // 硬件接口void (*send_command)(const char* command); // 发送指令char* (*receive_response)(); // 接收响应} CommunicationModule;// 运动控制模块typedef struct {void (*move_to_position)(double position); // 移动到指定位置void (*stop)(); // 停止运动} MotionControlModule;// 错误处理模块typedef struct {void (*handle_error)(); // 处理错误} ErrorHandlingModule;// 驱动程序typedef struct {CommunicationModule communication; // 通信模块MotionControlModule motion_control; // 运动控制模块ErrorHandlingModule error_handling; // 错误处理模块} LinearMotorDriver;驱动程序结构的设计可以根据实际需求进行调整，添加或删除模块。
城轨交通的一种新模式_直线电机驱动地铁车辆
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要：文章论述了直线电机驱动方式的原理、 车辆的特点和应用的原则， 为我国城市轨道交通在特定
的线路条件下提供一种新的选择。 关键词：城轨交通； 直线电机； 驱动； 模式 中图分类号： %#&’()； *+&)’(! 文献标识码： , 文章编号： "-.#/""0.（ #$$&） $!/$$$!/$!
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低效率、 低功率因数的缺点 地铁车辆上工程应用的直线电机，由于车载定子
与地面转子是处在一个相对直线运动的弹性 （ 轴箱垂 向弹性定位）系统间，不可避免地会造成相互间隙变 化，因此气隙设计得不能太小，否则会导致不安全因 素， 一般定在 %! ’’ 左 右 （ 比德国磁悬浮列车的直线 电机气隙 & ’’ 要高一些） 。再加上直线电机是有端部 的（ 旋转电机是闭环） ， 因此漏磁场较大， 机电能量转化 率低， 所以直线电机的效率较低， 一般在 ")+.")& 之间，
城建物的密集， 使线路的水平断面曲线变小； （ #） （ 城市人口的增长， 使运行区间变短， 必须依靠 &） 较高运行速度和较大的加 Y 减速度才能增大运能； 环保的要求更高， 要求车辆的振动和噪声的影 （ !） 响更小； （ 为减少运营成本必须降低土建工程的造价， 要 )） 求地铁车辆重量轻、 体积小， 才能使隧道和高架结构简 单经济。 传统技术模式的地铁车辆是依靠轮轨作用来发挥 由于物理黏着的存在限制了其加 Y 减速 牵引 Y 制动力， 度性能和爬坡能力的提高，还存在全天候运行特性较 差， 运行的机械振动和噪声较大， 车辆结构轻量化和小 型化相对困难等缺点， 不能很好地适应新的运行特点。 因此， 长期以来科技界、 工业界一直在追求研发一种新 的技术模式。
直线电机驱动技术在医疗器械上应用分析论文
直线电机驱动技术在医疗器械上的应用分析山东省莱芜市人民医院，山东莱芜271100【摘要】目的：探讨直线电机驱动技术在医疗器械上的应用。
方法：分析直线电机驱动技术的基本原理、特点及应用现状，总结直线电机驱动技术对传统医疗器械的提升作用。
结果：电动护理床、x光透视床、icu护理床、电动沐浴椅的调节角度范围均增加；x光透视床、icu护理床、电动牵引架的可调节高度范围增加，以上医疗器械在相同标准行程下的负载均增加。
结论：直线电机驱动技术不需要油泵、压缩机等设备，不会引起介质的泄露，并且推力和速度控制性能优良，可应用于电动护理床、x光透视床、icu护理床、电动手术台等医疗器械的应用中，可有效方便医疗器械的应用。
【关键词】直线电机驱动；程序控制器；医疗器械【中图分类号】r197.39【文献标识码】a文章编号：1004-7484（2012）-05-0751-02直线电机驱动系统是近年来得到发展的新型传动方式，可将电能直接转换成直线运动机械能，不需要转换传动装置，具有起动推力大、精度高、行程长度不受限制等优点［1］，因此在各类高速及精密设备中得到广泛应用。
随着医学模式的转变，人们对健康及医疗服务的要求越来越高，也要求医疗器械的精度、应用范围等适应患者及医务工作者的要求，而传统的医疗器械，由于传动方式的限制，其精度、应用范围等难以满足现有的医疗需求。
因此，需给予改进和提高。
而直线电机驱动系统的出现及应用则使传统医疗器械的应用得到了很大的提升。
1.资料与方法1.1一般资料：电动护理床5台、x光透视床6台、icu护理床5台、电动沐浴椅3台，电动牵引架4台，均用直线电机驱动技术进行改装，以代替传统的液压及气动执行机构。
1.2研究方法：观察23台医疗器械改装前后的角度调节范围、高度调节范围、相同的标准行程下负载的改变。
2.结果2.1电动护理床。
电动护理床改装后，用手控器调节背部的角度调节范围为0-80°，腿部的角度调节范围为0-40°，比改装前提高了10-20°；标准行程为150、200mm时，负载分别可达到4000n 和6000n，比改装前提高了1000-1500n。
瑞士直线电机Linear_Motors_v2.1_chinese
直线电机产品线
ETEL是业内提供标准化直线电机产品品种最全的公司。50多种可选型号，几乎能满足 任何要求 。
4000
3500
LMA22-100
最大推力 [N]
高动态性能应用 -最大推力与持续推力比高
3000 2500 2000 1500
LMG15-100
LMS15-100
ILM12-060
-最大推力与持续推力比低
ETEL的专业经验还包括：
• 有铁芯和无铁芯电机 • 单励磁和双励磁 • 横向磁场 • 长定子 • 复合电机（直线/旋转电机） • 超大直径旋转轴的直线电机
• 高温和低温 • 真空 • UL认证 • 航空航天电机 • 特殊磁道 • 多电机集成
直线电机 | 7
直接驱动系统
为使直接驱动电机达到最高性能，全套直接驱动系统中的直接驱动电机必须满足精度 和刚性要求。除电机外，直接驱动系统的四大部件是电子系统，编码器，轴承或机器 结构。四大部件中的每个部件简要说明如下。
自1974年，ETEL始终全力专注于直接驱动技术的开发。通过多项创新技术，ETEL不断 优化设计提供更高推力效率的产品。
什么是直线电机？
直线电机是一种特殊类型的无刷同步伺服电机。它类似于力矩电机，但它是展开并 铺平的。通过线圈绕组（初级部分）与永磁体（次级部分）间的电磁相互作用，电能 高效率地转换成直线运动的机械能。初级部分的常用名还有电机，运动件，滑台或滑 架，而次级被称为磁道或磁路。
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持续推力 Fc，600 VDC Fc，300 VDC
直线电机 | 5
直线电机
20年来，市场上出现了许多结构的直线电机。但只有少数结构有实际价值以及可行性 和经济性。ETEL始终专注于永磁励磁的扁平同步3相直线电机。这类电机占全球工业应 用的90%以上。它们可被分为有铁芯和无铁芯电机。
国内外直线电机技术的发展与应用综述
国内外直线电机技术的发展与应用综述一、直线电机技术的发展直线电机是一种能够直接产生直线运动的电机，它是融合了电磁学、力学和控制理论的高新技术产品。
随着工业自动化和智能制造的发展，直线电机技术在国内外得到了广泛的应用和推广。
在这样的背景下，直线电机技术的发展也迅速走向成熟，实现了快速、精密、高效的直线运动控制。
1. 直线电机技术的起源直线电机技术的起源可以追溯到20世纪初，当时的工业生产需要更高效的动力传动设备，传统的旋转电机在直线运动控制方面存在较大的局限性。
由此，人们开始研究和开发能够直接产生直线运动的电机，而直线电机应运而生。
2. 直线电机技术的发展历程20世纪50年代，磁悬浮直线电机技术开始初露头角，但由于材料、加工工艺等方面的限制，当时的直线电机技术仍处于萌芽阶段。
随着硬磁材料和控制技术的不断改进，直线电机技术逐渐成熟，应用领域也不断拓展。
3. 直线电机技术在国际上的发展状况在国际上，直线电机技术已经得到了广泛的应用和研究。
欧美国家在直线电机技术方面具有较强的研发实力和生产能力，其在航空航天、高铁、机器人等领域的应用取得了显著的成绩。
而在亚洲地区，日本和韩国也在直线电机技术领域拥有一定的技术积累和市场份额。
二、直线电机技术的应用直线电机技术作为一种先进的动力传动技术，其在工业生产和科学研究领域得到了广泛的应用，并且在特定领域具有独特的优势。
1. 工业自动化领域在工业生产中，直线电机技术可以实现高速、高精度的直线运动控制，广泛应用于数控机床、激光切割设备、半导体生产设备等领域。
直线电机可以实现电磁直接驱动，避免了传统传动系统中的机械传动链路和间隙，提高了系统的动态响应性能和定位精度。
2. 航空航天领域直线电机技术在航空航天领域的应用也日益广泛。
在卫星姿态控制系统中，直线电机可以实现对姿态控制器的精确调整，提高了卫星的姿态控制精度和灵活性。
在航空器的起落架和飞行控制系统中，直线电机也可以实现更加稳定和精密的动力传递。
直线电机在电力驱动系统中的应用研究
直线电机在电力驱动系统中的应用研究直线电机是一种利用磁场作用力来实现直线运动的电动机，相比传统的转子电机，它有着更广泛的应用前景。
在电力驱动系统中，直线电机的应用研究已经成为一个热点领域。
本文将从不同角度探讨直线电机在电力驱动系统中的应用研究。
一、直线电机的概述直线电机是一种杰出的电动机械设备，它是一种线性装置，它能够将电能转化为机械能，将直流电能或者交流输入。
它有三个主要部分组成，包含定子、铁芯、滑块和推进块组成。
直线电机的工作原理是基于洛伦兹力和磁场之间的相互作用，通过改变磁场和电流的强弱来改变直线电机的行程和速度。
直线电机在医疗、航空、汽车、工业等领域有着广泛的应用。
二、直线电机在电力驱动系统中的优势与传统的转子电机相比，直线电机在电力驱动系统中具有一些独特的优势。
首先，直线电机具有高效率和高加速度的特点。
由于直线电机不需要通过转子来实现转换，它能够提供更高的加速度和更高的转速，从而提高了整个电力驱动系统的效率。
其次，直线电机具有更好的控制性能。
直线电机能够实现精确的位置控制和速度控制，可以适应多种工况，提高了电力驱动系统的可控性和稳定性。
此外，直线电机还具有更大的功率密度和更小的体积，使其更适合电力驱动系统的集成化和紧凑化设计。
三、直线电机在电力驱动系统中的应用案例1. 电动汽车电动汽车是直线电机在电力驱动系统中的一个重要应用领域。
由于直线电机具有高效率和高控制性能，可以有效提高电动汽车的性能和续航里程。
直线电机的快速响应和无级变速特性，能够实现更好的加速和刹车效果，提高整车的操控性能。
此外，直线电机的紧凑设计和高功率密度特点，也使得电动汽车能够减少整车的体积和重量，增加电池的容量和续航里程。
2. 工业自动化工业自动化是直线电机在电力驱动系统中的另一个重要应用领域。
直线电机具有高精度和高重复定位精度的特点，可以实现工业机器人和自动生产线的精确控制。
直线电机可配备位置反馈传感器，实现闭环控制，以满足不同工况下的自适应和快速响应要求。
机械工业自动化中运动控制新技术
浅析机械工业自动化中的运动控制新技术摘要：计算机与微电子技术的快速发展，带动了工业运动控制技术的提高，出现了直线电机驱动技术、全闭环交流伺服驱动技术、计算机控制技术、运动控制卡等控制新技术。
这些技术为我国工业水平的提高与机电一体化水平的进步发挥了比较大的作用。
本文就机械工业自动化中的运动控制新技术进行浅显的分析。
关键词：机械工业；自动化；运动控制新技术一、引言传统产业在高新技术产业的发展冲击下，不断革新，这也为传统产业的发展带来了机会。
机械工业是传统产业之一。
新技术的革新使其产品结构与生产系统的结构都发生了重大变化。
微电子技术、微计算机技术的快速发展，促进了机械工业自动化的进程。
机电一体化不断的技术改革，使得机电一体化的产品比如汽车、家用电器、冶金机械、工业机器人、包装机械等，每隔一段时间都会有新的进展。
机电一体化技术在现代生活、生产中发挥着比较重要的作用，提高了人民的生活水平与工作效率，降低了材料的消耗，增强了企业发展当中的竞争力。
机电一体化迅速发展的同时，运动控制技术也得到不断发展。
机械工业自动化中的运动控制新技术得到大大发展，出现了全闭环交流伺服驱动技术(full closedac servo)、直线电机驱动技术(linear motor driving)、可编程序计算机控制器(programmable computer controller,pcc)和运动控制卡(motion con-trolling board)等新技术。
二、机械工业自动化当中的几种运动控制新技术（一）全闭环交流伺服驱动技术机电一体化产品的定位精度与动态响应若要求比较高，通常会用到交流伺服系统，其中的数字交流伺服系统更合适数电控制。
数字交流伺服系统采用了数字信号处理器的驱动器，可以对机械电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，电机与驱动器之间就构成了位置与速度的闭环控制系统。
这种闭环交流伺服驱动系统具有高速的运算控制能力，能够自动完成整个伺服系统的增益调节，对于机械中负载的变化也可以跟踪到，能够根据负载情况实时地调节系统的增益，甚至有的驱动器还具有快速傅立叶变换的功能，能把机械共振点测算出来，还通过陷波滤波方式能消除机械共振。
直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计-概述说明以及解释
直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述直线电机驱动的斯特林制冷机是一种新型的制冷技术，它利用了直线电机的优势和斯特林制冷循环的原理，实现了高效、环保的制冷效果。
本文将对直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计进行详细探讨。
直线电机是一种能够将电能转化为直线运动的电机，其结构与传统的旋转电机有所不同。
它由定子和推子组成，推子在定子的引导下直线运动。
相比于旋转电机，直线电机具有体积小、重量轻、寿命长、无噪音等优点，因此在各个领域得到了广泛应用。
斯特林制冷机是一种基于气体的制冷循环原理的制冷设备。
它利用气体的压缩与膨胀来实现制冷效果。
该制冷循环具有高效、稳定、无污染等特点，被广泛应用于冷链物流、制药、电子设备等领域。
直线电机驱动的斯特林制冷机将这两种技术结合在一起，借助直线电机的驱动力，实现了斯特林制冷机的工作。
通过合理的结构设计和控制策略，使得直线电机能够精确地驱动斯特林制冷机的各个部件，从而实现高效的制冷效果。
本文主要围绕直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计展开讨论。
首先介绍直线电机驱动的斯特林制冷机的基本原理和工作原理，以便读者对该技术有一个清晰的认识。
然后深入探讨直线电机的选型和设计要点，包括推子的材料选择、定子结构设计等方面。
最后总结本文的内容，并展望直线电机驱动的斯特林制冷机在未来的发展前景。
通过本文的研究和论述，读者可以对直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计有一个全面的了解，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
同时也将为推动制冷技术的发展和创新做出一定的贡献。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来进行叙述和分析直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计：第二章将重点介绍直线电机驱动的斯特林制冷机的原理和工作方式。
首先，将简要介绍斯特林制冷机的基本原理和传统的驱动方式。
然后，重点讲解直线电机作为一种全新驱动方式的优势和特点。
同时，将详细介绍直线电机在斯特林制冷机中的应用，并对其工作原理进行深入分析和解释。
直线电机介绍
一．直线电机的发展历史1845 年英国人Charles Wheastone发明了世界上第一台直线电动机，但这种直线电动机由于气隙过大而导致效率很低，未获成功。
在160多年的历史中直线电机主要经历了三个时期，分别是：1.1840～1955年为探索实验时期在这个期间直线电机从设想到试验再到部分试验，经历了一个不断探索的过程。
最早明确提出直线电机的文章是1890年美国匹兹堡市的市长写的一片文章，然而限于当时的技术条件，最终并没有获得成功。
到了1905年出现了将直线电机作为火车推进机构的设想，给当时各国的研究人员带来了极大的鼓舞，在1917年出现了第一台圆筒形直线电机，并试图用它来作为导弹的发射装置，但始终还是停留在模型阶段。
经过1930年到1940年的实验阶段，科研人员获取了大量的实验数据，从而对理论有了更深的认识。
在随后的过程中，1945年美国的西屋电气研制成功了电力牵引飞机弹射器，它以7400kw的直线电机作为动力，并且成功的进行了试验，同时使得直线电机可靠性等优点得到了重视。
在1954年英国皇家飞机制造公司成功利用双边扁平型直流直线电机制成了导弹发射装置。
但是在这个过程中，由于直线电机与旋转电机相比在成本和效率方面没有优势，并没有取得突破性的成功。
2.1956—1970年为直线电机的开发应用期1955年以后，直线电机进入了全面的开发阶段，同时该时期的控制技术和材料技术的发展，更有力的促进了直线电机的开发。
直线电机的使用设备逐渐被开发出来，例如采用直线电机的MHD泵、自动绘图仪、磁头定位驱动装置、空气压缩机等。
3. 1971年至今为直线电机的使用商品时期到目前，各类直线电机的应用得到了推广，形成了许多有实用价值的商品，直线电机开始在旋转电机无能为力的地方寻找自己的位置。
例如，直线电机应用于磁悬浮列车，液态金属的输送和搅拌，电子缝纫机和磁头定位装置，直线电机冲压机等等。
二．直线电机工作原理和分类所谓的直线电机就是利用电磁原理，将电能装换为直线运动的装置。
直线电机驱动原理
直线电机驱动原理直线电机是一种将电能转换为机械能的装置，它通过电磁作用力使运动部件在直线轨道上做往复运动。
其中，直线电机驱动原理是实现直线电机运动的基本原理，其核心是利用电流在磁场中产生力的作用。
直线电机驱动原理主要包括电磁力原理和电流控制原理。
下面将详细介绍这两部分。
一、电磁力原理在直线电机中，通过施加电流于定子线圈上产生磁场，利用磁场与反电动势之间的关系产生作用力。
直线电机通常由定子和活动子两个部分组成。
定子即定子线圈，是直线电机定位的固定部分，通常安装在机械结构的外圈上。
活动子则是直线电机的运动部件，通过与定子的磁场相互作用，产生线性运动。
当通电时，定子线圈内产生磁场，其磁场的方向由电流方向决定（根据符点定则）。
活动子通过与定子磁场相互作用，受到电磁力的作用，沿着轨道方向发生直线运动。
当电流反向时，磁场方向也反向，活动子的运动方向也相反。
活动子的位移与定子线圈中电流的大小和方向有关。
电流越大，产生的磁场力也越大，活动子的位移也越大。
当电流方向改变时，活动子也会反向运动。
二、电流控制原理直线电机的运动通过电流的变化来实现。
电流控制的核心是根据需要控制电流大小和方向。
通常，直线电机采用PWM（脉宽调制）控制模式来控制电流大小和方向。
PWM 控制是通过控制占空比来实现的，即控制高电平的时间与周期的比值。
在控制电流方向时，利用H桥电路来实现。
H桥电路有四个开关，通过开关的组合可以实现电流的正向或反向流动。
通过改变开关的状态，可以控制电流方向。
电流控制还需要考虑加速度和减速度的问题。
在运动的起始和结束阶段，需要控制电流的斜率来实现平滑运动。
加速度控制时，电流逐渐增大，直到到达设定速度。
减速度控制时，电流逐渐减小，直到停止运动。
除了电流控制，直线电机还需要考虑位置控制。
位置控制是通过反馈系统来实现的，通常直线电机内部装有编码器来检测活动子的位置。
根据编码器的反馈信号，可以实时调整电流控制，以实现精确的位置控制。
直线电机工作原理及其驱动技术的应用
直线电机工作原理及其驱动技术的应用摘要：简述了直线电机工作原理及其驱动技术，并且举例说明了直线电机直接驱动与传统数控机床“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的传动方式对比具有的巨大优势。
介绍了直线电机进给驱动技术在数控机床上的几个应用实例，指出直线电机进给驱动技术将是高速数控机床未来发展的方向。
引言随着航空航天、汽车制造、模具加工、电子制造行业等领域对高效率地进行加工的要求越来越高，需要大量高速数控机床。
机床进给系统是高速机床的主要功能部件。
而直线电机进给系统彻底改变了传统的滚珠丝杠传动方式存在的弹性变形大、响应速度慢、存在反向间隙、易磨损等先天性的缺点，并具有速度高、加速度大、定位精度高、行程长度不受限制等优点，令其在数控机床高速进给系统领域逐渐发展为主导方向。
1 直线电机及其驱动技术现代先进的驱动技术主要分为两大类：一类为电磁式的，另一类则为非电磁式的。
电磁类的现代先进的驱动技术主要由现代电磁类驱动器与现代控制系统组成，它的驱动器包括传统改进型的电磁驱动器与新发展型的电磁驱动器。
它们中有旋转的、直线的、磁浮的、电磁发射的等等。
除了在一般通用电机技术基础上改进获得的电机技术外，还有更多的是在通用电机技术基础上进一步发展的新型电机技术，如直线电机技术、无刷直流电机技术、开关磁阻电机技术和各种新型永磁电机技术等。
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通过中问任何转换装置的新颖电机，它具有系统结构简单、磨损少、噪声低、组合性强、维护方便等优点。
旋转电机所具有的品种，直线电机几乎都有相对应的品种，其应用范围正在不断扩大，并在一些它所能独特发挥作用的地方取得了令人满意的效果。
直线电机结构示意图如下图所示。
直线电机是将传统圆筒型电机的初级展开拉直，变初级的封闭磁场为开放磁场，而旋转电机的定子部分变为直线电机的初级，旋转电机的转子部分变为直线电机的次级。
在电机的三相绕组中通入三相对称正弦电流后，在初级和次级间产生气隙磁场，气隙磁场的分布情况与旋转电机相似，沿展开的直线方向呈正弦分布。
直线电机的现状及发展趋势
直线电机的特点及发展趋势（谭铭志湖南大学、湖南、长沙）概要：概述了直线电机的发展史及特点，相对传统旋转电机的优势，以及直线电机的原理及控制的概述，最后还介绍了直线电机的发展趋势。
关键词：直线电机、现状、发展趋势一、引言直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置。
由于采用了“零传动”，从而较传统传动方式有明显的优势，如结构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等。
近年，随着工业加工质量和运动定位精度等要求的不断提高，直线电机受到了广泛的关注。
在国外，直线电机驱动技术已进入工业化阶段，但国内尚处于起步阶段。
二、直线电机的发展历程直线电机的历史，最早可追溯到1840年惠斯登(Wheatstone)提出和制作雏形但不成功的直线电机，从那时至今已有160多年。
在这个发展历程中，大致可分为以下三个阶段：探索实验阶段（1840—1955）、开发应用阶段（1956—1970）和实用商品化阶段(1971至今)。
第一阶段是直线电机探索实验和部分实验应用阶段，由于当时直线电机的理论还只是雏形、设计不够完善、且受到材料的性能、制造技术的限制，使得直线电机效率较低，可靠性不高，所以直线电机在这一时期始终未能得到真正的应用。
第二阶段是直线电机的全面开发阶段。
由于自动控制技术、制造技术及材料技术的突飞猛进给直线电机的研究应用奠定的坚实的基础。
这时期主要以英国莱恩苇特（E·Laithwaiter）教授为首的一些人在强调直线电动机基础研究的情况下，取得了不少研究成果，公开发表了直线电机理论分析的文章，并出版了比较系统的介绍直线电机的专著《Induction Machines for Special Purpose》，这给直线电机领域作出了开创性贡献，也鼓励着世界各地的科学家继续努力。
第三阶段是直线电机的独立应用时代，在这个阶段直线电机找到一条适合自身发展的道路，在旋转电机无能为力的领域大展身手。
直线电机交通模式及技术经济特性
直线电机交通模式及技术经济特性1、引言从1825年世界第一条铁路出现算起，轨道交通已有近180年的历史。
特别是上个世纪中叶以来，随着科技的进步，轨道交通运输方式不仅在诸如速度、密度、重量等性能方面有了很大提高，而且轨道交通方式本身也发生了巨大的变革。
快速轨道交通有地铁、轻轨、单轨等多种方式。
牵引方式历经蒸汽牵引、内燃牵引、电力牵引等阶段，目前在世界范围内又发展出直线电机牵引的交通方式，包括磁悬浮铁路、直线电机轮轨交通、磁悬浮飞机等。
该交通方式目前正在迅速发展，将来会成为本世纪的主要交通方式之一。
本文介绍以直线电机作为牵引方式的新型客运交通方式，主要包括技术原理和技术经济分析，最后对我国发展轨道交通系统提出发展建议。
2. 直线电机及分类2.1 直线电机原理传统的轮轨接触式铁路，车辆所获得的牵引力（或称驱动力）、导向力和支承力均依靠轮轨相互作用获得，电传动内燃机车或电力机车的牵引动力来自于传统的旋转电机。
直线电机交通系统不使用传统的旋转电机而使用直线电机(liner motor)来获得牵引动力。
可以想象将传统的旋转电机从转子中心向一侧切开并且展直，这样旋转电机则变为直线电机。
或者认为直线电机是半径无限大的旋转电机。
这时定子中的旋转磁场将变为直线移动磁场，车辆将随着直线电机磁场的移动而向前运动。
2.2直线电机分类直线电机可以根据磁场是否同步、定子长度及驱动方式等因素进行分类。
2.2.1 按直线电机定子长度划分根据定子长度的不同，直线电机可以划分为长定子直线电机和短定子直线电机。
长定子直线电机的定子（初级线圈）设置在导轨上，其定子绕组可以在导轨上无限长地铺设，故称为“长定子”。
长定子直线电机通常用在高速及超高速磁悬浮铁路中，应用在长大干线及城际铁路领域。
短定子直线电机的定子设置在车辆上。
由于其长度受列车长度的限制，故称为“短定子”。
短定子直线电机通常用在中低速磁悬浮铁路及直线电机轮轨交通中，用在城市轨道交通领域。
直线电机驱动原理
直线电机驱动原理
直线电机是一种将电能转化为机械运动的装置，其驱动原理是利用电磁力使电机产生直线运动。
具体来说，直线电机由定子和推进子组成。
在直线电机的定子上放置了一组电磁铁，这些电磁铁会根据特定的电流输入产生磁场。
推进子上有一组永磁体，当定子上的电磁铁产生磁场时，这组永磁体会受到电磁力的作用。
根据洛伦兹力的原理，当电磁铁产生的磁场与永磁体的磁场相互作用时，就会产生一个力，从而推动推进子沿着定子的轴线运动。
为了实现直线运动的连续性，控制系统会通过改变电流输入的方式，使得定子上的电磁铁的磁场按照一定的规律变化。
通过不断变化的电磁力，推进子就能够在定子上产生平稳的直线运动。
除了电流的输入变化，直线电机的驱动还涉及到反馈系统和控制算法。
反馈系统可以感知推进子的位置和运动状态，并将这些信息传递给控制算法。
控制算法会根据反馈信息对电流输入进行调整，以实现所需的运动控制，例如速度调节、位置控制等。
总之，直线电机的驱动原理是利用电磁力使推进子产生直线运动，通过电流输入的变化以及反馈系统和控制算法的配合，实现对电机运动的精确控制和调节。
直线电机的工作原理及应用
直线电机的工作原理及应用摘要：直线电机是一种应用广泛的直线运动轴，它具有无接触、高精度、高速度、高加速度和长寿命等优点，在自动化生产和交通工具上得到广泛应用。
本文概括介绍了直线电机的构造、工作原理和应用，以及其优势和局限性。
关键词：直线电机、无接触、高精度、高速度、高加速度、长寿命正文：直线电机是一种使用电磁力来产生直线运动的电动机，它与传统的旋转电动机不同，可以实现无接触、高精度、高速度、高加速度和长寿命等优点。
直线电机的工作原理是利用电磁力的作用来使电机运动，当电流通过电线时，就会在电线周围产生一个磁场，当磁场与其他磁场发生相互作用时，就会产生电磁力，从而使电机产生直线运动。
直线电机主要分为两类，一类是利用固定磁铁和线圈之间的作用来产生运动，另外一类是利用电流在直线电机内部形成强大的磁场，从而使电机产生运动。
其中，利用磁铁和线圈之间作用的直线电机类似于传统的电动机，结构相对简单，速度和力矩较小，主要应用于较小的装置上。
利用内部磁场形成直线运动的直线电机，结构相对复杂，但可以实现高速度、高加速度等高性能。
直线电机具有广泛的应用，最常见的是在自动化生产线上，利用其高精度和高速度的特点来实现准确的运动控制。
例如，在半导体制造过程中，直线电机可以用于自动化装配设备来保证产品质量和生产效率。
此外，直线电机还可以应用于交通工具中，例如磁悬浮列车、磁浮飞车等。
尽管直线电机具有很多优点，但也存在其局限性。
例如，直线电机需要特殊的导轨和磁铁来实现运动，造价相对较高；此外，在高负载情况下，直线电机会产生较大的热量，导致设备损坏或性能下降等问题。
综上所述，直线电机是一种先进的电动机，具有很多优点，但在实践应用中还需要针对具体情况进行优化和改进。
未来，随着科技水平的不断提高，直线电机将会在更广泛的领域中得到应用。
在当前的制造业和自动化生产中，直线电机的应用越来越广泛。
它可以对生产效率进行优化，并且减少了劳动力成本，并实现了生产环境的安全和人员安全性，因此具有重要的优点和应用前景。
科尔摩根DDLMotor直线驱动直接电机手册
科尔摩根公司 Platinum® DDL 系列永磁体总成由 5 个模块化 部分构成：长度分别为 64 毫米、128 毫米、256 毫米、512 毫米和 1024 毫米。每个模块均可按所需的数目增加到任何 长度，以实现无限行程。无论所需行程是 1 毫米（0.04 英寸） 还是 100 米（330 英尺），PLATINUM® DDL 系列永磁体总成均 可满足要求。
标准特性：
无铁芯电机：
• 峰值推力为 60 ～ 1600 N（13.6 ～ 360 lbf）； • 持续推力为 21 ～ 450 N（4.6 ～ 101 lbf）； • 零齿槽效应； • 零吸力； • 运动平稳，可提供 1 微米 / 秒（0.00004 英寸 / 秒）的
最低速度； • 低质量的线圈总成，可提供高加速度；
定子
N
S
绕组 气隙
滑块
旋转
永磁体
底座
转子电机
直线电机
沿径向剖开并拉直的旋转电机
机没有铁芯或用于缠绕线圈的长槽。因此，无铁芯电机具 有零齿槽效应、非常轻的质量以及在线圈总成与永磁体总 成之间绝对没有吸引力。这些特性非常适合需要极低轴承 摩擦力、轻载荷高加速度，以及能在极小的恒定速度下运 行（甚至是在超低速度下）。模块化永磁体总成由双排永磁 体总成组成，以产生成最大的推力，并形成磁通返回的路径。
对于特别平稳的运动要求，正弦波驱动器（例如，采用数 字霍耳效应的科尔摩根公司 ServoStar® 系列）可为电机提 供正弦波驱动电流，以实现最佳的恒力和恒速性能。
有铁芯电机
无铁芯电机
作 为 一 个 可 选 方 案， 对 于 直线电机应用通常配一个 直 线 编 码 器， 作 为 位 置 反 馈。 现在日益普遍采用的 驱 动 放 大 器（例 如， 科 尔 摩根公司 ServoStar 数字放 大器），直接从直线编码器 中产生所需要的换向信息 （在启动时无论是否有附加 的数字霍耳效应装置）。直 线电机应用中所使用的其 它类型反馈包括直线感应 同步器、激光干涉仪以及 LVDT 位移传感器。
直线电机车辆技术
摘要阐述直线电机车辆具有爬坡能力强、转弯半径小等优点，介绍国内外直线电机车辆的技术特点和现状，对直线电机车辆转向架设计、电气牵引系统、辅助系统、制动系统等方面进行详细介绍，指出直线电机车辆在国内的未来应用和发展趋势。
关键词直线电机; 车辆; 转向架; 牵引控制系统; 制动系统1直线电机车辆概述直线电机车辆是当今世界先进的城市轨道交通移动装备，因其采用直线电机牵引技术而得名。
直线电机车辆的原理是固定在转向架的定子( 一次线圈) 通过交流电流，产生移动磁场，通过相互作用，使固定在道床上的展开转子( 二次线圈、通常称为感应板) 产生磁场，通过磁力( 吸引、排斥) ，实现轨道车辆的运行和制动。
相对于旋转电机车辆，直线电机车辆具有以下优势:1) 直线电机牵引属于典型的非粘着驱动，不受轮轨之间粘着限制，具有良好的爬坡能力，常规的旋转电机坡度一般不超过30‰～40‰，而直线电机爬坡可达60‰～80‰，且不易受雨雪天气的影响。
2) 直线电机为扁平设计，车轮只起车体的支撑作用，轮径较小，车辆的轮廓尺寸可以减小，隧道断面小，可节省工程投资。
3) 方便采用自导或迫导型径向转向架，允许车辆通过半径小的曲线，为轨道线路设计提供了较大的选择范围，避免了地面建筑物或地下管线的大量拆除和重建的费用。
4) 直线电机牵引无需减速齿轮等装置，轮缘力和轮轨磨耗等性能指标大大减低。
我国地域辽阔，丘陵起伏，大江大河纵贯全国，如建设坡度超过30‰以上的城市轨道交通线路，就特别适合选择直线电机车辆。
2国内外直线电机车辆现状2．1国外现状目前，直线电机车辆技术在国外已经有30 多年的运用经验，总运用里程超过200 km。
直线电机运载系统在国外是技术成熟、安全可靠的轨道交通运载系统。
国外直线电机轮轨车辆系统均属于中小运量，车辆的载客量和尺寸都不大。
国外应用情况见表1。
国外直线电机车辆的主要制造厂商有庞巴迪、川崎重工等公司。
加拿大是世界上最早采用直线电机车辆技术的国家，其直线电机车辆为庞巴迪公司制造。
直线电机的概述
直线电机的基本结构与工作原理一直线电机的基本结构图1-1所示的a和b分别表示了一台旋转电机和一台直线电机。
图1-1 旋转电机和直线电机示意图 a)旋转电机 b）直线电机直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种演变，它可看作是将一台旋转电机沿径向剖开，然后将电机的圆周展成直线，如图1-2所示。
这样就得到了由旋转电机演变而来的最原始的直线电机。
由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧成为次级。
图1-2 由旋转电机演变为直线电机的过程 a）沿径向剖开 b)把圆周展成直线图1-2中演变而来的直线电机，其初级和次级长度是相等的，由于在运行时初级和次级之间要做相对运动，如果在运动开始时，初级与次级正巧对齐，那么在运动中，初级与次级之间互相耦合的部分越来越少，而不能正常运动。
为了保证在所需的行程范围内，初级和次级之间的耦合能保持不变，因此世界应用时，是将初级与次级制造成不同的长度。
由于段初级在制造成本上，运行的费用上均比短次级低得多，因此一般采用短初级长次级。
如图1-3所示。
图1-3 单边型直线电机 a）短初级 b）短次级在图1-3中所示的直线电机中仅在一边安放初级，对于这样的结构型式称为单边型直线电机。
特点是在初级与次级之间存在着很大的法向吸力，一般这个法向吸力在钢次级时约为推力的10倍左右，大多数场合这种吸力是不希望存在的。
图1-4 双边型直线电机 a)短初级 b)短次级在图1-4中所示的直线电机在次级的两边都装上了初级。
这样这个法向吸力就可以相互抵消，这种结构型式称为双边型。
上述介绍的直线电机称为扁平型直线电机，是目前应用最为广泛的，除此之外直线电机还可以做成圆筒型（也称管型）结构，它也可以看作是由旋转电机演变过来的，演变过程如图1-5所示。
图1-5 旋转电机演变成圆筒型直线电机的过程 a）旋转电机 b)扁平型单边直线电机 c)圆筒型（管型）直线电机图1-5a表示一台旋转电机以及由定子绕组所构成的磁场极性分布情况；图1-5b表示转变为扁平型直线电机后，初级绕组所构成的磁场极性分布情况，然后将扁平型直线电机沿着和直线运动相垂直的方向卷接成筒形。
直线电机驱动技术及其应用
相对 运动 ， 若初 、 次级 等长 ， 在运 动过程 中 ， 初 级 和次 级 间耦合 的部 分 就会 随着 运 动 的进 行 而不 断 变 化 。
通 常将初 、 次级 的长度 造成 一长 一短 ， 以保证 在运 动
大 的突破 ， 直 线 电机 开始 进 入 人 们 的视 线 。直 线 电
机驱 动技 术采 用 的是无触 点 运行 ， 噪音低 ， 由于省 去
过程 中 ， 初、 次 级 的耦 合部 分长度 保持不 变 。在 实际
应用 中考 虑到 成本 问题 ， 通 常采 用短初 级 ， 长 次 级 的 形式。
２ ０ ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 加速度 已达 ３ ． ２ ４ ｇ ， 而传统机床 的快进 的 有 Ｄ ＭＧ、 Ａ ｎ ｏ ｒ ａ ｄ 、 Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ Ｌ ｉ ｎ ｅ等 公 司 。 米 兰 速 度一 般小 于 ６ ０ ｍ／ ｍｉ ｎ ， 加 速度 一般 小 于 １ ｇ 。直 线 Ｅ ＭＯ ２ ０ ０ ３国际机 床展 上 Ｄ ＭＧ公 司展 品多 为 直线 电 电机 的加速 度最 大 已 达 １ ０ ｇ ， 激 光 加 工 机 进 给 加 速 机 驱 动 ， 大 批 高 性 能 加 工 中 心 采 用 了直 线 电 机 ］ 。
了中间的传 动环节 ， 减小 了传动误差 ， 提高 了传递 效率 。
直线 电机 工作 原 理 与旋 转 电机类 似 ， 在三 相 绕
组 中通 入三相 对 称 正 弦交 流 电之 后 ， 会 产 生气 隙磁 场， 在不 考虑铁 芯两 端 开断 引起 的纵 向边 端 效应 的
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直线电机驱动技术
直线电动机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起“直线电动机热”。
在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电动机传动的最大区别是取消了从电动机到工作台（拖板）之间的一切机械中间传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零。
这种传动方式被称为“零传动”。
正由于这种“零传动”方式，带来了原旋转电动机驱动方式无法达到的性能指标和一定优点。
（1）高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的如丝杠等机械传动件，使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。
（2）精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构引起的传动误差减少了插补时因传动系统滞后带来的跟踪误差。
通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。
（3）动刚度高由于“直接驱动”，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时提高了其传动刚度。
（4）速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。
也由于上述零传动的高速响应性，使其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。
可获得较高的加速度，一般可达（2～10）g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度只有（0.1～0.5）
（5）行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。
（6）动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。
（7）效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗。
科尔摩根PLATINNM DDL系列直线电机和SERVOSTAR CD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、高的定位精度和平滑的无差运动。