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发热问题

任何马达皆有发热问题伴随，在设计阶段就要考虑这个问题，发热主要来自加减速度，如果加减速度所需的电流都维持在马达及驱动器的连续电流之下，则不会有严重的发热问题。

如果在加减速的过程中，有短暂的大电流的需求，则要在作运动规划的阶段就考虑等效推力，视实际需求，加入暂停运动的时间。

另外如果马达持续推挤工作物的电流大于上述的连续电流，也要注意过热问题。

一般而言，直线电机的构造有利于散热，而LM系列电机的线圈比较没有足够的散热空间，所以在设计运动系统时，要考虑马达结构的散热特性。

16.直线电机在控制上与旋转型的AC伺服马达有什么不同？

基本上控制的方式大同小异，例如采用脉波控制的话，运动控制卡依然是发送脉波到驱动器去，此外如果是速度模式或电流模式(或称转矩或力量模式)也一样由运 动控制器送出电压到驱动器。不同的是，控制线性马达时，不须再有繁复的转换计算，减速比等计算，只要直接以运动方向的距离来思考，计算即可，设定也是直接 用运动方向的加速度及速度即可。

17.速度稳定性如何？

通常会要求速度稳定性的应用会以速度波动范围来衡量好坏，这个性能主要依存于电机本身的特性，例如顿力，还有滑轨以及缆线还有跑线槽的特性。MLFB系列的马达特别适合于这样的需求。一般速度波动为5‰。

18.速度快多快？ 慢多慢？

高速运动除了受行程的影响之外，负载、电机推力所造成的加减速都是关键。实际上以测试过的经验来讲，选择好点的导轨与拖链快跑到6m/s没有问题。但如果速度再提高必须考虑滑轨，跑线槽等外围的搭配。

低速运动基本上并没有特殊限制，只要运动控制器可以支持，基本上每秒要跑数个微米都应该没有问题。

直线电机的历史可以追溯到1840年惠斯登制作的并不成功的略现雏形的直线电机，其后的160多年中直线电机经历了探索实验、开发应用和使用商品化三个时期。

1971年至目前，直线电机终于进入独立应用的时期，各类直线电机的应用得到了迅速的推广，制成了许多有实用价值的装置和产品，例如直线电机驱动的钢管输送机、运煤机、各种电动门、电动窗等。利用直线电机驱动的磁悬浮列车，速度已超过500km/h，接近了航空飞行的速度。

我国的直线电机的研究和应用是从20世纪70年代初开始的。目前主要成果有工厂行车、电磁锤、冲压机等。我国直线电机研究虽然也取得了一些成绩，但与国外相比，其推广应用方面尚存在很大的差距。目前，国内不少研究单位已注意到这一点。

直线电机在数控机床上应用的现状

近几年，国际上对数控机床采用直线电机显得特别热门，其原因是：

为了提高生产效率和改善零件的加工质量而发展的高速加工现已成为机床发展的一个重大趋势，一个反应灵敏、高速、轻便的驱动系统，速度要提高到40～50m/min以上。传统的“旋转电机+滚珠丝杠”的传动形式所能达到的进给速度为30m/min，加速度仅为3m/s2。直线电机驱动工作台，其速度是传统传动方式的30倍，加速度是传统传动方式的10倍，可达10g；刚度提高了7倍；直线电机直接驱动的工作台无反向工区；由于电机惯量小，所以由其构成的直线伺服系统可以达到较高的频率响应。

由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目前一般均采用短初级长次级。

直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。

直线电机的驱动控制技术

一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机，具有能在的条件下实现技术与经济要求的控制系统。随着自动控制技术与微计算机技术的发展，直线电机的控制方法越来越多。对直线电机控制技术的研究基本上可以分为三个方面：一是传统控制技术，二是现代控制技术，三是智能控制技术。

传统的控制技术如PID反馈控制、解耦控制等在交流伺服系统中得到了广泛的应用。其中PID控制蕴涵动态控制过程中的过去、现在和未来的信息，而且配置几乎为优，具有较强的鲁棒性，是交流伺服电机驱动系统中基本的控制方式。为了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技术。

伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置；伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，闭环控制。 直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置；它可以看成是一台旋转电机按径向剖开,并展成平面而成，由定子演变而来的一侧称为初级,由转子演变而来的一侧称为次级； 在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变；直线电机可以是短初级长次级,也可以是长初级短次级，考虑到制造成本、运行费用,目前一般均采用短初级长次级。直线电机结构紧凑、功率损耗小、快移速度高、加速度高、高速度(直线电机通过直接驱动负载的方式，可以实现从高速到低速等不同范围的高精度位置定位控制；运用于地铁的自动门伺服电机在低速时易出现低频振动现象，振动频率与负载情况和驱动器性能有关；一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由伺服电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当伺服电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。目前用于电脑绣花机的伺服电机多数为五相混合式伺服电机，目的是通过采用高相数的步进电机来减小步矩角和提高控制精度；但是采用该种方式获得的性能上的提高是有限的，而且成本也相对较高，采用细分驱动技术可以大大改善伺服电机的运行品质，减少转矩波动，抑制振荡，降低噪音，提高步矩分辨率。其实直线电机也是伺服电机的一种。