直线电机需求情况

      目前直线电机市场，基本被国外巨头所垄断，无铁芯直线电机价格，GE、博世、西门子等公司下属均设有直线电机公司。国内对直线电机的了解，多来自于对进口生产设备的研究，发现其部件正是一套直线电机组。越来越多的国内企业，进入到直线电机的研发与生产，行业需求和市场规模也越来越大。

统计数据显示，近年来我国直线电机的需求量呈现逐年上升的发展态势，增速相对稳定。2011年我国直线电机的需求量为5.6亿台；到2016年，直线电机的需求量在8.7亿台左右，2011-2016年的年均复合增长率为9.2%。

直线电机发展趋势

      在上，直线电机虽然还处于发展的初期阶段，产品工艺和技术方面还需进一步完善和成熟，但是乘着工业机械自动化程度不断升级的浪潮，未来发展前景良好。

在当前飞速发展的工业领域，直线电机在工业生产中的应用发展状况日趋迅猛，也越来越广泛，无铁芯直线电机选型，其发展趋势呈现以下五个方面：直线电机设计模块化；直线电机与控制器一体化；直线电机配套设备简单化。

在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下，采用传统控制技术是简单有效的。但是在高精度微进给的场合，就要考虑对象结构与参数的变化。各种非线性的影响，运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因数，才能得到满意的控制效果。因此，无铁芯直线电机，现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的重视。常用控制方法有：自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制。

     近年来模糊逻辑控制、神经网络控制等智能控制方法也被引入直线电动机驱动系统的控制中。目前主要是将模糊逻辑、神经网络与PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合，取长补短，以获得更好的控制性能。

直线电机在数控机床中的应用实例

活塞车削数控系统

     采用直线电机的直线运动机构由于具有响应快、精度高的特点，已成功地应用于异型截面工件的CNC车削和磨削加工中。针对产量大的非圆截面零件，科学技术大学非圆切削研究中心开发了基于直线电机的高频响大行程数控进给单元。当用于数控活塞机床时，工作台尺寸为600mm×320mm，行程100mm，推力为160N，无铁芯直线电机原理，加速度可达13g。由于直线电机动子和工作台已固定在一起，所以只能采用闭环控制

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。

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