直接驅(qū)動直線伺服電機(jī)在過去幾年中的采用率已經(jīng)有了可觀的增長，部分原因在于最終用戶對更高吞吐量和更高精度的需求。盡管直線電機(jī)通常被認(rèn)為能夠提供高速，長行程和卓越的定位精度，這是其他驅(qū)動機(jī)制無法實(shí)現(xiàn)的，但它們也可以實(shí)現(xiàn)極其緩慢，平穩(wěn)和精確的運(yùn)動。實(shí)際上，直線電機(jī)技術(shù)提供了如此廣泛的功能 - 推力，速度，加速度，定位精度和可重復(fù)性 - 線性電機(jī)不適合使用的應(yīng)用很少。

直線電機(jī)變型包括直線伺服電機(jī)，  線性步進(jìn)電機(jī)，線性感應(yīng)電機(jī)和  推力管線性電機(jī)。當(dāng)線性伺服電機(jī)是應(yīng)用的最佳選擇時(shí)，在初始電機(jī)選擇期間需要考慮以下三點(diǎn)。

“主要”考慮因素：鐵芯還是無鐵？

線性直接驅(qū)動伺服電機(jī)有兩種主要類型，鐵芯或無鐵芯，指的是初級部件中的繞組（類似于旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的定子）是安裝在鐵疊片組還是環(huán)氧樹脂中。確定應(yīng)用是否需要鐵芯或無鐵芯線性電機(jī)通常是設(shè)計(jì)和選擇的第一步。

鐵芯直線電機(jī)最適合需要極高推力的應(yīng)用。這是因?yàn)槌跫壊糠值膶盈B包含將電磁通量聚焦到次級部分的磁體（類似于旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子）的齒（突起）。初級部件中的鐵與次級部件中的永磁體之間的磁吸引力允許電機(jī)輸送高的力。

無鐵芯直線電機(jī)通常具有較低的推力能力，因此它們不適用于壓制，機(jī)加工或模塑等應(yīng)用中的極高推力要求。但他們擅長高速裝配和運(yùn)輸。

無鐵線性電動機(jī)有時(shí)被稱為“U形通道”或“空心”線性電動機(jī)，因?yàn)樗鼈兊拇渭壊糠滞ǔＰ螤钕瘛癠”，其中兩個(gè)磁板彼此面對，由間隔件隔開。主要部分（也稱為“壓力機(jī)”）騎在兩個(gè)磁板之間的槽或氣隙中。

鐵芯設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是齒槽效應(yīng)，這會降低運(yùn)動的平滑度。發(fā)生齒輪化是因?yàn)槌跫壊考拈_槽設(shè)計(jì)使其在沿著次級部件的磁體行進(jìn)時(shí)具有“優(yōu)選”位置。為了克服初級線圈與次級磁鐵對齊的趨勢，電機(jī)必須產(chǎn)生更大的力，這會產(chǎn)生速度波動 - 稱為齒槽效應(yīng)。力和速度波動的這種變化降低了運(yùn)動的平滑性，這在行進(jìn)期間的運(yùn)動質(zhì)量（不僅僅是最終定位精度）很重要的應(yīng)用中可能是一個(gè)重要問題。

制造商使用許多方法來減少齒槽效應(yīng)。一種常見的方法是使磁鐵（或齒）的位置偏斜，從而在主齒穿過次級磁鐵時(shí)產(chǎn)生更平滑的過渡。通過將磁鐵的形狀改變?yōu)榧?xì)長的八邊形可以實(shí)現(xiàn)類似的效果。

為了減少鐵芯直線電機(jī)的齒槽效應(yīng)，一些制造商歪斜磁鐵（左）或塑造它們（右）以減少主要磁鐵穿過磁鐵時(shí)吸引力的急劇變化

無鐵芯直線電機(jī)不會出現(xiàn)齒槽效應(yīng)，因?yàn)樗鼈兊某跫壘€圈封裝在環(huán)氧樹脂中，而不是纏繞在鋼板上。無鐵心直線伺服電機(jī)質(zhì)量較低（環(huán)氧樹脂比鋼更輕，雖然硬度更低），可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)中的一些最高加速度，減速度和最大速度值。鐵電機(jī)的通常比鐵芯版更好（更低）。初級鋼中缺乏鋼，相關(guān)的齒槽或速度波紋缺乏，也意味著無鐵芯直線電機(jī)可以提供非常緩慢，穩(wěn)定的運(yùn)動，通常速度變化小于0.01％。

什么級別的整合？

與旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，直線伺服電機(jī)只是運(yùn)動系統(tǒng)中的一個(gè)組件。完整的線性電機(jī)系統(tǒng)還需要軸承來支撐和引導(dǎo)負(fù)載，電纜管理，反饋（通常是線性編碼器），以及伺服驅(qū)動器和控制器。經(jīng)驗(yàn)豐富的OEM和機(jī)器制造商，或者那些具有非常獨(dú)特的設(shè)計(jì)或性能要求的人，可以構(gòu)建一個(gè)完整的系統(tǒng)，具有內(nèi)部功能和來自不同制造商的現(xiàn)成組件。

直線電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以說比基于皮帶，齒條和小齒輪或螺釘?shù)南到y(tǒng)設(shè)計(jì)簡單。組件更少，勞動密集型組裝步驟更少（沒有對齊滾珠絲杠支撐或皮帶張緊）。并且直線電機(jī)是非接觸式的，因此設(shè)計(jì)人員無需擔(dān)心為驅(qū)動單元進(jìn)行潤滑，調(diào)整或其他維護(hù)。但對于那些尋求交鑰匙解決方案的OEM和機(jī)器制造商而言，有完整的線性電機(jī)驅(qū)動執(zhí)行器，高精度級，甚至龍門選擇

完整的線性電機(jī)級 - 包括底板，線性電機(jī)，直線導(dǎo)軌，編碼器和控制裝置 - 由眾多制造商提供。

對于DIY-ers，需要考慮主要部件和次要部件之間的吸引力來選擇適合鐵芯線性電機(jī)的線性導(dǎo)軌，這會對線性導(dǎo)軌產(chǎn)生很大的負(fù)荷。但這對于無鐵心直線電機(jī)來說并不是一個(gè)問題，因?yàn)槌跫壊考腥鄙勹F意味著初級和次級之間沒有吸引力。

環(huán)境適合直線電機(jī)嗎？

直線電機(jī)通常是惡劣環(huán)境中的首選解決方案，例如潔凈室和真空環(huán)境，因?yàn)樗鼈兙哂休^少的移動部件，并且可與幾乎任何類型的線性導(dǎo)軌或電纜管理配對，以滿足顆粒產(chǎn)生，除氣和溫度要求。應(yīng)用程序。在極端情況下，次級（磁道）可用作移動部件，初級部件（繞組，包括電纜和電纜管理）保持靜止。

鐵芯線性馬達(dá)使磁道暴露，因此金屬屑和其他污染可能是一個(gè)問題。

但如果環(huán)境由金屬屑，金屬粉塵或金屬顆粒組成，則直線伺服電機(jī)可能不是最佳選擇。對于鐵芯直線電機(jī)尤其如此，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)計(jì)本身是開放的，使磁軌暴露于污染。無鐵芯直線電機(jī)的半封閉設(shè)計(jì)提供了更好的保護(hù)，但應(yīng)注意確保次級部件中的槽不直接暴露于污染源。有封裝鐵芯和無鐵芯直線電機(jī)的設(shè)計(jì)選項(xiàng)，但這些可以降低電機(jī)散熱的能力，可能會將一個(gè)問題交給另一個(gè)問題。