數(shù)控沖床直線電動(dòng)機(jī)是指可以直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，可作為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖3 -43所示。
其雛形在世界上出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)不久之后就出現(xiàn)了，但由于受制造技術(shù)水平和應(yīng)用能力的限制，一直未能在制造業(yè)領(lǐng)域作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)使用。在常規(guī)的數(shù)控沖床進(jìn)給系統(tǒng)中，仍一直采用"旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)+滾珠絲杠"的傳動(dòng)體系。隨著近幾年來超高速加工技術(shù)的發(fā)展。滾珠絲杠機(jī)構(gòu)已不能滿足高速度和高加速度的要求，直線電動(dòng)機(jī)才有了用武之地。特別是大功率電子器件、新型交流變頻調(diào)速技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，為直線電動(dòng)機(jī)在高速數(shù)控機(jī)修床中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
 
(一)直線電動(dòng)機(jī)工作原理簡(jiǎn)介
直線電動(dòng)機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)相比，并沒有本質(zhì)的區(qū)別，可以將其視為旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)沿圓周方向拉開展平的產(chǎn)物，如圖3 -44所示。對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的定子部分，稱為直線電動(dòng)機(jī)的初級(jí);對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子部分，稱為直線電動(dòng)機(jī)的次級(jí)。當(dāng)多相交變電流通人多相對(duì)稱繞組時(shí)，就會(huì)在直線電動(dòng)機(jī)初級(jí)和次級(jí)之間的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)行波磁場(chǎng)，從而使初級(jí)和次級(jí)之間相對(duì)移動(dòng)。當(dāng)然，二者之間也存在一個(gè)垂直力，可以是吸引力，也可以是排斥力。
直線電動(dòng)機(jī)可以分為直流直線電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)直線電動(dòng)機(jī)和交流直線電動(dòng)機(jī)3大類。在機(jī)床上主要使用交流直線電動(dòng)機(jī)。
在結(jié)構(gòu)上，可以有如圖3 -45所示的短次級(jí)和短初級(jí)兩種形式。為了減小發(fā)熱盤和降低戚本，高速機(jī)床用直線電動(dòng)機(jī)一般采用圖3 -45 (b)所示的短初級(jí)、定次級(jí)結(jié)構(gòu)。
在勵(lì)磁方式上，交流直線電動(dòng)機(jī)可以分為永磁(同步)式和感應(yīng)(異步)式兩種。永磁式直線電動(dòng)機(jī)的次級(jí)是一塊一塊鋪設(shè)的永久磁鋼，其初級(jí)是含鐵心的三相繞組。感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)的初級(jí)和永磁式直線電動(dòng)機(jī)的初級(jí)相同，而次級(jí)是用自行短路的不饋電柵條來代替永磁式直線電動(dòng)機(jī)的永久磁鋼。永磁式直線電動(dòng)機(jī)在單位面積推力、效率、可控性等方面均優(yōu)于感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)，但其成本高，工藝復(fù)雜，而且給機(jī)床的安裝、使用維護(hù)帶來不便。感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)在不通電時(shí)是沒有磁性的，因此有利于機(jī)床的安裝、使用和維護(hù)。近年來，其性能不斷改進(jìn)，已接近永磁式直線電動(dòng)機(jī)的水平，在機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用也已受到歡迎。