直接驅(qū)動(dòng)直線伺服電機(jī)在過(guò)去幾年中的采用率已經(jīng)有了可觀的增長(zhǎng)，部分原因在于最終用戶對(duì)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(zhǎng)行程和卓越的定位精度，這是其他驅(qū)動(dòng)機(jī)制無(wú)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(dòng)。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(wú)鐵？
線性直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)有兩種主要類型，鐵芯或無(wú)鐵芯，指的是初級(jí)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(wú)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?jí)部分的層疊包含將電磁通量聚焦到次級(jí)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(jí)部件中的鐵與次級(jí)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(wú)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(zhǎng)高速裝配和運(yùn)輸。
無(wú)鐵線性電動(dòng)機(jī)有時(shí)被稱為“U形通道”或“空心”線性電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗鼈兊拇渭?jí)部分通常形狀像“U”，其中兩個(gè)磁板彼此面對(duì)，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(huì)降低運(yùn)動(dòng)的平滑度。發(fā)生齒輪化是因?yàn)槌跫?jí)部件的開槽設(shè)計(jì)使其在沿著次級(jí)部件的磁體行進(jìn)時(shí)具有“優(yōu)選”位置。為了克服初級(jí)線圈與次級(jí)磁鐵對(duì)齊的趨勢(shì)，電機(jī)必須產(chǎn)生更大的力，這會(huì)產(chǎn)生速度波動(dòng) - 稱為齒槽效應(yīng)。力和速度波動(dòng)的這種變化降低了運(yùn)動(dòng)的平滑性，這在行進(jìn)期間的運(yùn)動(dòng)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(wèn)題。
制造商使用許多方法來(lái)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(guò)次級(jí)磁鐵時(shí)產(chǎn)生更平滑的過(guò)渡。通過(guò)將磁鐵的形狀改變?yōu)榧?xì)長(zhǎng)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(guò)磁鐵時(shí)吸引力的急劇變化
無(wú)鐵芯直線電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)齒槽效應(yīng)，因?yàn)樗鼈兊某跫?jí)線圈封裝在環(huán)氧樹脂中，而不是纏繞在鋼板上。無(wú)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(jí)鋼中缺乏鋼，相關(guān)的齒槽或速度波紋缺乏，也意味著無(wú)鐵芯直線電機(jī)可以提供非常緩慢，穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)，通常速度變化小于0.01％。
什么級(jí)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(dòng)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(lái)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(dòng)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(lái)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(shuō)比基于皮帶，齒條和小齒輪或螺釘?shù)南到y(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。組件更少，勞動(dòng)密集型組裝步驟更少（沒有對(duì)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(wú)需擔(dān)心為驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行潤(rùn)滑，調(diào)整或其他維護(hù)。但對(duì)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(dòng)執(zhí)行器，高精度級(jí)，甚至龍門選擇
完整的線性電機(jī)級(jí) - 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(duì)于DIY-ers，需要考慮主要部件和次要部件之間的吸引力來(lái)選擇適合鐵芯線性電機(jī)的線性導(dǎo)軌，這會(huì)對(duì)線性導(dǎo)軌產(chǎn)生很大的負(fù)荷。但這對(duì)于無(wú)鐵心直線電機(jī)來(lái)說(shuō)并不是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槌跫?jí)部件中缺少鐵意味著初級(jí)和次級(jí)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(dòng)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(duì)，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(jí)（磁道）可用作移動(dòng)部件，初級(jí)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(wèn)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(duì)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(wú)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(jí)部件中的槽不直接暴露于污染源。有封裝鐵芯和無(wú)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(huì)將一個(gè)問(wèn)題交給另一個(gè)問(wèn)題。