01、直線電機概述

在當今工業領域中，直線電機和直線模組是廣泛應用的線性運動技術，可以實現高速、高精度、高效的直線運動。直線電機是一種利用電磁場作用力直接驅動負載線性運動的電動機，它是一種能夠高效、精準地控制線性運動的動力源，可以將電能直接轉化為直線運動的機械能，其基本結構可視為將傳統伺服電機沿徑向剖開，并將電機的圓周展開成直線，由定子演變而來的一側稱為初級，由轉子演變而來的一側稱為次級。

直線電機的工作原理是利用電磁感應產生的磁場與永磁體之間的相互作用力來推動負載直線運動。它的結構中包括一個定子和一個移動子，定子上分布有多組線圈，移動子則包含有多個永磁體。當施加電流于定子線圈時，將產生一個磁場，與移動子上的永磁體相互作用，從而推動移動子進行直線運動。

直線電機的結構特點

結構簡單

直線電機的結構相對較簡單，由于只需要實現線性運動，因此可以避免轉子、減速器和聯軸器等附加部件，從而提高了系統的整體效率。

高速度和高精度

由于直線電機直接驅動負載，因此可以實現高速度和高精度的控制，廣泛應用于需要高速、高精度運動的場合。

高加速度

直線電機的輸出是線性運動，因此可以實現高加速度的運動，適用于需要高加速度的應用場合。

高效率

直線電機的結構簡單、無摩擦、無磨損，因此具有高效率、低能耗的特點。

02、直線電機市場前景

相對于傳統絲桿、皮帶模組等傳統直線傳動方式，直線電機在應用中展現了其單體運動速度快、重復定位精度高、使用壽命長、產生的噪音少等一系列優點。在一些長行程的搬運工況中，為提高生產效率，提高工藝水平，加強同行業競爭力，更高性價比的直線電機成為了最佳選擇。

目前，直線電機主要應用于高端設備制造領域，如被應用于電子半導體、光伏片及鋰電池、玻璃及液晶面板設備中的搬運和傳輸高速定位，以及工業印刷機中需要高速高精和軌跡跟隨或速度控制的苛刻工況場景中。此外，激光加工設備、精密數控機床、電子生產設備、精密檢測設備、醫療設備、3D打印、工業自動化領域、物流傳輸系統和軌道交通等行業對直線電機的關注度也在持續上升中。

隨著全球“工業4.0”概念引領工業革命，《中國制造2025》指出要加快發展智能制造裝備和產品，研發伺服電機及驅動器和減速器等智能制造的核心裝置。而隨著《電機能效提升計劃(2021-2023年)》的出臺，高效節能電機將得到進一步的發展和普及，且受益于智能化的發展、技術的突破和價格的不斷下降，直線電機在2025年預計的市場規模將達到60億元，未來將成為百億級市場。

03、虹科高性能直線電機

虹科HK-LMCA系列直線電機是一款采用特殊電磁設計的鐵芯直線電機，這種類型的電機將線圈纏繞在硅鋼板(鐵疊片)上，通過單面磁路最大限度提高動力，可提供最大額定推力。該電機推力大，峰值力最高可達4215N，持續力最高可達1856N，電機Km常數高、熱損低、齒槽力小，是傳動大重量物品的理想之選，可在機床加工與處理過程中保持剛性。與市場上的其他直線電機相比，虹科直線電機的主要優勢在于它的力密度高出30%-50%，同時保持非常低的齒槽力。

LMCA產品結構

1–定心環孔

2–動子體

3–電源電纜

4–信號電纜

5–霍爾感應器安裝孔

6–安裝孔

7–磁軌

虹科HK-LMCA系列直線電機可以選擇不同尺寸(30，60，90)和不同版本(S，M，L，XL)，并為所有電機提供2種不同類型的磁軌：

● 經典磁軌，可實現從141 N到1665 N 的連續力 (峰值從311 N到3661 N)

● 創新設計的高性能磁軌，產生更高的力密度，并提高了連續力 (從158 N到1856 N) 和峰值力 (從358 N到4215 N) , 與經典磁軌相比高出近11%

除磁軌外，每個電機版本具有2種速度類型，與低速版本相比，高速電機的最大速度增加了近230%，能夠滿足需要較高速度或較低電源電壓的應用。

為了便于驅動器集成，虹科HK-LMCA直線電機中可集成經過改進的霍爾傳感器，該傳感器利用現有的磁鐵反饋實現最佳的精度價格比，其優勢是能夠將模擬和數字傳感器集成到1個外殼中。當位置精度要求不高時，我們的霍爾傳感器可用于經濟高效的解決方案。重復定位精度在30μm范圍內，而絕對精度在100μm范圍內。通過兩個傳感器的集成，模擬用于精確位置控制，數字用于換向。兩者的結合為客戶提供了自由“喚醒和震動” 操作功能。

04、虹科直線電機驅動的直線模組

虹科CTL直線模組集成虹科高性能直線電機，其力密度較市場同類產品高出30-50%，并保持非常低的齒槽力。高性能直線電機和測量系統的組合，使得CTL直線模組的重復定位精度高達±0.001mm，運動速度可達到5米/秒，并提供虹科直線模組產品線中最高的加速度，能夠滿足LDI設備制備、高端芯片以及半導體設備制造中后道工藝制程設備等制造過程中對精密運動控制的需求。

虹科CTL直線模組可配備標準的能量鏈，其特殊的鏈路設計使得虹科CTL直線模組特別適合在高動態和低噪音的應用中運行，而位于滑座兩側的中央潤滑端口可實現簡單的重新潤滑，十分便于維護。此外，緊湊的尺寸設計和多種行程長度使其能夠應用于多種場合。

05、虹科直線電機的應用

鋰電行業

鋰電池分切機是集分切、粉塵處理、張力傳感器于一體的自動化機械，當鋰電池極片連續縱切時，整個過程的完美實現與音圈電機模組的恒力輸出，以及高精密直線電機模組的快速響應速度、微米級定位精度緊密相關，虹科直線電機/直線模組可以讓極片分切設備維持較高的準確度和可靠性，從根本上解決了極片分切時較易出現波浪形、拉伸等狀況，確保了極片分切后的穩定性，協助提升鋰電池規模化生產效率。

此外，為了提升電芯制造的可靠性、一致性和產品良率，電池企業對激光器的穩定輸出、焊接過程中的飛濺、焊后熔深一致性，以及表面成型等指標均提出了更高的要求。特別是激光在工件上的位置不應明顯偏移，如果裝配精度和激光定位精度不能滿足要求的話，就容易造成焊接缺陷，影響焊接質量，而虹科直線電機具有更好的動態性能，更精確的定位精度和重復定位精度，以及更高的穩定性和更低的維護成本，因此非常適合激光焊接設備移動定位平臺的使用需求。

機床加工

隨著產業機械的自動化程度的提高，對機床設備的要求正越來越高，高速化、高精度化、智能化已成為我國高端數控機床發展的趨勢和方向。直線電機及其驅動控制技術在機床進給驅動上的應用，使機床的傳動結構出現了重大變化，并使機床性能有了新的飛躍。虹科直線電機/直線模組用于控制加工刀具的位置和方向，以實現高精度和高效的加工。由于其高速度、高精度和高剛性，虹科直線電機/直線模組能夠提高機床的生產效率和加工精度，并滿足機床制造業對高品質加工的要求。

醫療設備

虹科直線電機/直線模組在醫療設備中也有廣泛的應用，如醫用CT機、磁共振成像(MRI)等。例如，在醫用CT機中，直線電機/直線模組用于搬運醫療設備的旋轉部分，以及控制CT掃描架的移動。由于其高精度、低噪聲和高可靠性，直線電機/直線模組能夠滿足醫療設備對高精度和低噪聲的要求，并確保設備的可靠性和穩定性。

（來源：虹科）