1.1.1 永磁同步直线电机的类型

相较于永磁同步旋转电机，PMSLM结构具有多样性。在工作特性、体积、成本、安装结构等方面，不同结构类型的永磁同步直线电机表现不一，需要根据使用要求和应用场合进行灵活选择。根据结构类型，永磁同步直线电机可主要划分为平板型、圆筒型、圆弧型和平面型等，如图1-3所示。平板型PMSLM需要直线导轨进行支撑，初、次级装配相对简单。圆筒型PMSLM绕组利用率高，推力密度大，但加工装配工艺相对复杂，并且行程受限制。平面电机可以提供多维直线运动，主要应用在光刻机、智能物流传输系统中。圆弧型电机是一种兼顾旋转电机和直线电机特点的特种电机，主要根据使用场景特殊定制，例如天文台望远镜、翼闸门、机械臂等设备。

按照初级、次级相对长度不同，可以划分为短初级长次级和长初级短次级永磁同步直线电机两类，如图1-4所示。相对于短初级长次级电机，长初级短次级电机推力波动小，次级用作动子，质量轻，但同时存在电机工作效率低、长行程运动需要对绕组进行分段控制等问题，目前仅小范围应用于电磁弹射等领域。为了满足长行程运动，长初级直线电机可以进行分段设计。按照磁路的连续性可以分为不连续定子型分段直线电机和连续定子型分段直线电机，其结构如图1-5所示。不连续定子型可以减少绕组的铺设长度并降低成本，但由于初级铁心的开断，会产生较大的推力波动。

图1-3 永磁同步直线电机结构类型

图1-4 短初级长次级和长初级短次级直线电机

图1-5 分段直线电机

扁平型的直线电机还可以按照定子的安装位置分为单边型直线电机和双边型直线电机，如图1-6所示。单边型的直线电机由于存在单边磁拉力，会产生较大的法向力，而法向力会增大动子与导轨之间的摩擦力，造成能量损失和动态性能的降低。而双边型的直线电机有对称式的定子，可以消除单边的法向力，使电机的运行更可靠，但缺点是结构复杂。

图1-6 扁平型直线电机