1.1.1 永磁同步直線電機的類型

相較于永磁同步旋轉電機，PMSLM結構具有多樣性。在工作特性、體積、成本、安裝結構等方面，不同結構類型的永磁同步直線電機表現不一，需要根據使用要求和應用場合進行靈活選擇。根據結構類型，永磁同步直線電機可主要劃分為平板型、圓筒型、圓弧型和平面型等，如圖1-3所示。平板型PMSLM需要直線導軌進行支撐，初、次級裝配相對簡單。圓筒型PMSLM繞組利用率高，推力密度大，但加工裝配工藝相對復雜，并且行程受限制。平面電機可以提供多維直線運動，主要應用在光刻機、智能物流傳輸系統中。圓弧型電機是一種兼顧旋轉電機和直線電機特點的特種電機，主要根據使用場景特殊定制，例如天文臺望遠鏡、翼閘門、機械臂等設備。

按照初級、次級相對長度不同，可以劃分為短初級長次級和長初級短次級永磁同步直線電機兩類，如圖1-4所示。相對于短初級長次級電機，長初級短次級電機推力波動小，次級用作動子，質量輕，但同時存在電機工作效率低、長行程運動需要對繞組進行分段控制等問題，目前僅小范圍應用于電磁彈射等領域。為了滿足長行程運動，長初級直線電機可以進行分段設計。按照磁路的連續性可以分為不連續定子型分段直線電機和連續定子型分段直線電機，其結構如圖1-5所示。不連續定子型可以減少繞組的鋪設長度并降低成本，但由于初級鐵心的開斷，會產生較大的推力波動。

圖1-3 永磁同步直線電機結構類型

圖1-4 短初級長次級和長初級短次級直線電機

圖1-5 分段直線電機

扁平型的直線電機還可以按照定子的安裝位置分為單邊型直線電機和雙邊型直線電機，如圖1-6所示。單邊型的直線電機由于存在單邊磁拉力，會產生較大的法向力，而法向力會增大動子與導軌之間的摩擦力，造成能量損失和動態性能的降低。而雙邊型的直線電機有對稱式的定子，可以消除單邊的法向力，使電機的運行更可靠，但缺點是結構復雜。

圖1-6 扁平型直線電機