管状直线电机何时优于传统铁芯和无铁芯设计？
在最近的一篇文章中，我们研究了传统的铁芯和无铁芯直线电机，两者都采用扁平结构。但另一种类型的线性电动机，通常被称为“管状线性电动机”，也在工业应用中获得了关注。在包装和医疗行业尤其如此，其中管状直线电机已被证明是气动的理想替代品，具有类似的外形，但效率和可靠性更高。
与扁平电动机一样，管状直线电机有两个主要部件：永磁体和容纳绕组的定子。但是在管状线性电动机设计中，磁铁没有布置在平坦的轨道上;相反，盘形磁铁嵌入管（通常称为推杆）中，定子（也称为压脚）围绕推杆。
管状线性马达可以是铁芯或无铁芯类型。它们提供了气动和滚珠丝杠执行器的替代品，具有高速和高推力能力。
图片来源：LinMot USA，Inc。
与扁平直线电机相比，管状设计具有几个关键优势。首先，利用来自永磁体的所有磁通量来产生力。并且，根据洛伦兹力原理，由推力杆磁铁和定子线圈的相互作用产生的力垂直于磁场和电流 - 在行进方向上。这两个属性使管状直线电机具有极高的效率。这种更高的效率意味着产生更少的热量，因此由于热效应导致部件的膨胀和收缩更少，并且更少的热量传递到外部负载。效率更高，发热量更少的最终结果是更好的定位精度。
管状设计的力生产是驱动电流的线性函数，因为定子和推杆之间的气隙是非关键的。这意味着即使气隙在行程长度内变化，电机的力产生也将保持不变。
管状设计优于扁平直线电机的另一个好处是其紧凑的占地面积。并且管状线性电动机可以在定子（压力机）移动和推力管静止的情况下操作，或者在定子保持静止时推力管移动。使信托管移动的能力是使管状线性电动机成为气动气缸的良好替代品的属性之一，气动气缸通常与伸缩杆一起操作，用于推动或按压操作。
使用管状线性马达时，推力杆可以在压力机静止时移动，或者推力杆可以在推力杆保持静止时移动。
图片来源：Parker Hannifin Corp.
与它们的扁平对应物一样，管状线性电动机可以在绕线圈的定子中使用铁，或者它们可以用无铁定子构造。无铁型产生较小的力，但不会出现齿槽效应，因此即使在低速时它们也可以实现非常平稳的运动。
由于圆柱形设计有效地平衡了定子和推杆之间的吸引力和排斥力，因此定子中带有铁的管状设计比其扁平铁芯对应物具有易于使用的优点，因此组装对于铁芯来说并不困难管状设计，因为它是铁芯扁平设计。但是，与它们的扁平对应物一样，管状铁芯直线电机确实会出现齿槽效应。
