直线振动电机可直接发生直线往复驱动力，具有无运动转化组织、传动功率高、振动噪声小等优势，在直线压缩机、斯特林制冷机、热电联产设备、振动能量收回等很多范畴具有广泛的使用远景。 强电磁工程与新技能国家要点实验室（华中科技大学）、广西大学电气工程学院的徐伟、李想、廖凯举、柏丽丽、宫逸凡，在2022年第21期《电工技能学报》上撰文，首要具体论述直线振动电机的作业原理，并在此根底上根据理想受迫谐振体系的要求，概括该类电机电磁特性的规划方针；其次，以时刻为序，分类介绍直线振动电机的展开沿革和研讨现状，包含各类电机的优缺陷、拓扑结构以及使用变迁等；然后，以文献调研为根底，总结现在该类电机普遍存在的四个方面的问题；最终，从工业使用需求动身，具体评论直线振动电机在工艺、电磁特性和操控战略等方面存在的难点及要害问题，并对未来展开趋势进行了展望。
在很多的社会出产实践中，很多的工业使用需求完成直线往复驱动以到达出产意图，其间典型的如活塞式压缩机体系、自在活塞发电体系以及振动能量收回体系等。但是，现在绝大多数这类工业设备所选用的方案，仍以“旋转电机+运动转化组织”的直接传动方法为主，其运动转化组织一般为滚珠丝杠或许曲柄连杆等，存在着体积大、冲突点多、部件易磨损和传动损耗高级显着缺陷，极大地下降了该类工业使用的能效水平，形成了资源与动力的糟蹋，导致过量的二氧化碳排放。
直线振动电机（Linear Oscillatory Machine, LOM），望文生义，是能够直接完成电能与直线往复机械能彼此转化的换能组织。与传统传动方法比较，选用直线振动电机直驱的体系，在理论上不依靠运动转化组织，具有体积小、无侧向力、传动功率高级天然优势，是需求完成直线往复运动的工业使用最具潜力的代替驱动器。
强电磁工程与新技能国家要点实验室（华中科技大学）、广西大学电气工程学院的研讨人员首要以永磁直线振动电机为例对其作业原理进行论述，并以理想受迫谐振体系要求为根据，概括其电磁特性规划要求；其次，回忆国内外学者对三类直线振动电机的研讨成果和技能展开现状，并概括总结出普遍存在的技能难题；最终，对直线振动电机未来的展开趋势进行了展望，并评论了下一步亟待处理的若干要害问题。
他们指出，作为直线往复驱动器，直线振动电机体系能够直接进行驱动及能量转化，在必定程度上可有用处理传统的“曲柄连杆+旋转电机”传动方法所面临的体积大、传动功率低、振动噪声高级缺陷，并已逐渐在一些工业场合得到使用。
但是，作为近年展开起来的新式技能，直线振动电机及体系在实践运转时，遭到电机拓扑结构、资料特点及加工工艺、电磁及参数非线性、负载时变性等多种要素影响，其要害功能指标（如推力、功率等）很难充分发挥，严峻时乃至会恶化电机驱动功能。
为进一步进步运转功率、安全性及牢靠性，减小体积及质量，下降机械振动及噪声等，未来亟需从如下方面临直线振动电机电机及体系展开进一步的研讨，然后全面进步体系的驱动才能。
现有的适合于定子加工直线振动电机的铁心资猜中，硅钢片是磁学和力学等归纳功能较好且较安稳的。但是，现有的平行磁通的磁路规划使得硅钢片叠压工艺过于杂乱，加工精度要求较高。因而，未来研讨的要点能够放在磁路规划的改善上，可选用横向或混合磁通式的磁路规划来进一步下降工艺杂乱性。
比较于动磁（铁）式直线振动电机，定子永磁型直线振动电机具有动子牢靠性高级优势，一方面能直接处理动子结构杂乱，永磁体接受振动应力的问题，在某些对牢靠性要求较高的使用场合具有显着优势；另一方面，将永磁体移至定子侧，有利于散热规划，且能给该类电机的磁路带来更多灵敏的挑选。
直线振动电机的使用场合一般空间狭小，对电机的体积有很严厉的约束。怎么在有限的体积内输出更高的驱动力，是一切直线振动电机的一起寻求。其间要害点在于，怎么在满意有限空间内的温升约束前提下，进一步进步电机的电磁负荷，然后取得更强的输出才能。
负线性的定位力可构成磁性绷簧，下降直线振动电机对机械绷簧的依靠；乃至在定位力斜率足够高、等效磁性绷簧刚度够大时，可省掉机械绷簧，然后进一步缩小电机体积，进步运转的安全牢靠性。因而，怎么在不增大电机体积的前提下，使用电机自身的作业磁场结构磁性绷簧，并在保证定位力线性度的前提下尽或许进步其关于方位的斜率，是未来研讨的要点之一。
直线振动电机特别的作业原理，决议了其永磁磁场一部分区域必定被电枢磁场增强，而另一部分被削弱。从现有文献调研状况看，现在大多数的直线振动电机永磁体与电枢磁路均为串联，这使得两者磁场在永磁体内存在反向叠加，导致永磁体作业点对电流极为灵敏，尤其在温度高的作业环境中更简单在反向电枢磁场的效果下移动至拐点以下，形成不可逆退磁。因而，怎么对永磁体进行防失磁规划，进步其抗去磁电流才能，对进步直线振动电机的牢靠运转及拓宽过载才能至关重要。
无传感器方位检测技能能够省掉位移传感器，下降直线振动电机体系的体积和本钱，进步牢靠性，是未来工业化使用的展开趋势。但是，现在根据电压电流的方位辨识算法中，大多估量的是直线振动电机的相对方位，无法针对变负载变工况下的动子肯定方位进行更精确的观测，然后不能很好地保证体系运转的安全牢靠性。因而，怎么在无位移传感器的状况下精确辨识直线振动电机动子的肯定方位，对进步整个电机驱动体系的输出才能、操控精度和安全牢靠性至关重要。
研讨人员指出，直线振动电机应尽或许保证永磁磁链线性、定位力负线性，以及电感方位不变，保证其呼应特性尽或许接近理想受迫谐振体系。经过进步永磁磁链和定位力斜率，能够显着进步直线振动电机的推力密度和等效磁性绷簧刚度，然后下降乃至脱节对机械绷簧依靠，然后有用地缩小电机及体系的体积。为进一步进步直线振动电机运转的安全性和牢靠性，不断拓宽其工业化使用场合，亟须优化直线振动电机拓扑及磁路规划，简化铁心和动子结构，下降加工难度，进步永磁体抗去磁才能等。
他们最终表明，因为直线振动电机体系具有体积小、振动噪声小、传动功率高级长处，直线振动电机体系是成为往复直驱工业场合的重要驱动方法。跟着理论展开和技能革新，直线振动电机体系必将在制冷工业、新动力发电、智能配备制作等很多范畴取得广泛的使用，更好地服务于国家的“碳达峰、碳中和”展开战略，为国家和社会创造出巨大的经济效益。
本文编自2022年第21期《电工技能学报》，论文标题为“直线振动电机拓扑结构及使用总述”。本课题得到国家要点研制方案金砖国际协作要点项目、国家自然科学基金面上项目、湖北省严重科技立异项目、深圳市根底研讨专项（自然科学基金）根底研讨面上项目、广西自然科学基金和广西大学“高层次人才”引入科研启动项意图支撑。
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