在电机领域中，有一种特殊类型的电机——直线电机，它以其独特的优势和应用场景，成为了一个引人注目的焦点。本文将探讨直线电机的发展、特点以及其在现代工业、交通及日常生活中的应用，揭示这一特殊电机类型的巨大潜力和无限可能。
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本文由e-works王长兴原创发布。
基于电磁感应定律及其特殊的结构，直线电机通过电流在磁场中的相互作用产生推力，省却了传统的旋转、直线转换机构，将电能直接转换为直线运动的机械能，因此具有更高的定位精度、更快的反应速度和更高的灵敏度。
这些优势使得直线电机在需要高精度直线运动的场合中，如半导体领域、数控加工中心、自动化设备、磁悬浮列车、医疗设备和锂电池等领域，具有广泛的应用前景。
本文将探讨直线电机的发展、特点以及其在现代工业、交通及日常生活中的应用，揭示这一特殊电机类型的巨大潜力和无限可能。
图1 典型直线电机外观图
直线电机的发展历程
直线电机的发展经历了漫长的历史。1945年，直线电机应用迎来了第一个里程碑。美国西屋电气公司(Westinghouse)成功研制了型号为 Electopult的电力牵引飞机弹射器，它以7400kW的直线电动机为动力，成功地将一架重约4.5吨的喷气式飞机在165米的行程内由静止加速到188KM/H的速度，耗时仅为4.1秒。它的试验成功，使直线电动机可靠性高的优点受到了应有的重视。1954年，英国皇家飞机制造公司利用双边扁平型直流直线电机，成功研制了用于导弹发射的装置，其速度可达1600KM/H，进一步证明了直线电机的性能优势。
20世纪70年代之后，直线电机获得长足发展。例如，科尔摩根公司（Kollmorgen）于20世纪70年代末期推出了首款直线电机，该电机主要应用于精密X-Y工作台和表面喷涂系统。这款电机属于有刷直流电机，采用了科尔摩根公司自有的push-through换向条方法。这一方法的应用为科尔摩根公司在20世纪80年代初期开发无刷型直线电机奠定了基础，后者以其平稳、高刚度、直线运动特性在胶片加工领域得到了广泛应用。
同一时期，众多知名企业如西门子、西屋电气公司等纷纷加大对直线电机领域的科研投入，市场上涌现出大量直线电机产品。因此，直线电机的应用得以迅速普及，并催生了众多具有实际应用价值的设备和产品，包括直线电机驱动的钢管输送系统、煤炭运输机、起重机、空气压缩机、冲压机、拉伸机，以及各种电动门、电动窗和电动纺织机械等生产设备。
20世纪90年代，直线电机技术开始被引入机械制造业。一些技术领先的加工中心制造商开始在其高速机床上采用直线电机。国际知名企业如DMG、Ex-cell-O、Ingersoll、CINCIATI、GROB、MATEC、MAZAK、FANUC和SODICK纷纷推出了配备直线电机的高速高精度加工中心。
直线电机的概念与原理
直线电机，亦称为线性电机或直线马达，可以被认为是旋转电机在结构上的一种演变，类似于将一台旋转电机沿径向剖开展开成直线形态。通过将旋转电机的封闭式磁场展开为开放式磁场，直线电机将电能直接转化为直线运动的机械能。
图2 直线电机原理示意图 （图片来源：图解直线电机工作原理）
图3 直线电机结构示意图
直线电机的工作原理主要是通过磁场与电流的相互作用产生直线推力。在结构上，直线电机由定子、动子和支撑结构组成。定子通常由铁芯、线圈和磁体组成，负责产生稳定的磁场。动子是直线电机的运动部分，通常由永磁体或线圈组成，通过电流驱动与定子磁场产生交互作用，进而产生推力，实现直线运动。支撑结构负责支撑和固定直线电机，确保其在工作过程中的稳定性和精度。
图4 直线电机的工作原理图
因直线电机不需要任何中间转换机构的特性，使得直线电机具备高精度、高速度的特性。
在精度方面，直线电机通过位置检测反馈控制，定位精度一般可达±2μm，甚至更高，且容易实现。而使用旋转伺服电机滚珠丝杠时，最高只能达到10μm。此外，直线电机的重复定位精度也能达到0.005mm，这同样优于旋转伺服电机和滚珠丝杆的0.01mm重复定位精度。
在速度方面，直线电机具有相当大的优势，直线电机速度达到5m/s时，加速度达到10g;而旋转伺服电机滚珠丝杠速度为2m/s时，加速度为仅为1.5g。从速度和加速度的对比上，直线电机具有相当大的优势，而且直线电机在成功解决发热问题后速度还会进一步提高，而采用旋转伺服电机滚珠丝杠方案，在速度上却受到限制很难再提高较多。
表 1 直线电机与滚珠丝杠对比
直线电机的分类
随着直线电机技术不断发展，其应用已相当广泛。根据应用需求与应用场景不同，直线电机在结构和应用上可划分不同的类型。
1. 有铁芯和无铁芯直线电机基于不同的推力、体积等需求可将直线电机划分为有铁芯和无铁芯直线电机。有铁芯直线电机适合需要大推力和高加速度的场合，而无铁芯直线电机则更适合对体积、成本和反应速度有特别要求的应用场景。
有铁芯直线电机主要由定子、动子和铁芯组成。铁芯由多层硅钢片叠加起来，能够形成强大的磁场，从而产生强大的驱动力。它如同一个细致又强健的大力士，优点在于推力大、精度高、稳定性好，缺点则是体积和质量相对较大，运行时产生较多的热量，使用中需要解决散热问题。
无铁芯直线电机在结构上取消了铁芯，主要由定子、动子和气隙组成。因为没有铁芯，所以体重轻，动态响应速度快，不存在涡流损耗和铁损，但推力密度和效率略低于有铁芯电机。不过，得益于高动态响应速度和优秀的热性能，无铁芯直线电机在高速轨道交通、电动汽车驱动系统和航空航天等领域展现出了广泛的应用前景和显著的优势。
表2 无铁芯与有铁芯直线电机对比
2. 平板型、U型、轴型直线电机根据外观形状的不同，直线电机可以被细分为三大主要类型：平板型、U型以及轴型直线电机。它们在结构、性能上都有着不同的表现。
平板直线电机由可以移动的线圈组和固定的定子磁道组成。定子设计长度可调，通过拼接，可以灵活调整至所需的行程长度，甚至可实现无限延伸。平板直线电机由于动子线圈缠绕在铁芯上，增大了磁通量，从而能够输出高达上万牛顿的推力，常用于大推力的伺服应用场景，特别是在重载精密控制系统中的表现尤为卓越。
图5 平板型、U型、轴型直线电机示意（图片来源：知乎网）
U型直线电机主要由一对相互平行的U型磁轨和一个位于其间的动子组成。这种设计结构使得电机在空间利用上更加高效。同时，U型直线电机的线圈采用无刷换相技术，其惯量小，且加速度超高。因此，U型直线电机在输送、定位和装配等业务场景中广泛使用。此外，它还被应用于机床、数控机械、光学仪器、测量仪器等设备中。
轴型直线电机的工作原理系基于载流导体在磁场中受到电磁力作用促使动子产生轴向运动，其推力方向遵循左手定则。此类电机广泛应用于精密定位、高速运输等需求场景中。
表3 平板型、U型、轴型直线电机对比
3. 交流（AC）和直流（DC）直线电机为了适应多样化的驱动电源需求，直线电机又可分为交流（AC）直线电机和直流（DC）直线电机。
交流直线电机使用的是电压逐渐上升的恒流交流电，输出电流不随负载增加而减少。这种电机不需要电刷和换向器，结构简洁，保养简便。在高速和功率密集型场景中，交流直线电机效率高，而且维护费不高，如家电、工业生产线、风力发电等领域的应用相当普遍。
直流直线电机以直流电源供电为基础，其核心组成部分包括电枢与磁极。直流直线电机在低速、高扭矩应用中展现出卓越性能，且具备优良的调速及启动特性，但其维护成本相对较高。直流直线电机常用于对转速及方向有精确控制需求的应用场景，如电动工具、小型家用电器及自动化系统。
表4 交流直线电机与直流直线电机对比
直线电机的主要应用场景
直线电机作为一种典型的动力之源，其应用越来越广泛，正逐步渗透至现代工业的每一个角落。
1. 半导体制造半导体制造过程中对设备的精度和稳定性要求极高。直线电机的高精度和快速响应特性使其成为半导体制造设备的理想选择。在半导体零件制造的晶圆加工、氧化、照相、蚀刻、薄膜沉积、互连、测试、封装等环节中，直线电机都发挥着至关重要的作用。
以晶圆化学抛光工艺（CMP）为例，抛光单元利用化学腐蚀与机械研磨的协同配合，通过夹持晶圆的研磨头和研磨垫之间的相对运动来实现晶圆表面平坦化。CMP设备中的抛光头需要精确地控制其位置、速度和压力，以确保抛光效果和晶圆表面的质量。直线电机能够提供稳定、可靠的动力输出，并通过精密的控制系统实现对抛光头的精确控制。这使得CMP设备能够实现高效、高质量的抛光效果。
图6 CMP设备抛光单元工作系统示意图 （图片来自《半导体的化学机械研磨抛光CMP技术》）
2. 精密加工领域在精密加工领域，直线电机的高精度定位和控制能力得到了充分发挥。无论是数控机床、激光切割机还是3D打印机等设备，都采用了直线电机技术来提高加工精度和效率。
以数控机床为例，传统机床采用滚珠丝杠+旋转伺服电机驱动直线坐标轴，这种方式存在弹性变形大、响应慢、反向间隙、易磨损等缺点，影响加工效率和精度。直线电机则通过取消响应时间长的机械传动件，取而代之采用动态响应时间更有优势的电子元器件，因此在速度、加速度、精度方面显著优于丝杠模组。例如，美国辛辛那提·米拉克龙(CINCINNATI MILACRON)公司为航空工业研发了一款名为HyperMach的大型高速加工中心，其直线进给运动采用直线电机驱动，轴行程长达46米，工作台快速行程为100m／min，加速度达2g。在这款机床上加工一个大型薄壁飞机零件只需30分钟，而同样的零件在一般高速铣床上加工耗时3小时，在普通数控铣床上加工则耗时8小时，其效率优势显而易见。因此，基于直线电机技术的加工设备已成为精密加工领域的优选。
图7 直线电机驱动的XY工作台伺服系统
3. 自动化生产线随着智能工厂的大力建设，各行业对于自动化产线的需求正在攀升，而其中直线电机正在发挥举足轻重的作用。例如在电池生产自动化线中，直线电机被广泛应用于电池片的切割、堆叠、焊接，极片制作与控制、电芯装配、后道处理到模组的各个环节。
以锂电池生产制造为例，工艺流程分为“匀浆—涂布—碾压—分切—烘烤—卷绕—入壳—激光焊—烘烤—注液—预充—封口”。其中，锂电池极片的连续纵切需要极片分切机，极片分切机的放卷张力电控系统，需要精确设定张力曲线，保证极片分切时的平稳。同时，锥度张力传感器反馈信号，电控系统在放卷直径变化时自动保持极片张力恒定，实现闭环控制。精密直线电机模组快速响应速度及微米级定位精度，让极片分切设备保持高精准度、稳定性。
图8 锂电生产线专用多动子模组 锂电行业长行程专用模组（来源：中国山东网）
4. 物流仓储领域随着电商行业的蓬勃发展，物流仓储行业对自动化、智能化的需求越来越高。直线电机在物流仓储领域的应用场景主要包括驱动自动分拣系统、堆垛机等设备，实现快速、准确的货物处理。
例如，在翻盘式行李高速自动分拣机中，通过直线电机的非接触驱动代替原有的机械链条式传动方式，不仅减少了机械磨损，而且提高了工作效率，使得主体运载小车的运行速度不小于2米/秒，并通过直线电机防撞装置避免高速运行下事故的发生。
图9 翻盘式行李高速自动分拣机的系统平面布局图 （来源：《翻盘式行李高速自动分拣机》专利）
5. 轨道交通领域在轨道交通领域，直线电机通常应用于地铁、轻轨、高速列车等交通工具的驱动系统。
例如，以磁悬浮列车为代表的高速列车就是直线电机技术的一个典型应用。磁悬浮列车利用电磁感应的原理，首先使列车悬浮起来，然后通过通电产生异性相斥的推力，从而推动列车前进。列车与轨道之间的摩擦力几乎降低为零，从而实现高速、平稳的运行。如今，磁悬浮列车已成为世界各地高速交通的标志性产物，为人们带来了前所未有的出行体验。
图10 磁悬浮列车直线电机应用示意（来源：新浪网）
6. 医疗器械在医疗领域，手术机器人、医学影像设备、全自动护理床、全自动生化分析仪等多种医疗设备中，直线电机的高精度、高稳定性为医生提供了更加精准、可靠的辅助工具，为患者的健康保驾护航。
以手术机器人为例，手术机器人辅助操作系统的核心在于其精密的控制系统，而直线电机又是控制系统的关键驱动单元，承担着确保机械臂（图11中序号2）精确和稳定运动的重要职责。同时，手术机器人配备了高清摄像系统和3D显示器，直线电机负责精确控制摄像系统的移动和定位，确保医生能够准确捕捉到手术区域的每一个细节，为医生提供更为优质的手术视觉体验。
图11 外科手术机器人示意图
7. 能源领域直线电机在电力行业主要是应用于水力发电、风力发电、风力发电、太阳能发电等领域。在水力发电中，直线电机可以替代国外进口的高端永磁电机，在节约成本的同时更能保证发电机组的稳定性和可靠性。在风力发电中，直线电机可以应用于实现风轮的定位和自适应控制，提高风力发电机组的转化效率。
例如在太阳能发电中，太阳能跟踪系统采用直线电机技术作为驱动太阳能板追踪太阳运动的执行器，能够自动且精确地对太阳位置进行追踪。该系统能确保太阳能板始终朝向太阳，最大化地吸收阳光并将其转化为电能，显著提高太阳能发电的效率。
图12 太阳能跟踪系统原理图 （来源：无供电全自动太阳追踪系统专利）
8.智能家居随着物联网技术的不断发展，智能家居已经成为我们生活中不可或缺的一部分。沙发、床等家具可以通过直线电机依照需求往各种方向推进，包括升降、倾斜、拉动和推动等动作，以适应不同用户的需求。例如，直线电机驱动的百叶窗系统，是一种融合了直线电机技术的高度智能化窗饰解决方案。该系统利用直线电机的高效与精确控制特性，实现了百叶窗的自动调节，大幅增强了使用便捷性和智能化水平。
图13 百叶窗结构示意图（来源：知乎）
直线电机的发展趋势
在当前科技日新月异的背景下，直线电机技术作为制造业的核心驱动力之一，正经历着前所未有的变革与发展。
1. 高效能与高速度并驱随着材料科学的不断进步，如高性能永磁材料、超导材料的研发与应用，直线电机的电磁转换效率将得到显著提升，并有效降低能耗。同时，先进控制算法的引入，如自适应控制、模糊控制等，使得直线电机的动态响应更为迅速，能够在微秒级时间内完成精准定位与高速运动，满足半导体制造、精密加工等领域对于生产效率与精度的极致追求。
2. 物联网与大数据赋能高效管理物联网、大数据、人工智能等技术的蓬勃发展，为直线电机系统的智能化控制提供了强大的技术支撑。通过集成传感器网络，直线电机系统能够实时采集运行状态数据，利用大数据分析技术挖掘潜在故障模式，实现故障诊断的提前预警与预测性维护。云计算与边缘计算的结合，使得直线电机系统能够实现远程监控与集中管理，大幅提升运维效率与灵活性。
3. 轻量化与小型化成为新风尚针对航空航天、精密仪器等特定应用场景，直线电机技术正逐步向轻量化、小型化方向发展。通过优化设计结构、采用新型轻质材料等手段，直线电机的体积与重量得以显著减少，从而在不影响性能的前提下，减轻系统整体负担，提高空间利用率。这一趋势不仅有利于提升设备的便携性与灵活性，还为实现更复杂的集成化系统提供了可能，进一步推动了相关领域的技术创新与发展。
直线电机的市场概况
在当前全球科技革命与产业变革的浪潮中，直线电机作为工业自动化与智能制造领域的关键部件，正面临着前所未有的发展机遇。随着“工业4.0” 、“智能制造”等概念深入人心，以及新能源汽车、医疗科技、智能交通等新兴产业的快速崛起，直线电机的市场需求呈现出持续增长的态势。这不仅体现在传统工业领域对高效、精准传动解决方案的迫切需求上，更在于新兴应用领域对其创新能力的深度挖掘与广泛应用。
在当前的直线电机市场中，可以看到众多的品牌竞相绽放，市场竞争的态势正逐渐趋向白热化。这种竞争不仅体现在品牌数量的增多，更体现在品牌间的质量较量。
放眼全球，众多享有盛誉的国际品牌凭借其技术优势与品牌影响力，在直线电机领域占据了举足轻重的地位。例如，西门子（SIEMENS）、安川（Yaskawa）、泰科诺（Tecnotion）、派克（Parker）、雅科贝思（Akribis）、博世（Bosch Rexroth AG）、发那科（FANUC CORPORATION）等代表性的国际品牌依托于多年的技术沉淀和市场经验，推出了众多性能卓越、可靠性高的直线电机产品，赢得了广泛消费者的认可与信赖。
着眼国内，我国直线电机行业正快速崛起，涌现出了诸如汇川技术、卧龙电驱、大族、北京和利时等众多具有竞争力的本土知名品牌。这些品牌坚持创新驱动，以优质本地化服务为基石，积极开拓国内外市场，逐步塑造出卓越的品牌形象。
总体而言，在国际品牌和本土品牌的共同推动下，我国的直线电机行业市场正在迎来一个充满活力和发展潜力的新时代。
1. 国际直线电机厂商（排名不分先后）01
西门子（SIEMENS AG）
西门子股份公司创立于1847年，业务遍及全球200多个国家，专注于电气化、自动化和数字化领域。西门子直线电机以其高精度、无磨损、低噪音、高效率、快速响应和节省空间等优点，在民用、工业、军事等多个行业中得到广泛应用。西门子直线电机SIMOTICS L系列是一款高性能的直线电机系列。此外，西门子还提供了DT Configurator工具，用于为具体应用选择优质电机，确保用户能够轻松选型和购买西门子电机，满足各种特殊领域的需求。
西门子直线电机手册：
https://mall.industry.siemens.com/mall/zh/hk/Catalog/Products/10143406?tree=CatalogTree）
图 14 西门子SIMOTICS L 直线电机（来源：西门子官网）
02
安川电机（YASKAWA ELECTRIC CORPORATION）
安川电机（YASKAWA ELECTRIC CORPORATION）于1915年在日本创立，是一家在运动控制领域具有专业生产能力的厂商，其产品包括大功率普通电动机、伺服电机及变频器等。安川直线电机分为三类：无铁芯型（又称U型），带铁芯平板型（又称F型)和带铁芯T型，运用在如门式移动机构、液晶封缄点胶机、液晶切片机等设备上。通过与安川运动控制器MP3000和伺服驱动器Σ-7的组合，可以实现高精度的位置控制和速度响应，满足各种复杂应用的需求。
官网网址：
www.yaskawa.com.cn
图 15 安川直线伺服电机SGLG、SGLFW2、SGLT（来源：安川官网）
03
泰科诺（Tecnotion）
泰科诺（Tecnotion）成立于1998年荷兰，公司发展于飞利浦集团，专门从事直线电机和力矩电机的研发和生产，在荷兰和中国设有生产工厂。泰科诺的产品线包括无铁芯直线电机、力矩电机、真空电机等多种类型，广泛应用于需要高精度和大力矩输出的工程领域。其无铁芯直线电机系列以其高精度和超大推力为特点，特别适合于要求高精度和最大推力输出的应用。此外，泰科诺还提供有铁芯直线电机，如TB系列，这些电机集成了高加速度、高速度和亚微米定位精度等优点，特别适用于负荷高、工作周期长的应用。
泰科诺直线电机产品目录：
https://www.tecnotion.com.cn/%E4%BA%A7%E5%93%81-%E7%9B%AE%E5%BD%95/%e7%9b%b4%e7%ba%bf%e7%94%b5%e6%9c%ba/
图 16 Tecnotion有铁芯直线电机TM系列 （来源：泰科诺官网）
04
发那科（FANUC CORPORATION）
发那科（FANUC CORPORATION）是数控系统及工厂自动化领域的专业品牌。发那科的直线电机能够满足不同机床的需求，常用于金属、非金属、复合材料的各种加工装备。LiS-B系列直线电机旨在实现高速和高精度进给，Bi-B系列适用于高性能机床主轴的内装的一款直线电机。
官方网站：
https://www.bj-fanuc.com.cn /cnc
图 17 FANUC LiS-B系列直线电机示意图 （来源：FANUC LiS-B系列直线电机产品手册）
05
罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）
罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）是一家专注于工业自动化、控制和信息解决方案的高技术公司。线性解决方案包括线性致动器和直线伺服电机两种主要型号。线性致动器适用于堆叠、调配、CNC应用等多种高价值应用，如3D打印和质检。直线伺服电机具有±0.03 mm的双向重复性和相同的速度性能。这些电机适用于需要高精度和高速度的场合，如等离子/激光切割和木材镂铣。
罗克韦尔线性解决方案：
https://www.rockwellautomation.com.cn/products/hardware/allen-bradley/motion-control/linear-solutions.html
图 18 Kinetix MPAS直线运动平台 （来源：罗克韦尔官网）
06
三菱电机（Mitsubishi Electric Corporation）
三菱电机（Mitsubishi Electric Corporation）是一家全球领先的品牌企业，专注于制造和销售电气与电子产品及系统。 该公司自1921年创立以来，其产品和系统在众多领域和应用中得到广泛使用。 在直线电机领域，三菱直线电机包括线性伺服马达LM-F系列、直接驱动式伺服马达TM-RB系列，这些型号的直线伺服电机马达广泛应用于自动化领域，提供高性能、功能性和用户友好性。
官方网站：
https://www.mitsubishielectric.com.cn/zh/index.html
图 19 线性伺服马达LM-F系列（来源：三菱电机官网）
07
艾罗德克（Aerotech, Inc.）
艾罗德克（Aerotech, Inc.）是一家位于美国的运动控制器供应商，自1970年起就开始为用户提供最高性能的运动控制和定位系统。其精密运动控制产品为医疗设备、半导体和平板显示、光子学、汽车、数据存储、激光处理、军事/航空宇宙、电子制造和测试、装配、研究和开发等领域提供了高性能的解决方案。艾罗德克直线电机以其高精度直驱电机的特性，满足高精度控制场景需要。
艾罗德克运动控制技术（上海）官网：
https://www.aerotechmotion.cn/industries/precision-assembly/index.html
图 20 Aerotech 直线电机（来源：艾罗德克官网）
08
博世（Bosch Rexroth AG）
博世（Bosch Rexroth AG）成立于1886年，是总部位于德国的一家全球领先的传动与控制技术供应商，专注于为各种机械和系统设备提供高效、强大、安全的智能运动解决方案，特别是在行走机械应用、机械应用与工程及工厂自动化等领域。博世提供多种类型的直线电机，包括液体冷却型异步伺服电机（MAF系列）、带铁芯的同步直线电机（MLF系列）以及无铁芯的同步直线电机（MCL系列）。
博世电机及减速机详细产品：
http://rexrothwechat2.bosch.com.cn/weixin/site/product_desc02.html）
图 21 博世直线运动系统（来源：博世官网）
09
东方马达
东方马达创业于1885年，总公司位于日本。东方马达提供多种类型的直线电机，包括平板式、U型槽式和管式直线电机。这些直线电机适用于各种应用，包括但不限于感应电动机、可逆电动机、调速电动机以及变频器等，输出功率范围广泛，满足不同应用需求。
东方马达直线电机产品详情：
https://www.orientalmotor.com.cn/products/limo/#_01
图 22 电动机与直线导轨一体化的模组产品
10
ETEL SA
ETEL SA总部设在瑞士，自1974年创立以来，一直全力专注于直驱技术的开发，拥有多项创新。该品牌的产品线包括多种规格的直线电机，如无铁芯直线电机和有铁芯直线电机，覆盖从小型到中型的不同尺寸。这些电机具有结构紧凑的特点，采用窄条硅钢片铁芯和大型空心轴或通孔轴设计。ETEL的产品类似于直线电机，也包括力矩电机，这是一种“无框”电机。（官方网站：https://www.etel.ch/）
图 23 ETEL直线电机ILF+03-030 （来源：ETEL SA产品手册）
11
福尔哈贝（FAULHABER GROUP）
福尔哈贝（Faulhaber Group）成立于1947年,总部位于德国，是一个著名的微电机制造国际集团，专注于直流微电机的研发和生产，其创始人FAULHABER博士创造了世界上第一个空心杯电机，产品广泛应用于半导体工业设备及各种自动化设备中。FAULHABER直线电机以高速、高效和灵活的方式产生直线运动，具有极高的重复精度。它们适用于组件在直轴上连续高速移动或施加指定压力的任务。
福尔哈贝产品中心：
http://faulhaber-faulhaber.handelsen.com/?cate=2
图 24 FAULHABER 直线电机 （来源：福尔哈贝产品中心网站）
12
科尔摩根（Kollmorgen）
科尔摩根（Kollmorgen）成立于1962年，总部位于美国，是一家全球领先的运动控制系统和配件供应商，拥有六十多年的运动控制设计与开发专业经验。科尔摩根提供多品种的直驱电机。不管是有框架直驱旋转电机（如DDR），模块化直驱旋转电机（如CDDR），或无框直驱电机（如KBM,TBM）和直驱直线电机DDL，都能直接安装到负载，因而不需要机械传动装置，可以大幅度提升可靠度。
科尔摩根官网：
https://www.kollmorgen.cn/zh-cn/info/linearmotor
图 25 科尔摩根DDL直线电机
13
摩力电机（Motor Power Company）
摩力电机（Motor Power Company）是一家位于意大利的的企业，成立于1989年，产品线丰富，包括无刷伺服电机、直流伺服电机、减速电机、减速箱、直线电机、力矩电机以及全系列伺服驱动器等。其中，直线电机型号包括SKA IL/SKA DDL，具有功率范围从30W到5000W，适用于各种应用场景。
图 26 SKA DDL - 直接驱动线性
14
派克汉尼汾（Parker）
美国派克汉尼汾（Parker）公司是全球领先的多元化工业企业，专注于运动与控制技术和系统的研发、生产和销售。Parker直线电机是一种高性能的驱动解决方案，以其高速、高精度和高效能而闻名。例如：派克的I-Foece无铁芯直线电机结构紧凑，能够提供高动力及快速加速，同时采用了专利化的工字型结构和叠放的绕组，从而使小尺寸电机能够提供更高的功率密度，改进了散热性能，增加了结构的的坚固性。
官方网站：
https://www.parker.com/cn/zh/home.html
图 27 派克直线电机
15
雅科贝思（Akribis）
雅科贝思（Akribis）总部位于新加坡，主要致力于研发制造直线电机、直驱旋转电机、高精密直线平台等，雅科贝思精密机电(上海)有限公司是在中国的分公司。雅科贝思为半导体制造业、太阳能电池、PCB、平板显示器、硬盘、LED、印刷电路板、机床、汽车电子、包装、印刷、光学和生物医疗等广泛的领域提供支持。雅科贝思的直线电机不仅限于AKM和AJM系列，还包括其他型号，如ACM1-S30、ACM1-S50、ACM1-S100等，这些型号提供了不同的连续力和峰值推力，满足各种应用需求。
雅科贝思官方产品中心：
https://www.akribis-sys.cn/index/goods/goodssearch.html?cid=48
图 28 雅科贝思Akribis--直线电机AKM系列
2. 国内直线电机厂商（排名不分先后）01
汇川技术
深圳市汇川技术股份有限公司（简称“汇川技术”）创立于2003年，专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售，定位服务于高端设备制造商。2012年，汇川第一台直驱电机在恒力机械的产线上线。目前，汇川直线电机目前主流的型号包括MAP、MAI、MAH、MAC、AS、AP、AI、LMS等系列直线电机、直线模组。汇川直线电机广泛应用于自动化设备、数控机床、医疗器械、光学仪器、半导体设备、纺织机械等行业。在这些应用场合中，汇川直线电机能有效提高生产效率和产品质量，同时降低成本，具有很高的实用价值。
汇川电机产品目录：
https://www.inovance.com/portal/product/details?productId=273
图 29 汇川电机LMC系列直线模组
02
卧龙电气
卧龙集团创建于1984年，是全球主要的电机及驱动解决方案的制造商，卧龙在国内和海外拥有众多的生产基地及销售公司。目前，卧龙集团直线电机主要包括：U型直线电机、轴杆型直线电机、平板型直线电机三个系列，产品具有高性能、高效率、低噪音、低振动以及较高的环保性能等优点，广泛运用于3C、包装机械、纺织机械、钢铁冶金、轨道交通、物流运输、新能源、印刷机械等行业。
卧龙电气直线电机产品目录：
https://www.wolong.com.cn/products-solutions/automation-solutions/motion-control/linear-motors
图 30 卧龙轴杆型直线电机
03
大族电机
深圳市大族电机科技有限公司为上市公司大族激光（股票代码：002008）的全资子公司，成立于2005年6月，主要研发生产直线电机、力矩电机、音圈电机、精密直驱运动平台、伺服控制系统等。产品广泛应用于数控机床、电子与半导体设备、医疗器械、精密检测仪器工业自动化等不同领域，及物流传输系统和轨道交通等行业。大族电机开发了面向各种不同应用需求的直线电机，包括无铁芯直线电机、有铁芯直线电机、碳纤维板直线电机、音圈直线电机及管形直线电机。这些直线电机的连续推力范围从1.2N到8000N，峰值推力范围从6N到20000N，适合各种应用场景。
大族电机直线电机目录：
https://www.hansmotor.com/products/1/c-1/
图 31 大族电机直线电机
04
东莞智赢
东莞市智赢智能装备有限公司以工业机器人、直线电机、DD马达（力矩电机）、精密平台为主导产品。这些产品广泛应用于微精密激光加工设备、精密测量仪器、液晶面板设备、电子半导体设备、医疗器械等需要精密控制及定位的领域。东莞智赢公司产品包括KYFS5000磁传动线性电机、KYFS2000大推力平板直线电机、KYAC无铁芯线性电机等。这些产品以高精度、高速度为特点，适用于工业机器人、精准高效的生产组装线等领域。
官方网站：
https://www.dgsmartwin.com/
图 32 CMS170系列直线电机
05
和利时电机
北京和利时电机技术有限公司成立于1995年，专注于运动控制产品的研制及光机电一体化系统的集成服务。其混合式(滚珠)丝杆步进电机能够在不安装外部机械联动装置的情况下直接使用直线电机进行精密的线性传动，适合在需要精密的线性传动设计领域使用，包括医疗仪器、实验室仪器、通信、半导体、成像设备、阀门控制、印刷设备、XYZ平台、舞台灯光等领域。
官方网站：
http://www.syn-tron.com/
图33 和利时混合式(滚珠)丝杆步进电机
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德康威尔
深圳德康威尔科技有限公司是一家中外合资的高新科技企业，其研发生产高端直线电机、精密直驱运动平台、自动化设备等高科技精密机电产品。DA系列直线电机完全由德康威尔自主研发，采用一体化成型设计，内嵌高精度研磨导轨，外观尺寸可直接替换“传统丝杆模组+伺服电机”，产品广泛应用于桌面式点胶机、锁螺丝机、焊锡机、上下料和搬运、对位机器人、3D打印等多种应用场景中。
官方网站：
https://www.dynamikwell.com/
图 34 DA系列直线电机
07
上银科技（Hiwin Corporation）
上银科技(Hiwin Corporation) 创立于1989年，是一家专注于传动控制与系统科技研发与制造的全球性企业，产品线涵盖智能电动助力转向系统、智能自动化系统等。上银科技直线电机在应用领域中展现出其高性能特点，如太阳能电池激光划线机上的应用。上银直线电机还采用了悬浮技术，使电机的动子悬浮在空中，消除了动子和定子之间的机械接触和摩擦阻力，其转速可达25000～100000r/min以上，因而在高速电动机和高速主轴部件上得到广泛的应用。
官方网站：
http://www.syn-tron.com/
图 35 HIWIN 铁心式直线电机
8
中研赢创
中研赢创智能科技有限公司是一家专注于智能制造高端装备核心零部件领域的高科技企业，一直致力于智能装备中的智能感知、决策和执行三大核心领域。目前，有平板直线电机、无铁芯直驱电机等系列产品，能够提供连续推力范围从31.5N到1560N，峰值推力范围从173N到10920N，广泛应用于如半导体制造设备、精密加工设备、医疗设备、精密仪器等场景。
官方网站：
http://www.zyyc-it.com/
图 36 中研赢创有铁芯直线电机
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线马科技
深圳线马科技有限公司，以专注于线性马达的研发、定制、生产、制造为基础，并以此为基本单元，为客户定制最合适的自动化运动系统。提供MIC系列平板电机、DUM系列U型电机、标准型直线模组、经济型直线模组等直线电机产品。其广泛应用于电路板表面清洁、小型部品组装、生产线分料、电路板叠层、CCD视觉检查、锁螺丝、玻璃基板切割、大型LCD玻璃基板涂胶、工具机加工件取放等应用。
官方网站：
http://www.sz-ddl.com/
图 37 DUM系列U型电机(无铁芯)
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德康威尔
深圳德康威尔科技有限公司成立于2012年，是一家中外合资高新科技企业，主要研发生产直驱电机、精密直驱运动平台、高端自动化设备等高科技精密机电产品。德康威尔直线电机有多种型号，包括：DA系列、ILM系列、AKM系列、BKM系列、CKM系列、DKM系列。广泛应用于桌面式点胶机，锁螺丝机，焊锡机，上下料和搬运等。
德康威尔直线电机产品中心：
https://www.dynamikwell.com/porlist/34.html
图 38 DA-A82-B15直线电机
总 结
直线电机在当代工业领域中占据了举足轻重的地位，其应用范围之广，特别是在半导体制造、高速机床运作以及自动化设备等多个前沿领域，更是展现出了卓越的性能。随着技术的不断革新与进步，直线电机的性能与控制精度均实现了显著提升，这一变化直接推动了市场需求的迅速攀升。
面对日益增长的市场需求，制造商们纷纷响应，他们不断创新，推出了多样化、定制化的直线电机产品，旨在更好地满足市场的多元化需求。这些努力不仅丰富了产品线，也进一步提升了直线电机在工业自动化领域中的核心竞争力。
[1]《技术前沿：直线电机——敏捷驱动和大推力驱动》
https://www.elecfans.com/d/2333463.html
[2] 常州经开:制造业“破茧”闯新路,智能电机产业向“新”引“蝶变” 常州市人民政府 2024年07月22日
https://www.changzhou.gov.cn/ns_news/494172162797999;
[3]《翻盘式行李高速自动分拣机》专利公布号为CN103143510A
[4] 图片来源：《中国首列商用磁浮2.0版列车运行速度 突破160km/h》
https://hunan.sina.com.cn/city/gdyw/2020-04-28/doc-iirczymi8819434.shtml
[5] 半导体的化学机械研磨抛光CMP技术（量伙快速退火炉）
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1792828062069951096&wfr=spider&for=pc
[6]《直线电机综述》襄阳汽车职业技术学院智能制造学院：武锐、董蒙恩、么冠博
[7]《直线电机在 SMT 贴装、锂电池制造行业的应用介绍》
https://www.chuandong.com/tech/tech41870.html
[8]《图解直线电机工作原理》
https://www.bzddrive.com/news/54.html
[9]《直线电机小蓝动力导轨，在锂电池制造过程中有哪些应用？》
http://www.jjckb.cn/2021-09/17/c_1310193688.htm
[10]《直线电机模组的6大特点》
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1689205176688701454
