直线电机的理论早在19世纪末就出现了,但直到20世纪50年代中期,直线电机的理论和应用才得到迅速发展。 到20世纪90年代中期,世界上已有多家公司制造了直线电机传动装置,并率先实现了在高速机床进给机构中的应用。 我国对直线电机的研究和应用始于20世纪70年代,受限于磁性材料、控制技术、冷却方式等,大规模应用一直比较缓慢。 近年来,我国进入先进制造业产业发展升级阶段。 2002年上海磁悬浮列车的开通,标志着我国直线电机的研究、应用和发展进入了一个新的阶段,并逐步缩小了与世界领先差距的差距。
目前,全球直线电机市场基本被国外巨头垄断。 GE、博世、西门子等公司旗下都有直线电机公司。 国内能系统完成工艺要求的公司只有3、4家,而且大部分技术来自高校。 其中,哈尔滨泰富公司成功在美国纳斯达克上市,另一家是上市公司大族激光的子公司。 国内对直线电机的认识大多来自于对进口生产设备的研究,发现其核心部件是一组直线电机。 越来越多的国内企业进入直线电机的研发和生产领域,行业需求和市场规模也越来越大。简单估算一下直线电机在中国的潜力,假设直线运动和圆周运动占现代制造业的一半,而且两种运动的成本接近。 据测算,2009年我国电机总销售额超过1000亿元。 直线电机每年至少有数百亿的市场需求。
首先,直线电机具有广泛的制造应用,包括:机床、计量、钻孔、铣削、电子组装、研磨、激光切割、丝网印刷、半导体、点胶、晶圆处理、标签粘合、线焊、离子注入、 光刻、纺织机械等。通过引入直线电机控制系统,不仅可以大大提高这些行业的加工精度和效率,还可以减少磨损和能耗。 在应用的同时,也是对这些行业的一次产业升级。
其次,直线电机的应用还可以促进我国劳动密集型企业生产效率的提高。 许多劳动密集型行业,如食品、电池、玩具加工企业,通常需要大量劳动力。 如果将生产线升级为直线电机驱动的自动化生产线,将有助于企业克服“民工荒”,缓解用工成本上涨带来的压力。 会起到一定的作用。
那么,直线电机产业的发展可以迅速缩小我国与世界发达国家的技术差距。 直线电机高速、高精度、大推力的特点决定了其在科研领域的刚性要求。 人们用直线电机驱动磁悬浮列车达到时速500多公里,弹射飞行器在几秒钟内达到数百公里的速度,以微米级的精度加工各种零件。 可以想象,如果没有直线电机的发展,很多高科技领域的研发都将举步维艰。