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      直線電機的工作原理及特點

      文章出處:責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2012-07-03 11:09:00

        一般電動機工作時都是轉動的。但是用旋轉的電機驅動的交通工具(比如電動機車和城市中的電車等)需要做直線運動,用旋轉的電機驅動的機器的一些部件也要做直線運動。這就需要增加把旋轉運動變為直線運動的一套裝置。能不能直接運用直線運動的電機來驅動,從而省去這套裝呢?幾十年前人們就提出了這個問題。現在已制成了直線運動的電動機,即直線電機。

        直線電機的原理并不復雜。設想把一臺旋轉運動的感應電動機沿著半徑的方向剖開,并且展平,這就成了一臺直線感應電動機(圖)。在直線電機中,相當于旋轉電機定子的,叫初級;相當于旋轉電機轉子的,叫次級。初級中通以交流,次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動。這時初級要做得很長,延伸到運動所需要達到的位置,而次級則不需要那么長。實際上,直線電機既可以把初級做得很長,也可以把次級做得很長;既可以初級固定、次級移動,也可以次級固定、初級移動。

        直線電機是一種新型電機,近年來應用日益廣泛。磁懸浮列車就是用直線電機來驅動的。

        磁懸浮列車是一種全新的列車。一般的列車,由于車輪和鐵軌之間存在摩擦,限制了速度的提高,它所能達到的最高運行速度不超過300km/n。磁懸浮列車是將列車用磁力懸浮起來,使列車與導軌脫離接觸,以減小摩擦,提高車速。列車由直線電機牽引。直線電機的一個級固定于地面,跟導軌一起延伸到遠處;另一個級安裝在列車上。初級通以交流,列車就沿導軌前進。列車上裝有磁體(有的就是兼用直線電機的線圈),磁體隨列車運動時,使設在地面上的線圈(或金屬板)中產生感應電流,感應電流的磁場和列車上的磁體(或線圈)之間的電磁力把列車懸浮起來。懸浮列車的優點是運行平穩,沒有顛簸,噪聲小,所需的牽引力很小,只要幾千kw的功率就能使懸浮列車的速度達到550km/h。懸浮列車減速的時候,磁場的變化減小,感應電流也減小,磁場減弱,造成懸浮力下降。懸浮列車也配備了車輪裝置,它的車輪像飛機一樣,在行進時能及時收入列車,停靠時可以放下來,支持列車。

        要使質量巨大的列車靠磁力懸浮起來,需要很強的磁場,實用中需要用高溫超導線圈產生這樣強大的磁場。

        直線電機除了用于磁懸浮列車外,還廣泛地用于其他方面,例如用于傳送系統、電氣錘、電磁攪拌器等。在我國,直線電機也逐步得到推廣和應用。直線電機的原理雖不復雜,但在設計、制造方面有它自己的特點,產品尚不如旋轉電機那樣成熟,有待進一步研究和改進。

        直線電機與旋轉電機相比的主要有特點

        直線電機與旋轉電機相比,主要有如下幾個特點:一是結構簡單,由于直線電機不需要把旋轉運動變成直線運動的附加裝置,因而使得系統本身的結構大為簡化,重量和體積大大地下降;二是定位精度高,在需要直線運動的地方,直線電機可以實現直接傳動,因而可以消除中間環節所帶來的各種定位誤差,故定位精度高,如采用微機控制,則還可以大大地提高整個系統的定位精度;三是反應速度快、靈敏度高,隨動性好。直線電機容易做到其動子用磁懸浮支撐,因而使得動子和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸,這就消除了定、動子間的接觸摩擦阻力,因而大大地提高了系統的靈敏度、快速性和隨動性;四是工作安全可靠、壽命長。直線電機可以實現無接觸傳遞力,機械摩擦損耗幾乎為零,所以故障少,免維修,因而工作安全可靠、壽命長。

       

       

       

      此文關鍵字:直流無刷電機,無刷電機,無刷馬達
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