直线电机原理与应用

讲授：魏鑫波资料：高强制作：邵泽瀚直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达。最常用的直线电机类型是平板式和U型槽式，和管式。线圈的典型组成是三相，有霍尔元件实现无刷换相。直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机的三项绕组中通入三相对称正弦电流后，即产生气隙磁场。当三相电流随时间变化时，气隙磁场将按A、B、C相序沿直线运动。这个磁场是平移的，而不是旋转的，因此称为行波磁场。在磁场推力的作用下假设初级是固定不动的，那么次级就顺着行波磁场运动的方向做直线运动。次级运动的速度用v表示，转差率用s表示，则有：S=Vs-VVsVs-V=SVsV=(1-S)VsNNSSS+···+++···+Vs直线电机主要应用于三个方面：一是应用于自动控制系统，这类应用场合比较多；其次是作为长期连续运行的驱动电机；三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。高速磁悬浮列车磁悬浮列车是直线电机实际应用的最典型的例子，美、英、日、法、德、加拿大等国都在研制直线悬浮列车，其中日本进展最快。直线电机驱动的电梯世界上第一台使用直线电机驱动的电梯1990年4月安装于日本东京都丰岛区万世大楼，该电梯载重600kg,速度105m/min,提升高度为22.9m。由于直线电机驱动的电梯没有曳引机组，因而建筑物顶的机房可省略。如果建筑物的高度增至1000米左右，就必须使用无钢丝绳电梯，这种电梯采用高温超导技术的直线电机驱动，线圈装在井道中，轿厢外装有高性能永磁材料，就如磁悬浮列车一样，采用无线电波或光控技术控制。