第四节 直线电动机.ppt

直线电机在列车中应用 * * 第四节　直线电动机 案例4： 磁悬浮列车： 采用磁力悬浮车体，应用直线电动机驱动技术，使列车在轨道上浮起滑行。 长期以来，在各种工程技术中需要直线型驱动力时，主要是采用旋转电机并通过曲柄连杆或蜗轮蜗杆等传动机构来获得的。但是，这种传动形式往往会带来结构复杂，重量重，体积大，啮合精度差，且工作不可靠等缺点。而采用直线电机不需要中间转换装置，能够直接产生直线运动。 各种新技术和需求的出现和拓展推动了直线电机的研究和生产，目前在交通运输、机械工业和仪器仪表工业中，直线电机已得到推广和应用。 分类 ： 直线感应电动机 直线直流电动机 一、 直线感应电动机 （一）主要类型和基本结构 1．扁平型 直线感应电动机演变过程 长一次侧 短一次侧 为了保证在所需的行程范围内，一次侧和二次侧之间的电磁耦合始终不变，实际应用时，必须把一次侧和二次侧制造成不同长度 单边型：一次侧和二次侧之间存在着较大的法向吸力 双边型：二次侧的两边都装上一次侧，法向吸力就可以互相抵消 铁心：硅钢片 绕组：单相、两相、 三相或者多相 栅型结构 ：尤如旋转电动机的笼形结构。 实心结构：即采用整块均匀的金属材料，它又分成非磁性二次侧和钢二次侧 2．圆筒型（管型） 电机还可以做成既有旋转运动又有直线运动的旋转直线电动机，旋转直线的运动体既可以是一次侧，也可以是二次侧 圆筒型直线感应 电动机的形成 3．圆盘型 圆盘型直线 感应电动机 二次侧做成扁平的圆盘形状 并能够绕经过圆心的轴自由 转动。 使圆盘受切向力作旋转运动 （1）力矩与旋转速度可以通过多 台一次侧组合的方式或通过一次 侧在圆盘上的径向位置来调节。 （2）无需通过齿轮减速箱就能得 到较低的速度，因而电动机的振 动和噪声很小。 与普通旋转电动机相比的优点： （二）基本工作原理 通入对称正弦交流电时，产生气隙磁场。分布情况与旋转电动机相似，沿着直线方向按正弦规律分布，但它不是旋转而是沿着直线平移，因此称为行波磁场。 行波磁场移动速度 行波磁场切割二次侧导条，将在导条中产生感应电动势和电流 磁场和电流相互作用，产生电磁力 （二）基本工作原理 如果一次侧是固定不动的，那么二次侧便在这个电磁力的作用下，顺着行波磁场的移动方向作直线运动 转差率s： 0s1 二次侧的移动速度： 改变电源频率 改变极距 改变二次侧移动的速度： 改变一次侧绕组中通电相序 改变二次侧移动的方向： 一、 直线感应电动机 电磁式 永磁式 分类： 多用于驱动功率较小的场合 多用于驱动功率较大的场合 （一）永磁式直线直流电动机 动铁型 动圈型 分类： 实际中用得较多 改变绕组中直流电流的大小和方向， 即可改变电磁力的大小和方向。 移动绕组中通入直流电流时，便产生电磁力 （二）电磁式直线直流电动机 电磁式动圈型直线 直流电动机结构示意图 励磁绕组通电后产生磁通与移动绕组的通电导体相互作用产生电磁力，克服滑轨上的静摩擦力，移动绕组便作直线运动。 三磁极式直线直流电动机 磁绕组通电时，产生磁通，径向穿过气隙和电枢绕组，在铁心中由径向过渡到轴向，形成闭合回路，如图中虚线所示。径向气隙磁场与通电的电枢绕组相互作用产生轴向电磁力，推动磁极作直线运动 电流只在电枢绕组的工作段流过 　　直线电机轮轨交通系统是一种新型的介于磁悬浮铁路交通与传统轮轨铁路交通的轨道交通形式。该种轨道交通利用车轮起支承、导向作用，这与传统轮轨系统相似。但在牵引方面却采用了短定子列车驱动直线感应电机驱动， 当初级线圈通以三相交流电时，由于感应而产生电磁力，直接驱动车辆前进，改变磁场移动方向，车辆运动的方向也随之改变。车辆平稳运行时，定子与感应轨之间的间隙一般保持在10mm左右。 感应板要安置在轨道道床上，其与钢轨、道床以及三轨的尺寸链关系至为重要。 悬浮原理： 驱动原理： 通俗的讲就是，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。当列车前进时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈，变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速，通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。 导向原理： 在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通