作者:山社電機 日期:2012-9-
17 理論上,每一種旋轉電機都可以對應至少一種直線電機,并且都可分為短定子和長定子直線電機。但由于技術和經濟指標的限制,最常用的是直線感應電機和直線同步(包括永磁)電機。近年來,由于電力電子技術和材料技術的進步,其他特種直線電機也相繼問世,如永磁直線電機、雙饋直線異步電機、直線開關磁阻電機、壓電式直線電機等。根據磁路德不同,直線電機一般都可以分為扁平型和圓筒型。
1、 直線感應電機
直線感應電機(LIM,linear induction motor)是單邊激磁電機,結構非常簡單,因此在中低速軌道交通系統中應用最早,也****。最常見的直線感應電機是單側定子結構的,為了改善磁路,提高效率,也可以采用雙側定子直線感應電機。
直線感應電機的特點是單邊激磁,一般動子采用感應板(實心、無繞組),結構簡單,經濟。
2、 直線同步電機
同步電機是雙邊激磁電機,不論采用長定子或短定子,結構都較復雜。但是在高速磁懸浮列車中的直線同步電機幾乎無例外地采用長定子,這是因為:同步電機轉子激磁功率遠小于定子,所以把功率較小的勵磁繞組(轉子)安裝在車上,可以由諧波發電機與電池給轉子勵磁線圈供電或采用超導線圈,避免了接觸網/軌,從而可實現高速運行。
同步直線電機(LSM,linear Synchronous Motor)的優點之一是功率因數好,效率較高,因而比較適合大氣隙、大功率電機,所以,高速磁浮列車主要采用直線同步電機。同步電機用于磁浮列車時有一個突出的優點:由于轉子激磁后就是一個電磁鐵,所以在磁浮列車上可以用做磁浮磁鐵,這樣就可以一機兩用——既是牽引系統,又是磁浮系統,從而減輕了車輛的重量。
3、 永磁直線電機
永磁直線電機(PLLM., permanent magnet linear motors)也是直線同步電機的一種,只是其轉子不再用電激磁,而是采用永磁磁極。永磁直線電機的****優點是單邊激磁而且磁密較高,所以體積小,效率高。但是,由于永磁不像電磁那樣容易調節磁通,所以永磁直線電機弱磁控制性能較差。而且,畢竟永磁材料成本較高,所以更適合于軌道較短或封閉環境的場合,如導彈或分機發射架,在車輛上的應用比較少。近年來,由于體積較小,控制精度高,圓筒型直線永磁電機在伺服系統中的應用越來越多,特別是數控設備等需要高精度定位的場合,基本上采用的都是永磁交流直線同步電機。
4、 雙饋直線異步電機
同步電機是雙邊激磁,所以轉子直流勵磁電流是可以調整的;而普通直線感應電機轉子電流是感應產生的,不能人為調整,這也正是感應電機調速性能與功率因數較差的原因。雙饋異步電機(dual-feed linear induction motor)則可以獨立調整轉子電流,不過與同步電機不同的是轉子也是交流電流。這種直線電機主要用于車輛上,因為可以通過調節轉子電流調整列車速度。
直線開關磁阻電機(LRM.linear swiyched reluctance motor)的與旋轉開關磁阻電機一樣,優點是單邊激磁,轉子是實心鋼而不需要繞組,成本比直線感應電機還要低,所以是很有前途的一種驅動方案。但是,在大氣隙的情況下,這種電機磁路的磁阻變化較小,影響了功率密度的提高,所以在車輛上的應用較少。直線開關磁阻電機在磁路結構上可以分為縱向磁通與橫向磁通兩類。近年來,直線開關磁阻電機在伺服系統、作動系統中葉開始應用。
除上述幾種直線電機外,還有直流直線電機、單極直線電機等。平面電機(二維)、螺旋式電機(三維)和盤式電機也經常被看作直線電機的一類。近年來出現的壓電式靜電直線電機雖然也屬于直線電機,但其工作原理與普通直線電機完全不同。 與旋轉電機一樣,直線電機也有兩個主要應用領域:驅動和控制。驅動電機主要用于磁懸浮列車、輪軌列車、升降機、電磁發射等,控制電機則主要用于機床、飛行器、汽車等伺服系統中的作驅動器。本文來自:www.samsrmotor.com.cn |