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直线电机的分类

来源:鸿运,鸿运游戏,鸿运电子游戏发布时间:2020/02/01点击数:

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  直线电机的分类_电力/水利_工程科技_专业资料。三.分类 ? 按结构形式分类 扁平型 长初级 短初级 单边型 双边型 短初级 圆盘型 圆弧型 圆弧型 ? 圆筒型直线电机—外形如旋转电机的圆柱形直线电机,需要 时可做成既有旋转运动又有直线运动的旋

  三.分类 ? 按结构形式分类 扁平型 长初级 短初级 单边型 双边型 短初级 圆盘型 圆弧型 圆弧型 ? 圆筒型直线电机—外形如旋转电机的圆柱形直线电机,需要 时可做成既有旋转运动又有直线运动的旋转直线电机。 圆盘型直线电机虽也做旋转运动,但与普通旋转电机相比有 两个突出优点:力矩与旋转速度可以通过多台初级组合的方法 或通过初级在圆盘上的径向位置来调节;无需通过齿轮减速箱 就能得到较低的转速,电机噪声和振动很小。 圆弧型直线电机也具有圆盘型的特点,两者的主要区别在于 次级的形式和初级对次级的驱动点有所不同。 ? ? ? 按功能用途分类 种类 衡量指标 推力/功率比 效率、功率因数 能效率(输出动能/电 源提供的电能) 应用 阀门开闭,门窗移动,机械手操作,推 车等 高速磁悬浮列车,高速运行的输送线 导弹、鱼雷的发射,飞机的起飞,冲击、 碰撞等试验机的驱动 力电机 功电机 能电机 ? 按工作原理分类 原则上对于每一种旋转电机都有其相应的直线电机 按照工作原理来区分可以分两大方面:直线电动机和直线 驱动器。具体分类见图1。 交流直线感应电动机(LIM) 交流直线同步电动机(LSM) 电磁式(EM)LSM 永磁式(PM)LSM 可变阻抗(VR)LSM 混合式(HB)LSM 超导体(SC)LSM 直线电动机 直线直流电动机(LDM) 电磁式LDM 永磁式LDM 无刷LDM 直线步进电动机(LPM) 混合式直线电动机(LHM) VR形LPM PM形LPM 直线驱动器 直线振荡电动机(LOM) 直线电磁螺线管电动机(LES) 直线电磁泵(LEP) 直线超声波电动机(LUM) 直线.直线主要类型和结构 直线感应电机主要有两种型式,即平板型和管型。平板 型电机可以看作是由普通的旋转感应(异步)电动机直接演变 而来的。图1-1(a)表示一台旋转的感应电动机,设想将它沿 径向剖开,并将定、转子圆周展成直线(b),这就 得到了最简单的平板型直线 直线电机的形成 (a) 旋转电机; (b) 直线初级和次级 ? 由定子演变而来的一侧称作初级,初级铁心也是由硅钢片叠 成的,—面开有槽,三相(或单相)绕组嵌置于槽内。 1)扁平式初级结构 2)圆筒式初级:一般由用硅 钢加工成具有凹槽的圆环组 成,装配时四周用螺栓拉紧 ? 由转子演变而来的一侧称作次级。 1)扁平型直线电机 栅型次级:一般是在钢板上开槽, 在槽中嵌入铜条(或铸铝),然后用 铜带在两端短接而成。 钢次级或磁性次级:钢既起导磁作用,又起导电作用.由 于钢的电阻率较大,故钢次级直线电机的电磁性能较差, 且法向吸力也大(约为推力的10倍左右)。 复合次级:钢板上复合一层铜板(或铝板)。 铜(铝)次级或非磁性次级:用于双边型直线)圆筒型直线电机 圆筒式直线电机,次级一般是厚壁钢管,为了提高单位 体积所产生的起动推力,可以在钢管外圆覆盖一层 1~2mm厚的铜管或铝管,成为复合次级,或者在钢管上 嵌置铜环或浇铸铝环,成为类似于笼型的次级。 嵌置铜环或铝环的圆筒式次级 直线电机的运动方式可以是固定初级,让次级运动,此称 为动次级;相反,也可以固定次级而让初级运动,则称为 动初级。 1.1.2气隙 直线电机的气隙相对于旋转电机的气隙要大得多,主要是 为了保证在长距离运动中,初级与次级之间不致摩擦。 复合次级和铜(铝)次级:因为铜或铝均属非磁性材料, 其导磁性能和空气相同,故: 电磁气隙=机械气隙(单纯的空气隙)+铜板或铝板厚度 直线感应电动机的缺点:气隙大,功率因数低 1.2直线感应电动机的基本原理 1-3行波磁场 直线电机是由旋转电机演变而来的, 因而当初级的多相绕 组中通入多相电流后, 也会产生一个气隙基波磁场,但是 这个磁场的磁通密度波B?是直线移动的,故称为行波磁场。 行波的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面上的线速度是一 样的,即为,称为同步速度。 2? vs ? ? 2?f T τ为极距,f为电源频率 在行波磁场切割下,次级导条将产生感应电势和电流, 所有导条的电流和气隙磁场相互作用,便产生切向电磁 力。如果初级是固定不动的,那末次级就顺着行波磁场 运动的方向作直线运动。若次级移动的速度用v表示,则 滑差率 vs ? v s? vs 次级移动速度 v ? (1 ? s)vs ? 2 f? (1 ? s) 此式表明改变极距或电源频率都可改变直线感应电机的速 度。与旋转电机一样,改变直线电机初级绕组的通电相序, 可改变电机运动的方向,因而可使直线电机作往复直线管型直线感应电机的形成 (a) 平板型; (b) 管型 1-5直线感应电机的线圈 (a) 菱形; (b) 饼式 1-6两相管型直线.直线直流电机 根据磁动势(或磁通)源的不同,直线直流电动机可分为 永磁式和电磁式两大类。 永磁式是采用永久磁铁作磁通源,而电磁式是用直流电流 来激励的。永磁式直线直流电动机容易达到无刷无接触运 行。但永磁材料由于质硬,很难进行机械加工,因而一般 来说永磁式电动机的制造成本比电磁式高。而电磁式比永 磁式多了一项激磁损耗。直线直流电动机的基本结构分类 如图5-2所示。 2.1永磁式直线直流电动机 永磁式直线直流电动机可做成动线圈型(简称动圈 型)如图(c)所示;也可做成动磁铁型(简称动铁型) 如图(b)所示。 图(c)所示结构是采用永久磁铁移动的型式。 在一个软铁框架上套有线圈,该线圈的长度要包括整个行程。显 ,当这种结构形式的线圈流过电流时,不工作的部分要白白消耗能 。为了降低电能的消耗,可将线圈外表面进行加工使铜裸露出来, 过安装在磁极上的电刷把电流馈入线圈中(如图中虚线所示)。这样, 磁极移动时,电刷跟着滑动,可只让线圈的工作部分通电。但由于 刷存在磨损,故降低了可靠性和寿命。 图(b)所示的结构是在软铁架两端装有极性同向放置的两块 永久磁铁,通电线圈可在滑道上作直线运动 这种结构具有 体积小,成本低和效率高等优点。 动圈型 动铁型需要一个固定的长电枢,电枢绕组用铜量大,结构 复杂;移动系统重量也较大,惯性大,消耗功率多。优点 是电机行程可做得很长,又可做成无接触式直线直流电动 机。目前,实际生产中动圈型用得很多。 2.2电磁式直线直流电动机 任何一种永磁式直线直流电动机都可改为电磁式直线 直流电动机,这只要把永久磁铁改换成相应的电磁铁就 可以了。5-6所示的电磁式动圈型直线直流电动机。对于 动圈型直线直流电动机,电磁式的成本要比永磁式低得 多,这是因为: 1.永磁式动圈型直线直流电动机需要在电机整个行程上 铺上一层价格昂贵的永磁铁,电磁式只需要使用一般材 料的激磁线圈通以直流电就可产生所需要的磁动势。 2.永磁材料质硬,机械加工困难,加工费用大。 3.电磁式可通过串、并联激磁绕组和附加补偿绕组等方 法使电机性能得到改。