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交流感應(yīng)電機(jī)
閱讀�21728�(shí)間:2011-04-21 14:02:57

  直線感應(yīng)電機(jī)是將電能直接�(zhuǎn)化為直線�(yùn)�(dòng)的機(jī)械裝�。自�1917年出�(xiàn)�(tái)圓筒�直線電機(jī),至今已有�100 年的�(fā)展歷程。按照結(jié)�(gòu)型式的不�,直線電�(jī)可分為扁平型直線電機(jī)和圓筒型直線電機(jī)�

�(jié)�(gòu)

  如圖8-1(a)所�,如果將籠型�(zhuǎn)子感�(yīng)電動(dòng)�(jī)沿徑向剖�,并將電�(jī)的圓周展開成直線,就得到�8一l(b)所示的扁平型直線感�(yīng)電動(dòng)�(jī).其中定子與初級(jí)�(duì)�(yīng),轉(zhuǎn)子與次級(jí)�(duì)�(yīng) �8-1(b)所示的直線電機(jī),其初級(jí)和次�(jí)的長(zhǎng)度是相等�。由于初�(jí)和次�(jí)之間要做相對(duì)�(yùn)�(dòng),因此為保證初級(jí)與次�(jí)之間的磁耦臺(tái)保持不變,實(shí)際應(yīng)用中初級(jí)和次�(jí)的長(zhǎng)度是不相等的。圖8�2所示為扁平型單邊直線感�(yīng)電動(dòng)�(jī),如果初�(jí)的長(zhǎng)度較�,則稱為短初�(jí);反�,則稱為短次�(jí)。由于短初級(jí)�(jié)�(gòu)比較�(jiǎn)�,成本較�,所以使用較多,只有在特殊情況下才使用短次級(jí)�

直線感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)1

  �8�2所示的直線電機(jī)僅在次級(jí)的一邊具有初�(jí),這種�(jié)�(gòu)稱為單邊型。單邊型除了�(chǎn)生切向力�,還�(huì)在初、次�(jí)之間�(chǎn)生較大的法向�,這對(duì)電機(jī)的運(yùn)行是不利�。所以.為了充分利用次級(jí)和消除法向力.可以在次級(jí)的兩�(cè)都裝上初�(jí),這種�(jié)�(gòu)稱為雙邊�,如�8�3所示�

直線感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)2

  如果把扁平型直線電機(jī)的初�(jí)和次�(jí)按圖8-4(a)所示的箭頭方向卷曲,就形成了圖8�4(b)所示的圓筒型直線電�(jī)。在扁平型直線電�(jī)中,初級(jí)線圈是菱形的.這與普通旋�(zhuǎn)電機(jī)是相同的。菱形線圈端部的作用是使電流從一�(gè)極流向另一�(gè)�。在圓筒型直線電�(jī)�,把菱形線圈卷曲起來.就不需要線圈的端部,而成為餅式線�,這樣可以大大�(jiǎn)化制造工藝。還有一種實(shí)心轉(zhuǎn)子感�(yīng)電動(dòng)�(jī)。它的定子和普通籠型轉(zhuǎn)子感�(yīng)電動(dòng)�(jī)是一樣的,轉(zhuǎn)子是�(shí)心鋼塊。實(shí)心轉(zhuǎn)子既作為�(dǎo)磁體又作為導(dǎo)電體,氣隙磁�(chǎng)也會(huì)在鋼塊中感生電流。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)�,驅(qū)�(dòng)�(zhuǎn)子旋�(zhuǎn)。圖8 -2、圖8�3和圖8 4所示的直線電機(jī)�(shí)際上都是由實(shí)心轉(zhuǎn)子感�(yīng)電動(dòng)�(jī)演變而來�,所以次�(jí)均沒有籠型導(dǎo)��

工作原理

  直線感應(yīng)電動(dòng)�(jī)分為平板形單邊式、平板形雙邊�、圓筒形,短定子方式和短�(zhuǎn)子方式,電源可以是單相或三相。以單邊式直線感�(yīng)電動(dòng)�(jī)為例,它由定子和�(dòng)體組�。定子也稱為初級(jí),它由沖上齒槽的電工鋼片疊壓而成,槽里嵌有繞�。動(dòng)體也稱為次級(jí)�(dǎo)體,一般是用銅或鋁制成的金屬板。定子和�(dòng)體之間有一定的距離,也就是氣隙。當(dāng)定于繞組通入單相或三相交流電�(shí),就�(chǎn)生由下式表達(dá)的磁通密度B,即B=B0cos(ωt-πx/τ), ω=2πf,x定子表面上的距離,τ極�。極矩是磁通密度的半波�(zhǎng),也就是等于半�(gè)周期�(zhǎng)�,磁通密度是t的函�(shù)也是距離x的函�(shù)。這種用t和x作為函數(shù)的磁通密度稱行波磁場(chǎng),這與旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)�(jī)的旋�(zhuǎn)磁場(chǎng)是同一�(gè)原理。如上所�,通入交流電后在定子中�(chǎn)生的磁通,根據(jù)楞次定律,在�(dòng)體的金屬板上感應(yīng)出渦�。設(shè)引起渦流的感�(yīng)電壓為E,金屬板上有電感L和電阻R,則金屬板上的渦流電流為I=E/z,渦流電流和磁通密度將按費(fèi)來明法則�(chǎn)生連續(xù)的推力F。有正負(fù)推力,但正推力遠(yuǎn)大于�(fù)推力,作用于�(dòng)體的力主要是正推�,這就是直線感�(yīng)電動(dòng)�(jī)的工作原�� 直線感應(yīng)電動(dòng)�(jī)的驅(qū)�(dòng)裝置可以采用變頻�。變頻器的輸出頻率可在控制信�(hào)的作用下得到控制,可以�(jìn)行邏輯控制或閉環(huán)控制。變頻器輸出不同的頻�,產(chǎn)生的推力將作相應(yīng)的變化。由于定子的兩�(gè)線圈中的頻率不同,導(dǎo)致了行波磁場(chǎng)的同步變�,從而使電動(dòng)�(jī)的推力從0到值作周期性變��

�(yīng)�

  采用直線電機(jī)�(qū)�(dòng)的設(shè)�,由于省去了中間傳�(dòng)�(jī)�(gòu),具有�(jié)�(gòu)�(jiǎn)�、運(yùn)行可�、響�(yīng)快、精度高等優(yōu)�(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用在�(jī)�、抽油機(jī)、電磁泵、電磁閥門、真空斷路器等需要直線驅(qū)�(dòng)的領(lǐng)域�

與旋�(zhuǎn)感應(yīng)電機(jī)的區(qū)�

  直線感應(yīng)電動(dòng)�(jī)與旋�(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)�(jī)在工阼原理上并無本質(zhì)區(qū)別.只是所得到的機(jī)械運(yùn)�(dòng)方式不同而已。但是兩者在電磁性能上卻存在很大的差�,主要表�(xiàn)在以下三�(gè)方面�

  (1)旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)�(jī)定子三相繞組是對(duì)稱的.因而若所施加的三相電壓對(duì)稱.則三相電流就是對(duì)稱的。但直線感應(yīng)電動(dòng)�(jī)的初�(jí)三相繞組在空問位置上是不�(duì)稱的.位于邊緣的線圈與位于中問的線圈相比.其電感值相差很大.也就是說:相電抗是不相等�。因�,即使三相電壓對(duì)稱.三相繞組電流也不�(duì)稱�

  (2)旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)�(jī)�、轉(zhuǎn)子之問的氣隙是圓形的,無頭無�,連續(xù)不斷.不存在始端和終端。但直線感應(yīng)電動(dòng)�(jī)�、次�(jí)之間的氣隙存在著始端和終�。當(dāng)次級(jí)的一端�(jìn)入或退出氣隙時(shí).都�(huì)在次�(jí)�(dǎo)體中感應(yīng)附加電流.這就是所謂的”邊緣效�(yīng)�。由于邊緣效�(yīng)的影響,直線感應(yīng)電動(dòng)�(jī)與旋�(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)�(jī)在運(yùn)行特性上有較大的不同�

  (3)由于直線感應(yīng)電動(dòng)�(jī)�、次�(jí)之問在直線方向上要延�(xù)一定的�(zhǎng)�,且法向電磁力往往不均�,因此在�(jī)械結(jié)�(gòu)上一般將�、次�(jí)之間的氣隙做得較�(zhǎng).這樣.其功率因數(shù)比旋�(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)�(jī)還要低�

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