交流感应电机

1、    交流感应电机直线感应电机是将电能直接转化为直线运动的机械装置。自从1917年出现第一台圆筒型直线电机,至今已有近100 年的发展历程。按照结构型式的不同，直线电机可分为扁平型直线电机和圆筒型直线电机。目录· 直线感应电机的结构· 直线感应电机与旋转感应电机的区别· 直线感应电机的工作原理· 直线感应电机的应用直线感应电机的结构· 如图8-1(a)所示，如果将笼型转子感应电动机沿径向剖开，并将电机的圆周展开成直线，就得到图8一l(b)所示的扁平型直线感应电动机其中定子与初级对应，转子与次级对应 图8

2、-1(b)所示的直线电机，其初级和次级的长度是相等的。由于初级和次级之间要做相对运动，因此为保证初级与次级之间的磁耦台保持不变，实际应用中初级和次级的长度是不相等的。图82所示为扁平型单边直线感应电动机，如果初级的长度较短，则称为短初级；反之，则称为短次级。由于短初级结构比较简单，成本较低，所以使用较多，只有在特殊情况下才使用短次级。图82所示的直线电机仅在次级的一边具有初级，这种结构称为单边型。单边型除了产生切向力外，还会在初、次级之间产生较大的法向力，这对电机的运行是不利的。所以为了充分利用次级和消除法向力可以在次级的两侧都装上初级，这种结构称为双边型，如图83所示。如果把扁平型直线电机的

3、初级和次级按图8-4(a)所示的箭头方向卷曲，就形成了图84(b)所示的圆筒型直线电机。在扁平型直线电机中，初级线圈是菱形的这与普通旋转电机是相同的。菱形线圈端部的作用是使电流从一个极流向另一个极。在圆筒型直线电机中，把菱形线圈卷曲起来就不需要线圈的端部，而成为饼式线圈，这样可以大大简化制造工艺。还有一种实心转子感应电动机。它的定子和普通笼型转子感应电动机是一样的，转子是实心钢块。实心转子既作为导磁体又作为导电体，气隙磁场也会在钢块中感生电流。产生电磁转矩，驱动转子旋转。图8 -2、图83和图8 4所示的直线电机实际上都是由实心转子感应电动机演变而来的，所以次级均没有笼型导条。直线感应电机与旋

4、转感应电机的区别· 直线感应电动机与旋转感应电动机在工阼原理上并无本质区别只是所得到的机械运动方式不同而已。但是两者在电磁性能上却存在很大的差剧，主要表现在以下三个方面：(1)旋转感应电动机定子三相绕组是对称的因而若所施加的三相电压对称则三相电流就是对称的。但直线感应电动机的初级三相绕组在空问位置上是不对称的位于边缘的线圈与位于中问的线圈相比其电感值相差很大也就是说：相电抗是不相等的。因此，即使三相电压对称三相绕组电流也不对称。(2)旋转感应电动机定、转子之问的气隙是圆形的，无头无尾，连续不断不存在始端和终端。但直线感应电动机初、次级之间的气隙存在着始端和终端。当次级的一端进入或退出

5、气隙时都会在次级导体中感应附加电流这就是所谓的”边缘效应”。由于边缘效应的影响，直线感应电动机与旋转感应电动机在运行特性上有较大的不同。(3)由于直线感应电动机初、次级之问在直线方向上要延续一定的长度，且法向电磁力往往不均匀，因此在机械结构上一般将初、次级之间的气隙做得较长这样其功率因数比旋转感应电动机还要低。直线感应电机的工作原理· 直线感应电动机分为平板形单边式、平板形双边式、圆筒形，短定子方式和短转子方式，电源可以是单相或三相。以单边式直线感应电动机为例，它由定子和动体组成。定子也称为初级，它由冲上齿槽的电工钢片叠压而成，槽里嵌有绕组。动体也称为次级导体，一般是用铜或铝制成的金

6、属板。定子和动体之间有一定的距离，也就是气隙。当定于绕组通入单相或三相交流电时，就产生由下式表达的磁通密度B，即B=B0cos(tx/), =2f，x定子表面上的距离，极距。极矩是磁通密度的半波长，也就是等于半个周期长度，磁通密度是t的函数也是距离x的函数。这种用t和x作为函数的磁通密度称行波磁场，这与旋转感应电动机的旋转磁场是同一个原理。如上所述，通入交流电后在定子中产生的磁通，根据楞次定律，在动体的金属板上感应出涡流。设引起涡流的感应电压为E，金属板上有电感L和电阻R，则金属板上的涡流电流为I=E/z，涡流电流和磁通密度将按费来明法则产生连续的推力F。有正负推力，但正推力远大于负推力，作用于动体的力主要是正推力，这就是直线感应电动机的工作原理。 直线感应电动机的驱动装置可以采用变频器。变频器的输出频率可在控制信号的作用下得到控制，可以进行逻辑控制或闭环控制。变频器输出不同的频率，产生的推力将作相应的变化。由于定子的两个线圈中的频率不同，导致了行波磁场的同步变化，从而使电动机的推力从0到最大值作周期性变化。直线感应电机的应用· 采用直线电机驱动的设备,由于省去了中间传动机构,具有结构简单、运行可靠、响应快、精度高等优点,因此被广泛应用在机床、抽油机、电磁泵、等需要直线驱动的领域。