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1、特种电机及其控制,4.1 直线电动机概述,从旋转电动机到直线电机的演化,旋转电动机的定子和转子分别对应直线电动机的初级和次级,4.1.1 直线电动机的原理与分类,特种电机及其控制,单边型直线电动机,短初级,短次级,特种电机及其控制,双边型直线电动机,短次级,短初级,特种电机及其控制,从旋转电动机到圆筒式直线电动机的演化,圆筒式结构,特种电机及其控制,圆弧式直线电动机,特种电机及其控制,圆盘式直线电动机,特种电机及其控制,(1)省去了把旋转运动转换为直线运动的中间转换机构，节约了成本，缩小了体积。(2)不存在中间传动机构的惯量和阻力的影响，直线电动机直接传动反应速度快，灵敏度高，随动性好，准确度
2、高。(3)直线电动机容易密封，不怕污染，适应性强。由于电机本身结构简单，又可做到无接触运行，因此容易密封，可在有毒气体、核辐射和液态物质中使用。,4.1.2 直线电动机传动的特点,特种电机及其控制,(4)直线电机散热条件好，温升低，因此线负荷和电流密度可以取得较高，可提高电机的容量定额。(5)装配灵活性大，往往可以将电机与其他机件合成一体。(6)某些特殊结构的直线电动机也存在一些缺点，如大气隙导致功率因数和效率降低，存在单边磁拉力等等。,4.1.2 直线电动机传动的特点,特种电机及其控制,4.2 直线感应电动机,4.2.1 直线感应电动机的基本原理,行波磁场,在初级的多相绕组中通入多相电流后，
3、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。,特种电机及其控制,如电机极距为，电源频率为f，磁场移动速度为,次级速度为v，则滑差率为,次级移动速度,特种电机及其控制,4.2.2 直线感应电动机的结构特点,直线电机的初级相当于旋转电机的定子。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.初级,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。,特种电机及其控制,2.次级,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
4、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)。,1）扁平型直线电机,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:用于双边型直线电机中,特种电机及其控制,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12mm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。,2）圆筒型直线电机,嵌置铜环或铝环的圆筒式次级,特种电机及其控制,直线感应电动机的缺点：气隙大，功率因数低,3.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
5、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,特种电机及其控制,4.3 直线直流电动机,4.3.1 永磁式直线直流电动机,动铁型,动圈型,线圈绕在一个软铁框架上，线圈的长度要包括整个行程,软铁架两端装有极性同向放置的两块永磁体，通电线圈可在滑道上作直线运动,大连理工大学电气工程系,精品课件！,大连理工大学电气工程系,精品课件！,特种电机及其控制,4.3.2 电磁式 直线电动机,单极电机,两极电机,圆筒式直线直流电动机优点：没有线圈端部，电枢绕组得到完全利用；气隙均匀，消除了电枢和磁极间的吸力。,
