「直线电机原理」直线电机原理是什么？

一般来说，电动机在工作时是旋转的。但是，由旋转电机驱动的车辆（如城市中的电动汽车和电动火车）需要作直线运动，由旋转电机驱动的机器的某些部分也需要作直线运动。这需要一套将旋转运动转换为线性运动的装置。你能用直线运动直接驱动的马达来保存工具箱吗？几十年前人们就提出过这个问题。现在已经做了直线运动电机，也就是说，直线电机。

1工作原理。

直线电机是将电能直接转换为直线运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以被看作是一个旋转的马达，被径向切割和压平。

从定子演化而来的一侧称为一次侧，从转子演化而来的一侧称为二次侧。在实际应用中，一次侧和二次侧的长度不同，以确保一次侧和二次侧之间的耦合在所需的行程范围内保持恒定。直线电机可以是短初级长次级或长初级短次级。考虑到制造成本和运营成本，目前采用的是短一级二级。

直线电机的工作原理与旋转电机类似。以直线感应电动机为例：当一次绕组与交流电源连接时，气隙中产生行波磁场。在行波磁场的切割下，产生电动势，在气隙中产生电流。磁场相位产生电磁推力。如果初级是固定的，则次级在推力的作用下线性移动；否则，初级执行线性运动。

 

 

直线电机的原理并不复杂。假设一个旋转运动的感应电动机沿着半径被切割并扁平，这就变成了一个直线感应电动机（图）。在直线电机中，旋转电机定子的等效物称为初级；旋转电机转子的等效物称为次级。一次侧在电磁力的作用下沿一次侧直线移动。此时，初选将很长，并延伸到运动需要达到的位置，而二级不需要那么长。实际上，直线电机既可以使一次绕组很长，也可以使二次绕组很长；它可以是一次固定、二次移动、二次固定或一次移动。

 

 

 

 

 

 

2.应用程序

 

 

直线电机是一种新型电机，近年来得到了广泛的应用。磁悬浮列车由直线电机驱动。

 

 

 

 

 

磁悬浮列车是一种全新的列车。在一般列车中，由于车轮与钢轨之间的摩擦，速度增加，可达到的最大运行速度不超过300公里/小时。磁悬浮列车通过磁力悬浮列车，使列车脱离导轨，以减少摩擦，提高列车速度。这列火车是由直线电机牵引的。直线电机的一级固定在地面上，与导轨一起延伸到远侧；另一级安装在列车上。主通道通过，列车沿着导轨前进。列车装有磁铁（有些是使用直线电机的线圈）。当磁体随列车移动时，感应电流在地上的线圈（或金属板）中产生，感应电流的磁场和列车上的磁体（或线圈）之间的电磁力悬挂在列车上。悬挂式列车的优点是运行平稳、无颠簸、噪音低、牵引力小。只要几千千瓦的功率就能使悬挂列车的速度达到550km/h，当悬挂列车减速时，磁场的变化减小，感应电流也减小，磁场减弱，使悬挂力下降。悬挂列车还配备有车轮装置。它的轮子像飞机。他们旅行时能及时收车。停靠时，它们可以放下并支撑列车。为了使大质量的列车磁悬浮，需要一个强磁场。实际上，需要高温超导线圈来产生如此强大的磁场。

 

 

 

 

 

 

直线电机除了用于磁浮列车外，还广泛应用于其它领域，如输送系统、电锤、电磁搅拌器等。在我国，直线电机也逐步得到推广和应用。直线电机的工作原理虽然不复杂，但在设计和制造上有其自身的特点。产品不如旋转电机成熟，需要进一步研究和改进。

 

 

三。直线电机与传统旋转电机+滚珠丝杠运动系统的比较

 

 

在机床进给系统中，直线电机直接驱动与原旋转电机驱动的最大区别在于，消除了电机与工作台（托架）之间的机械驱动，机床进给驱动链的长度缩短为零。因此，这种类型的传输也称为“零传输”。正是因为这种“零驱动”模式，才带来了原旋转电机驱动方式无法实现的性能指标和优势。

 

 

1）高速响应

 

 

由于系统中直接取消了响应时间常数较大的机械传动部件（如丝杠等），使得整个闭环控制系统的动态响应性能大大提高，且反应灵敏、快速。

 

 

2）准确度

 

 

该直线传动系统消除了由丝杠等机械机构引起的传动间隙和误差，减小了由于传动系统在插补运动中的延时而引起的跟踪误差。通过线性位置检测反馈控制，可以大大提高机床的定位精度。

 

 

3）动刚度高

 

 

由于采用了“直接驱动”，避免了中间传动杆在起动、换挡和换向过程中弹性变形、摩擦磨损和齿隙引起的运动迟滞，提高了传动刚度。

 

 

4）快速、短加减速

 

 

由于直线电机主要用于磁悬浮列车（高达500公里/小时），所以它被用于机器进给驱动，以满足超高速切削的最大速度（需要达到60-100M/min或更高）。当然没问题。由于上述“零传动”的高速响应，大大缩短了加减速过程。为了在起动时达到高速，可以在高速时准停车。更高的加速度是可用的，通常高达2至10克（g＝9.8 m/s2），而滚珠丝杠驱动的最大加速度通常仅为0.1至0.5 g。

 

 

5）行程长度不限

 

 

通过在导轨上连接直线电机，行程长度可以无限延长。

 

 

6）动作安静，噪音低。

 

 

由于消除了传动螺杆等部件的机械摩擦，导轨可与滚动导轨或磁悬浮导轨（无机械接触）配合使用，大大降低了运动时的噪音。

 

 

7）高效

 

 

由于没有中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损失，大大提高了传动效率。