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　　接上篇：直線電機(jī)概述

　　雙邊平板型直線電動機(jī)有雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)與雙邊平板型直線同步電動機(jī)，兩者初級結(jié)構(gòu)基本相同，僅次級不同。

　　1. 雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)

　　平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的初級可簡單理解成剖開的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，但還是有不同處。本課件介紹的初級是4極結(jié)構(gòu)，最簡單的三相4極旋轉(zhuǎn)電動機(jī)有12個槽，我們采用雙層疊繞繞組的直線電機(jī)需15個槽。圖1是初級鐵芯，鐵心由具有15個槽和16個齒的硅鋼疊片疊成，鐵心既是繞組線圈的安裝和支撐結(jié)構(gòu)，也是電機(jī)的磁路組成部分。

　　圖1--平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的初級鐵芯

　　繞組的基本單位是線圈。每個線圈有兩個直線邊，分別嵌入在鐵心的兩個槽內(nèi)，是繞組的有效部分，也是電磁能量轉(zhuǎn)換的主要部分。初級繞組采用三相雙層疊繞法，圖2下圖是初級繞組展開圖，上圖是側(cè)視圖。U1與U2是A相繞組的始端與尾端，V1與V2是B相繞組的始端與尾端，W1與W2是C相繞組的始端與尾端。

　　圖2--平板型直線感應(yīng)電動機(jī)繞組展開圖

　　圖3是初級繞組的立體圖，為顯示清晰，圖中用黃、綠、紅三色分別表示A、B、C三相繞組。

　　圖3--平板型直線感應(yīng)電動機(jī)三相繞組

　　平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的次級稱為動子，分為磁性次級、非磁性次級和復(fù)合次級。磁性次級的材料為低碳鋼板，非磁性次級的材料為銅或鋁，復(fù)合次級是二者的復(fù)合，如圖5所示。由于低碳鋼板的導(dǎo)電性能不好，非磁性次級導(dǎo)磁性能差導(dǎo)致直線感應(yīng)電動機(jī)效率較低，采用復(fù)合次級的直線感應(yīng)電動機(jī)具有較好的性能。復(fù)合次級的結(jié)構(gòu)是在低碳鋼板上覆蓋一層薄銅板或鋁板；在低碳鋼板中鑲銅條，多根銅條兩頭用銅邊條短接，好像展開的籠型轉(zhuǎn)子，也是一種較好形式，見圖4，為顯示清楚，動子左邊一半采用半透明顯示。

　　圖4--平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的次級

　　單邊平板型直線電動機(jī)的初級與次級之間有強(qiáng)大的吸引力，增加次級運(yùn)動的摩擦力。為了抵消定子磁場對動子的單邊磁吸力，通常采用雙邊結(jié)構(gòu)，用兩個定子將動子夾在中間，稱為雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)，見圖5。 單邊平板型直線電動機(jī)的典型應(yīng)用是軌道交通直線牽引電機(jī)，例如地鐵，城軌等領(lǐng)域。

　　圖5--雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的初級與次級

　　圖6是雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)在A相繞組通正向電流時的磁通走向。

　　圖6--雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的磁通

　　圖7是雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，（圖中次級較短，實(shí)際要長一些）。由于直線電機(jī)次級的滑動導(dǎo)軌有多種形式，在圖中也就未顯示導(dǎo)軌部分。

　　三相繞組可以是星形連接或三角形連接，但上初級繞組與下初級繞組磁通方向必須一致。

　　圖7--雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)

　　直線電機(jī)次級的滑動導(dǎo)軌有多種形式，通常有直線滾珠導(dǎo)軌、滑動導(dǎo)軌（油潤滑）、氣體浮動、液體浮動、磁懸浮等方式，在本課件就不做介紹了，在圖中也就未顯示導(dǎo)軌部分。

　　繞組接通三相交流電，就會在上下初級鐵芯間產(chǎn)生交變磁場，圖8為某瞬間的磁場狀態(tài)，兩鐵芯間的淺藍(lán)色箭頭線表示該點(diǎn)磁場方向與大小，連接各箭頭尖會形成一條類似正弦波的曲線。隨著交流電的變化，該正弦波狀磁場會水平移動，故稱為行波磁場。

　　圖8--雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的行波磁場

　　動畫演示的是理想狀態(tài)，實(shí)際上由于直線電機(jī)鐵芯只是一段，不像旋轉(zhuǎn)電機(jī)是連續(xù)的，在頭尾端波形畸變較大，且幅度縮小，稱之為邊端效應(yīng)。邊端效應(yīng)影響電動機(jī)的效率，是直線電動機(jī)設(shè)計(jì)中要解決的重要技術(shù)問題，有關(guān)解決方案有多種，這里就不做介紹了，但電機(jī)的極數(shù)大于6時，邊端效應(yīng)影響就較小了。

　　次級在行波磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨著行波磁場移動，但次級移動速度要比行波磁場慢一些，其原理與異步電動機(jī)相同。

　　雙邊平板型直線感應(yīng)電動機(jī)的次級可直接使用銅板或鋁板，完全沒有定子磁場對動子的側(cè)向磁吸力，但必須保證動子的機(jī)械強(qiáng)度。

　　2. 雙邊平板型直線同步電動機(jī)

　　雙邊平板型直線同步電動機(jī)的次級（動子）一般采用永磁結(jié)構(gòu)，永磁體采用高性能的釹鐵硼稀土永磁材料。

　　永磁體為板狀，可在上下鐵芯間自由滑動，磁通方向?yàn)樯舷拢趫D9中紅色永磁體是上面為S極下面為N極，藍(lán)色永磁體是上面為N極下面為S極。多個永磁體鑲嵌在次級（動子）基板中，構(gòu)成次級（動子），此種結(jié)構(gòu)的基板必須是非導(dǎo)磁材料。次級安裝在滑動導(dǎo)軌中，可在上下初級鐵芯中自由滑動，并留有氣隙。

　　圖9--雙邊平板型直線同步電動機(jī)的次級

　　圖10是雙邊平板型直線同步電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中未顯示導(dǎo)軌。

　　圖10--雙邊平板型直線同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)

　　在繞組接通三相交流電，動子就會跟隨初級的行波磁場同步移動。

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