直线异步电机手册

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1、第一章概论11-1扁平型直线异步电机的结构11.2直线电机的简单工作原理21.3直线电机的主要优缺点6第二章直线电机的气隙磁场72-1概述72-2不考虑边缘效应是的空载气隙磁场72-3第一类横向边端效应92-4第一类纵向边端效应92-5第二类横向边缘效应的物理描述102-6第二类纵向边端效应的物理描述10第三章直线电机中几种常见的绕组型式113-1概述11第五章非磁性次级直线电机的设计115-1主要尺寸的确定125-2初级绕组与冲片的初步设计155-3磁路计算175-4参数计算185-6电磁设计公式及计算实例23第九章钢次级直线电机32第

2、十章管型直线电机41第一章概论直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。直线电机可以看作是由旋转电机演变来的，与旋转电机相对应，直线电机可以分为直线异步电机、直线同步电机、直线直流电机及特种直线电机（例如直线步进电机）四类。本书将讨论直线异步电机。直线异步电机按其结构形式不同，可分为扁平型、管型和圆盘型。1-1扁平型直线异步电机的结构为了说明由旋转电机转变为直线电机的演变过程，先扼要的介绍一下旋转电机的结构。它由固定不动的定子、可以自由转动的庄子以及介于两者之间的气隙三部分组成。定子的主体是铁心和三相交流绕组。铁心用硅钢

3、片叠成，在内圆上开有均匀分布的槽，而三相交流绕组嵌至于槽中。转子有鼠笼型、线绕行和实心型三种型式，最常见的是鼠笼型，它由铁心和鼠笼绕组构成。铁心一般也是由硅钢片叠成，在外圆上开有均匀分布槽，槽中安放铜条或注入铝条，在铁心两端用铜环或铸铝环把所有导条短接起来，形成鼠笼绕组。定、转子之间的气隙是为了不使定、转子相擦而必须存在的，在保证机械上运转可靠的条件下，气隙应尽可能小，以便减小所需的磁化电流而提高点击的效率和功率因数。现在设想把旋转电机研径向剖开，并将电机的圆周展开成直线，就得到了由旋转电机演变而来的最原始的扁平型直线电机。由定子演变而来

4、的一侧叫做初级或是原边，由转子演变而来的一侧叫做次级或副边。直线电机的运动方式不限于初级是固定的，有时也可以固定次级而运动初级。当初级固定而次级运动时，称为动次级，反之则称为动初级。直线电机的初级和次级等长在实际中是行不通的。因为初级和次级要做相对运动，假定在开始运动时，初、次级正好对齐，那么在运动过程中，初、次级之间的耦合部分越来越少，影响了正常的运行。因此在实用上必须把初、次级做成长短不等，而使长的那一级有足够的长度，以保证在所需行程范围内，初、次级保持不变的耦合。在直线电机制造上，既可以做成短初级，又可以做成短次级，由于短初级的制造

5、成本和费用均比段次级的低得多，因此一般常用短初级，而只有在特殊情况下才采用短次级。单边型直线电机的一个显著的特点，就是在初、次级之间作用者很大的法向磁拉力，在大多数情况下，这种磁拉力是不希望存在的。如果在次级两边上都加上初级，那就能是两边的法向磁拉力相互抵消，也就是使次级上受到的法向合力为零，这种结构称为双边形。1.初级直线电机的初级相当于旋转电机的定子沿圆周方向展开。初级铁心也有硅钢片叠成，表面开有槽，三相交流绕组嵌置于槽内。但是直线电机的初级与旋转电机的初级由一个很大的差别。旋转电机的定子铁心个绕组沿着圆周方向是到处连续的，而直线电机

6、的则是开断的，形成了两个端部边缘，铁心和绕组无法从一端直接连接到另一端。铁心和绕组的开断将对电机的磁场有一定的影响，即所谓的边端效应。2.次级直线电机的次级相当于旋转电机的转子沿圆周方向展开。与鼠笼转子相对应的是栅形次级。它是在钢板上开槽，槽中放入铜条或铝条，然后用铜带或铝带在两侧端部端接而成。栅形直线电机的性能较好，但是由于结构和工艺较复杂，因此在短初级直线电机中很少使用。在短初级直线电机中常用的直线电机有三种。第一种是整块钢板，称为钢次级或磁性次级。这时钢既起导磁作用，又起导电作用，但是由于钢的电阻率较大，故钢次级的电磁性能较差。第二

7、种为钢板上复合一层铜板（或铝板），称为钢（铜铝）复合次级。在复合次级中，钢主要用来导磁，而导电主要靠铜或铝。第三种是单纯的铜板（或铝板），称为铜（铝）次级或非磁性次级。这种刺激一般用于双边型电机中，使用时必须使一边的N极对准另一边的S极，从而使非磁性次级中磁通路径最短。3.气隙直线电机气隙通常比旋转电机的大得多，主要是为了保证在长距离运动中，初、次极不至于相擦。对于复合次级或铜（铝）次级来说，还要引入电磁气隙的概念。由于铜或铝等非导磁材料的导磁性能和空气相同，故在磁场和磁路计算时，铜板或铝板的厚度要归并到气隙之中，这个总的气隙称为电磁气隙

8、。1.2直线电机的简单工作原理直线电机不仅在结构上相当于是从旋转电机演变而来的，而且其工作原理也与旋转电机相似。遵循电机学的基本工作原理，现在将以直线感应电机为例，从旋转电机的工作原理出发，引