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　　電力人技術(shù)俱樂部磁懸浮發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖：200037175

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　　接上篇：直線電機(jī)概述

　　雙邊平板型直線電動(dòng)機(jī)有雙邊平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與雙邊平板型直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖，兩者初級(jí)結(jié)構(gòu)基本相同，僅次級(jí)不同。

　　1. 雙邊平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

　　平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的初級(jí)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(jí)是4極結(jié)構(gòu)，最簡單的三相4極旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)有12個(gè)槽，磁懸浮發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖我們采用雙層疊繞繞組的直線電機(jī)需15個(gè)槽。圖1是初級(jí)鐵芯，鐵心由具有15個(gè)槽和16個(gè)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(dòng)機(jī)的初級(jí)鐵芯

　　繞組的基本單位是線圈。每個(gè)線圈有兩個(gè)直線邊，分別嵌入在鐵心的兩個(gè)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(jí)繞組采用三相雙層疊繞法，圖2下圖是初級(jí)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(dòng)機(jī)繞組展開圖

　　圖3是初級(jí)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(dòng)機(jī)三相繞組

　　平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)稱為動(dòng)子，分為磁性次級(jí)、非磁性次級(jí)和復(fù)合次級(jí)。磁性次級(jí)的材料為低碳鋼板，非磁性次級(jí)的材料為銅或鋁，復(fù)合次級(jí)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(jí)導(dǎo)磁性能差導(dǎo)致直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)效率較低，采用復(fù)合次級(jí)的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有較好的性能。復(fù)合次級(jí)的結(jié)構(gòu)是在低碳鋼板上覆蓋一層薄銅板或鋁板磁懸浮發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖；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(dòng)子左邊一半采用半透明顯示。

　　圖4--平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)

　　單邊平板型直線電動(dòng)機(jī)的初級(jí)與次級(jí)之間有強(qiáng)大的吸引力，增加次級(jí)運(yùn)動(dòng)的摩擦力。為磁懸浮發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖了抵消定子磁場對(duì)動(dòng)子的單邊磁吸力，通常采用雙邊結(jié)構(gòu)，用兩個(gè)定子將動(dòng)子夾在中間，稱為雙邊平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，見圖5。 單邊平板型直線電動(dòng)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(dòng)機(jī)的初級(jí)與次級(jí)

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

　　圖6--雙邊平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的磁通

　　圖7是雙邊平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，（圖中次級(jí)較短，實(shí)際要長一些）。由于直線電機(jī)次級(jí)的滑動(dòng)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(jí)繞組與下初級(jí)繞組磁通方向必須一致。

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

　　直線電機(jī)次級(jí)的滑動(dòng)導(dǎo)軌有多種形式，通常有直線滾珠導(dǎo)軌、滑動(dòng)導(dǎo)軌（油潤滑）、氣體浮動(dòng)、液體浮動(dòng)、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(huì)在上下初級(jí)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(huì)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(huì)水平移動(dòng)，故稱為行波磁場。

　　圖8--雙邊平板型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的行波磁場

　　動(dòng)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(dòng)機(jī)的效率，是直線電動(dòng)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(shí)，邊端效應(yīng)影響就較小了。

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

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

　　2. 雙邊平板型直線同步電動(dòng)機(jī)

　　雙邊平板型直線同步電動(dòng)機(jī)的次級(jí)（動(dòng)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(dòng)，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(gè)永磁體鑲嵌在次級(jí)（動(dòng)子）基板中，構(gòu)成次級(jí)（動(dòng)子），此種結(jié)構(gòu)的基板必須是非導(dǎo)磁材料。次級(jí)安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌中，可在上下初級(jí)鐵芯中自由滑動(dòng)，并留有氣隙。

　　圖9--雙邊平板型直線同步電動(dòng)機(jī)的次級(jí)

　　圖10是雙邊平板型直線同步電動(dòng)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(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

　　在繞組接通三相交流電，動(dòng)子就會(huì)跟隨初級(jí)的行波磁場同步移動(dòng)。

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