直线感应电机及其应用PPT课件

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1、直线感应电机及其应用直线感应电机及其应用山东大学电气工程学院山东大学电气工程学院李光友李光友2.直线感应电动机的结构和基本原理直线感应电动机的结构和基本原理3.直线感应电动机的边端效应直线感应电动机的边端效应4.直线感应电动机的等效电路和基本特性直线感应电动机的等效电路和基本特性5.直线感应电动机的应用及发展趋势直线感应电动机的应用及发展趋势主要内容主要内容6.本人在直线电机方面开展的工作本人在直线电机方面开展的工作1.直线电机的发展历史直线电机的发展历史1.直线电机的发展历史直线电机的发展历史 直线电动机的动子为往复直线运动，它将电能直接转直线电动机的动子为往复直线运动，它将电能直接转换成直

2、线运动的机械能。换成直线运动的机械能。在许多装置中需要直线运动，若采用旋转电动机驱动，在许多装置中需要直线运动，若采用旋转电动机驱动，需要通过中间转换装置。中间转换传动机构的存在，使整需要通过中间转换装置。中间转换传动机构的存在，使整机存在着体积大、效率低、精度差、噪声大等问题。机存在着体积大、效率低、精度差、噪声大等问题。直线电机的历史，可追溯到直线电机的历史，可追溯到1840 年惠斯登（年惠斯登（Wheatstone）开）开始提出和制作了略具雏形但并不成功的直线电机。至今，已有始提出和制作了略具雏形但并不成功的直线电机。至今，已有170多年的历史，直线电机经历了探索实验、开发应用和实用商品

3、化三多年的历史，直线电机经历了探索实验、开发应用和实用商品化三个阶段。个阶段。探索实验：探索实验：18401955 开发应用：开发应用：19561970 实用商品化：实用商品化：1971至今至今 我国的直线电机，起始于我国的直线电机，起始于20世纪世纪70年代，目前处于开发应用和年代，目前处于开发应用和实用商品化阶段，但与世界先进水平还有差距。实用商品化阶段，但与世界先进水平还有差距。1.直线电机的发展历史直线电机的发展历史1.直线电机的发展历史直线电机的发展历史国内从事直线电机研究的单位：国内从事直线电机研究的单位：浙江大学；中科院电工浙江大学；中科院电工所；河南理工大学；东南大学；山东大学

4、；西安交通大所；河南理工大学；东南大学；山东大学；西安交通大学；沈阳工业大学；太原理工大学；上海电机厂；哈尔学；沈阳工业大学；太原理工大学；上海电机厂；哈尔滨泰富电气有限公司等。滨泰富电气有限公司等。国内从事直线电机研究的人员：国内从事直线电机研究的人员：早期：早期：龙遐令；胡之光；陈世坤；顾积栋；凌金福；蔡龙遐令；胡之光；陈世坤；顾积栋；凌金福；蔡廷锡；陈永校；熊光煜；乔忠寿；袁世鹰；程树前等廷锡；陈永校；熊光煜；乔忠寿；袁世鹰；程树前等当前：当前：叶云岳；金能强；郭庆鼎；卢琴芬；焦留成；汪叶云岳；金能强；郭庆鼎；卢琴芬；焦留成；汪旭东；胡敏强等。旭东；胡敏强等。电机电机 旋转电机旋转电机

5、直线电机直线电机 直线感应电机直线感应电机直线同步电机直线同步电机直线直流电机直线直流电机直线步进电机直线步进电机 直线特种电机直线特种电机变压器变压器 2.直线感应电动机的结构和基本原理直线感应电动机的结构和基本原理2.1 直线电机的分类直线电机的分类2.直线感应电动机的结构和基本原理直线感应电动机的结构和基本原理2.2 直线感应电动机的结构直线感应电动机的结构图图1 旋转电机和直线电机示意图旋转电机和直线电机示意图a）旋转电机）旋转电机 b)直线电机直线电机 馈电的一侧称为馈电的一侧称为初级初级，无馈电的一侧称为，无馈电的一侧称为次级次级。静止。静止的一侧称为的一侧称为定子定子，运动的一侧

6、称为，运动的一侧称为动子动子。1）扁平型直线感应电机）扁平型直线感应电机图图2 由旋转电机演变为直线电机的过程由旋转电机演变为直线电机的过程a）沿径向剖开）沿径向剖开 b）把圆周展成直线）把圆周展成直线 直线感应电机根据其形状不同可分为直线感应电机根据其形状不同可分为扁平型、圆筒型、扁平型、圆筒型、圆弧型和圆盘型圆弧型和圆盘型4类。类。2.直线感应电机的结构和基本原理直线感应电机的结构和基本原理 初级和次级长度相等的直线电机不能正常运行，根据初级和次级长度相等的直线电机不能正常运行，根据其长度的不同，可分为其长度的不同，可分为短初级型短初级型和和短次级型短次级型。图图3 单边型直线感应电机单边

7、型直线感应电机a)短初级短初级 b)短次级短次级2.直线感应电机的结构和基本原理直线感应电机的结构和基本原理图图4 双边型直线感应电机双边型直线感应电机a)短初级短初级 b）短次级）短次级2.直线感应电机的结构和基本原理直线感应电机的结构和基本原理直线感应电机的次级，分为磁性次级、直线感应电机的次级，分为磁性次级、非磁性次级和复合次级三种非磁性次级和复合次级三种。磁性次级。磁性次级的材料为低碳钢板，非磁性次级的材料的材料为低碳钢板，非磁性次级的材料为铜或铝，复合次级是二者的复合，如为铜或铝，复合次级是二者的复合，如图图5所示。由于低碳钢板的导电性能不所示。由于低碳钢板的导电性能不好，所以磁性次

8、级的直线感应电动机效好，所以磁性次级的直线感应电动机效率较低。非磁性次级的直线电动机，由率较低。非磁性次级的直线电动机，由于次级材料的导磁性能差，因此功率因于次级材料的导磁性能差，因此功率因数较低。复合次级的直线感应电动机具数较低。复合次级的直线感应电动机具有较好的性能指标。有较好的性能指标。2.直线感应电机的结构和基本原理直线感应电机的结构和基本原理a)磁性次级b)非磁性次级c)复合次级图图5 直线感应电机的次级横截面图直线感应电机的次级横截面图 由于直线感应电动机的电磁气隙（由于直线感应电动机的电磁气隙（210mm）较旋转电机的）较旋转电机的（0.21mm）大得多，加之）大得多，加之边端效

9、应边端效应的影响，直线感应电动机的功率的影响，直线感应电动机的功率因数和效率较同容量旋转电机低。因数和效率较同容量旋转电机低。图图6 旋转电机演变为圆筒型直线电机的过程旋转电机演变为圆筒型直线电机的过程a)旋转电机旋转电机 b)扁平型单边直线电机扁平型单边直线电机 c)圆筒型圆筒型(管型管型)直线电机直线电机2）圆筒型直线感应电机）圆筒型直线感应电机2.直线感应电机的结构和基本原理直线感应电机的结构和基本原理3）圆弧型和圆盘形直线感应电机）圆弧型和圆盘形直线感应电机图图7 圆弧型直线电动机圆弧型直线电动机 图图8 圆盘型直线电机圆盘型直线电机2.直线感应电机的结构和基本原理直线感应电机的结构和

10、基本原理2.3 直线感应电机的工作原理直线感应电机的工作原理图图9 直线电机的基本工作原理直线电机的基本工作原理 1初级初级 2次级次级 3行波磁场行波磁场 三相绕组中通入三相对称正三相绕组中通入三相对称正弦电流，产生行波气隙磁场。其弦电流，产生行波气隙磁场。其磁场移动速度用磁场移动速度用vs（m/s）表示，）表示，称为称为同步速度同步速度，且，且fvs 2式中，式中，为极距；为极距；f为电源频率。为电源频率。行波磁场切割次级导体，感应电动势并产生电流。电流行波磁场切割次级导体，感应电动势并产生电流。电流与气隙磁场相互作用产生电磁推力。次级在推力作用下顺与气隙磁场相互作用产生电磁推力。次级在推

11、力作用下顺着行波磁场运动的方向作直线运动，动子着行波磁场运动的方向作直线运动，动子移动速度用移动速度用v表示表示，转差率转差率用用s表示，则有表示，则有ssvvvs 电动机运行状态下，电动机运行状态下，s在在0和和1之间。之间。2.直线感应电机的结构和基本原理直线感应电机的结构和基本原理3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效应3.1 纵向边端效应及其改善纵向边端效应及其改善1）三相绕组不对称引起的负序和零序磁场）三相绕组不对称引起的负序和零序磁场 与旋转电机不同，由于直线电机的铁心两端是开断的，与旋转电机不同，由于直线电机的铁心两端是开断的，铁心及安置在其槽中的绕组在两端不连续，所以各

12、相之间铁心及安置在其槽中的绕组在两端不连续，所以各相之间的互感就不相等，即使在初级绕组加三相对称的电压，各的互感就不相等，即使在初级绕组加三相对称的电压，各相绕组中的电流也不对称。利用对称分量法可以把不对称相绕组中的电流也不对称。利用对称分量法可以把不对称的电流分解成的电流分解成正序、负序和零序分量正序、负序和零序分量。对应这三种电流将。对应这三种电流将产生产生正向行波磁场、反向行波磁场和脉振磁场正向行波磁场、反向行波磁场和脉振磁场。后两类磁。后两类磁场在次级运行过程中将产生阻力并产生附加损耗。场在次级运行过程中将产生阻力并产生附加损耗。2）铁心开断引起的脉振磁场）铁心开断引起的脉振磁场 即使

13、三即使三相电流对称，相电流对称，而直线电机而直线电机由于铁心开由于铁心开断仍然会产断仍然会产生相对于初生相对于初级不移动的级不移动的脉振磁场。脉振磁场。图图10 直线电机中脉振磁场的形成直线电机中脉振磁场的形成t=0时电密和时电密和磁动势的分布磁动势的分布t=0时磁密的时磁密的分布分布t=T/4时磁动势时磁动势和磁密的分布和磁密的分布3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效应 随着时间的变化，磁动势曲线相对于初级铁心是移随着时间的变化，磁动势曲线相对于初级铁心是移动的，因此在上、下铁心的端面之间所作用的磁动势将动的，因此在上、下铁心的端面之间所作用的磁动势将随时间做正弦变化。与此相对应，

14、分路磁通随时间做正弦变化。与此相对应，分路磁通sh和磁通和磁通密度密度Bsh随时间按正弦规律脉振。这种磁场在有效区域随时间按正弦规律脉振。这种磁场在有效区域内与空间位置无关，因此，它与通常的行波磁场不同，内与空间位置无关，因此，它与通常的行波磁场不同，常被称为脉振磁场。常被称为脉振磁场。3）静态纵向边端效应）静态纵向边端效应 铁心开断所产生的脉振磁场、反向磁场存在的现象，铁心开断所产生的脉振磁场、反向磁场存在的现象，称为直线感应电机的称为直线感应电机的静态纵向边端效应静态纵向边端效应。3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效应4）动态纵向边端效应）动态纵向边端效应图图11 直线感应电机的

15、纵向边端效应直线感应电机的纵向边端效应 对于旋转电机，转子以同步速对于旋转电机，转子以同步速旋转时，转子绕组的感应电动势旋转时，转子绕组的感应电动势和电流等于和电流等于0。而对于直线电动机，次级以同而对于直线电动机，次级以同步速移动，当时间为步速移动，当时间为t0、t1、t2、t3和和t4时，次级导体上电路时，次级导体上电路C的相的相应位置是应位置是C0，C1，C2，C3和和C4。当当C在在C0、C2和和C4位置时，电路位置时，电路中没有感应电动势；但是当中没有感应电动势；但是当C在在C1和和C3位置时，在电路位置时，在电路C中就有中就有感应电动势和电流产生。感应电动势和电流产生。这种感生电流

16、称为这种感生电流称为动态纵向边端效应电流动态纵向边端效应电流，它会产生附加损耗和附加力。，它会产生附加损耗和附加力。3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效应5）削弱纵向边端效应的方法）削弱纵向边端效应的方法方法方法1：三相绕组换位接法：三相绕组换位接法图图12 消除负序和零序电流的一种方法消除负序和零序电流的一种方法a)第一台电机；第一台电机；b)第二台电机；第二台电机；c)第三台电机；第三台电机；c）三相绕组换位的）三相绕组换位的Y接；接；e)三相绕组换位的三相绕组换位的接接3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效应方法方法2：增加极数：增加极数 当电机的极数大于当电机的极数大

17、于6时，脉振磁通可忽略不计。与旋转时，脉振磁通可忽略不计。与旋转电机不同，电机不同，直线电机的极数可以是奇数直线电机的极数可以是奇数。方法方法3：装补偿元件：装补偿元件 由于直线电机两端是断开的，实际槽数必须大于极数由于直线电机两端是断开的，实际槽数必须大于极数要求的槽数，对于双层绕组，边端有单层的槽，为减小边要求的槽数，对于双层绕组，边端有单层的槽，为减小边端效应的影响，可在相应的半槽中安放补偿元件。端效应的影响，可在相应的半槽中安放补偿元件。3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效应 图图13 补偿原件安装位置示意图补偿原件安装位置示意图3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效

18、应3.2 横向边端效应及其改善横向边端效应及其改善1）横向边端效应）横向边端效应图图14 次级电流路径次级电流路径 一般直线感应电机的一般直线感应电机的次级是导电板，而不是鼠次级是导电板，而不是鼠笼条，电机运行时，次级笼条，电机运行时，次级板中的电流如图板中的电流如图14所示，所示，电流不但有横向分量，还电流不但有横向分量，还有纵向分量。纵向分量的有纵向分量。纵向分量的存在，产生存在，产生横向边端效应横向边端效应。横向边端效应使次级的等横向边端效应使次级的等效电阻增大。效电阻增大。3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效应2）削弱横向边端效应的措施）削弱横向边端效应的措施 适当加大次级板

19、的宽度，如图适当加大次级板的宽度，如图15所示。所示。图图15 次级伸出的双边直线感应电机的横截面图次级伸出的双边直线感应电机的横截面图3.直线感应电机的边端效应直线感应电机的边端效应4.直线感应电动机的等效电路和基本特性直线感应电动机的等效电路和基本特性图图16 直线感应电动机的等效电路直线感应电动机的等效电路Rf为边端作用有效部分功率等为边端作用有效部分功率等效电阻初级换算值；效电阻初级换算值；RL为边端为边端效应无效部分功率等效电阻初效应无效部分功率等效电阻初级换算值。由该等效电路可进级换算值。由该等效电路可进行各种定量计算。行各种定量计算。与旋转电机类似，直线感应电动机的等效电路如图与

20、旋转电机类似，直线感应电动机的等效电路如图16所示。由于直线感应电动机铁心中磁密一般较低，所示。由于直线感应电动机铁心中磁密一般较低，铁耗可铁耗可忽略忽略不计，不计，次级板的漏电抗较小也可忽略次级板的漏电抗较小也可忽略不计。不计。Re为边端为边端效应消耗功率的等效电阻效应消耗功率的等效电阻初级换算值；初级换算值；4.1 等效电路等效电路1）推力）推力-速度特性速度特性4.2 基本特性基本特性图图17 直线感应电动机与旋转感应直线感应电动机与旋转感应 电动机的推力电动机的推力-速度特性的比较速度特性的比较图图18 近似直线的推力近似直线的推力-速度特性速度特性 Fst为起动推力，为起动推力，Vs

21、为同步速度，为同步速度，Fu为摩擦力，为摩擦力，Vf为空载速度为空载速度4.直线感应电动机的等效电路和基本特性直线感应电动机的等效电路和基本特性2）推力）推力-气隙特性气隙特性3）电流）电流-气隙特性气隙特性图图19 推力推力-气隙特性气隙特性图图20 电流电流-气隙特性气隙特性4.直线感应电动机的等效电路和基本特性直线感应电动机的等效电路和基本特性随着气隙的增加，电流增加，推力减小。随着气隙的增加，电流增加，推力减小。4）推力）推力-电压特性电压特性图图22 推力推力-线电压特性线电压特性5）推力）推力-功率特性功率特性图图23 推力推力-输入功率特性输入功率特性4.直线感应电动机的等效电路

22、和基本特性直线感应电动机的等效电路和基本特性5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及发展趋势5.1 轨道交通轨道交通由直线电机驱动的轨道交通称为直线电机轨道交通。由直线电机驱动的轨道交通称为直线电机轨道交通。直线电机轨道交通直线电机轨道交通 磁悬浮轨道交通磁悬浮轨道交通直线电机轮轨交通直线电机轮轨交通直线电机单轨交通直线电机单轨交通直线电机气浮轨道交通直线电机气浮轨道交通直线感应电机轮轨交通直线感应电机轮轨交通 我国的直线电机地铁已建成的有北京国际机场线、广州我国的直线电机地铁已建成的有北京国际机场线、广州4、5、6号地铁线。采用直线感应电动机驱动，长次级短初级结构。短初级装号地铁

23、线。采用直线感应电动机驱动，长次级短初级结构。短初级装在车上，长次级（感应板）铺设在轨道中间，初、次级相互作用产生在车上，长次级（感应板）铺设在轨道中间，初、次级相互作用产生推力。依靠钢轮推力。依靠钢轮-钢轨系统进行支撑和导向。世界上大部分直线电机钢轨系统进行支撑和导向。世界上大部分直线电机轮轨交通采用这种方式。轮轨交通采用这种方式。图图25 北京国际机场线线路图北京国际机场线线路图图图24 北京国际机场线北京国际机场线5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及发展趋势图图26 长次级感应板长次级感应板图图27 分段长初级分段长初级5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及

24、发展趋势直线电机轮轨交通系统的特点直线电机轮轨交通系统的特点1)爬坡能力强爬坡能力强 由于车辆的运动是依靠直线电机所产生的电磁力来推进，而车辆由于车辆的运动是依靠直线电机所产生的电磁力来推进，而车辆车轮仅起支撑承载作用，不传递力，不再受到轮轨黏着因素的制约。车轮仅起支撑承载作用，不传递力，不再受到轮轨黏着因素的制约。因此，车辆可以获得很强的起动、加速和减速动力性能，尤其具有突因此，车辆可以获得很强的起动、加速和减速动力性能，尤其具有突出的爬坡能力，线路最大坡度可以允许在出的爬坡能力，线路最大坡度可以允许在8%以上，传统的地铁车辆最以上，传统的地铁车辆最大允许大允许3%，并能在恶劣的环境和轨面条

25、件下保持良好的性能。，并能在恶劣的环境和轨面条件下保持良好的性能。图图28 爬坡能力的比较爬坡能力的比较5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及发展趋势2)转弯半径小转弯半径小 由于直线电机驱动方式，车由于直线电机驱动方式，车轮不再传递牵引轮不再传递牵引/制动力，所以轴制动力，所以轴箱定位结构可以大大简化，这样箱定位结构可以大大简化，这样就很容易实现结构简单的径向转就很容易实现结构简单的径向转向架，提高了车辆的曲线通过性向架，提高了车辆的曲线通过性能和运行平稳性。由于转向架具能和运行平稳性。由于转向架具有径向功能且轴距小，使地铁运有径向功能且轴距小，使地铁运营线路的最小曲线半径可低

26、到营线路的最小曲线半径可低到80m左右，传统的地铁车辆要左右，传统的地铁车辆要250m以上。以上。图图29 转弯半径的比较转弯半径的比较5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及发展趋势3)横断面结构的小型化横断面结构的小型化 由于直线电机驱动方式不需要中间传动装置，因此可以采用小的由于直线电机驱动方式不需要中间传动装置，因此可以采用小的车轮直径车轮直径610mm，传统地铁车辆为，传统地铁车辆为860mm。再者，由于不需要旋转。再者，由于不需要旋转电机的悬挂安装空间，车辆地板面可降至距轨面电机的悬挂安装空间，车辆地板面可降至距轨面700mm，传统地铁，传统地铁车辆为车辆为1100mm

27、以上。综合各项小型化措施，使该型地铁车辆的横断以上。综合各项小型化措施，使该型地铁车辆的横断面面积大大减小，与传统地铁车辆相比大约减少面面积大大减小，与传统地铁车辆相比大约减少40%。图图30 普通地铁与直线电机地铁隧道断面比较普通地铁与直线电机地铁隧道断面比较5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及发展趋势4)降低振动和噪声降低振动和噪声 直线电机驱动的地铁车辆，没有齿轮传动机构的齿直线电机驱动的地铁车辆，没有齿轮传动机构的齿合振动和噪声；合振动和噪声；车轮也不是驱动轮，没有动力轮对与钢轨蠕滑滚动车轮也不是驱动轮，没有动力轮对与钢轨蠕滑滚动产生的振动和噪声；产生的振动和噪声；径向

28、转向架良好的曲线通过性能，避免了过曲线时径向转向架良好的曲线通过性能，避免了过曲线时轮轨冲角带来的振动和噪声。所以该型地铁车辆具有振轮轨冲角带来的振动和噪声。所以该型地铁车辆具有振动小，噪声低的优点，有利于环境保护。动小，噪声低的优点，有利于环境保护。5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及发展趋势5)良好的安全性和可靠性良好的安全性和可靠性 直线电机驱动地铁车辆是典型的非黏着驱动方式，直线电机驱动地铁车辆是典型的非黏着驱动方式，牵引牵引/制动性能发挥不依赖于环境，是一种全天候的运载制动性能发挥不依赖于环境，是一种全天候的运载工具。工具。直线电机驱动的电磁力的分力是轮轨间产生一定的

29、直线电机驱动的电磁力的分力是轮轨间产生一定的附加压力，有利于提高轮轨运动的稳定性，因此其安全附加压力，有利于提高轮轨运动的稳定性，因此其安全性指标高。性指标高。取消了旋转电机驱动所必需的滚动轴承、传动齿轮，取消了旋转电机驱动所必需的滚动轴承、传动齿轮，磨损小，大大提高了车辆运行的可靠性和可维护性，维磨损小，大大提高了车辆运行的可靠性和可维护性，维修工作量较小，维护成本较低。修工作量较小，维护成本较低。5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及发展趋势6)良好的编组灵活性和运营适应性良好的编组灵活性和运营适应性 直线电机驱动的地铁车辆具有比传统车辆更强的加减直线电机驱动的地铁车辆具有比

30、传统车辆更强的加减速性能，有更高的停车位置控制精度，因此更容易实现小速性能，有更高的停车位置控制精度，因此更容易实现小编组，高密度，自动驾驶的运行模式。编组，高密度，自动驾驶的运行模式。可以以可以以26辆灵活编组，适应不同的客流量需要。辆灵活编组，适应不同的客流量需要。采用钢车轮和钢轨来支撑和引导车辆运行，所以仍可采用钢车轮和钢轨来支撑和引导车辆运行，所以仍可采用长期运用成熟的、安全可靠的轨道电路信号系统来实采用长期运用成熟的、安全可靠的轨道电路信号系统来实行对列车的信号传输，运行监控和集中调度，运营适应性行对列车的信号传输，运行监控和集中调度，运营适应性较好。较好。5.直线感应电动机应用及发

31、展趋势直线感应电动机应用及发展趋势7)低效率、低功率因数低效率、低功率因数 地铁车辆上工程应用的直线电机，由于车载定子与地地铁车辆上工程应用的直线电机，由于车载定子与地面转子是处在一个相对直线运动的弹性面转子是处在一个相对直线运动的弹性(轴箱垂向弹性定轴箱垂向弹性定位位)系统间，不可避免地会造成相互间隙变化，因此气隙系统间，不可避免地会造成相互间隙变化，因此气隙设计的不能太小，否则会导致不安全因素，一般定在设计的不能太小，否则会导致不安全因素，一般定在12mm左右。再加上直线电机是有端部的，因此漏磁场较左右。再加上直线电机是有端部的，因此漏磁场较大，机电能量转化率低，所以直线电机效率较低，一般

32、在大，机电能量转化率低，所以直线电机效率较低，一般在70%80%之间，功率因数也较低，一般在之间，功率因数也较低，一般在0.50.6之间。之间。5.直线感应电动机应用及发展趋势直线感应电动机应用及发展趋势项目MK型车辆东京大江户线广州地铁4号线极数688电压/V57011001100持续电流/A400170162峰值电流/A550210最大推力/kN18.613.2最大功率/kW187120155吸力/kN2526重量/kg64014001550长度/m2.23铁心长度/m1.952.476宽度/m0.67铁心宽度/m0.3660.3冷却方式强迫风冷自然冷却自然冷却气隙/mm1212105.2

33、 其他应用其他应用 直线电机推车机直线电机推车机 直线电机冲床直线电机冲床 直线电机电梯直线电机电梯 直线电机驱动的压缩机直线电机驱动的压缩机 数控机床数控机床 电磁炮电磁炮5.3 直线电机的发展趋势直线电机的发展趋势1）电机本体）电机本体 高精度、大容量高精度、大容量 永磁直线电机永磁直线电机 直线振荡电机直线振荡电机2）控制技术）控制技术 矢量控制技术矢量控制技术 直接转矩控制技术直接转矩控制技术 无位置传感技术无位置传感技术6.本人在直线电机方面进行的工作本人在直线电机方面进行的工作1）直线电机推车机电机）直线电机推车机电机 磁性次级，功率因数磁性次级，功率因数0.4左右；复合次级功率因

34、数左右；复合次级功率因数0.6左右。左右。Holmse直线感应电机直线感应电机可提高可提高功率因功率因数。数。6.本人在直线电机方面进行的工作本人在直线电机方面进行的工作副绕组串电容的直线感应电机副绕组串电容的直线感应电机可提高功可提高功率因数、率因数、推力、削推力、削弱谐波。弱谐波。6.本人在直线电机方面进行的工作本人在直线电机方面进行的工作2）对定、动子极距不等的同步直线电机进行分析）对定、动子极距不等的同步直线电机进行分析 上海磁悬浮线，采用同步直线电机驱动，定子为三相上海磁悬浮线，采用同步直线电机驱动，定子为三相单层集中绕组。定子极距单层集中绕组。定子极距258mm，动子极距，动子极距

35、266.5mm。定、动子极距不等，可以削弱齿槽力、削弱谐波电动定、动子极距不等，可以削弱齿槽力、削弱谐波电动势。势。6.本人在直线电机方面进行的工作本人在直线电机方面进行的工作等效绕组系数等效绕组系数3）潜油泵永磁直线电机）潜油泵永磁直线电机潜油圆筒形直线永磁同步电动机结构潜油圆筒形直线永磁同步电动机结构额定电压660V，最大推力2400kg；最大速度0.7m/s，额定效率60%，外径135mm，圆筒式结构，采用9槽/10极配合，极距21.6mm，定子齿距24mm，单元电机长度216mm。总体总体结构结构6.本人在直线电机方面进行的工作本人在直线电机方面进行的工作轴向磁体结构轴向磁体结构工字形硅钢片定子铁心结构工字形硅钢片定子铁心结构 转子转子结构结构铁心铁心结构结构6.本人在直线电机方面进行的工作本人在直线电机方面进行的工作 样机电机实物图样机电机实物图6.本人在直线电机方面进行的工作本人在直线电机方面进行的工作谢谢！