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「直線電機原理」直線電機工作原理

888集团娱乐平台:2019-07-23 11:30:05 閱讀次數:77 文章來源:888集团娱乐-首页
導讀: 直線電機不僅在結構上相當于是從旋轉電機演变而来的,而且其工作原理也与旋轉電機相似。 旋轉電機的基本工作原理 图1-9表示一台简单的二极旋轉電機。图中线圈AX、BY、CZ为定子A、
直線電機不僅在結構上相當于是從旋轉電機演变而来的,而且其工作原理也与旋轉電機相似。

 
 
旋轉電機的基本工作原理
 
旋轉電機的基本工作原理
 
图1-9表示一台简单的二极旋轉電機。图中线圈AX、BY、CZ为定子A、B、C三相绕组。当在其中通入三相对称正弦电流后,便在气隙中产生了一个磁场,这个磁场可看成沿气隙圆周呈正弦分布。当A相电流达到最大值时,B和C相电流都为负的最大值的二分之一,这时磁场波幅处于A相绕组轴线上,如图1-9a所示。经过120电角度后,B相电流达到最大值,这时C和A相都为负的最大值的二分之一,而磁场波幅转到B相绕组轴线上,如图1-9b所示。经过240电角度后,相电流达到最大值时,A和B相电流都为负的最大值的二分之一,磁场波幅又转到C相绕组轴线上,如图1-9c所示。由此可见,电流随时间变化,磁场波幅就按A、B、C相序沿圆周旋转。电流变化一个周期,磁场转过一对极。这种磁场称为旋转磁场,它的旋转速度称为同步转速,用 表示,它与电流的频率f(Hz)成正比,而与电机的极对数p成反比:

直線電機
如用表示在定子內圓表面上磁場運動的線速度,則有: 
(m/s)

式中──極距(m)
 
通過圖1-10可說明旋轉磁場對轉子的作用,爲了簡單起見,圖中鼠籠轉子只畫出了兩根導條。當氣隙中旋轉磁場以同步速旋轉時,該磁場就會切割轉子導條,而在其中感應出電動勢。電動勢的方向可按右手定則確定,示于圖中轉子導條上。由于轉子導條是通過端環短接的,因此在感應電動勢的作用下,便在轉子導條中産生電流。當不考慮電動勢和電流的相位差時,電流的方向即爲電動勢的方向。這個轉子電流與氣隙磁場相互作用便産生切向電磁力。電磁力的方向可按左手定則確定。由于轉子是個圓柱體,故轉子上每根導條的切向電磁力乘上轉子半徑,全部加起來即爲促使轉子旋轉的電磁轉矩。由此可以看出,轉子旋轉的方向與旋轉磁場的轉向是一致的。轉子的轉速用表示。在電動機運行狀態下,轉子轉速總要比同步轉速小一些,因爲一旦,轉子就和旋轉磁場相對靜止,轉子導條不切割磁場,于是感應電動勢爲零,不能産生電流和電磁轉矩。轉子轉速與同步轉速的差值經常用轉差率來表示,

直線電機的基本工作原理


将图1-10所示的旋轉電機在顶上沿径向剖开,并将圆周拉直,便成了图1-11所示的直線電機。在这台直線電機的三相绕组中通入三相对称正弦电流后,也会产生气隙磁场。当不考虑由于铁心两端开断而引起的纵向边端效应时,这个气隙磁场的的分布情况与旋轉電機的相似,即可看成沿展开的直线方向呈正弦形分布。当三相电流随时间变化时,气隙磁场将按A、B、C相序沿直线移动。这个原理与旋轉電機的相似,二者的差异是:这个磁场是平移的,而不是旋转的,因此称为行波磁场。显然,行波磁场的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面上的线速度是一样的,即为,称为同步速度,且
 
(m/s)
 
 
再來看行波磁場對次級的作用。假定次級爲柵形次級,圖1-11中僅畫出其中的一根導條。次級導條在行波磁場切割下,將感應電動勢並産生電流。而所有導條的電流和氣隙磁場相互作用便産生電磁推力。在這個電磁推力的作用下,如果初級是固定不動的,那末次級就順著行波磁場運動的方向作直線運動。若次級移動的速度用表示,轉差率用表示,則有:

在电动机运行状态下,在0与1之间。上述就是直線電機的基本工作原理.
应该指出,直線電機的次级大多采用整块金属板或复合金属板,因此并不存在明显的导条。但在分析时,不妨把整块看成是无限多的导条并列安置,这样仍可以应用上述原理进行讨论。在图1-12中,分别画出了假想导条中的感应电流及金属板内电流的分布,图中为初级铁心的叠片厚度,c为次级在长度方向伸出初级铁心的宽度,它用来作为次级感应电流的端部通路,c的大小将影响次级的电阻。旋轉電機通过对换任意两相的电源线,可以实现反向旋转。这是因为三相绕组的相序相反了,旋转磁场的转向也随之反了,使转子转向跟着反过来。同样,直線電機对换任意两相的电源线后,运动方向也会反过来,根据这一原理,可使直線電機作往复直线运动。

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