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直線電機(jī)工作原理
所謂直線電動(dòng)機(jī)就是利用電磁作用原理，將電能直接轉(zhuǎn)換直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的設(shè)備。在實(shí)際的應(yīng)用中，為了保證在整個(gè)行程之內(nèi)初級(jí)與次級(jí)之間的耦合保持不變，一般要將初級(jí)與次級(jí)制造成不同的長(zhǎng)度。直線電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)類(lèi)似，通入三相電流后，也會(huì)在氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，假如不考慮端部效應(yīng)，磁場(chǎng)在直線方向呈正弦分布，只是這個(gè)磁場(chǎng)是平移而不是旋轉(zhuǎn)的，因此稱(chēng)為行波磁場(chǎng)。行波磁場(chǎng)與次級(jí)相互作用便產(chǎn)生電磁推力，這就是直線電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的基本原理。由于直線電動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)之間存在以上對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此每種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)都有相對(duì)應(yīng)的直線電動(dòng)機(jī)，但直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式比旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)更敏捷。
2、直線電動(dòng)機(jī)按工作原理可分為：直線直流電動(dòng)機(jī)、直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線同步電動(dòng)機(jī)、直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直線壓電電動(dòng)機(jī)及直線磁阻電動(dòng)機(jī)：按結(jié)構(gòu)形式可分為平板式、U形及圓筒式。圖1-2所示的a和b分別表示了一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)扁平型直線電動(dòng)機(jī)。
直線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種演化，它可看作是將一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開(kāi)，然后將電機(jī)的圓周展成直線，如圖1-3所示。這樣就得到了由旋轉(zhuǎn)電機(jī)演化而來(lái)的最原始的直線電機(jī)。由定子演化而來(lái)的一側(cè)稱(chēng)為初級(jí)或原邊，由轉(zhuǎn)子演化而來(lái)的一側(cè)稱(chēng)為次級(jí)或副邊。
圖1-3中演化而來(lái)的直線電機(jī)，其初級(jí)和次級(jí)長(zhǎng)度是相等的，由于在運(yùn)行時(shí)初級(jí)與次級(jí)之間要作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，假如在運(yùn)
3、動(dòng)開(kāi)頭時(shí)，初級(jí)與次級(jí)正好對(duì)齊，那么在運(yùn)動(dòng)中，初級(jí)與次級(jí)之間相互耦合的部分越來(lái)越少，而不能正常運(yùn)動(dòng)。為了保證在所需的行程范圍內(nèi)，初級(jí)與次級(jí)之間的耦合能保持不變，因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是將初級(jí)與次級(jí)制造成不同的長(zhǎng)度。在直線電機(jī)制造時(shí)，既可以是初級(jí)短、次級(jí)長(zhǎng)，也可以是初級(jí)長(zhǎng)、次級(jí)短，前者稱(chēng)作短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)，后者稱(chēng)為長(zhǎng)初級(jí)短次級(jí)。但是由于短初級(jí)在制造成本上，運(yùn)行的費(fèi)用上均比短次級(jí)低得多，因此，目前除特別場(chǎng)合外，一般均采納短初級(jí)，見(jiàn)圖1-4所示。
上述介紹的直線電機(jī)稱(chēng)為扁平型直線電機(jī)，是目前應(yīng)用最廣泛的，除了上述扁平型直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式外，直線電機(jī)還可以做成圓筒型（也稱(chēng)管型）結(jié)構(gòu)，它也可以看作是由旋
4、轉(zhuǎn)電機(jī)演化過(guò)來(lái)的，其演化的過(guò)程如圖1-6所示。
旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)鋼繩、齒條、皮帶等轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，這些轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中，其噪音是不行避開(kāi)的，而直線電機(jī)是靠電磁推力驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行的，故整個(gè)裝置或系統(tǒng)噪聲很小或無(wú)噪聲，運(yùn)行環(huán)境好。
圖1-6a中表示一臺(tái)旋轉(zhuǎn)式電機(jī)以及定子繞組所構(gòu)成的磁場(chǎng)極性分布狀況，圖1-6b表示轉(zhuǎn)變?yōu)楸馄叫椭本€電機(jī)后，初級(jí)繞組所構(gòu)成的磁場(chǎng)極性分布狀況，然后將扁平型直線電機(jī)沿著和直線運(yùn)動(dòng)相垂直的方向卷接成筒形，這樣就構(gòu)成圖1-6c所示的圓筒型直線電機(jī)。
此外，直線電機(jī)還有弧型和盤(pán)型結(jié)構(gòu)。所謂弧型結(jié)構(gòu)，就是將平板型直線電機(jī)的初級(jí)沿運(yùn)動(dòng)方向改成弧型，并安放于園柱形次級(jí)的柱面外側(cè)，如圖1-7所示。
圖1-8是圓盤(pán)型直線電機(jī)，該電機(jī)把次級(jí)做成一片圓盤(pán)（銅或鋁，或銅、鋁與鐵復(fù)合），將初級(jí)放在次級(jí)圓盤(pán)靠近外緣的平面上，盤(pán)型直線電機(jī)的初級(jí)可以是雙面的，也可以是單面的?；⌒秃捅P(pán)型直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)，如圖中的箭頭所示，然而由于它們的運(yùn)行原理和設(shè)計(jì)方法與扁平型直線電機(jī)結(jié)構(gòu)相像，故仍歸入直線電機(jī)的范疇。
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直線電機(jī)工作原理
